Brevet FR3022715A1 — publié le 20151225

Procédé et système de communications acoustiques Domaine de l'invention L'invention concerne de manière générale les communications acoustiques, et en 5 particulier un procédé et un système de communications acoustiques sous-marines discret. Art antérieur Les systèmes de communications acoustiques sous-marines discrets émettent des signaux acoustiques de communication (flux audio) vers des récepteurs ciblés 10 de telle sorte que ces signaux ne soient pas détectés par des tiers ou, s'ils sont détectés par des tiers, soient considérés par ceux-ci comme une composante anodine du bruit ambiant. Plusieurs solutions ont été proposées dans le passé pour cacher de l'information dans un flux audio, par exemple pour y cacher de courts messages de type SMS 15 (acronyme pour « Short Message Service » signifiant « Service de Messages courts »). L'information cachée ne peut alors être accédée que par les récepteurs ciblés qui sont équipés de boitier de décodage spécifiques. Plus récemment, les éditeurs ou diffuseurs de musique ont mis au point plusieurs 20 solutions permettant de cacher dans des fichiers audio de type .wav ou .mp3, des informations de copyright ou des marquages spécifiques destinés à servir de preuve en cas de piratage ou de diffusion non autorisée du contenu de ces fichiers. Ces solutions sont par exemple basées sur des techniques d'encodage telles que l'encodage des bits de poids faibles, l'ajout de signaux auxiliaires faibles 25 en bande étroite ou d'échos. Leur application est principalement limitée à la transmission via des canaux de transmission peu bruités, sans doppler ni trajets multiples, et surtout uniquement à des canaux numériques comme décrit dans les articles suivants : - N. Cvejic «Algorithms for audio watermarking and steganograpphy, Academic 30 dissertation University of Oulu, 2004», 3022715 2 - R. Walker, «Audio Watermaking, BBC R&D White Paper, WHP 057, August 2004», - K. Gopalan, «Audio steganography using bit modification, Proc. IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing, (ICASSP '03), Vol. 2, pp. 421-424, April 2003», -Gopalan, «Audio Steganography for Covert Data Transmission by Imperceptible Tone Insertion, Proc. the IASTED International Conference on Communication Systems And Applications (CSA 2004), Banff, Canada, July 8-10, 2004». Les systèmes de communication acoustiques discrets peuvent être basés sur des communications numériques. Selon une première approche, le système émet un signal porteur de l'information à un niveau très faible de manière à ne pas être détecté par un tiers. Le signal de communication présente alors un rapport signalsur-bruit trop faible pour être détecté par un tiers. Toutes les solutions de ce type se caractérisent par un débit d'information relativement faible (faible efficacité spectrale, typiquement de l'ordre de quelques 10-1 bit/sec/Hz). Plusieurs solutions ont été proposées selon cette première approche, comme par exemple des solutions basées sur des techniques d'étalement de spectre, comme par exemple dans J.G. Proakis, « Digital Communications, Mc Graw Hill, 4th edition, 2001». La connaissance de la séquence ou du code d'étalement utilisé, ainsi qu'un traitement adéquat, permettent alors la détection du signal émis par le destinataire du message seulement. Le destinataire du message peut alors en extraire l'information. Toutefois de telles solutions ne permettent d'atteindre qu'un débit faible. Par ailleurs, un tiers différent du destinataire ciblé pourrait détecter le signal de communication et identifier la séquence d'étalement en analysant des signaux reçus sur une longue durée (G. Burel, Detection of Spread Spectrum Transmission Using Fluctuations of Correlation Estimators, IEEE-ISPACS, Honolulu, Nov. 2000). 3022 715 3 On connaît également une technique dérivée des solutions précédentes et basée sur l'utilisation de modulations OFDM (G. Leus and P. van Walree « Multiband OFDM for covert acoustic communications, IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Vol. 26, N° 9, December 2008»). Il est possible que cette 5 technique permette théoriquement d'exploiter les propriétés de cyclo-stationnarité des signaux OFDM pour les détecter et les identifier comme portant de l'information. Toutefois, cette détection requière des algorithmes lourds et la disponibilité de signaux longs. Il existe encore une solution basée sur la première approche qui, au lieu d'utiliser 10 comme séquence d'étalement une même séquence pseudo aléatoire répétée en boucle pendant la transmission, utilise une séquence chaotique, c'est-à-dire un bruit blanc généré par un oscillateur chaotique ou un signal aléatoire non périodique (Stéphane PENAUD, Philippe BOUYSSE, Jacques GUITTARD et al, Potentialités des séquences d'étalement chaotiques pour l'amélioration du TEEB 15 d'un système DS-CDMA asynchrone, ANN. TELECOMMUN., 58, n ° 3-4. 