CN100479363C - 移动通信系统保密话音通信的一种密码同步快速恢复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了移动通信系统保密话音通信的一种密码同步快速恢复方法，特征是：在发送端的每帧数据中，周期分布插入经同步头中特殊信息处理的某一特定码多次，接收端收到同步后，确定所有特定码相应位置接收到的数据，利用接收到的同步头中对应的特殊信息将其进行逆处理，通过纠错处理(如大数判决运算)，若结果为正确的特定码，表明密码同步正确；否则表明密码同步发生失步，重新搜索同步；优点是：无需对手持机和基站硬件电路进行改动，即可实现通信系统密码同步失步后的快速恢复能力；如果收到的特定码错误，立即静噪并重新搜索同步，可以缩短失步后的恢复时间，语音通信时噪声减小，数据传输时，则减少了因失步而导致数据包丢失的数量，从而提高了保密通信的质量，并且大大提高了信息传输的效率。

Description

移动通信系统保密话音通信的一种密码同步快速恢复方法

所属技术领域：

本发明涉及移动通信领域，特别是基于常规移动通信系统和集群移动通信系统中、手持机和基站进行话音和数据加解密时，连续密码同步失步后的快速再同步方法。

背景技术：

在数字通信中，接收方常需要通过同步搜索技术确保数据正确接收。特别是在移动数字加密通信系统中，由于要依靠密码算法对话音、数据业务进行加密解密，所以为保证接收方正确解密，就必须保证和发方严格同步，即使只相差一个比特都不容许，这种同步也称为密码同步。要保证收、发两端密码严格同步，主要有两种密码同步技术，一种是一次同步技术，另一种是连续同步技术。一次同步技术，即在加密前由发方向收方发送同步信息，收方建立同步后，发方不再发送同步信息，而由收发双方时钟保持同步，这种同步也称为起始同步。连续同步技术，即发方在加密过程中间隔一定时间连续发送同步信息，由收方连续地调整同步。通常在双工信道上应用一次同步技术，收方可以不断检测同步情况，一旦出现失步，收方可及时通过反馈信道反馈给发方，由发方再次发送同步信息。而连续同步技术一般应用于半双工信道，由于收方无反馈信道，只有依靠发方同步信息和收方本端保护电路连续地调整同步，由于信号在传输时，经常受到干扰引起相位抖动，使收方出现失步，收方在调整同步失败后，系统将在较长时间不能恢复，在数据通信中则会出现多包数据丢失，而话音加密通信时还表现为长时间刺耳的白噪声。

发明内容：

本发明的目的在于：解决移动数字加密通信系统连续同步中失步后不能很快恢复的技术难题，提供一种能缩短失步后的恢复时间、降低语音通信时的噪音提高密话效果、数据传输时能减少因失步导致数据包丢失的数量、提高传输效率的密码失步后的快速再同步方法。

发明的目的是这样实现的：

采用同步头携带的消息密钥对特定码进行处理，再固定插入于密文信息中一起发送，收方不但可以判断同步的正确性，还可以检验同步头中消息密钥的确性，一旦错误立即重新搜索同步信息，使系统能够快速再同步。

本方法包括以下步骤：

a、将同步头与密文信息组成一帧加密数据，在发端密文信息中的固定位置，插入多组相同的特定码字，并在同步头中包含有消息密钥，用消息密钥对特定码字进行掩盖处理后，再发送特定码字；

b、在收端接收到同步头后，保存同步头所包含的消息密钥，并在收到的密文信息的相应位置提取出特定码字，用该消息密钥对提取出的特定码字进行逆运算，再对运算结果用大数判决运算进行纠错处理，将得到的最后结果与收端本地的特定码字比较，如果两者的特定码字一致，密码同步正确，实现了对同步头所携带消息密钥的检验，若下一帧不能搜索到同步，能够根据“飞轮”效应继续同步；如果上述得到的最后结果与收端本地的特定码字不一致，则为失步，应立即重新搜索同步，并且不能利用“飞轮”效应。

飞轮效应是加密移动通信系统中，在连续同步不可靠情况下，为提高系统正确接收信息的概率而采用的先进技术，即出现失步时，系统可以根据前一时刻收到的同步参数，推断当前的同步位置和有效信息，以进行信息加解密。

本发明的优点是：无需对手持机和基站硬件电路进行改动，即可实现移动数字加密通信系统连续密码同步失步后的快速恢复能力，这是任何已有移动数字加密通信系统中所没有的；在本方法中如果收到的特定码错误，立即静噪并重新搜索同步，可以缩短失步后的恢复时间，语音通信时噪声减小，数据传输时，则减少了因失步而导致数据包丢失的数量，从而提高了保密通信的质量，并且大大提高了信息传输的效率。

