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申请/专利权人：哈尔滨工程大学

摘要：本发明基于相移键控的仿海豚哨声水声通信方法属于仿生伪装水声通信领域；首先从采集到的海豚哨声信号中通过谱轮廓提取技术提取出所需要的海豚哨声谱轮廓，对海豚哨声谱轮廓进行建模，然后将二进制基带信号映射到BPSK调制序列上与海豚哨声时域信号相干相乘获得仿生通信信号；接收端采用海豚哨叫声自同步算法，对仿生通信信号先进行多普勒估计与补偿，后提出基于自适应快速横向最小二乘算法时域滤波与内嵌锁相环的判决反馈均衡器相结合的仿生通信信道均衡算法，抑制水声信道多途扩展带来的码间干扰，数字锁相环有效跟踪仿生通信的哨声信号的相位变化，获得了较好的解码性能，不仅实现了300bps的深海通信能力，而且仿生效果好，隐蔽性强。

主权项：1.基于相移键控的仿海豚哨声水声通信方法，其特征在于，包括以下步骤：发送端：步骤a1、利用海豚哨声谱轮廓提取算法提取得到干净的海豚哨声信号，并对海豚哨声信号进行建模，得到海豚哨声信号的时域表达式swhistlen，其中，n表示时间序列中的采样点索引；步骤a2、确定通信速率，选择码元宽度NC，以及每个哨声Nw调制的bit数；步骤a3、采用初始相位0和π分别表示二进制0和二进制1，将每个哨声调制的数字信息进行极性转换，得到数字基带信号ckn；步骤a4、为保证良好的仿生效果，对步骤a3得到的数字基带信号ckn进行加窗wwinn，让信号的跳变点平滑过渡，得到加窗基带信号sBPSKn； 其中，整个窗口长度由具有周期的相移余弦的段组成，设置会生成一个Tukey窗口r为窗函数的衰减因子，窗函数表示为： 步骤a5、将步骤a4得到的加窗基带信号sBPSKn与步骤a1得到的海豚哨声时域信号swhistlen进行相干相乘，获得经过二进制相移键控调制后的仿海豚哨声水声通信信号：ssyntheticn＝sBPSKn×swhistlen步骤a6、重复步骤a2至步骤a5，对仿生通信信号进行信息调制，在仿生通信信号之前和最后添加步骤a1得到的海豚哨声信号swhistlen，并在每个哨声之间插入零序列，形成保护间隔，最终形成仿生通信信号：xn＝[swhistlen,0n,ssynthetic1n,0n,ssynthetic2n,...,0n,swhistlen]步骤a7、将步骤a6得到的仿生通信信号xn送入功率放大器，再经过水声换能器电声转换后，进入水声信道；接收端：步骤b1、接收水听器收到来自水声信道的仿海豚哨声水声通信信号；步骤b2、利用步骤a1得到的海豚哨声信号swhistlen对接收到的信号进行同步与仿生通信信号提取；步骤b3、利用发射信号数据帧长度与接收信号数据帧长度之差来计算平均多普勒频移，并实现多普勒补偿；步骤b4、经过水声信道的同步哨声rsy-whistlen作为FTRLS自适应滤波器的信号输入，本地原始同步信号swhistlen作为FTRLS自适应滤波器的期望信号，自适应滤波器阶数为M，计算自适应滤波器系数wLR-Fm；对接收到携带通信信息的合成哨声信号rsyntheticn进行快速横向递归最小二乘FTRLS自适应滤波，经过FTRLS自适应滤波器输出信号rFiltern：rFiltern＝rsyntheticn*wLR-Fm步骤b5、将步骤b4得到的仿生通信信号与步骤1海豚哨声信号想干相乘，再经过低通滤波器得到二进制相移键控基带信号rdemn： rBPSKn＝LPF[rdemn]步骤b6、对步骤b5得到的二进制相移键控基带信号rdemn进行抽样，再采用经典内嵌二阶锁相环的判决反馈均衡器进行非线性均衡，输出信号为即为解调后的双极性码序列；步骤b7、对步骤b6得到的双极性码序列再通过极性转换为二进制信息序列实现信息解码；步骤b8、重复步骤b4至步骤b7，获得所有哨声携带的全部信息。

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权利要求：

百度查询： 哈尔滨工程大学 基于相移键控的仿海豚哨声水声通信方法