【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无线通信领域，特别是在需要以高隐蔽性进行通信的场景下的一种无线通信方法及装置，是一种将通信信息编码到动物的叫声中，进行声波伪装隐蔽通信的方法。
技术介绍
1、得益于在通信速率和通信距离上的优势，无线电通信在军事等领域被广泛应用，但目前无线电干扰手段已经相当成熟。在此背景下，一旦无线电通信被敌方恶意干扰或因监听等原因被迫静默，己方将因失去通信手段而陷入被动境地。因此不依赖于电磁波且具有隐蔽性的仿生伪装隐蔽通信方法被提出，以满足丛林战场等环境下的隐蔽通信需求。现有的仿生伪装隐蔽通信一般选取某种特定仿生对象，利用其叫声作为通信载波，将通信信息编码到仿生对象的叫声中。
2、中国专利申请空开号cn110545124a，公开日2019年12月6日，专利技术创造了一种基于蟋蟀叫声的伪装隐蔽通信结构及方法，将两个没有时间间隔的蟋蟀短脉冲作为同步码，将单个蟋蟀叫声短脉冲作为信息码，实现时延差编码。其不足之处在于：(1)在真实的丛林等环境中往往同时存在多种动物叫声，使用单一的仿生对象进行伪装隐蔽通信时会降低通信信号与周围环境的匹配度，引起对抗方怀疑。(2)各个通信帧中的信息码数目固定，人造特征明显，隐蔽性不足；(3)所采用的帧头为蟋蟀叫声，在解码时使用短时能量特征进行帧同步的精度较低。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足，主要解决的技术问题是：(1)克服现有隐蔽通信技术中使用单一仿生对象叫声作为通信载波时与周围环境匹配能力差，容易暴露的缺点，提出一种
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
3、一种多种动物叫声混合及混沌变帧长编码的伪装通信方法，包括：
4、s1.挑选通信环境中叫声声源级高、小体积的部分动物作为主仿生对象，将其叫声脉冲用于构建信息码元库；
5、s2.挑选环境中叫声脉冲自相关函数峰尖锐且与其余叫声脉冲归一化互相关函数峰值低于归一化自相关函数峰值三分之一的动物作为次仿生对象，并将这些叫声脉冲用于构建同步码元库；
6、s3.根据选用的主仿生对象真实叫声脉冲序列的统计规律以及通信速率的需求，确定最小时延差tr和每个时延差编码的比特位数n的值；
7、s4.根据通信发送方和接收方约定的混沌序列初始值x0产生混沌序列，根据主仿生对象真实叫声脉冲序列的统计规律建立混沌序列中各个值xi与各通信帧中信息码元数量ki之间的映射规则ki＝f(xi)，i为通信帧的序号，根据此映射规则确定各个通信帧中的信息码元数量ki；
8、s5.将待发送的通信信息按每组nbit分组，组号分别记为g1、g2、g3…gx，x为分组总数；
9、s6.计算各组待发送通信信息对应的τ值，计算公式为τ＝(m+1/2)tr，其中τ为相邻叫声脉冲之间的时间间隔，m为与各组待发送通信信息的n位二进制数在数值上相等的十进制数；
10、s7.对待发送通信信息进行编码得到一个通信脉冲序列；
11、s8.通过换能器向外发射已编码的通信脉冲序列，接收装置收到相应的通信信号后进行滤波处理，之后对通信信号进行解码，最终得到完整的通信信息。
12、进一步的，利用时延差编码通信信息，时延差的编码原则为：当τk满足m·tr＜τk＜(m+1)·tr时，τk表示的数字量信息为在数值上与m相等的n位二进制数，其中m为小于2n的正整数，tr为最小时延差；两个通信帧之间的时间间隔τp不用于编码通信信息，tr和τk符合主仿生对象真实叫声脉冲序列的统计规律。
13、进一步的，步骤s7具体如下：
14、s701.从同步码元库中随机挑选一个同步码作为通信帧的帧头，经过g1对应的时间τ后，插入一个信息码，信息码从信息码元库中随机选取，再经过g2对应的时间τ后插入下一个信息码；以此规则按顺序对待发送通信信息进行编码，直至对应通信帧中的信息码数量达到混沌序列的指示值，完成一帧通信信号的编码；其中一个通信帧由一个作为帧头的同步码和若干个信息码构成，同步码和信息码均为真实动物叫声脉冲；
15、s702.经过时间τp后插入一个同步码作为新的一帧通信信号的帧头，再按上一步的编码规则继续对待发送通信信息进行编码，如此循环直到所有待发送通信信息都完成编码，得到一个通信脉冲序列，τp符合主仿生对象真实叫声脉冲序列的统计规律。
16、进一步的，步骤s8具体如下：
17、s801.利用谱减法和固定滤波器滤除接收装置所接收的通信信号在传输过程中引入的环境噪声；
