月犬云盾 原宏杰加密

如何加密语音数据，一种语音数据加密的方法——窄带语音数据加密。

一、系统结构。

窄带语音数据加密通信系统框图如图1所示，包括A/D.D/A模块、声码编解码模块和数据加密通信系统。



这种新的数据加密通信技术系统框图如图2所示。为了防止数据传输中的突发错误，首先交织传输数据，然后编码前向纠错(FEC)。串联变换后，DQPSK分别在多个正交频率点进行调制，将多个调制结果加起来，然后通过信道传输进行FFT解调。



二、系统具体实现分析。

为了提高频带利用率和传码率，我们采用了MCM技术和多进制调制方法π/4-DQPSK。为了降低系统的误码率，提高系统的抗干扰能力，我们采用了FFT解调方法。

1.正交频率点的选择。

对于语音数据，其频率范围为:0.3kHz~3.OkHz。根据奈奎斯特抽样定律，采样频率至少为6.OkHz。最后，我们决定在一个符号周期的4ms内采样32点，即采样频率为8.OkHz，采样间隔为0.125ms。为了满足正交条件(符号周期中任何两个载波的乘积为0)，要求载波的最小间隔大于等于符号间隔的倒数。为了实现最大频带利用率，我们使两者相等，即最小频率间隔为:1/4ms=0.25kHz。为了在一个符号周期中有一个完整的频率周期，我们选择0.50kHz.0.75kHz.l.OKHz.1.25kHz.1.75kHz.2.2.25kHz.2.75kHz.2.75kHz，共10个，其中0.50kHz和2.75kHz我们用作粗同步确定频点和待扩展的频点，其余8个频点我们用于正交频点。理论上可以采用更多的频点进行调制，从而达到更高的传输速率，但更多的频点会导致发射功率的提高，对发射设备的要求也会更高，如果不提高发射功率，接收端就很难正确解调。

2.π/4-DQPSK调制。

π/4-DQPSK调制方法具有频谱利用率高、抗衰落性能强等突出特点。它是在QPSK的基础上发展起来的一种线性数字调制技术，由Baker教授于1962年首次提出。它介于QPSK和OQPSK之间的调制方法，其最大相位突变为π/4，因此其频谱特性优于QPSK；与OQPSK相对应，它可以实现差分检测，从而避免相关载波在相关检测中的相位模糊。由于其频谱特性好、频谱利用率高、抗多普勒频移等显著优点，在移动通信和卫星通信中得到了广泛的应用调制框图如图3所示:



π/4-DQPSK信号载波相位与双比特码元的关系如下表所示：



3.FFT解调。

我们在接收端采用FFT变换信号的解调方法。与在发送端添加IFFT相比，接收端添加FFT的解调方法具有良好的抗噪性。实现简单。计算复杂度低；但由于解调复杂，传统的DQPSK差分相干解调方法会造成码间干扰、抽样和判断误差，导致最终误码率大。因此，对于前两种方法，FFT解调不仅大大节省了运算量，而且大大提高了抗噪能力。FFT解调的思路如下:

π/4-DQPSK调制后，FFT在接收端发生变化。我们详细分析了频域内不同正交频点上实部和虚拟部分携带的相位信息，以此为基础进行解调，即FFT解调。以前不使用FFT解调方法，因为在实际实现中，单片机或DSP的计算能力不够，不能支持FFT在短时间内如此大的计算能力和实时性。根据我们的设计，FFT解调需要在125μs内完成32点的FFT操作。经计算，C8051F410（硬乘法器）可满足需求。