[发明专利]一种基于FSK调制的仿鲸目whistle叫声的伪装通信信号识别方法

说明书

本发明公开一种基于FSK调制的仿鲸目whistle叫声的伪装通信信号识别方法，通过检测未知鲸目动物whistle叫声中是否存在固定的码元宽度τ；当检测出码元宽度τ之后，检测跳频值f_FSK；针对目前对仿生隐蔽水声通信信号识别技术研究较少的现状，本发明专利中找出了基于FSK调制的仿鲸目动物whistle叫声信号与真实鲸目动物whistle叫声信号存在的区别，仿whistle叫声信号存在固定的码元宽度τ和跳频值f_FSK，而真实whistle叫声信号的频率随着时间连续变化。本发明中提出的识别方法，能够有效地检测出基于FSK调制的仿鲸目动物whistle叫声的伪装通信信号中的码元宽度τ和跳频值f_FSK。

技术领域

本发明属于通信技术领域，特别是一种基于FSK调制的仿鲸目whistle叫声的伪装通信信号识别方法。

背景技术

仿生隐蔽水声通信技术是指通过仿生技术，利用或模拟海洋中广泛存在的鲸目动物叫声作为通信信号，当仿生通信信号被敌方探测到时，会被当作真实的鲸目叫声而被忽略，从而达到隐蔽通信的目的。在军事上，使用仿生隐蔽水声通信技术对保障信息安全传输，保护水下目标安全具有重要意义。一种基于FSK调制的仿鲸目whistle叫声的伪装通信方法被提出[1]，其将真实鲸目动物whistle叫声时频谱轮廓按固定的时间宽度进行分段，每一个分段即为一个码元，再对每个码元上的时频谱加减固定的频率跳变值来生成FSK信号，使用FSK信号模拟鲸目动物whistle叫声，进而实现伪装隐蔽通信的目的。这种方法产生的仿鲸目whistle叫声与真实的whistle叫声差别很小，当我方截取到未知的鲸目动物whistle叫声信号难以判断是真实的whistle叫声信号还是经FSK调制携带通信信息的伪装隐蔽通信信号，以致将其当作背景噪声过滤。

同时，目前对仿生隐蔽水声通信信号识别技术研究较少。传统的通信信号识别方法，最大似然比假设检验方法和基于特征提取的模式识别方法，在未知原始鲸/海豚叫声的前提下，不能对基于FSK调制的仿鲸目whistle叫声的伪装通信信号进行识别。因此亟需提出针对基于FSK调制的仿鲸目whistle叫声的伪装通信信号的识别方法，确保我方水下军事安全。

针对基于FSK调制的仿鲸目whistle叫声的伪装通信方法[1]，本专利提出一种识别方法，通过检测识别未知鲸目动物whistle叫声信号时频谱中是否存在固定的时间长度值和固定的频率跳变值，来实现对基于FSK调制的仿鲸目whistle叫声的伪装通信信号的识别。

参考文献：

[1]Jongmin Ahn1,Honjun Lee1,Y ongchul Kim1.Biomimetic FSK UnderwaterCommunications using Dolphin Whistle[A].Proceedings of Symposium onUltrasonic Electronics[C].JAPAN:Doshisha University,2018.

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种基于FSK调制的仿鲸目whistle叫声的伪装通信信号识别方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于FSK调制的仿鲸目whistle叫声的伪装通信信号识别方法，包括以下步骤：

(1)检测未知鲸目动物whistle叫声中是否存在固定的码元宽度τ；具体如下：

(101)截获一段时长为T_r(0.5s≤T_r≤30s)的未知鲸目动物whistle叫声信号，并利用短时傅里叶变换(Short Time Fourier Transform，STFT)对截取到的未知鲸目动物whistle叫声信号进行处理得到时频谱图；