借鲸鱼“语言”实现水下隐蔽通信

日前，天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室蒋佳佳副教授创模仿抹香鲸叫声串规律，借用鲸鱼“语言”首次实现深海隐蔽通信。这一新型仿生伪装隐蔽水声通信方法具有伪装诱骗性强，信息传输高度隐蔽，通信距离远优点，在国防和军事领域极具应用前景。相关研究成果在新一期国际通信领域顶级期刊《IEEE通信杂志》发表。

陆海空通信中，对于以海洋为典型代表的水下通信，仍是人类努力探索的通信领域，其难度甚至超过了“上九天揽月”。水下隐蔽通信已成为各国军事专家关注的焦点。传统解决水下隐蔽通信的方法主要有两类，第一类方法是通过改变人造通信信号的参数，如跳频、跳时等，用以增加敌方截获通信信号难度，使截获概率降低，但这类方法隐蔽性有限，容易被敌方侦察系统识别与分类。第二类方法是通过降低通信信号的发射功率以增加敌方探测通信信号的难度，即低探测概率，但功率降低大大限制通信距离，无法满足水下远距离隐蔽通信需求。

为破解这一难题，天大科研团队首次提出利用抹香鲸原始叫声作为通信信息载波，模拟抹香鲸原始叫声串构造仿生通信信号串，以仿生伪装策略实现水下通信信息隐蔽传输。科研人员对海洋中抹香鲸的叫声进行了深入研究，综合多项核心技术，提出一种快速准确的抹香鲸叫声脉冲摘取方法。基于自相关、互相关和相关性阈值等约束条件，从摘取出的叫声脉冲库里筛选出了大量满足时延差通信编码要求的叫声脉冲，并根据抹香鲸叫声串的规律，发展出了一种跳组差分时延差通信编解码方法。

由于通信码使用原始鲸叫声脉冲，同时，通信串中通信码间的时间间隔规律与抹香鲸真实叫声串中叫声脉冲间的时间间隔规律高度匹配，所以被构造的仿生通信串具有非常强的伪装诱骗性能，从而能实现信息高度隐蔽传输。与此同时，由于通过伪装而不是通过降低通信波的发射功率来实现隐蔽，通信波不怕被敌方探测和截获到，可以通过提高通信波发射功率的方式来解决远距离隐蔽通信难题。

该项技术成果的有效性和伪装隐蔽性分别通过湖试测试和神经网络信号分类器测试，得到了很好的验证。