基于成對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)流動速率的需要，我們采用了在語音通話中能夠滿足需求的8kHz采樣速率，實(shí)驗(yàn)證明8kHz的采樣速率在語音通話中在接收端是可以還原出較為清晰的語音信號的，并沒有太明顯的失真現(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芯片處理后的語音信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號進(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，并可將語音信號發(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DSP 總線對板上語音芯片中控制寄存器控制位的操作，實(shí)現(xiàn)語音信號的編解碼和電話摘掛機(jī)等功能。

　　鍵盤和LCD顯示控制電路

　　在本系統(tǒng)中，我們設(shè)計(jì)了一個(gè)集成了數(shù)字鍵盤和LCD顯示控制的接口電路，此接口電路通過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)電話呼叫過程的撥號功能，另外還擔(dān)任文字輸入時(shí)輸入設(shè)備的功能。雙音頻信號有16個(gè)，在文字通信中，可以用十六進(jìn)制編碼的形式對于文字進(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，為了簡化過程只設(shè)計(jì)了發(fā)送數(shù)字信息的數(shù)字鍵區(qū)，并沒有設(shè)計(jì)全尺寸的輸入鍵盤。由于數(shù)據(jù)量不大，只是傳輸少量的顯示信息和鍵盤輸入信號，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)來實(shí)現(xiàn)對PCMA體制中的回波信號的消除。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^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)，既對信道環(huán)境的估計(jì)值，通過開始讀取的數(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，我們設(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x1，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。