2003). Cette absence de périodicité rend impossible la détection du signal de communication selon les précédentes techniques. Néanmoins, elle pose des problèmes de synchronisation émetteur/récepteur qui rendent impossible son application à un système de communication simple et peu coûteux (en raison 20 notamment de la nécessité de re-synchronisations fréquentes et peu discrètes, ou de la nécessité d'utiliser des horloges extrêmement précises, coûteuses et difficilement intégrables dans un "petit" système de communication acoustique). D'autres solutions ont été proposées, selon une deuxième approche. Ces solutions consistent à émettre des signaux d'apparence anodine, par exemple des 25 signaux pouvant être confondus avec des signaux de mammifères marins, de travaux sous-marins de bâtiments anodins, de bruit de mer (vague, vent, pluie, etc.) sans contraintes quant au niveau émis sous réserve de garder un niveau admissible et peu fort pour que le signal émis apparaisse bien naturel. Par exemple, une technique de ce type consiste à émettre des séquences de clics large bande ressemblant à des clics de dauphins, l'espacement entre les clics portant l'information à transmettre (H.S. Dols et al, « Covert underwater acoustic 3022715 4 communication with marine mammals sounds, Proc. UDT Europe 2008 »). Cependant, avec de telles techniques, il est difficile de générer des signaux qui n'aient pas une allure synthétique (vraies vocalises ou clics de mammifères marins). Elles nécessitent en outre d'émettre des signaux compatibles avec le lieu 5 et le moment de l'émission (par exemple, des signaux ressemblant à une espèce inconnue dans la zone de l'émetteur ne doivent pas être transmis, les craquements d'icebergs en Méditerranée ne doivent pas être simulés, etc.). Définition générale de l'invention 10 L'invention vient améliorer la situation. A cet effet, elle propose un dispositif émetteur, comprenant une antenne d'émission, l'antenne d'émission comprenant au moins un transducteur et une unité de génération de signal pour générer un signal de communication acoustique à émettre vers un dispositif récepteur incluant de l'information cachée. Avantageusement, l'unité de génération de signal est 15 configurée pour enregistrer au préalable un signal acoustique d'origine et générer le signal de communication à émettre en ajoutant à un signal initial x(t), dérivé du signal d'origine, un signal auxiliaire préalablement multiplié par au moins un symbole, le symbole ayant une phase et/ou une amplitude portant l'information cachée et le signal auxiliaire étant calculé à partir du signal initial au moyen d'un 20 opérateur de transformation choisi qui dépend d'une clé stéganographique. Selon une caractéristique de l'invention, le signal initial dérivé du signal d'origine est le signal complexe en bande de base obtenu après filtrage du signal d'origine dans une bande de fréquences de largeur choisie, centrée sur une fréquence centrale. 25 Selon une autre caractéristique, l'unité de génération de signal est configurée pour diviser au préalable la durée totale du signal d'origine x(t) en un ensemble d'intervalles de temps successifs jointifs de même durée T, l'opérateur de transformation étant appliqué au signal initial sur chacun de ces intervalles pour calculer la valeur du signal auxiliaire correspondante sur l'intervalle. 30 En particulier, le signal de communication généré y(t) à un instant t appartenant au n-ième intervalle [nT, (n+1)1] est égal à : 3022715 5 y(t) = x(t) + a .an.Y(x) (t), où a désigne un paramètre de gain et an désigne le symbole correspondant au n'ème intervalle. Dans une première forme de réalisation, l'unité de génération de signal est en 5 outre configurée pour diviser la durée totale du signal initial en un ensemble d'intervalles successifs jointifs de même durée T, et chaque intervalle de durée T en 2M sous-intervalles U_m, Ui, UM, séparés par des intervalles de garde, les sous-intervalles ayant des durées croissantes en fonction de la valeur absolue de k, l'opérateur de transformation étant appliqué au signal initial sur 10 chaque sous-intervalle Uk pour calculer la valeur du signal auxiliaire correspondante sur l'intervalle. Dans cette forme de réalisation, la valeur du signal auxiliaire Ii(x)(T/2 + t) à un instant T/2 +t, avec t appartient à un sous-intervalle Uk, peut être fonction d'un paramètre de phase exp j. 13k, avec [3k compris dans l'intervalle [0, 2Tr] et k compris 15 dans l'intervalle [-M,M], de la valeur d'une fonction de pondération d'amplitude p(t) à l'instant t, et de la valeur du signal initial à l'instant (T/2 - t). En particulier, la valeur du signal auxiliaire tlf(x)(T/2 + t) à un instant T/2 +t, où t appartient à un sous-intervalle Uk, peut être égale à : 111(x) (T/2 + t) = exp j.r3k .p(t) . x(T/2 - t). 