[发明专利]一种强抗干扰水下通信方法和接收端

权利要求书

1.一种强抗干扰水下通信方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1.发射端使用N个观测信号分别对原始信源进行观测，得到N个观测结果，将N个观测结果调制为N个低频声音信号，将这N个低频声音信号顺序发射；

S2.低频声音信号通过水介质传输；

S3.接收端接收到N个低频声音信号后，将N个低频声音信号与N个观测信号进行关联运算，得到原始信源；

所述发射端与接收端共用N个与原始信源长度相同的观测信号；

步骤S1中，待传递信号为T，用随机信号I对待传递信号T进行第n次观测时，得到观测结果

其中，I(i)表示第i个观测信号，i＝1,…,n，n＝1,…,N，N表示观测次数；

步骤S3中，将N个低频声音信号Bⁿ与N个观测信号进行关联运算，得到原始信源，具体如下：

其中，表示第n个观测信号，·_N表示对·中N个值取和求平均。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，在关联运算前，对接收到的N个低频声音信号进行采集降噪，具体方式如下：

对接收到的N个低频声音信号分别进行卷积运算，得到N个卷积结果；将N个卷积结果输入至全连接神经网络进行特征提取，得到信号的特征频率和周期；抑制接收到的N个低频声音信号中特征频率以外的频率，得到粗降噪后的N个低频声音信号；

和/或，

在关联运算后，对关联运算结果进行恢复降噪，具体方式如下：

采用尺度为信号周期的卷积窗，对关联运算结果进行卷积，并在卷积过程中选取卷积窗内第三个和第四个极大值的峰值作为对应卷积窗的权重因子；权重因子乘以卷积窗对应的信号，实现信号重构。

3.一种强抗干扰水下通信接收端，其特征在于，所述接收端包括接收模块和关联运算模块；

接收模块，用于接收发射端通过水介质传输的低频声音信号；

关联运算模块，用于在接收模块接收到N个低频声音信号后，将N个低频声音信号与N个观测信号进行关联运算，得到原始信源；

接收端与发射端共用N个与原始信源长度相同的观测信号；所述发射端包括观测模块、调制模块和发送模块，所述观测模块，用于使用N个观测信号分别对原始信源进行观测，得到N个观测结果；所述调制模块，用于将N个观测结果调制为N个低频声音信号；所述发送模块，用于将这N个低频声音信号通过水介质顺序发射给接收端；

所述观测模块通过以下方式实现观测：

待传递信号为T，用随机信号I对待传递信号T进行第n次观测时，得到观测结果

其中，I(i)表示第i个观测信号，i＝1,…,n，n＝1,…,N，N表示观测次数；

所述关联运算模块通过以下方式实现关联运算：

其中，表示第n个观测信号，Bⁿ为接收端第n次接收到的信号，·_N表示对·中N个值取和求平均。

4.如权利要求3所述的接收端，其特征在于，所述接收端还包括第一降噪模块和第二降噪模块；

所述第一降噪模块用于在关联运算前，对接收到的N个低频声音信号进行采集降噪，具体方式如下：

对接收到的N个低频声音信号分别进行卷积运算，得到N个卷积结果；将N个卷积结果输入至全连接神经网络进行特征提取，得到信号的特征频率和周期；抑制接收到的N个低频声音信号中特征频率以外的频率，得到粗降噪后的N个低频声音信号；

第二降噪模块用于在关联运算后，对关联运算结果进行恢复降噪，具体方式如下：

采用尺度为信号周期的卷积窗，对关联运算结果进行卷积，并在卷积过程中选取卷积窗内第三个和第四个极大值的峰值作为对应卷积窗的权重因子；权重因子乘以卷积窗对应的信号，实现信号重构。