【技术实现步骤摘要】
基于分段时频轮廓时延调制的仿鲸目哨声通信方法
本专利技术属于通信
，具体是水声隐蔽通信
，涉及一种基于分段时频轮廓时延调制的仿鲸目哨声通信方法。
技术介绍
传统陆地通信一般采用电磁波作为信息的载体，但是电磁波在水下环境衰耗很大，无法进行长距离通信，不适合作为水下通信的信息载体。在水下通信与定位中，常采用声音作为承载信息的载体。然而，由于水声通信信道的开放性和不可靠性，使得水声通信容易被窃听者截获，甚至遭到各种攻击。因此，如何保证通信的隐蔽性和安全性成为了水声通信中需要考虑的问题。目前，隐蔽水声通信的研究大致可以分为三类：低检测概率通信、低识别概率通信和低截获概率通信。低检测概率通信是通过降低通信信号的发送功率，或者扩展信号的频谱，把信号隐藏在环境的背景噪声中，使窃听者难以侦测到通信信号，进而实现提高水声通信隐蔽性的目的，这是一种主动隐蔽的方法。低识别概率通信是利用海洋环境中的背景噪声，或是模拟背景噪声，将所需传输的信息加载到上述信号上，使通信信号被窃听者误判成环境背景噪声而过滤掉，达到隐蔽水声通信的目的，...
【技术保护点】
1.基于分段时频轮廓时延调制的仿鲸目哨声通信方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤(1)对选取的鲸目动物哨声信号提取时频轮廓f
【技术特征摘要】
1.基于分段时频轮廓时延调制的仿鲸目哨声通信方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)对选取的鲸目动物哨声信号提取时频轮廓fwhistle[n]；
步骤(2)对原始数据集a＝{a1,a2,…,aP}预编码，ap为a中第p个数据，p＝1,2,…,P，P为原始数据集长度；根据需要调制的阶数M对原始数据预编码，得到一组M进制预编码数据集b＝{b1,b2,…,bK}；
将原始哨声信号的时频轮廓均匀划分为K段，形成K个不同的码元信号，每个码元信号的时长Tsym＝Twhistle/K，Twhistle表示整个哨声信号的持续时间；
步骤(3)在发送端，基于时延对预编码数据集b进行仿生调制：
(3-1)时延计算：将每个码元信号的时频轮廓进一步划分为M个时延子段，每个时延子段的持续时间为T0＝Tsym/M；预编码数据集b＝{b1,b2,…,bK}中每个数据bk分别对应M个不同大小时延中的一个，k＝1,2,…,K，数据bk的时延τk＝bkT0；
(3-2)频率搬移：在原始哨声信号时频轮廓的基础上对频率进行搬移，使对应时延段的频率偏离原始的时频轮廓；对第k个码元，将时延τk开始的时频轮廓子段整体进行频移，得到调制后的频率其中，Δf表示频率的偏移量；
(3-3)合成仿生调制信号其中，A[n]表示哨声信号随时间变化的包络大小，fs表示信号的采样率，q表示q时刻；
步骤(4)将选取的鲸目动物的原始哨声信号swhistle[n]作为同步信号，在同步信号和仿生调制信号之间插入时长Tprotect的保护间隔，满足其中，Smax表示能够到达接收端的最长多径信号的传播距离，S0表示直达路径信号的传播距离，v表示水中的有效声速；同步信号、保护时间间隔、仿生调制信号组成仿生通信发送帧信号；
步骤(5)将仿生通信发送帧信号通过发送换能器发射，经过水声信道h[n]后，在接收换能器中接收；
步骤(6)在接收端，对接收信号进行信号同步和信道均衡；
(6-1)信号同步：将接收的仿生通信信号与本地原始哨声信号进行相关，将相关峰开始时刻加上同步信号和保护间隔的持续时间，得到仿生调制信号的开始时刻；
(6-2)信道均衡：使用虚拟时间反转镜技术对水声信道进行均衡：同步信号swhistle[n]经过水声信道以后变成s′whistle[n]，首先将接收的同步信号s′whistle[n]与本地原始哨声信号swhistle[n]进行拷贝相关，得到信道估计的结果然后根据估计出的结果对信道进行均衡，得到均衡后的仿生调制信号其中，rTD[n]表示接收到的仿生调制信号，δ[n]表示环境噪声信号，h′[n]表示虚拟时间反转信道，*表示卷积运算；
步骤(7)基于每段码元信号中的时延对预编码数据集b进行解调：
(7-1)将均衡后的仿生调制信号均匀划分，得到K段码元信号，第k段调制码元信号其中，B[n]表示调制码元信号随时间变化的包络，相应的原始哨声信号<...
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