20 La durée des intervalles de garde entre les sous-intervalles de temps successifs Uk et Uk+i peut être choisie de sorte que chacun des sous-intervalles Uk ne recouvre pas ses voisins après dilatation/compression due à un phénomène doppler. Dans une deuxième forme de réalisation, l'unité de génération de signal peut être 25 en outre configurée pour diviser chaque intervalle de durée T en un ensemble de M sous- intervalles de même durée T/M, la valeur du signal auxiliaire sur un sous-intervalle de temps donné étant obtenue à partir de la valeur du signal initial sur un autre sous-intervalle. En particulier, dans cette forme de réalisation, la valeur du signal auxiliaire à un 30 instant t appartenant à sur un sous-intervalle de temps donné peut être obtenue à 3022715 6 partir de la valeur du signal initial à l'instant -t sur un autre sous-intervalle (retournement temporel). En complément, la valeur du signal auxiliaire à un instant t appartenant à un sous- intervalle de temps donné peut être obtenue à partir de la valeur du signal initial 5 sur un autre sous-intervalle pondérée par la valeur d'une fonction de pondération d'amplitude p(t) à l'instant t. L'invention propose en outre un dispositif récepteur comprenant une antenne de réception, l'antenne de réception comprenant au moins un hydrophone. Le dispositif récepteur comprend également un détecteur pour détecter un signal de 10 communication émis par un dispositif émetteur selon l'une des caractéristiques précédentes et une unité d'extraction configurée pour reconstituer le signal auxiliaire en appliquant ledit opérateur de transformation au signal de communication détecté à partir de la clé stéganographique, et pour extraire l'information cachée à partir de la phase et/ou de l'amplitude du signal auxiliaire 15 reconstruit. L'unité d'extraction peut être en outre configurée pour appliquer un filtre au signal reconstitué à partir d'un terme de compensation e-iéit propre à compenser le résidu de la porteuse correspondant à l'écart entre la fréquence porteuse avec doppler et la fréquence porteuse nominale, le terme de compensation étant estimé 20 en maximisant, à chaque instant t, le module de la sortie z(t) du filtre pour un ensemble de valeurs possibles de 0. La fonction d'extraction est alors apte à déterminer les symboles et les bits de l'information cachée à partir des phases du signal z(t) calculées à des instants correspondants aux maximas du module du signal z(t). 25 L'invention propose en outre un système de communication comprenant un dispositif émetteur et un dispositif récepteur selon l'une des caractéristiques précédentes. L'invention propose également un procédé d'émission pour générer un signal de communication acoustique à émettre dans un dispositif émetteur (101), 30 comprenant une antenne d'émission, l'antenne d'émission comprenant au moins 3022715 7 un transducteur, le procédé comprenant les étapes suivantes : a. enregistrer un signal acoustique d'origine ; b. ajouter à un signal initial x(t), dérivé du signal d'origine, un signal auxiliaire multiplié par au moins un symbole, le symbole ayant une phase et/ou une 5 amplitude portant l'information cachée et le signal auxiliaire étant calculé à partir du signal initial au moyen d'un opérateur de transformation choisi qui dépend d'une clé stéganographique, ce qui fournit un signal de communication, c. émettre un signal vers un dispositif récepteur à partir du signal de communication obtenu à l'étape b. 10 Le signal émis peut ainsi apparaître à un tiers parfaitement naturel à la différence d'un signal synthétique trop régulier. Il est en outre toujours bien adapté à la zone et au moment de l'émission. Cette solution est applicable à tous types de signaux, avec des performances 15 variables en termes de débits possibles. Elle s'adapte notamment à un environnement fortement bruité. Description des figures 20 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit et des figures des dessins annexés dans lesquels: - La figure 1 est un schéma représentant le système de communication acoustiques certains modes de réalisation de l'invention ; - La figure 2 est un organigramme représentant le procédé d'émission selon 25 certains modes de réalisation de l'invention ; - La figure 3 est une représentation schématique illustrant le découpage de l'intervalle T en 2M sous-intervalles ; - La figure 4 est un schéma illustrant la construction du signal auxiliaire au moyen de l'opérateur de transformation selon le premier exemple de réalisation 30 - Les figures 5 et 6 sont des schémas représentant respectivement un signal initial et le signal modifié correspondant avec insertion de 16 bits, selon un exemple de réalisation; 3022715 8 - Les figures 7 et 8 sont des schémas représentant respectivement un signal initial et le signal modifié correspondant avec insertion de 50 bits, selon un exemple de réalisation; - La figure 9 est un organigramme représentant le procédé de réception, selon s certains modes de réalisation de l'invention ; - Les figures 10 et 11 sont des schémas représentant respectivement la réponse d'impulsion dans un canal acoustique en fonction du temps et le profil de retard de puissance en fonction du retard, obtenus pour un signal dans un canal acoustique sous-marin simulé ; 10 -Les figures 12 et 13 représentent des exemples de sorties obtenues avec le procédé de réception, pour deux exemples de signaux initiaux différents ; - La figure 14 représente les symboles détectés pour l'exemple de la figure 12 ; - La figure 15 représente les symboles détectés pour l'exemple de la figure 13 ; - La figure 16 est un schéma illustrant la construction du signal auxiliaire au moyen 15 de l'opérateur de transformation selon le deuxième exemple de réalisation ; - la figure 17 représente un spectrogramme du signal audio original pour un exemple d'enregistrement