基于dsp的低码率语音实时保密通信系统的设计与实现本科论文.doc

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1、函授毕业设计基于DSP的低码率语音实时保密通信系统的设计与实现目录第1章绪论11.1课题背景11.2保密通信概述21.2.1语音加密的研究现状21.2.2保密通信的背景知识41.2.3数据加密技术41.3语音编码的发展概况71.4数字语音处理方法81.5课题研究主要开展的工作81.5.1低码率语音编码技术的研究和实现81.5.2加密算法的研究和实现91.5.3设计实现了基于DSP的低码率语音实时保密通信系统91.5.4系统性能评测91.6本文选题和论文结构9第2章基于DSP的低码率语音保密通信系统的总体设计102.1数字信号处理器概述102.2数据流程112.3系统实现的硬件平台

2、设计122.4系统软件设计132.4.1系统功能模块描述152.4.2初始化模块162.4.3串行中断服务模块16第3章MELP算法及其DSP实现183.1MELP声码器算法183.1.1分析器183.1.2合成器193.2MELP编解码模块的DSP实现203.2.1MELP算法203.2.2算法实现过程中的优化22第4章低码率语音保密通信系统功能模块的设计与实现244.1实时语音信号采集与回放244.2语音加密模块的实现244.3实时传输的实现254.3.1CPU初始化程序254.3.2数据发送254.3.3数据接收264.4密钥协商的实现26小结28致谢29参考文献30摘要语

3、音保密通信是防止语音内容被窃听的通信方式，在军事和商业上具有极大的实用价值。采用数据加密技术是语音保密通信的重要手段。信道带宽是非常有限和宝贵的资源，而低码率语音编码技术是节省带宽的重要方法之一。DSP(数字信号处理器)是适用于数字信号处理的专用微处理器，能够快速、有效地实现语音压缩编码和语音数据加密。本系统就是以低码率语音编码技术和数据加密技术为背景，以数字信号处理技术为实现手段，以DSP为处理器，就如何在节省信道带宽占用的同时又能保证语音信息的安全性，提出了基于TMS320F2812DSP的低码率语音保密通信系统方案。为了在节省带宽资源的同时保证良好的话音质量，系统采用2.4

4、kbps的MELP低码率语音编码算法，并针对TMS320F2812的硬件特性对MELP算法的实现进行汇编优化。为了保证语音通信的安全，系统采用实现速度快安全性高的AES算法来加密压缩后的语音信号。密钥协商采用的是Differ-Hellman协议。由于采用DSP实现和软件模块化设计，系统具有良好的扩展性，能够更换语音压缩编码算法和加密算法，所以本系统又可以作为低速率语音实时保密通信的实验平台。最后系统进行了测试，效果满意，基本达到了设计要求。关键字:保密通信；语音加密；DSP；MELP；AES基于DSP的低码率语音实时保密通信系统的设计与实现第1章绪论1.1课题背景对于军队的语音通

5、信以及涉及商业秘密的语音通信，保密性都是必须首先加以考虑的问题。为提高系统安全性，必须针对语音通信的特点研究保密语音通信的方法。此外，综合考虑传输介质状况、话音质量和安全性等方面，最好能把压缩编码算法和保密所采用的手段结合起来，这样不仅能降低通信延时，而且能够提高语音通信的安全性。近年来，随着宽带通信技术的飞速发展，语音通信的带宽占用在有线通信领域似乎已不再成问题了，但在无线通信领域，带宽始终是一种宝贵的资源，尤其在军用和保密通信中，语音编码上取得的成果可以迅速带来抗干扰、保密性能和系统容量的提高。采用低码率的语音编码技术是实现信道扩容、降低语音通信和存储成本的主要和首选方法。低

6、码率编码算法也是二十一世纪通信、计算机网络、视频电话会议和远程教学系统等诸多应用领域的关键性核心技术。语音编码和加密是语音保密通信系统不可缺少的两个模块。在计算机网络中实现语音保密通信时，这两个部分一般都是通过软件实现的。如果用专用芯片实现，不仅能节省计算机CPU的大量时间，而且更有利于保密，但缺乏可扩展性。使用通用DSP来实现这两个模块可以弥补以上两种方法的不足。但现有通用DSP实现的方案中，系统采用的编码速率高，占用信道带宽多。针对这些问题，本课题以低码率语音压缩技术和数据加密技术为背景，以数字信号处理技术为实现手段，以DSP为处理器，就如何在降低信道带宽占用的同时保证语音数

7、据的安全性提出了一种解决方案，设计并实现了基于DSP的低码率语音实时保密通信系统。本系统在提供高保密性的同时降低了信道带宽的占用，由于采用DSP实现和软件模块化设计方法，系统具有良好的扩展性，能够更换语音压缩编码算法和加密算法，所以本系统又可以作为低速率语音实时保密通信的实验平台。29基于DSP的低码率语音实时保密通信系统的设计与实现1.2保密通信概述1.2.1语音加密的研究现状语音是人们交流信息的一种最基本工具，因此，研究语音加密，保障语音通信的安全非常重要。其实，对语音加密的