[发明专利]超声波信道建模方法、电子设备及存储介质

说明书

本发明提供了一种超声波信道建模方法、电子设备及存储介质，其中，方法包括：将基础扫频信号通过AM调制到预设频率的超声波信号频段；之后通过超声波换能器发射出来，在空气中传播；接收端对空气中传播的信号采用非线性解调原理进行解调后对信号进行录制；对录制信号进行处理后将录制信号以及进行AM调制后的基础扫频信号进行反卷积；对反卷积结果进行裁剪，获取预设个数采样点；通过预设个数采样点的脉冲响应对超声波解调出来的信号进行预测，获取第一预设频谱；设置一段底噪，并将底噪与第一预设频谱进行叠加。本发明能够快速的得到在指定的音频发射端、接收端以及环境下的声道模型，使得在得知超声波信号后可以推断出接收端得到的信号。

技术领域

本文件涉及信道建模技术领域，尤其涉及一种超声波信道建模方法、电子设备及存储介质。

背景技术

在物联网安全漏洞、用户隐私泄露事件频发的背景下，用户隐私的保护变得尤为重要，其中一种具有高度隐蔽性的通信方式是基于超声波的隐蔽通信。超声波通信通过利用超声波载波调制用户想要传输的信息，如语音指令，在人耳无法察觉的频率范围内进行传输，以实现用户-设备的隐蔽信息传输。然而，超声波通信在发声设备、接收设备和环境的限制下会受到一定的影响，从超声波信号解调至语音信号之间往往会存在巨大的失真和干扰，其中的过程又并非是简单的线性过程可以模拟的。当我们需要对设备中的语音识别系统进行高精度的信息输入时，我们希望得知接收端实际录制到的信号，即超声波基带解调后的模式。因此需要对超声波信道进行建模，即准确描述超声波信道的传输特性，包括信号衰减、传播延迟、干扰噪声等方面的影响，有助于确保用户指令在传输过程中不被泄露，实现更高精度的通信性能。

发明内容

本发明提供了一种超声波信道建模方法、电子设备及存储介质，旨在解决上述问题。

本发明提供一种超声波信道建模方法，包括：

S1、获取预设频段以及预设长度的扫频信号作为基础扫频信号，将基础扫频信号进行AM调制，将其调制到预设频率的超声波信号频段；

S2、经过AM调制的基础扫频信号通过超声波换能器发射出来，在空气中传播；

S3、接收端对S2发射出来的信号采用非线性解调原理进行解调后通过麦克风对信号进行录制，获取录制信号；

S4、对录制信号进行处理，将处理后的录制信号以及进行AM调制后的基础扫频信号进行反卷积，获取反卷积结果；

S5、对反卷积结果进行裁剪，获取预设个数采样点；

S6、通过预设个数采样点的脉冲响应对录制信号进行预测，获取第一预测频谱；

S7、设置一段底噪，并将底噪与第一预测频谱进行叠加获取最终预测频谱。

本发明实施例提供一种电子设备，包括：

处理器；以及，

被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述计算机可执行指令在被执行时使所述处理器执行超声波信道建模方法的步骤。

本发明实施例提供一种存储介质，用于存储计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被执行时实现超声波信道建模方法的步骤。

本发明通过构建一种简单的超声波信道建模方式，可以对调制在超声波频段的信号的解调效果进行预测，未来可以应用在超声波隐蔽通信等领域。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的超声波信道建模方法的流程图；

图2为本发明实施例的调制后的图像示意图；

图3为本发明实施例的在特定设备、距离下接收到的50Hz-8kHz的扫频信号的示意图；