CN108039916B - 以脉冲的出现作为编码跳变的时间差通信编码方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无线通信技术领域，为提出一种以脉冲的出现作为编码跳变的时间差通信编码方法及装置，携带隐蔽的通信信息，实现水下的隐蔽通信。为此，本发明采用的技术方案是，以脉冲的出现作为编码跳变的时间差通信编码方法及装置，包括通信发送端、通信接收端，通信发送端包括通信参数设置器、通信编码器、脉冲库、换能器；通信接收端包括脉冲短时能量计算器、通信解码器、水听器；使用两个脉冲之间时间差的长度TE编码通信二进制数，使用脉冲的出现与否指示二进制数的变化。本发明主要应用于无线通信场合。

Description

以脉冲的出现作为编码跳变的时间差通信编码方法及装置
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，具体讲,涉及以脉冲的出现作为编码跳变的时间差通信编码方法及装置。
背景技术
水声通信在海洋技术中起着至关重要的作用。本发明提出了一种以脉冲的出现作为编码跳变的时间差通信编码方法及装置。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明旨在提出一种以脉冲的出现作为编码跳变的时间差通信编码方法及装置，携带隐蔽的通信信息，实现水下的隐蔽通信。为此，本发明采用的技术方案是，以脉冲的出现作为编码跳变的时间差通信编码方法，使用两个脉冲之间时间差的长度TE编码通信二进制数，使用脉冲的出现与否指示二进制数的变化：
如果某一个脉冲Pi出现时，i代表每个脉冲的编号且i为正整数，其前一个二进制数为“0”，则脉冲Pi出现后的后一个二进制数为“1”，与此同时，脉冲Pi与其后相邻的脉冲Pi+1之间的二进制数恒为“1”，且脉冲Pi与其后相邻的脉冲Pi+1之间的二进制数的bit数与脉冲Pi与其后相邻的脉冲Pi+1之间时间差有关，如果脉冲Pi与其后相邻的脉冲Pi+1之间时间差为NT，则脉冲Pi与其后相邻的脉冲Pi+1之间的二进制数的bit数就为Nbit,其中T表示1bit二进制数对应的编码时间差长度，N为脉冲个数；
如果某一个脉冲Pi出现时，其前一个二进制数为“1”，则脉冲Pi出现后的后一个二进制数为“0”，与此同时，脉冲Pi与其后相邻的脉冲Pi+1之间的二进制数恒为“0”，且脉冲Pi与其后相邻的脉冲Pi+1之间的二进制数的bit数与脉冲Pi与其后相邻的脉冲Pi+1之间时间差有关，如果脉冲Pi与其后相邻的脉冲Pi+1之间时间差为NT，则脉冲Pi与其后相邻的脉冲Pi+1之间的二进制数的bit数就为Nbit,其中T表示1bit二进制数对应的编码时间差长度；
进一步地，由于每个脉冲的出现与否，代表二进制数的变化；也就是说每个脉冲的出现代表它的后一个二进制数可能为“1”，也可能为“0”；为了保证在通信接收端能正确解码出二进制数，所以就要求通信发送端与通信接收端事先明确如下的初始条件：通信发送端第一个最开始发送的脉冲P1后面的第一个二进制数是“1”还是“0”，一旦这个初始条件在通信发送端与通信接收端之间明确了，那么通信接收端就能很容易地根据初始条件、脉冲数据、脉冲之间的时间差，对接收到的通信信息进行解码。
进一步地，在通信接收端，通过短时能量谱来确定每一个脉冲被接收到的时刻以及每两个脉冲之间的时间差。
通信发送端的处理过程：
首先，通信参数设置器对初始条件进行设置，也就是明确通信发送端第一个最开始发送的脉冲P1后面的第一个二进制数是“1”还是“0”，同时，明确每一个bit二进制数的编码时间长度T，再同时，明确需要使用哪一个或哪些脉冲来指示二进制数的变化；然后，将这三个参数传输给通信编码器；
