admin 如何该语音数据加密，我今天给大家介绍一种方法——窄带语音数据加密。
一、系统结构
我们所设计的窄带语音数据加密通信系统框图如图1所示，其包括A/D、D/A模块，声码器编解码模块和数据加密通信系统。
这种新的数据加密通信技术系统框图如图2所示，为防止数据传输中的突发错误，首先对待传数据进行交织，之后再进行前向纠错(FEC)编码，经串并变换后，在多个正交的频率点分别进行DQPSK调制，将多路调制结果相加，经信道传输后再进行FFT解调，前向纠错(FEC)解码和解交织，即可正确接收传送数据。
二、系统具体实现分析
为了增大频带利用率和传码率，我们采用了MCM (Multi-Canier Modulation，多载波调制)技术和多进制调制方式π/4 -DQPSK，为了减小系统的误码率，增强系统抗干扰的能力，我们采用了FFT解调方式。
1、正交频率点的选择
对语音数据而言，其频率范围为：0.3kHz~3.OkHz，根据奈奎斯特抽样定律，采样频率至少为6.OkHz，最终我们决定在一个符号周期4ms内，采样32点，即采样频率为8.OkHz，采样间隔为0.125ms。为满足正交条件（在符号周期上任何两个载波的乘积都为0），要求载波最小间隔大于等于符号间隔的倒数，为实现最大频带利用率，我们使得二者相等，即最小频率间隔为：1/4ms=0.25kHz。为了在一个符号周期内恰好有整数个频率周期，故频率点我们选择0.50kHz、0.75kHz、l.OOkHz、1.25 Hz、1.50kHz、1.75kHz、 2.OOkHz、 2.25kHz、2.50kHz、2.75kHz，共有10个，其中0.50kHz和2.75kHz我们用作粗同步确定频点和待扩展的频点，其余8个频点我们用于正交频点。理论上可以采取更多的频点来进行调制从而实现更高的传输速率，但是更多的频点会导致发射功率的提高，对发射设备的要求会更高，如果不提高发射功率，接收端就很难正确解调。
2、π/4 - DQPSK调制
π/4 - DQPSK调制方式具有频谱利用率高、抗衰落性能强等突出特点，它是在QPSK基础上发展起来的一种线性数字调制技术，1962年由Baker教授首先提出。其介于QPSK和OQPSK之间的调制方式，其相位最大突变为π/4，因而其频谱特性优于QPSK；相应于OQPSK，它能实现差分检测，这样可以避免相干检测中相干载波的相位模糊问题。由于它具有频谱特性好、频谱利用率高、抗多普勒频移等显著优点，在移动通信、卫星通信中得到了广泛应用，其调制框图如图3所示：
π/4 - DQPSK信号载波相位与双比特码元的关系如下表所示：
3、FFT解调
我们采取了在接收端对信号进行FFT变换的解调方法，经仿真比在发送端加IFFT，接收端加FFT的解调方法的抗噪性能好、实现简单、计算复杂度低；而传统的DQPSK差分相干解调方法，由于解调复杂，且传送会引起码间干扰，抽样和判决时的误差等因素影响，导致最终的误码率很大。故对于前两种方法，FFT解调不仅在运算量上有很大的节省，而且抗噪声能力也有很大的提高。FFT解调的思路如下：
经π/4 - DQPSK调制后，在接收端进行FFT变换，我们对频域中不同正交频点上实部和虚部携带的相位信息进行了详细的分析，以此为根据来进行解调，即为FFT解调。而以前不用FFT解调方法是因为在实际实现时，单片机或DSP的计算能力不够，不能支持FFT在短时间如此大的计算能力，实时性不够。按照我们的设计，在FFT解调时需要在125μs内完成一次32点的FFT运算。经过计算，使用C8051F410（带硬乘法器）可以满足需求。
三、matlab仿真结果
经仿真发现，同步的好坏对系统的误码率有很大的影响，而误码率是衡量通信系统性能好坏的标准，故我们在Matlab环境下实现该系统后，对同步技术和误码率进行了详细仿真。
1、关于同步的仿真
同步分为粗同步和精同步两部分。粗同步头，是由0.50kHz和2.75kHz频点在4ms内分别抽样32点相加构成的。经仿真发现：在接收端进行粗同步时，发现若能够正确分析出我们所加的由0.50kHz和2.75kHz构成粗同步头，至少应该包括原来的32点中的24点，此时的频谱还是很好的。具体分析图如图4、图5、图6、图7、图8所示：
图形分析：图4为0.50kHz和2.75kHz频点在4ms内分别抽样32点相加构成的时域和频域图，此时两频点对应的谱线很明显；
图5为滑动2点对应的频谱，其他频谱点已经出现低微扰动；
图6滑动4点，图7滑动8点，此时扰动对于0.50kHz和2.75kH频点谱线还是很小的；
图8滑动了16点，此时扰动已经很大了。
结论：进行FFT解调时，至少应包括32点中的24点，才可正确确定所包含频点。
精同步码我们选择POCSAG码的同步码，其由固定的32 bit所组成，作用是提供码组间的同步信号，具体规定为：01111100110100100001010111 011000。
最终仿真结果，我们在粗同步时可以将同步误差控制在+1个码字内，再经精同步后，即可精确定位，以便正确解调。
2、关于误码率的仿真
我们对发送端的数据加高斯白噪声后，进行传送。其中码速率取4kbiUs，采样率为8kHz，当输入数据为：011111001101001000010101110110001111100100共42位时，经前向纠错编码后变为64位：0111110011010010000101011101100010111011000011011111110100100010，后分8路分别进行调制，下图9至图12为FFT解调时对应的时域和频谱图：
结论：当对发送的数据加高斯白噪声时，经程序运行分析发现：当信噪比为30db，20db时，系统的误码率仍然保持为0。
分两种情况分析：
(1)当假设系统在理想同步的情况下，则系统的抗噪声干扰能力很强，可以达到-5~-lOdb。
(2)当加入搜索相同步一精同步时，为能够精确搜索到同步字，系统的抗噪声能力可以达到20-lOdb。
将网络接入速度为64Kbps(最大下载速度为8KB/S)及其以下的网络接入方式称为“窄带”，相对于宽带而言窄带的缺点是接入速度慢。
