音頻混沌保密無(wú)線通信及在DSP上的實(shí)現(xiàn)

1、音頻混沌保密無(wú)線通信及在DSP上的實(shí)現(xiàn)張海合, 禹思敏 時(shí)間:2011年12月09日 來(lái)源：電子技術(shù)應(yīng)用2011年第10期字 體: 大 中 小關(guān)鍵詞:混沌保密DSP無(wú)線通信TMS320C6713TI摘 要: 針對(duì)無(wú)線語(yǔ)音通信易被監(jiān)聽(tīng)等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種基于混沌保密的無(wú)線語(yǔ)音通信系統(tǒng)。采用洛倫茲系統(tǒng),以TMS320C6713 DSP和射頻收發(fā)器為核心，在分析系統(tǒng)的工作原理和工作過(guò)程并給出了硬件原理圖及軟件流程圖的基礎(chǔ)上，說(shuō)明了洛倫茲系統(tǒng)在DSP上的實(shí)現(xiàn)方法及改進(jìn)型混沌同步。最后，利用DSP進(jìn)行了混沌保密的無(wú)線語(yǔ)音通信實(shí)驗(yàn)并得到了相應(yīng)的測(cè)試結(jié)果。關(guān)鍵詞: 混沌; 保密; DSP; 無(wú)線通信無(wú)線語(yǔ)音通

2、信技術(shù)是未來(lái)語(yǔ)音傳輸?shù)陌l(fā)展趨勢(shì)，它具有分布靈活、使用簡(jiǎn)便、幾乎不受空間條件限制等特點(diǎn)。然而由于無(wú)線語(yǔ)音通信主要以無(wú)線電波為信息載體，易被監(jiān)聽(tīng)，因此語(yǔ)音無(wú)線通信的保密顯得尤為重要。本文結(jié)合無(wú)線數(shù)字語(yǔ)音通信系統(tǒng)的特點(diǎn)，利用混沌序列良好的保密性能1-4，實(shí)現(xiàn)了一種洛倫茲混沌語(yǔ)音保密通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、靈活多變，保密性優(yōu)于一般混沌掩蓋加密。1 洛倫茲混沌系統(tǒng)本設(shè)計(jì)選用Lorenz系統(tǒng)，Lorenz方程為三維方程，屬于高維混沌系統(tǒng)。應(yīng)用Lorenz方程等高維系統(tǒng)構(gòu)造序列密碼的優(yōu)點(diǎn)在于：可以對(duì)多個(gè)系統(tǒng)變量進(jìn)行處理產(chǎn)生序列密碼；同時(shí)能提供大量密鑰空間5。 選取系統(tǒng)參數(shù)：A=10.0,B=30.0,C=

3、8.0/3,初值的選取可以是不為零的任意數(shù)，最好能選取在系統(tǒng)混沌吸引子中，這樣可以使系統(tǒng)快速地進(jìn)入混沌狀態(tài)。結(jié)合實(shí)際情況，lorenz方程的所有參數(shù)采用浮點(diǎn)型，以便使混沌吸引子達(dá)到最佳效果。其中,T在試驗(yàn)中根據(jù)實(shí)際情況可調(diào)節(jié)。利用上述產(chǎn)生的混沌方程的序列作為密碼構(gòu)建一個(gè)有混沌加密的語(yǔ)音無(wú)線通信系統(tǒng)。發(fā)送端加密過(guò)程為:4.1.1核心處理器 本設(shè)計(jì)的核心處理器采用TI公司的TMS320C6713 DSP（以下簡(jiǎn)稱C6713），主要負(fù)責(zé)所有設(shè)備控制、任務(wù)調(diào)度、功能協(xié)調(diào)、通信協(xié)議控制、混沌保密算法的實(shí)施。本設(shè)計(jì)增加了外擴(kuò)SDRAM存儲(chǔ)器，用的是MT48LC4M32B2，SDRAM存儲(chǔ)器被映射到DSP的

4、CE0空間，工作頻率為100 MHz，字節(jié)地址為0X8000 00000X801F FFFF，大小為2 MB，SDRAM與DSP的連接原理框圖如圖3所示。4.1.2 CODEC CODEC實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音信號(hào)的采樣、模/數(shù)轉(zhuǎn)換、編碼后傳輸給DSP進(jìn)行信號(hào)調(diào)理。CODEC選用TI公司的TLV320AIC23B(以下簡(jiǎn)稱AIC23B),與DSP的McASP模塊實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接，串行傳輸數(shù)據(jù)；而DSP通過(guò)I2C總線初始化AIC23B7。4.1.3 無(wú)線接收發(fā)送 無(wú)線接收發(fā)送數(shù)據(jù)采用Nordic公司的nRF24L01,該芯片是一款新型單片射頻收發(fā)器件,高效GFSK調(diào)制，抗干擾能力強(qiáng),特別適合工業(yè)控制場(chǎng)合。nRF2

5、4L01工作于Enhanced ShockBurst模式下時(shí)具有自動(dòng)應(yīng)答和自動(dòng)再發(fā)射功能，而且具有可選的內(nèi)置包應(yīng)答機(jī)制，極大地降低丟包率8。4.1.4 主體硬件連接C6713有2個(gè)McASP(多通道音頻接入接口)，McASP的串行數(shù)據(jù)多達(dá)8根，具有很強(qiáng)的編程能力，也可以配置多種同步串行標(biāo)準(zhǔn)，直接與各種器件高速接口。利用McASP1與AIC23的數(shù)據(jù)口相連，完成數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，而6713的IIC0口與AIC23的控制口相連，對(duì)AIC23寫(xiě)控制字，其基本的引腳連接圖如圖4所示。C6713還有兩個(gè)McBSP(多通道緩沖串口)，利用McBSP1與GPIO口協(xié)作，共同控制24L01的數(shù)據(jù)與控制線，從而達(dá)到一幀30 B的傳輸效果，其中McBSP主管數(shù)據(jù)和同步脈沖，GPIO的GP8腳主要負(fù)責(zé)無(wú)線模塊的發(fā)送接收啟動(dòng)、GP13腳主要負(fù)責(zé)幀信號(hào)的同步。還沒(méi)注冊(cè)？ 現(xiàn)在免費(fèi)注冊(cè)，您即可： ?閱讀所有技術(shù)文章及下載