de clics, - La figure 18 représente le signal audio modifié porteur de 8 bits d'information correspondant au signal audio original de la figure 17 ; et 20 - La figure 19 représente la sortie du récepteur, dans l'exemple de signal de la figure 14, en fonction du temps de la corrélation du signal reçu avec le signal auxiliaire porteur de l'information. Les dessins pourront non seulement servir à mieux faire comprendre la 25 description, mais aussi contribuer à la définition de l'invention, le cas échéant. Description détaillée La figure 1 représente un système de communication 100 sous-marine numérique 30 discret, selon certains modes de réalisation de l'invention, configuré pour émettre un signal comprenant de l'information cachée entre un émetteur et un récepteur cible. 3022715 9 Le système de communication 100 comprend un dispositif d'émission 101 prévu au niveau de l'émetteur pour émettre un signal de communication et un dispositif de réception 102, prévu au niveau du récepteur, pour recevoir le signal émis. 5 Le dispositif d'émission 101 est configuré pour émettre un signal d'origine, préalablement enregistré et modifié de manière à porter de l'information cachée, en ajoutant à un signal initial x(t) dérivé du signal d'origine un signal q(t) qui dépend : -d'un signal auxiliaire, noté W(x)(t), calculé à partir du signal initial x(t) au moyen 10 d'un opérateur de transformation ; et - d'un symbole a, comprenant une amplitude et ou une phase portant l'information cachée. Les signaux x(t), q(t) et IP(x)(t) varient en fonction du temps t. 15 L'amplitude du signal ajouté q(t) correspond à l'amplitude du symbole et peut être en particulier faible par rapport à l'amplitude du signal initial de manière à rester imperceptible par des tiers. 20 Le dispositif de réception 102 est capable de reconstituer le signal auxiliaire de manière approchée, en appliquant le même opérateur de transformation 'P au signal reçu, en détectant le signal auxiliaire au moyen d'un filtre adapté et en extrayant l'information à partir de la phase et/ou de l'amplitude du symbole. 25 Plus précisément, le dispositif d'émission 101 comprend une antenne d'émission 1 comprenant un transducteur acoustique ou une pluralité de transducteurs acoustiques 10 si l'émission est directive. La directivité de l'émission permet d'améliorer la discrétion dans le cas où l'émetteur sait, même de manière approximative, où se trouve le récepteur. 30 Le dispositif d'émission 101 peut comprendre en outre des unités de traitement 11 associées à chaque transducteur 10 comme par exemple des convertisseurs numériques/analogiques, des amplificateurs de puissance, des circuits 3022 715 10 d'accord/adaptation associés à chacun des transducteurs. Certaines de ces unités de traitement peuvent être directement incluses dans l'antenne d'émission. Le dispositif d'émission 101 peut comprendre en outre un calculateur 12 équipé 5 d'une unité de génération d'un signal 120 configurée pour générer un signal audio à émettre correspondant au signal initial modifié avec information cachée. Le calculateur 12 peut en outre comprendre des unités de réplication 122 configurées pour générer des répliques du signal à transmettre par chacun des transducteurs d'émission (formation de voies). La formation de voies à l'émission peut permettre 10 d'améliorer la discrétion de manière significative. En effet, la formation des voies peut être utilisée pour émettre préférentiellement dans un secteur angulaire comprenant le récepteur, ce qui réduit la possibilité d'une interception par un tiers situé hors de ce secteur (avec les limitations dues aux lobes secondaires à l'émission). 15 Spécifiquement, l'unité de génération de signal 120 est configurée pour diviser un signal enregistré en blocs temporels successifs et jointifs, de longueur fixe T. Sur chaque bloc, l'unité de génération de signal 120 peut alors calculer à partir du signal initial x(t), pour t appartenant à [0, T], un signal auxiliaire noté 'Y(x)(t) (t 20 appartenant à [0, T]), au moyen de l'opérateur de transformation Y. Ce signal auxiliaire est multiplié par un symbole an qui comprend une phase et/ou une amplitude qui dépend de l'information à transmettre (information cachée). Il peut être aussi multiplié par un gain a choisi pour l'atténuer, dans certains modes de réalisation (le signal résultant q(t) est alors égal à q(t)= a. an.111(x)(t)). Le signal 25 résultant q(t) peut alors ajouté au signal initial x(t). Le dispositif de réception 102 comprend une antenne de réception 2 comprenant un ou plusieurs hydrophones 13, chaque hydrophone étant associé à des unités de traitement 14 tels que des préamplificateurs et convertisseurs 30 analogiques/numériques. Certaines de ces unités de traitement 14 peuvent être directement incluses dans l'antenne d'émission. 3022 715 11 Le dispositif de réception 102 peut comprendre en outre un calculateur 15 comprenant une unité de formations de voies 150 pour former des voies dans la ou les directions où est susceptible de se trouver l'émetteur (par exemple dans tout l'horizon en l'absence d'information à priori sur la position de l'émetteur, une 5 voie unique pouvant couvrir tout l'horizon si le système de réception est équipé d'un seul hydrophone à la réception). Le calculateur 15 peut en outre comprendre un détecteur 151 pour détecter la présence de l'information cachée dans les signaux en sortie de formation de voies et une unité d'extraction 152 pour extraire l'information cachée dans le signal détecté par le détecteur 151. 