基于声码化技术的数字语音加密系统的研究

摘要

在我国的海岸电台通信中，岸船之间的高频/甚高频通信主要是模拟信号。随着海事局业务的扩展和发展的需要，对短波电台的加密需求日益增多。数字语音加密系统较传统的模拟加密系统安全性高，实现容易，成本低，克服了模拟加密技术中保密性和通信质量难以兼顾的缺点。 本文阐述了基于高频/甚高频电台的数字化语音加密系统的研究和设计。 首先，根据高频/甚高频电台语音通信的特点和数字语音通信的原理，分析研究了声码化编码的几种形式——LPC编码算法和波形内插编码算法。选择了基于RALCWI算法的CMX618作为语音处理芯片。 其次，按照系统的要求及实际系统资源的需要选择了序列密码加密作为数字语音加密的方案。 再次，设计了系统的硬件电路和软件架构，并进行软硬件调试，完成了加密器样机的制作。 最后，进行实地通信测试，完成了岸船、岸岸的高频/甚高频数字语音通信实验。证明系统最终基本达到了设计要求，效果良好。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1研究背景

1.2数字语音加密

1.3语音的数字化概述

1.4语音编码器的发展

1.5本论文的任务

第2章系统设计与相关技术

2.1系统设计要求

2.2系统总体构成

2.3短波和超短波通信

2.3.1超短波通信特点

2.3.2短波通信特点

2.4语音的数字化

2.4.1语音的量化

2.4.2声码化编码

2.4序列密码加密技术

第3章 声码化编码原理

3.1数字语音编码原理

3.1.1语音的声学特性及语音信号的数学模型

3.1.2语音编码的压缩

3.1.3语音编码语音质量的评价方法

3.2 LPC和WI声码化编码

3.2.1 LPC-10的编码原理

3.2.2 LPC-10编码器的译码原理

3.2.3 LPC声码器的问题

3.2.4 PWI的编码原理

3.2.5特征波形编码CWI编码原理

3.2.6波形内插编码(WI)同线性预测编码(LPC)的比较

3.3基于PALCWI算法的CMX618语音编码芯片

第4章 序列密码加密技术

4.1密码系统的构成

4.2香农的完全保密体制

4.3序列密码的原理

4.2线性移位寄存器及m序列

4.3非线性序列

4.4序列加密算法的实现

第5章 实现方案设计

5.1原理设计

5.2硬件设计

5.3详细设计

5.3.1电源设计

5.3.2驱动部分

5.4基于RALCWI算法的CMX618语音编码芯片

5.4.1 CYX618芯片介绍

5.4.2编码方式

5.4.3解码方式

5.4.4 C—BUS控制

5.5 CMX469调制解调部分

5.5.1 发送操作

5.5.2 接收操作

5.6软件设计

5.6.1主程序架构

5.6.2主程序初始化

5.6.3解调解码状态

5.6.4编码调制状态

5.6.5密钥设置处理流程

第6章 系统测试及分析

6.1实验设计

6.2实验环境及平台搭建

6.3 HF／VHF数字语音通信实验

6.4实验数据及分析

6.5实验结论

6.6系统分析结论

6.7系统改进

结论

参考文献

致谢

研究生履历