基于数字水印的主动声呐信号身份识别算法研究

发布时间：2017-09-22 17:00

  本文关键词：基于数字水印的主动声呐信号身份识别算法研究

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【摘要】：在复杂的海洋环境中充斥着大量的水声信号,其中相当一部分是为了探测水下目标或者进行水下通信而人为产生的水声信号。随着水声对抗技术的发展,敌对方常常通过发射高度相似的信号实施干扰或者诱骗。因此,迫切需要开展主动声呐信号的身份识别新技术的研究。本文提出利用数字水印技术对主动声呐信号进行身份识别的方法,具体做法是,将数字水印嵌入到己方主动声呐发出的探测信号中,通过检测接收信号中是否含有水印来识别该信号的身份。本文主要工作及取得的研究成果如下:1、介绍了两类常用主动声呐发射信号(CW脉冲信号和LFM脉冲信号)的波形、频谱等特征,以这两类信号为例讨论了主动声呐信号的接收和检测过程。在此基础之上,基于水下声信道模型设计了基于数字水印的主动声呐信号识别系统方案。2、设计实现了一种基于分块DCT变换域方法的主动声呐数字水印算法。该算法运用分块DCT变换域方法在主动声呐发射的探测信号中嵌入水印,通过归一化相关运算检测接收信号中是否含有水印,以此实现信号身份识别。仿真实验验证了该方法的有效性。3、针对基于分块DCT的方法会使相邻两个子块之间出现脉冲干扰的问题,本文提出了一种基于DWT和DCT混合变换域的数字水印方法。仿真实验结果验证了该方法的有效性。4、通过不同水印嵌入比SWR(载体信号功率/水印信号功率)条件下声呐信号的检测概率曲线和模糊函数等方法分析了嵌入水印对声呐信号检测和探测分辨力的影响问题,结果表明在SWR较大的条件下对两者的影响可以忽略。论文最后对全文进行了总结归纳,并指出了需要进一步研究的内容。
【关键词】：主动声呐 数字水印 信号身份识别 水声对抗
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U666.7
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-13
• 第1章 绪论13-19
• 1.1 课题的研究背景与研究意义13-14
• 1.2 相关领域的研究现状与发展趋势14-17
• 1.2.1 主动声呐研究现状与发展趋势14-15
• 1.2.2 数字水印技术研究现状15
• 1.2.3 声呐识别技术研究现状15-16
• 1.2.4 基于数字水印的主动声呐信号识别研究现状16-17
• 1.3 本论文的主要研究内容17
• 1.4 本论文的结构及说明17-19
• 第2章 主动声呐工作原理及过程19-35
• 2.1 主动声呐方程和模型19
• 2.2 常用主动声呐信号分析19-26
• 2.2.1 模糊函数19-21
• 2.2.2 常用主动声呐信号特征21-26
• 2.3 主动声呐信号的接收与检测26-34
• 2.3.1 声呐接收机26-29
• 2.3.2 匹配滤波处理29-34
• 2.4 本章小结34-35
• 第3章 水下声信道的数字水印模型35-51
• 3.1 水声信道模型35-39
• 3.1.1 射线声学35
• 3.1.2 信道模型35-37
• 3.1.3 相关参数计算37-39
• 3.2 数字水印模型39-46
• 3.2.1 模型基本框架39-46
• 3.3 仿真实验46-49
• 3.4 本章小结49-51
• 第4章 基于分块DCT的水印算法51-67
• 4.1 方案研究51-55
• 4.1.1 分块DCT水印嵌入方法52-54
• 4.1.2 水印检测54-55
• 4.2 仿真分析55-65
• 4.2.1 含水印信号仿真分析56-57
• 4.2.2 水印检测仿真分析57-62
• 4.2.3 含水印信号性能的仿真分析62-65
• 4.3 本章小结65-67
• 第5章 基于混合变换域的水声水印算法67-79
• 5.1 方案研究67-70
• 5.1.1 水印嵌入67-69
• 5.1.2 水印检测69-70
• 5.2 仿真分析70-77
• 5.2.1 含水印信号仿真分析70-71
• 5.2.2 水印检测仿真分析71-75
• 5.2.3 含水印信号性能的仿真分析75-77
• 5.3 本章小结77-79
• 结论与展望79-81
• 参考文献81-85
• 攻读学位期间发表的学术论文85-87
• 致谢87

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本文编号：901983