10 L'unité d'extraction 152 peut être configurée pour générer, à partir du signal reçu y(t) et sur une fenêtre glissante de longueur T, une version approximée du signal auxiliaire en appliquant le même opérateur de transformation, soit {Y(y)(t), t = 0, T). Il est à noter que l'approximation du signal auxiliaire (encore appelé « signal 15 auxiliaire reconstitué ») peut être d'autant plus précise que le signal auxiliaire a été atténué par le gain a avant d'être ajouté à l'émission. L'unité d'extraction 152 peut calculer ensuite le produit scalaire entre le signal reçu y(t) et le signal auxiliaire reconstitué, puis déterminer sa phase, ce qui fournit l'information binaire transmise (information cachée), sous forme par exemple d'un bit si une modulation BPSK a 20 été employée à l'émission, ou de deux bits si c'est une modulation QPSK. Dans un canal de transmission idéal (stationnaire et sans trajets multiples), le signal résultant du produit scalaire sur fenêtre glissante de durée T présente des pics séparés d'un intervalle de temps T. La forme de tels pics et leur finesse 25 peuvent dépendre de la fonction d'auto-corrélation du signal auxiliaire. Dans un canal réel, des pics ont été observés dont la forme correspond au produit de convolution de la fonction d'auto-corrélation de la réponse impulsionnelle h(t) du canal acoustique (soit chg) = J hg-t) h(t) dt) et de celle du signal auxiliaire. 30 Dans certains modes de réalisation, l'unité de génération de signal 120 peut opérer dans une bande de fréquence limitée, qui peut être choisie en fonction des caractéristiques du signal initial x(t). Par ailleurs, le signal dérivé du signal initial à partir duquel est déterminé le signal auxiliaire Ii(x)(t) peut être le signal complexe 3022 715 12 obtenu après démodulation du signal initial autour d'une fréquence centrale ou porteuse nominale et dans une bande de fréquences B donnée. Une fois le signal q(t) ajouté au signal initial (ce qui fournit un signal y(t)), le signal à émettre peut alors être obtenu en modulant le signal y(t) par la porteuse nominale puis en 5 prenant la partie réelle du signal ainsi modulé. Dans un tel mode de réalisation, à la réception, avant d'extraire l'information, l'unité d'extraction 152 démodule le signal reçu autour de la fréquence porteuse nominale et dans la bande de fréquences B. 10 Le système de communication 100 peut en outre comprendre une unité de contrôle 103 associé au calculateur 12 et une unité de contrôle 104 associé au calculateur 15. Chaque unité de contrôle 103 et 104 peut comprendre des Interfaces Homme Machine IHM et des périphériques d'entrée et/ou sortie, comme par exemple un écran et/ou un clavier, pour permettre la saisie ou 15 l'affichage de messages ou d'information à transmettre ou reçus. En variante, une seule unité de contrôle commune couplée à la fois au dispositif émetteur 101 et au dispositif récepteur 102 peut être utilisée. Les unités de contrôle (103, 104) peuvent permettre également de contrôler et de configurer les dispositifs d'émission et de réception 101 et 102. 20 Le système de communication 100 forme ainsi un système acoustique discret permettant d'inclure dans le signal émis de l'information cachée, comme par exemple des messages tactiques courts de quelques dizaines d'octets (SMS, mail, trigrammes prédéfinis, etc.). 25 L'information peut être cachée dans l'amplitude du symbole a, et/ou dans sa phase lorsque la quantité d'information est plus importante. Ainsi, le système de communication 100 est capable d'émettre des émissions 30 acoustiques qui, si elles sont interceptées par des récepteurs non ciblées, ne permettent pas la détection de l'émetteur. 3022 715 13 Par exemple, l'émetteur peut être un sous-marin équipé du dispositif émetteur 101 pour transmettre des signaux de communication à des récepteurs de type bâtiments « amis », sans que ces émissions ne permettent la détection du sous-marin par un tiers hostile. Les signaux de communication peuvent être émis par 5 des sonars actifs agencés sur le sous-marin et inclure tout type d'information. Le système de communication 100 n'est toutefois pas limité à une utilisation dans un sous-marin et peut être utilisé dans différents types d'applications, comme par exemple dans des systèmes IFF (acronyme pour « Identification Friend or Foe » 10 signifiant reconnaissance ami/ennemi), dans des systèmes de communications sans fil avec des Robots sous-marin autonomes (AUV, acronyme pour « Autonomous Underwater Vehicle »), sur des planeurs, sur des plongeurs ou encore sur des objets équipés de capteurs posés sur le fond marin. 