18、s802.计算通信信号的短时能量谱，通过设定能量阈值et实现端点检测，区分通信信号中的无声段和有声段，提取出包含同步码和信息码在内的各个叫声脉冲；计算通信信号的短时能量谱，定义t时刻通信信号的短时能量e(t)为：
19、
20、式中x(k)为通信脉冲序列，k为采样点，win为帧长，inc为帧移。
21、s803.计算通信信号中各个叫声脉冲与同步码元库中各个叫声脉冲的归一化互相关函数最大值，当出现一个尖锐的峰值时，表明当前叫声脉冲是同步码，否则是信息码，根据同步码的位置进行定位并分割通信信号中的各个通信帧；
22、s804.以第i帧为例，在前两步确定同步码和信息码的位置后，依次计算该帧中的各个叫声脉冲之间的时间间隔并根据编码规则进行解码，得到这一帧的通信信息，其中ki表示当前帧的信息码数目，由混沌序列按照映射规则f:ki＝f(xi)所指定，i表示当前帧为第i帧；
23、s805.依据得到的时间间隔依次对各帧信号进行解码，最终得到完整的通信信息。
24、本专利技术还提供一种基于多种动物叫声混合及混沌变帧长编码的伪装通信装置，包括：
25、信息码元库构建单元，用于挑选通信环境中叫声声源级高、小体积的部分动物作为主仿生对象，并将其叫声脉冲构建信息码元库；
26、同步码元库构建单元，用于挑选环境中叫声脉冲自相关函数峰尖锐且与其余叫声脉冲归一化互相关函数峰值低于归一化自相关函数峰值三分之一的动物作为次仿生对象，并将这些叫声脉冲构建同步码元库；
27、设定单元，用于根据选用的主仿生对象真实叫声序列的统计规律以及通信速率的需求，确定最小时延差tr和每个时延差编码信息比特数n的值；并根据通信发送方和接收方约定的混沌序列初始值x0产生混沌序列，根据混沌序列按照映射规则f:本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多种动物叫声混合及混沌变帧长编码的伪装通信方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述一种多种动物叫声混合及混沌变帧长编码的伪装通信方法，其特征在于，利用时延差编码通信信息，时延差的编码原则为：当τk满足m·TR＜τk＜(m+1)·TR时，τk表示的数字量信息为在数值上与m相等的n位二进制数，其中m为小于2n的正整数，TR为最小时延差；两个通信帧之间的时间间隔τp不用于编码通信信息，TR和τk符合主仿生对象真实叫声脉冲序列的统计规律。
3.根据权利要求1所述一种多种动物叫声混合及混沌变帧长编码的伪装通信方法，其特征在于，步骤S7具体如下：
4.根据权利要求1所述一种多种动物叫声混合及混沌变帧长编码的伪装通信方法，其特征在于，步骤S8具体如下：
5.一种基于多种动物叫声混合及混沌变帧长编码的伪装通信装置，其特征在于，包括：
6.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至4任一项所述多种动物叫声混合及混沌变帧长编码的伪装通信
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4任一项所述多种动物叫声混合及混沌变帧长编码的伪装通信方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种多种动物叫声混合及混沌变帧长编码的伪装通信方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述一种多种动物叫声混合及混沌变帧长编码的伪装通信方法，其特征在于，利用时延差编码通信信息，时延差的编码原则为：当τk满足m·tr＜τk＜(m+1)·tr时，τk表示的数字量信息为在数值上与m相等的n位二进制数，其中m为小于2n的正整数，tr为最小时延差；两个通信帧之间的时间间隔τp不用于编码通信信息，tr和τk符合主仿生对象真实叫声脉冲序列的统计规律。
3.根据权利要求1所述一种多种动物叫声混合及混沌变帧长编码的伪装通信方法，其特征在于，步骤s7具体如下：
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【专利技术属性】
技术研发人员：蒋佳佳，郭同同，杨绪宝，李卓尘，姚庆旺，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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