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在现代的通信技术应用中,语音通信占有很大的比重,随着技术的发展和需要,语音加密技术在越来越多的领域——国家政治安全、经济安全和军事安全——都有着重要应用。随着数字技术的发展,数字语音加密由于其加密强度高,语音质量高的特点成为目前最为常用的加密方式。而其中基于窄带数字语音加密由于其低速率,适合于语音传输,对通信线路带宽要求窄等特点,受到重视。通常用专用声码器芯片对语音信号进行编码(压缩),用高强度的加密算法对编码后的数字语音信号进行加密,在低速的条件下,很容易在现有的有线话路、无线通信信道中实现高保密度的语音通信。
我国目前广泛应用的VHF电台多为常规模拟电台,通信手段仍以模拟语音通信(0-3KHz之间)为主。论文将研究一种新型的高效无线调制技术,运用数字语音加密技术,设计实现超短波语音加密系统,使得数字语音数据能够通过现有的常规模拟电台进行无线保密传输,有效地利用现有设备,在一定程度上满足了日益增长的数据传输的要求,并适应未来的移动自组网和软件无线电技术。
从保密通信方面来说,最重要的就是保密,因此在超短波语音加密系统的设计中既要首先考虑通信的保密性,又要兼顾语音质量。这个问题涉及到许多方面,比如加密方案的设计、无线密码同步方式、声码器的软件设计、无线密钥交换/密钥分配协议以及高效无线调制的方法等各方面。
论文的主要工作如下:
1.作者通过对现有的有线、无线密钥交换协议和密钥分配协议进行研究分析的基础上,结合超短波半双工信道的特点,提出了一种密钥交换协议和密钥分配协议,将在一定程度上解决现有超短波半双工通信系统密钥管理的问题,并实现网内灵活的网络拓扑。
2.因为无线信道的开放性,使得无线加密技术和有线加密技术有很多的不同,有更高的要求和难度。语音通信又有相当的实时性、及时性,作者提出了适应语音通信的加密技术模式,研究设计了多次密码同步方式,大大提高了语音加密系统的性能。
3.作者设计并仿真实现了一个较完整的超短波语音加密系统,基本实现论文中研究的密钥交换协议、密钥分配协议、无线语音加密技术,改善了系统的性能,为适应未来发展的数字通信系统提供安全保密服务。
4.系统实现中使用了新型半双工声码器AMBE。为了减少系统硬件设计的复杂度,采用以主动帧格式的方式和CPU一起很好的完成了半双工的语音数据处理,并指出该芯片用户手册部分很不准确的使用说明。
5.本文还研究了DSP的串行E2PROM BOOT模式的用户代码加载方法及设计。除实现整个系统的正常上电加载外,还包括对密码算法栈、密钥等机密数据的二次加载。
论文还将介绍系统设计实现中使用的主要芯片的使用方法和技巧,对语音加密系统,甚至对数据加密系统的工程开发设计人员也有较高的参考和借鉴价值。