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《基于dsp的低碼率語(yǔ)音實(shí)時(shí)保密通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、函授畢業(yè)設(shè)計(jì)基于DSP的低碼率語(yǔ)音實(shí)時(shí)保密通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)目錄第1章緒論11.1課題背景11.2保密通信概述21.2.1語(yǔ)音加密的研究現(xiàn)狀21.2.2保密通信的背景知識(shí)41.2.3數(shù)據(jù)加密技術(shù)41.3語(yǔ)音編碼的發(fā)展概況71.4數(shù)字語(yǔ)音處理方法81.5課題研究主要開(kāi)展的工作81.5.1低碼率語(yǔ)音編碼技術(shù)的研究和實(shí)現(xiàn)81.5.2加密算法的研究和實(shí)現(xiàn)91.5.3設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于DSP的低碼率語(yǔ)音實(shí)時(shí)保密通信系統(tǒng)91.5.4系統(tǒng)性能評(píng)測(cè)91.6本文選題和論文結(jié)構(gòu)9第2章基于DSP的低碼率語(yǔ)音保密通信系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)102.1數(shù)字信號(hào)處理器概述102.2數(shù)據(jù)流程112.3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)12
2、2.4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)132.4.1系統(tǒng)功能模塊描述152.4.2初始化模塊162.4.3串行中斷服務(wù)模塊16第3章MELP算法及其DSP實(shí)現(xiàn)183.1MELP聲碼器算法183.1.1分析器183.1.2合成器193.2MELP編解碼模塊的DSP實(shí)現(xiàn)203.2.1MELP算法203.2.2算法實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的優(yōu)化22第4章低碼率語(yǔ)音保密通信系統(tǒng)功能模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)244.1實(shí)時(shí)語(yǔ)音信號(hào)采集與回放244.2語(yǔ)音加密模塊的實(shí)現(xiàn)244.3實(shí)時(shí)傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)254.3.1CPU初始化程序254.3.2數(shù)據(jù)發(fā)送254.3.3數(shù)據(jù)接收264.4密鑰協(xié)商的實(shí)現(xiàn)26小結(jié)28致謝29參考文獻(xiàn)30摘要語(yǔ)音保密通信是防止
3、語(yǔ)音內(nèi)容被竊聽(tīng)的通信方式,在軍事和商業(yè)上具有極大的實(shí)用價(jià)值。采用數(shù)據(jù)加密技術(shù)是語(yǔ)音保密通信的重要手段。信道帶寬是非常有限和寶貴的資源,而低碼率語(yǔ)音編碼技術(shù)是節(jié)省帶寬的重要方法之一。DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)是適用于數(shù)字信號(hào)處理的專用微處理器,能夠快速、有效地實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音壓縮編碼和語(yǔ)音數(shù)據(jù)加密。本系統(tǒng)就是以低碼率語(yǔ)音編碼技術(shù)和數(shù)據(jù)加密技術(shù)為背景,以數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)為實(shí)現(xiàn)手段,以DSP為處理器,就如何在節(jié)省信道帶寬占用的同時(shí)又能保證語(yǔ)音信息的安全性,提出了基于TMS320F2812DSP的低碼率語(yǔ)音保密通信系統(tǒng)方案。為了在節(jié)省帶寬資源的同時(shí)保證良好的話音質(zhì)量,系統(tǒng)采用2.4kbps的MELP低碼率