15 La figure 2 est un organigramme décrivant le procédé d'émission d'un signal audio par l'émetteur, selon certains modes de réalisation. Le signal d'origine correspond à un élément anodin du bruit ambiant enregistré au préalable. Dans la première étape 200 du procédé d'émission, la durée totale d'un signal initial x(t), dérivé du signal d'origine, est divisée en un ensemble d'intervalles successifs jointifs et sans recouvrement, de même durée T, par exemple de l'ordre de quelques centaines de ms. A l'étape 202, l'opérateur de transformation IF est appliqué au signal initial sur chacun de ces intervalles. L'opérateur de transformation 111 calcule, à partir du signal initial x(t), un signal auxiliaire de même durée T et d'énergie sensiblement identique (au moins approximativement), dans la même bande de fréquence. A l'étape 204, le signal à émettre sur le nie' intervalle [nT, (n+1).T], noté y(t), est déterminé en fonction du signal initial x(t), du signal auxiliaire W(x)(t) et du symbole a,. En particulier, le signal y(t) peut être obtenu en ajoutant au signal 20 25 30 3022715 14 initial le signal q(t), ce signal q(t) dépendant du produit entre le signal auxiliaire 1F(x)(t) et le symbole a,. Dans un mode de réalisation, le signal à émettre sur le nième intervalle [nT, (n+1).T], noté y(t), est choisi égal à : y(t) = x(t) + a .a'. If(x) (t) (Equation 1) 5 Dans l'équation 1 : - a .a,. If(x) (t) correspond au signal ajouté q(t), - a, désigne un symbole d'information transmis sur l'intervalle (par exemple. a, = ± 1) si une modulation binaire à deux états de phase BPSK est utilisée, et 10 - a désigne un gain 2B selon le critère de Nyquist. La quantité z(t) est donnée 3022715 19 par l'équation 3 ci-dessous : z(t) A foT[T(y)(u)]*. (u)y(u). e-2Iet du (Equation 3) 5 Dans l'équation 3, le terme e-2(efit est introduit pour compenser le résidu de porteuse Fc.V/c (correspondant à l'écart entre la fréquence porteuse avec doppler Fc (1+V/c) et la fréquence porteuse nominale Fc). Ce terme e-2iel-u est estimé en maximisant à chaque instant le module de la quantité z(t) pour un ensemble de 2.R+1 de valeurs possibles de 8, notées 8r, selon l'équation 4 suivante : 10 er = 2-rr.r. Fc. LNI c pour - R r R, Dans l'équation 4 : - LV désigne le pas entre vitesses possibles du maillage en vitesse ; - c désigne la célérité du son. 15 A l'étape 304, des maximas séparés de T sont recherchés dans le module du signal z(t) (le module de z(t) est noté lz(t)I), avec une tolérance qui peut être fonction du doppler maximal. A l'étape 305, les phases du signal z(t) sont calculées aux instants correspondant 20 à ces maximas. A l'étape 306, les symboles et les bits transmis sont déterminés à partir des phases calculées à l'étape 305, ce qui fournit l'information cachée. 25 Le procédé de réception peut en complément comprendre une étape de synchronisation basée sur la recherche et l'extraction de pics de corrélation à une fréquence proche de la fréquence attendue pour les pics, égale à 1/T (par exemple avec une tolérance fonction du doppler maximal attendu). 30 Les figures 10 et 11 illustrent les étapes 302 à 306 pour un exemple de réalisation où un signal d'origine a été simulé dans un canal acoustique doublement étalé (en temps et fréquence). Le canal acoustique a été simulé avec les paramètres de simulation suivants : 3022715 20 Fréquence porteuse: 2250 Hz - Bande : [1500-3000] Hz, - Distance émetteur/récepteur : 5000 m Hauteur d'eau 100 m (fond plat) Immersion émetteur et récepteurs égales à 5 et 60 mètres 5 - Etalement doppler : 0.5 Hz Un tel canal acoustique simulé correspond à un canal acoustique sous-marin typique en environnement côtier, moyennement difficile pour les communications acoustiques. 10 Le résultat de l'étape 302 est représenté sur les figures 12 et 13, en module, pour les deux exemples de signaux initiaux considérés sur les figures 5 à 8 (clics de cachalot et bruit de pluie), après propagation dans le canal acoustique et addition d'un bruit additif blanc gaussien blanc, avec un rapport signal-sur bruit égal à 0 dB 15 dans la bande de fréquences 1500-3000Hz où l'information est transmise. Le rapport signal-sur-bruit est égal au rapport des énergies du signal acoustique total et du bruit. Le rapport signal utile-sur-bruit, c'est à dire énergie du signal auxiliaire ajouté, avec le gain a (2,1,3)) (c) le signal après retournement temporel sur les sous intervalles 2 et 3, puis produit par les termes de phase (-1, 1, -1). 30 Les opérations successives b et c permettent d'obtenir le signal auxiliaire 111(x)(t). Un exemple d'application de la deuxième forme de réalisation est représenté sur les figures 17 et 18. Dans cet exemple, l'émetteur et le récepteur sont fixes, le 3022715 22 canal est idéal, et le signal initial (représenté sur la figure 17) correspond à l'enregistrement de clics de cachalot de 8 secondes. Chaque intervalle de 1 seconde a été divisé en 32 sous-intervalles entre lesquels le signal a été permuté comme expliqué ci-dessus. 