然后，通信编码器根据传输过来的参数从脉冲库中取出对应的脉冲；
然后，通信编码器从待通信信息中取出通信信息，并根据通信参数设置器传过来的三个参数对通信信息进行编码，并将编码好的通信脉冲串通过换能器发射出去；
通信接收端的处理过程：
首先，水听器接收通信脉冲串信号，然后，将该信号传输给脉冲短时能量计算器，脉冲短时能量计算器对接收到的通信脉冲串信号按时间顺序求取短时能量谱，并把求出的短时能量谱传输给通信解码器；
进一步地，通信解码器根据通信解码参数器，利用脉冲短时能量计算器传过来的短时能量谱，对通信信息进行解码；
进一步地，通信解码参数器中的三个参数与通信参数设置器中的三个参数相同。
以脉冲的出现作为编码跳变的时间差通信编码装置，包括通信发送端、通信接收端，通信发送端包括通信参数设置器、通信编码器、脉冲库、换能器；通信接收端包括脉冲短时能量计算器、通信解码器、水听器；
通信参数设置器对初始条件进行设置，也就是明确通信发送端第一个最开始发送的脉冲P1后面的第一个二进制数是“1”还是“0”，同时，明确每一个bit二进制数的编码时间长度T，再同时，明确需要使用哪一个或哪些脉冲来指示二进制数的变化；然后，将这三个参数传输给通信编码器；
然后，通信编码器根据传输过来的参数从脉冲库中取出对应的脉冲；
然后，通信编码器从待通信信息中取出通信信息，并根据通信参数设置器传过来的三个参数对通信信息进行编码，并将编码好的通信脉冲串通过换能器发射出去；
水听器接收通信脉冲串信号，然后，将该信号传输给脉冲短时能量计算器，脉冲短时能量计算器对接收到的通信脉冲串信号按时间顺序求取短时能量谱，并把求出的短时能量谱传输给通信解码器；
通信解码器根据通信解码参数器，利用脉冲短时能量计算器传过来的短时能量谱，对通信信息进行解码。
本发明的特点及有益效果是：
本发明采用以脉冲的出现作为编码跳变的时间差通信编码，因而能够携带隐蔽的通信信息，实现水下的隐蔽通信。
附图说明：
图1示出本发明中所述的一个具体例子的通信编码脉冲序列。
图2示出本发明中所述的通信发送端的处理过程。
图3示出本发明中所述的通信接收端的处理过程。
图2中：1为通信参数设置器；2为待通信信息；3为通信编码器；4为脉冲库；5为换能器。
图3中：6为水听器；7为脉冲短时能量计算器；8为通信解码器；9为通信解码参数器。
具体实施方式
本发明提供一种以脉冲的出现作为编码跳变的时间差通信编码方法及装置。
本发明是这样实现的：
本发明使用两个脉冲之间时间差的长度TE编码通信二进制数，使用脉冲的出现与否指示二进制数的变化；
进一步地，如果某一个脉冲Pi(i代表每个脉冲的编号且i为正整数)出现时，其前一个二进制数为“0”，则脉冲Pi出现后的后一个二进制数为“1”，与此同时，脉冲Pi与其后相邻的脉冲Pi+1之间的二进制数恒为“1”，且脉冲Pi与其后相邻的脉冲Pi+1之间的二进制数的bit数与脉冲Pi与其后相邻的脉冲Pi+1之间时间差有关，如果脉冲Pi与其后相邻的脉冲Pi+1之间时间差为NT，则脉冲Pi与其后相邻的脉冲Pi+1之间的二进制数的bit数就为Nbit,其中T表示1bit二进制数对应的编码时间差长度；
进一步地，如果某一个脉冲Pi(i代表每个脉冲的编号且i为正整数)出现时，其前一个二进制数为“1”，则脉冲Pi出现后的后一个二进制数为“0”，与此同时，脉冲Pi与其后相邻的脉冲Pi+1之间的二进制数恒为“0”，且脉冲Pi与其后相邻的脉冲Pi+1之间的二进制数的bit数与脉冲Pi与其后相邻的脉冲Pi+1之间时间差有关，如果脉冲Pi与其后相邻的脉冲Pi+1之间时间差为NT，则脉冲Pi与其后相邻的脉冲Pi+1之间的二进制数的bit数就为Nbit,其中T表示1bit二进制数对应的编码时间差长度；