附图说明：

图1为本发明的信息帧结构；

图2为本发明的同步头结构；

图3为本发明的密文帧结构：

图4为本发明系统实现的基本硬件原理图；

图5为本发明的发端程序流程图；

图6、图7为本发明的收端程序流程图。

具体实施方式：

在图1所示信息帧结构中，同步头与密文组成一帧加密数据，由发送方依一帧间隔的时隙按位流方式连续发出；

在图2所示同步头结构中，同步码组采用巴克码，消息密钥采用伪随机数。

在图3所示密文帧结构中的特定码，供收方同步接收后与收方本地特定码进行比较检测，当相符时表明同步正确，同时设置保护电路(“飞轮”效应)参数值；否则关闭数据、话音解密通道，清除保护电路参数值，并重新快速进入下一帧同步信息搜索，达到快速同步的目的。处理过程可以由主处理器通过软件代码实现，也可以由数据处理芯片通过逻辑电路判断实现。

图5、图6、图7为程序流程图。

在图5中发端发送数据流程如下：

步骤1：判断当前是否为发送同步头阶段？是则依次发送SYN_HEADER字和携带的有用信息(如消息密钥IK等)并进入步骤2；否则进入3。

步骤2：判断本次同步头信息是否已经完成发送？已完成则进入步骤3发送密文信息；否则进入步骤1继续发送同步信息。

步骤3：为发送密文信息阶段，判断是否为发送特定码时隙，是则采用同步头中携带的有用信息，对特定码A进行掩盖处理(如：异或、相加等)，得到结果B并发送B，进入步骤4；否则发送密文信息CIPHER，进入步骤4。

步骤4：判断是否完成一帧密文信息CIPHER的发送？未完成则进入步骤3继续发送密文信息。一帧信息发送结束则进入步骤1，再发送下一次同步头。

图6、图7为接收端接收数据流程：

步骤1：判断当前是同步头搜索阶段还是接收密文信息阶段？同步头搜索阶段则进说入步骤2，接收密文信息阶段则进入步骤5。

步骤2：判断当前信息是不是正确的同步头？是，则保存同步头中携带的有用信息(如消息密钥IK等)，并进入步骤5；否则进入步骤3。

步骤3：判断本次同步头时隙是否已经结束。是，则进入步骤4，否则进入步骤2继续搜索同步信息。

步骤4：判断上一次同步头是否正确收到，是，则由上一次搜索结果推导出本次同步头其携带的有用信息(如消息密钥IK等)及本帧密文起点(“飞轮”效应)，并进入步骤5。

步骤5：接收当前信息，判断是特定码时隙还是密文时隙？特定码时隙则进入步骤6；密文时隙是则进入步骤8；

步骤6：保存接收信息(特定码B1)，本帧信息中的特定码是否完全接收，完全接收则进入步骤7，否则进入步骤5；

步骤7：采用同步头中携带的有用信息，对本帧信息中各个时隙接收的所有特定码B1进行与发端一致的逆运算处理(如异或、相减等)，并进行纠错处理(如9取5大数判决等)，得到A1，判断是否与发送特定码A一致，一致则本次同步接收正确，并进入步骤8，否则同步不正确(失步)，并立即静噪并进入步骤2重新搜索同步；

步骤8：接收密文并解密，判断是否完成当前数据帧接收？完成则进入步骤2、否则进入步骤5继续接收密文。

Claims (1)

1、一种用于移动通信系统保密话音通信的密码同步快速恢复方法，其特征在于按下述步骤进行：

a、将同步头与密文信息组成一帧加密数据，在发端密文信息中的固定位置，插入多组相同的特定码字，并在同步头中包含有消息密钥，用消息密钥对特定码字进行掩盖处理后，再发送特定码字；

b、在收端接收到同步头后，保存同步头所包含的消息密钥，并在收到的密文信息的相应位置提取出特定码字，用该消息密钥对提取出的特定码字进行逆运算，再对运算结果用大数判决运算进行纠错处理，将得到的最后结果与收端本地的特定码字比较，如果两者特定码字一致，密码同步正确，实现对同步头所携带消息密钥的检验，若下一帧不能搜索到同步，能够根据“飞轮”效应继续同步；如果上述得到的最后结果与收端本地的特定码字不一致，则为失步，应立即重新搜索同步，并且不能利用“飞轮″效应。

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