5 Les résultats obtenus apparaissant sur les figures 17 et 18 sont comparables en termes de débit atteignable à ceux obtenus avec la première forme de réalisation des étapes 200 et 202 (figures 5 et 6). Ces résultats peuvent apparaître moins satisfaisants en termes de discrétion, du fait que le signal a été utilisé dans toute 10 la bande 0-4 kHz et sans pondération d'amplitude, les sauts entre sous-intervalles créant un bruit large bande qui apparaît en observant finement les figures 17 et 18. Une pondération en amplitude permet d'améliorer la situation. Il convient de noter que la ressemblance entre le signal modifié (figure 18) et le 15 signal initial (figure 17) est excellente de sorte qu'il est difficile de détecter que le signal initial a été modifié. La figure 19 illustre la sortie du dispositif de réception obtenue pour le signal modifié de la figure 18. La figure 19 montre un ensemble de pics espacés de 1 20 seconde et d'amplitudes proches de +1 ou -1, à une constante multiplicative près, correspondant parfaitement à la séquence de huit bits émise (transmission sans erreur). La deuxième forme de réalisation des étapes 200 et 202 présente l'avantage de 25 fournir une clé stéganographique très riche. Il peut être utile de la rendre plus robuste au doppler, en compensant le résidu de porteuse comme dans la première forme de réalisation de ces étapes 200 et 202, et /ou en compensant en outre la dilation/compression du signal complexe bande de base autour de la porteuse (enveloppe) avec une précision de l'ordre de l'échantillon temporel. 30 Dans les modes de réalisation où l'antenne de réception comprend plusieurs hydrophones 12, le procédé de réception décrit en relation avec la figure 8 peut être appliqué en parallèle aux signaux correspondant à l'ensemble des voies 3022715 23 formées (par exemple, les voies peuvent être formées sur tout l'horizon en l'absence d'information a priori sur la position de l'émetteur). L'invention permet ainsi de réémettre un signal préalablement enregistré et 5 modifié de manière à porter de l'information grâce à l'ajout d'information au moyen d'un signal auxiliaire calculé à partir du signal initial et de l'information à cacher, selon l'opérateur de transformation qui dépend d'une clé stéganographique, la connaissance de cette clé étant nécessaire pour détecter qu'une information est cachée et retrouver cette information. 10 Le système de communication 100 peut utiliser des signaux naturels (tels que les bruits biologiques, les travaux sous-marins, le bruit ambiant, etc.) et les modifier de manière imperceptible pour y inclure de l'information (par exemple, courts messages, de type SMS). L'accès à l'information cachée n'est possible qu'en 15 utilisant la clé stéganographique connue seulement de l'émetteur et du récepteur. Par conséquent, le signal émis apparaît à tout tiers parfaitement naturel et peut être parfaitement adapté à la zone d'émission et au moment de l'émission (par exemple si le signal initial a été recueilli sur la zone quelques minutes ou quelques 20 heures avant sa ré-émission). L'utilisation d'une pondération d'amplitude p(t) en émission et/ou réception permet de limiter les transitoires large bande aux transitions entre sous-intervalles et rendre plus discrète l'insertion d'information. 25 Le système de communication 100 peut s'appliquer à tous types de signaux à large bande, ce qui est le cas de nombreux signaux constitutifs du bruit ambiant sous-marin. 30 Bien qu'il ne soit pas limité à un tel environnement, le système de communication 100 est particulièrement adapté à un environnement fortement bruité et peut être rendu insensible au doppler. 3022715 24 L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-avant à titre d'exemple non limitatif. Elle englobe toutes les variantes de réalisation qui pourront être envisagées par l'homme du métier. REVENDICATIONS1. Dispositif émetteur (101), comprenant une antenne d'émission, l'antenne d'émission comprenant au moins un transducteur et une unité de génération de signal (120) pour générer un signal de communication acoustique à émettre vers un dispositif récepteur incluant de l'information cachée, caractérisé en ce que l'unité de génération de signal est configurée pour enregistrer au préalable un signal acoustique d'origine, ladite unité de génération de signal étant apte à générer ledit signal de communication à émettre en ajoutant à un signal initial x(t), dérivé du signal d'origine, un signal auxiliaire préalablement multiplié par au moins un symbole, ledit symbole ayant une phase et/ou une amplitude portant l'information cachée et ledit signal auxiliaire étant calculé à partir du signal initial au moyen d'un opérateur de transformation choisi qui dépend d'une clé stéganographique. 2. Dispositif émetteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal initial dérivé du signal d'origine est le signal complexe en bande de base obtenu après filtrage du signal d'origine dans une bande de fréquences de largeur choisie, centrée sur une fréquence centrale. 3. Dispositif émetteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité de génération de signal est configurée pour diviser au préalable la durée totale du signal d'origine x(t) en un ensemble d'intervalles de temps successifs jointifs de même durée T, l'opérateur de transformation étant appliqué au signal initial sur chacun desdits intervalles pour calculer la valeur du signal auxiliaire correspondante sur ledit intervalle. 4. Dispositif émetteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le signal généré y(t) à un instant t appartenant au n-ième intervalle [nT, (n+1)1] est égal à : y(t) = x(t) + a .an. `fi(x) (t), où a désigne un paramètre de gain et an désigne le symbole correspondant au n'"e intervalle. 