进一步地，所使用的脉冲可以是同一种不变的脉冲，也可以使用许多种不同的脉冲，本发明专利对脉冲的信号波形没有特殊要求；
进一步地，由于每个脉冲的出现与否，代表二进制数的变化；也就是说每个脉冲的出现代表它的后一个二进制数可能为“1”，也可能为“0”；为了保证在通信接收端能正确解码出二进制数，所以就要求通信发送端与通信接收端事先明确如下的初始条件：通信发送端第一个最开始发送的脉冲P1后面的第一个二进制数是“1”还是“0”，一旦这个初始条件在通信发送端与通信接收端之间明确了，那么通信接收端就能很容易地根据初始条件、脉冲数据、脉冲之间的时间差，对接收到的通信信息进行解码；
例如，图1中为一个待发送的通信信息“00111010101…”，且通信发送端第一个最开始发送的脉冲P1后面的第一个二进制数规定为“0”，则通信的编码过程如下：通信发送端首先发出第一个脉冲P1，表示开始，由于2bit的二进制数“00”连在一块，所以经过时间长度2T后，发送第二个脉冲P2，由于3bit的二进制数“111”连在一块，所以经过时间长度3T后，再发送第三个脉冲P3，由于只有1bit的二进制数“0”，所以经过时间长度T后，再发送第四个脉冲P4，由于只有1bit的二进制数“1”，所以经过时间长度T后，再发送第五个脉冲P5，由于只有1bit的二进制数“0”，所以经过时间长度T后，再发送第六个脉冲P6，由于只有1bit的二进制数“1”，所以经过时间长度T后，再发送第七个脉冲P7，由于只有1bit的二进制数“0”，所以经过时间长度T后，再发送第八个脉冲P8；其后的脉冲依此类推；
进一步地，在通信接收端，可以通过短时能量谱来确定每一个脉冲被接收到的时刻以及每两个脉冲之间的时间差；
进一步地，通信发送端的处理过程可用图2进行描述：
首先，通信参数设置器1对三个参数的初始条件进行设置；第一个参数用于明确通信发送端第一个最开始发送的脉冲P1后面的第一个二进制数是“1”还是“0”；第二个参数用于明确每一个bit二进制数的编码时间长度T；第三个参数用于明确需要使用哪一个或哪些脉冲来指示二进制数的变化；当这三个参数设置好后，通信参数设置器1将这三个参数同时传输给通信编码器3；
然后，通信编码器3根据传输过来的参数从脉冲库4中取出对应的脉冲；
然后，通信编码器3从待通信信息2中取出通信信息，并根据通信参数设置器1传过来的三个参数对通信信息进行编码，并将编码好的通信脉冲串通过换能器5发射出去；
进一步地，通信接收端的处理过程可用图3进行描述：
首先，水听器6接收通信脉冲串信号，然后，将该信号传输给脉冲短时能量计算器7，脉冲短时能量计算器7对接收到的通信脉冲串信号按时间顺序求取短时能量谱，并把求出的短时能量谱传输给通信解码器8；
进一步地，通信解码器8根据通信解码参数器9，利用脉冲短时能量计算器7传过来的短时能量谱，对通信信息进行解码；
进一步地，通信解码参数器9中的三个参数与通信参数设置器1中的三个参数相同。

Claims (4)

1.一种以脉冲的出现作为编码跳变的时间差通信编码方法，其特征是，使用两个脉冲之间时间差的长度TE编码通信二进制数，使用脉冲的出现与否指示二进制数的变化：
如果某一个脉冲Pi出现时，i代表每个脉冲的编号且i为正整数，其前一个二进制数为“0”，则脉冲Pi出现后的后一个二进制数为“1”，与此同时，脉冲Pi与其后相邻的脉冲Pi+1之间的二进制数恒为“1”，且脉冲Pi与其后相邻的脉冲Pi+1之间的二进制数的bit数与脉冲Pi与其后相邻的脉冲Pi+1之间时间差有关，如果脉冲Pi与其后相邻的脉冲Pi+1之间时间差为NT，则脉冲Pi与其后相邻的脉冲Pi+1之间的二进制数的bit数就为Nbit,其中T表示1bit二进制数对应的编码时间差长度，N为脉冲个数；
