[发明专利]一种伪装声通信的调制与解调方法

说明书

本发明涉及一种伪装声通信的调制方法，包括：对载体音频信号进行分帧处理，得到多帧数据；对各帧数据做DFT变换，得到频谱系数；结合扩频码对频谱系数做扩频调制，得到扩频调制后的频谱系数；对扩频调制后的频谱系数通过IDFT变换到时域，然后再做加窗处理，最后按分帧规则重新组合每帧时域信号，合成携带信息的音频信号后发射。本发明还涉及一种伪装声通信的解调方法，包括：接收端对所接收的信号进行采样，然后对采样所得到的信号进行时间同步与信道均衡；截取含有信息的数据片段，然后进行分帧；对分帧后所得到的各帧信号做DFT变换，得到各帧信号的频谱系数；用扩频码与频谱系数作相关处理，得到相关解码结果。

技术领域

本发明涉及声通信领域，特别涉及一种伪装声通信的调制与解调方法。

背景技术

在水下声信道中，声通信能够实现潜艇、AUV/UUV、水下通信网络设备等水下节点之间以及与水面舰船与水下节点设备之间的通信。然而声波在水中具有开放性，传统隐蔽水下声通信方法大多采用降低发射信号功率并将通信信号设计为类似噪声形式，但若截获设备距离声源小于一定的距离，声源仍将暴露，该方法将失去隐蔽性。

在空气声信道中，以信息隐藏方式在载体音频信号中传递信息可以实现音乐/影视作品版权保护、广播监控、拷贝控制等，然而现有信息隐藏方法存在可靠性差、信息容量小、抗多径信道干扰性能差的缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有信息隐藏方法存在可靠性差、信息容量小、抗多径信道干扰性能差的缺点，从而提供一种通信隐蔽性高、抗信道干扰能力强的调制与解调方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种伪装声通信的调制方法，包括：

步骤101、对载体音频信号进行分帧处理，得到多帧数据；

步骤102、对步骤101所得到的各帧数据做DFT变换，得到频谱系数；

步骤103、结合扩频码对步骤102得到的频谱系数做扩频调制，得到扩频调制后的频谱系数；

步骤104、对步骤103得到的扩频调制后的频谱系数通过IDFT变换到时域，然后再做加窗处理，最后按分帧规则重新组合每帧时域信号，合成携带信息的音频信号后发射。

上述技术方案中，在步骤101中，采用重叠分帧的方式或无重叠分帧的方式对载体音频信号进行分帧处理。

上述技术方案中，在步骤103中，采用调幅或调相的方式对频谱系数做扩频调制。

上述技术方案中，采用调幅的方式对频谱系数做扩频调制，其表达式为：

或Y_i(k)＝X_i(k)·(1+b_i·δ_i(k)·ω(k))；

其中，Y_i(k)为扩频调制后的频谱系数；X_i(k)为扩频调制前的频谱系数；δ_i(k)表示调幅因子，用来度量Y_i(k)相比X_i(k)幅度的改变量；ω(k)表示扩频码；b_i∈{±1}表示第i帧数据携带的信息。

上述技术方案中，采用调相的方式对频谱系数做扩频调制，其表达式为：

其中，Y_i(k)为扩频调制后的频谱系数；X_i(k)为扩频调制前的频谱系数；λ_i(k)表示调相因子，用来度量Y_i(k)相比X_i(k)相位的改变量；ω(k)表示扩频码。

本发明还提供了一种伪装声通信的解调方法，用于对伪装声通信的调制方法所生成的信号进行解调；该方法包括：