5. Dispositif émetteur selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que l'unité de génération de signal est en outre configurée pour diviser chaque la 3022715 26 durée du signal en un ensemble d'intervalles successifs jointifs de même durée T, et chaque intervalle de durée T en 2M sous-intervalles U_m, ..., U-1, U1, Uni , séparés par des intervalles de garde, lesdits sous-intervalles ayant des durées croissantes en fonction de la valeur absolue de k, et en ce que l'opérateur de 5 transformation est appliqué au signal initial sur chaque sous-intervalle Uk pour calculer la valeur du signal auxiliaire correspondante sur ledit intervalle. 6. Dispositif émetteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la valeur du signal auxiliaire Ilf(x)(T/2 + t) à un instant T/2 +t, avec t appartient à un sous-intervalle Uk, est fonction d'un paramètre de phase exp j.pik, avec [3k compris dans 10 l'intervalle [0, 21-r] et k compris dans l'intervalle [-M,M], de la valeur d'une fonction de pondération d'amplitude p(t) à l'instant t, et de la valeur du signal initial à l'instant (T/2 - t). 7. Dispositif émetteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la valeur du signal auxiliaire 'P(x)(T/2 + t) à un instant T/2 +t, où t appartient à un sous- 15 intervalle Uk, est égale à : 'P(x) (T/2 + t) = exp j.13k .p(t) . x(T/2 - t). 8. Dispositif émetteur selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que la durée des intervalles de garde entre les sous-intervalles de temps successifs Uk et Uk+1 est choisie de sorte que chacun des sous-intervalles Uk ne recouvre pas 20 ses voisins après dilatation/compression due à un phénomène doppler. 9. Dispositif émetteur selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que l'unité de génération de signal est en outre configurée pour diviser chaque intervalle de durée T en un ensemble de M sous- intervalles de même durée T/M, et en ce que la valeur du signal auxiliaire sur un sous-intervalle de temps donné 25 est obtenue à partir de la valeur du signal initial sur un autre sous-intervalle. 10. Dispositif émetteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que la valeur du signal auxiliaire à un instant t appartenant à sur un sous-intervalle de temps donné est obtenue à partir de la valeur du signal initial à l'instant -t sur un autre sous-intervalle. 3022715 27 11. Dispositif émetteur selon l'une des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que la valeur du signal auxiliaire à un instant t appartenant à un sous-intervalle de temps donné est obtenue à partir de la valeur du signal initial sur un autre sous-intervalle pondérée par la valeur d'une fonction de pondération d'amplitude p(t) à 5 l'instant t. 12. Dispositif récepteur (102), comprenant une antenne de réception, l'antenne de réception comprenant au moins un hydrophone, caractérisé en ce qu'il comprend un détecteur (151) pour détecter un signal de communication émis par un dispositif émetteur (101) selon l'une des revendications 1 à 11 et une unité 10 d'extraction (152) configurée pour reconstituer le signal auxiliaire en appliquant ledit opérateur de transformation au signal de communication détecté à partir de la clé stéganographique, et pour extraire l'information cachée à partir de la phase et/ou de l'amplitude du signal auxiliaire reconstruit. 13. Dispositif récepteur selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'unité 15 d'extraction est en outre configurée pour appliquer un filtre au signal reconstitué à partir d'un terme de compensation e-iet propre à compenser le résidu de la porteuse correspondant à l'écart entre la fréquence porteuse avec doppler et la fréquence porteuse nominale, le terme de compensation étant estimé en maximisant, à chaque instant t, le module de la sortie z(t) du filtre pour un 20 ensemble de valeurs possibles de 0, et en ce que la fonction d'extraction est apte à déterminer les symboles et les bits de l'information cachée à partir des phases du signal z(t) calculées à des instants correspondants aux maximas du module du signal z(t). 14. Système de communication comprenant un dispositif émetteur selon l'une 25 des revendications 1 à 12 et un dispositif récepteur selon l'une des revendications 12 et 13. 15. Procédé d'émission pour générer un signal de communication acoustique dans un dispositif émetteur (101), comprenant une antenne d'émission (1), l'antenne d'émission comprenant au moins un transducteur, le procédé 30 comprenant les étapes suivantes : 3022715 28 a. enregistrer un signal acoustique d'origine ; b. ajouter à un signal initial x(t), dérivé dudit signal d'origine, un signal auxiliaire multiplié par au moins un symbole, ledit symbole ayant une phase et/ou une amplitude portant l'information cachée et ledit signal auxiliaire étant calculé à partir du signal initial au moyen d'un opérateur de transformation choisi qui dépend d'une clé stéganographique, ce qui fournit un signal de communication, c. émettre un signal vers un dispositif récepteur à partir du signal de communication obtenu à l'étape b.