4、語(yǔ)音編碼算法,并針對(duì)TMS320F2812的硬件特性對(duì)MELP算法的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行匯編優(yōu)化。為了保證語(yǔ)音通信的安全,系統(tǒng)采用實(shí)現(xiàn)速度快安全性高的AES算法來(lái)加密壓縮后的語(yǔ)音信號(hào)。密鑰協(xié)商采用的是Differ-Hellman協(xié)議。由于采用DSP實(shí)現(xiàn)和軟件模塊化設(shè)計(jì),系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)展性,能夠更換語(yǔ)音壓縮編碼算法和加密算法,所以本系統(tǒng)又可以作為低速率語(yǔ)音實(shí)時(shí)保密通信的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。最后系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試,效果滿意,基本達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵字:保密通信;語(yǔ)音加密;DSP;MELP;AES基于DSP的低碼率語(yǔ)音實(shí)時(shí)保密通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)第1章緒論1.1課題背景對(duì)于軍隊(duì)的語(yǔ)音通信以及涉及商業(yè)秘密的語(yǔ)音通信,保
5、密性都是必須首先加以考慮的問(wèn)題。為提高系統(tǒng)安全性,必須針對(duì)語(yǔ)音通信的特點(diǎn)研究保密語(yǔ)音通信的方法。此外,綜合考慮傳輸介質(zhì)狀況、話音質(zhì)量和安全性等方面,最好能把壓縮編碼算法和保密所采用的手段結(jié)合起來(lái),這樣不僅能降低通信延時(shí),而且能夠提高語(yǔ)音通信的安全性。近年來(lái),隨著寬帶通信技術(shù)的飛速發(fā)展,語(yǔ)音通信的帶寬占用在有線通信領(lǐng)域似乎已不再成問(wèn)題了,但在無(wú)線通信領(lǐng)域,帶寬始終是一種寶貴的資源,尤其在軍用和保密通信中,語(yǔ)音編碼上取得的成果可以迅速帶來(lái)抗干擾、保密性能和系統(tǒng)容量的提高。采用低碼率的語(yǔ)音編碼技術(shù)是實(shí)現(xiàn)信道擴(kuò)容、降低語(yǔ)音通信和存儲(chǔ)成本的主要和首選方法。低碼率編碼算法也是二十一世紀(jì)通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)
6、絡(luò)、視頻電話會(huì)議和遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)等諸多應(yīng)用領(lǐng)域的關(guān)鍵性核心技術(shù)。語(yǔ)音編碼和加密是語(yǔ)音保密通信系統(tǒng)不可缺少的兩個(gè)模塊。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音保密通信時(shí),這兩個(gè)部分一般都是通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)的。如果用專用芯片實(shí)現(xiàn),不僅能節(jié)省計(jì)算機(jī)CPU的大量時(shí)間,而且更有利于保密,但缺乏可擴(kuò)展性。使用通用DSP來(lái)實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)模塊可以彌補(bǔ)以上兩種方法的不足。但現(xiàn)有通用DSP實(shí)現(xiàn)的方案中,系統(tǒng)采用的編碼速率高,占用信道帶寬多。針對(duì)這些問(wèn)題,本課題以低碼率語(yǔ)音壓縮技術(shù)和數(shù)據(jù)加密技術(shù)為背景,以數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)為實(shí)現(xiàn)手段,以DSP為處理器,就如何在降低信道帶寬占用的同時(shí)保證語(yǔ)音數(shù)據(jù)的安全性提出了一種解決方案,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于D
7、SP的低碼率語(yǔ)音實(shí)時(shí)保密通信系統(tǒng)。本系統(tǒng)在提供高保密性的同時(shí)降低了信道帶寬的占用,由于采用DSP實(shí)現(xiàn)和軟件模塊化設(shè)計(jì)方法,系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)展性,能夠更換語(yǔ)音壓縮編碼算法和加密算法,所以本系統(tǒng)又可以作為低速率語(yǔ)音實(shí)時(shí)保密通信的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。29基于DSP的低碼率語(yǔ)音實(shí)時(shí)保密通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)1.2保密通信概述1.2.1語(yǔ)音加密的研究現(xiàn)狀語(yǔ)音是人們交流信息的一種最基本工具,因此,研究語(yǔ)音加密,保障語(yǔ)音通信的安全非常重要。其實(shí),對(duì)語(yǔ)音加密的