[发明专利]利用鲸/海豚叫声脉冲数量差异进行编解码的通信方法

说明书

本发明公开了一种利用鲸/海豚click叫声数量差异进行编解码的通信方法，包括：根据click叫声脉冲之间的时延差满足的预设条件，解码出通信信息；发射平台：对代表N bit信息的M组click叫声脉冲串及click叫声脉冲时延差τ_d进行编码，对通信码元时间间隔设置器设定的时间间隔进行识别，对相邻click叫声脉冲串之间的时间间隔进行设置，将编码后的通信信息通过水声换能器转换成声波信号发送；接收平台：对接收到的声波信号进行归一化的短时能量谱计算，检测和定位每个click叫声脉冲在所接收信号中的位置和持续时间长度，click叫声脉冲串识别器根据通信编码中设定的相邻click叫声脉冲串之间的时间间隔的原则，识别提取出每个click叫声脉冲串，将其送入通信解码器，解调出每个click叫声脉冲串包含的click叫声脉冲串数及click叫声脉冲之间的时延差，解码出通信信息。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种利用鲸/海豚叫声脉冲数量差异进行编解码的通信方法。

背景技术

水声通信技术作为水下最有效的通信手段，凭借其通信距离远、技术相对成熟等优势，已成为水下作战平台间通信和信息共享的最主要通信手段，获得了极大的重视和发展，特别是水声通信的隐蔽性一直以来在水下国防军事通信中发挥着举足轻重的作用。提高水声通信的隐蔽性，可以保证通信信号不被敌方检测拦截，使水下信息安全传输，同时保证水下通信平台的位置不被暴露，对水下信息安全具有重要意义。

针对水声隐蔽通信技术，传统方法一般采用跳频、跳时等技术去不断改变传统人造通信信号的参数，或是通过降低声音信号的信噪比使传统人造通信信号隐藏在海洋背景噪声中，但是这些通信信号在时域，频域和时频域都具有非常明显的特征，很容易被敌方所侦察，对其进行定位和摧毁。

发明内容

本发明提供了一种利用鲸/海豚叫声脉冲数量差异进行编解码的通信方法，本发明基于鲸/海豚click叫声脉冲的多样性，解决了传统水声隐蔽通信方法中人造通信信号特征明显且易被敌方识别的问题，详见下文描述：

一种利用鲸/海豚click叫声数量差异进行编解码的通信方法，所述方法包括：

在通信接收端对接收到的信号进行归一化的短时能量谱计算，根据短时能量谱计算结果获取每个click叫声脉冲串中包含的click叫声脉冲数量，根据click叫声脉冲之间的时延差满足的预设条件，解码出通信信息；

通信发射平台的实现：对代表Nbit信息的M组click叫声脉冲串及click叫声脉冲时延差τ_d进行编码，对通信码元时间间隔设置器设定的时间间隔进行识别，对相邻click叫声脉冲串之间的时间间隔进行设置，将编码后的通信信息通过水声换能器转换成声波信号发送；

通信接收平台的实现：对接收到的声波信号进行归一化的短时能量谱计算，检测和定位每个click叫声脉冲在所接收信号中的位置和持续时间长度，click叫声脉冲串识别器根据通信编码中设定的相邻click叫声脉冲串之间的时间间隔T＞τ_dmax的原则，识别提取出每个click叫声脉冲串，并将其送入通信解码器，解调出每个click叫声脉冲串包含的click叫声脉冲串数m及click叫声脉冲之间的时延差，解码出通信信息。

其中，所述方法还包括：根据鲸/海豚叫声特点和发声规律设计通信编码。

进一步地，所述根据鲸/海豚叫声特点和发声规律设计通信编码具体为：

对M+1个click叫声脉冲进行增益调节并归一化能量，保证每个click叫声脉冲的能量大于设定的能量阈值E_d；

M+1个click叫声脉冲分成M组click叫声脉冲串，设置每组中至少包含2个click叫声脉冲，

M组click叫声脉冲串编码N1 bit的二进制数据，按照含有click叫声脉冲的数量大小进行顺序编码；