基于成對(duì)載波和混沌加密的有線保密電話系統(tǒng)(08-100)

　　4.2 接口電路設(shè)計(jì)

　　TLV320AIC23音頻處理單片接口電路

　　為了使我們的處理速率能夠滿足數(shù)據(jù)流動(dòng)速率的需要，我們采用了在語(yǔ)音通話中能夠滿足需求的8kHz采樣速率，實(shí)驗(yàn)證明8kHz的采樣速率在語(yǔ)音通話中在接收端是可以還原出較為清晰的語(yǔ)音信號(hào)的，并沒(méi)有太明顯的失真現(xiàn)象出現(xiàn)，可以滿足通話需求。

　　TMS320C5509A

　　在本設(shè)計(jì)中，我們將TMS320VC5509ADSP處理芯片作為主處理芯片。5509A芯片在本系統(tǒng)中完成控制和計(jì)算功能，系統(tǒng)性能的好壞在很大程度上取決于對(duì)此芯片的合理利用。在本設(shè)計(jì)中，經(jīng)TLV320AIC23芯片處理后的語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)進(jìn)入5509A芯片進(jìn)行加密處理。

　　電話模塊Telephone-e板卡

　　ICETEK-TELEPHONE-E 板實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集電話信號(hào)，并可將語(yǔ)音信號(hào)發(fā)送到電話線上。它提供一種DSP 接電話接口的解決方案。通過(guò)DSP 總線對(duì)板上語(yǔ)音芯片中控制寄存器控制位的操作，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音信號(hào)的編解碼和電話摘掛機(jī)等功能。

　　鍵盤(pán)和LCD顯示控制電路

　　在本系統(tǒng)中，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)集成了數(shù)字鍵盤(pán)和LCD顯示控制的接口電路，此接口電路通過(guò)5509A實(shí)驗(yàn)板上的串行數(shù)據(jù)接口與5509芯片和內(nèi)存實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互，其中數(shù)字鍵主要負(fù)責(zé)電話呼叫過(guò)程的撥號(hào)功能，另外還擔(dān)任文字輸入時(shí)輸入設(shè)備的功能。雙音頻信號(hào)有16個(gè)，在文字通信中，可以用十六進(jìn)制編碼的形式對(duì)于文字進(jìn)行編碼表示，從而實(shí)現(xiàn)文字的輸入與傳輸功能。在本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，為了簡(jiǎn)化過(guò)程只設(shè)計(jì)了發(fā)送數(shù)字信息的數(shù)字鍵區(qū)，并沒(méi)有設(shè)計(jì)全尺寸的輸入鍵盤(pán)。由于數(shù)據(jù)量不大，只是傳輸少量的顯示信息和鍵盤(pán)輸入信號(hào)，采用串行數(shù)據(jù)接口是能夠滿足系統(tǒng)的速率需求的。

　　5 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的軟件流程

　　5.1 回波抵消算法的軟件流程

　　如圖5.1所示，在本設(shè)計(jì)中，我們采用回波抵消技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)PCMA體制中的回波信號(hào)的消除。整個(gè)回?fù)艿窒惴ㄊ窃?509A芯片上實(shí)現(xiàn)的，在實(shí)現(xiàn)回?fù)艿窒倪^(guò)程中應(yīng)處理所采用回波算法的復(fù)雜度與所需的數(shù)據(jù)處理速率的關(guān)系。

　　圖5.1就是整個(gè)回波抵消算法的軟件流程圖，w為抽頭系數(shù)，既對(duì)信道環(huán)境的估計(jì)值，通過(guò)開(kāi)始讀取的數(shù)據(jù)x和接收的數(shù)據(jù)d計(jì)算出的誤差不斷的修正，直到得到正確的估計(jì)。

　　圖5.1 回波抵消算法流程圖

　　5.2 混沌加解密算法的軟件流程

　　混沌加解密算法的程序流程敘述如下：

　　初始條件設(shè)定：用于一類線性混沌映射的參數(shù)為x1, p1; 用于Logistic混沌映射的參數(shù)為x2, p2。

　　按照系統(tǒng)原理部分提出的設(shè)計(jì)思想，我們?cè)O(shè)計(jì)了以下加密算法：

　　步驟一：將x1，p1代入一類線性混沌映射方程，將得到的值賦給x1，轉(zhuǎn)步驟二;

　　步驟二：若x1大于0.5，則生成一個(gè)比特1添加至密鑰序列，否則生成比特0添加至密鑰序列，轉(zhuǎn)步驟三;

　　步驟三：檢查生成的密鑰序列是否為16位，若是轉(zhuǎn)步驟四，否則轉(zhuǎn)步驟一;

　　步驟四：用生成的16位密鑰序列對(duì)明文的一個(gè)整型數(shù)據(jù)進(jìn)行異或處理，生成密文序列，轉(zhuǎn)步驟五;

　　步驟五：將x2，p2代入Logistic混沌映射，將得到的值賦給x2，將x2與x1相加并取小數(shù)部分賦給x1，轉(zhuǎn)步驟六;

　　步驟六：計(jì)算密文序列中1的個(gè)數(shù)，并將其乘上1/16加上x(chóng)1，得到的值取小數(shù)部分賦給x1，將密鑰序列保存以便解密時(shí)使用，清空密鑰序列，轉(zhuǎn)步驟一。