[发明专利]利用长肢领航鲸叫声谐波数量进行编码的通信方法及装置

说明书

本发明属于通信技术领域，为提高水声通信的隐蔽性。为此，本发明采用的技术方案是，利用长肢领航鲸叫声谐波数量进行编码的通信装置，包括鲸叫声波形存储器、鲸叫声分组器，通信参数设置器、通信编码器、换能器、水听器、通信解码器和输出器构成，在发送端，鲸叫声波形存储器、鲸叫声分组器，通信编码器、换能器依次相连，通信编码器还与通信参数设置器相连；在接收端，水听器、通信解码器和输出器依次相连。本发明主要应用于水下通信场合。

技术领域

本发明属于通信技术领域，特别是一种利用长肢领航鲸叫声谐波数量进行编码的隐蔽通信方法及装置。

背景技术

水下隐蔽声波通信在军事应用中具有非常重要的作用。水下声波通信设备在进行通信时，必须向水中发射出声波信号，以传递通信信号给通信接收方。由于水下声波通信设备必须向水中发射出声波信号，而这些声波信号很容易被敌人的侦查系统探测和识别，所以水下隐蔽声波通信设备的隐蔽性与水下隐蔽声波通信设备所发出的声波信号有直接的关系。为了提高水声通信的隐蔽性，传统方法一般采用频率在跳变的线性调频信号作为载频波形来增加敌人的侦查系统解码通信信息的难度，但是，由于线性调频信号具有非常明显的特征，如它的频率线性变化、它的功率谱为矩形等，所以很容易引起敌人侦查系统的注意，一旦敌人的侦查系统注意到了这些信息，就能利用这些线性调频信号对水下声波通信设备进行定位或是摧毁。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明旨在提高水声通信的隐蔽性。为此，本发明采用的技术方案是，利用长肢领航鲸叫声谐波数量进行编码的通信方法，从长肢领航鲸的叫声中，找出M个叫声，且M＝2N，M、N为正整数，利用M个不同的叫声编码N个比特的二进制数据，实现通信。

具体地：从M个不同的叫声中任意取出2N-n个叫声分为一组，n为一个小于N且大于零的整数，并将该组叫声命名为GN-n；

根据N-n的大小，选用对应的叫声分组GN-n，并让每一个叫声携带不同的N-n个比特通信信息，将通信过程中，每两个相邻叫声之间的时间间隔设置为T，并按照进行发送。

在接收端，对接收到的信号进行归一化的短时能量谱计算，通过设定一个合适的阈值TV1，去检测和定位每个叫声在所接收信号时间序列中的位置和持续时间长度；其中阈值TV1的取值范围为0.01<TV1<0.8；接下来，根据每个叫声的位置、持续时间长度和时频图谱去搜索该叫声中时频图谱所包含主波和谐波的数量，计算出该叫声所对应的主波与谐波数量之和的值，根据主波与谐波数量之和的值解码出该叫声所携带的通信信息。