如果某一个脉冲Pi出现时，其前一个二进制数为“1”，则脉冲Pi出现后的后一个二进制数为“0”，与此同时，脉冲Pi与其后相邻的脉冲Pi+1之间的二进制数恒为“0”，且脉冲Pi与其后相邻的脉冲Pi+1之间的二进制数的bit数与脉冲Pi与其后相邻的脉冲Pi+1之间时间差有关，如果脉冲Pi与其后相邻的脉冲Pi+1之间时间差为NT，则脉冲Pi与其后相邻的脉冲Pi+1之间的二进制数的bit数就为Nbit,其中T表示1bit二进制数对应的编码时间差长度；
进一步地，由于每个脉冲的出现与否，代表二进制数的变化；也就是说每个脉冲的出现代表它的后一个二进制数可能为“1”，也可能为“0”；为了保证在通信接收端能正确解码出二进制数，所以就要求通信发送端与通信接收端事先明确如下的初始条件：通信发送端第一个最开始发送的脉冲P1后面的第一个二进制数是“1”还是“0”，一旦这个初始条件在通信发送端与通信接收端之间明确了，那么通信接收端就能很容易地根据初始条件、脉冲数据、脉冲之间的时间差，对接收到的通信信息进行解码。
2.如权利要求1所述的以脉冲的出现作为编码跳变的时间差通信编码方法，其特征是，进一步地，在通信接收端，通过短时能量谱来确定每一个脉冲被接收到的时刻以及每两个脉冲之间的时间差。
3.如权利要求1所述的以脉冲的出现作为编码跳变的时间差通信编码方法，其特征是，通信发送端的处理过程：
首先，通信参数设置器对初始条件进行设置，也就是明确通信发送端第一个最开始发送的脉冲P1后面的第一个二进制数是“1”还是“0”，同时，明确每一个bit二进制数的编码时间长度T，再同时，明确需要使用哪一个或哪些脉冲来指示二进制数的变化；然后，将这三个参数传输给通信编码器；
然后，通信编码器根据传输过来的参数从脉冲库中取出对应的脉冲；
然后，通信编码器从待通信信息中取出通信信息，并根据通信参数设置器传过来的三个参数对通信信息进行编码，并将编码好的通信脉冲串通过换能器发射出去；
通信接收端的处理过程：
首先，水听器接收通信脉冲串信号，然后，将该信号传输给脉冲短时能量计算器，脉冲短时能量计算器对接收到的通信脉冲串信号按时间顺序求取短时能量谱，并把求出的短时能量谱传输给通信解码器；
进一步地，通信解码器根据通信解码参数器，利用脉冲短时能量计算器传过来的短时能量谱，对通信信息进行解码；
进一步地，通信解码参数器中的三个参数与通信参数设置器中的三个参数相同。
4.一种以脉冲的出现作为编码跳变的时间差通信编码装置，其特征是，包括通信发送端、通信接收端，通信发送端包括通信参数设置器、通信编码器、脉冲库、换能器；通信接收端包括脉冲短时能量计算器、通信解码器、水听器，
通信参数设置器对初始条件进行设置，也就是明确通信发送端第一个最开始发送的脉冲P1后面的第一个二进制数是“1”还是“0”，同时，明确每一个bit二进制数的编码时间长度T，再同时，明确需要使用哪一个或哪些脉冲来指示二进制数的变化；然后，将这三个参数传输给通信编码器；
然后，通信编码器根据传输过来的参数从脉冲库中取出对应的脉冲；
然后，通信编码器从待通信信息中取出通信信息，并根据通信参数设置器传过来的三个参数对通信信息进行编码，并将编码好的通信脉冲串通过换能器发射出去；
水听器接收通信脉冲串信号，然后，将该信号传输给脉冲短时能量计算器，脉冲短时能量计算器对接收到的通信脉冲串信号按时间顺序求取短时能量谱，并把求出的短时能量谱传输给通信解码器；
通信解码器根据通信解码参数器，利用脉冲短时能量计算器传过来的短时能量谱，对通信信息进行解码。
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