CN1077751C - 一种模拟信号发射调制加密及接收控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模拟信号加密发射及接收系统，特别是对模拟信号进行变换加密的方式。本系统的特征是模拟信号发射调制方式是采用对模拟信号进行形态变换，变换方式采用乱数函数来操作，且乱数函数的变化因子随时时分和频分变化，乱数函数在该时的变化值，通过数码信息传递，令数码指令于接收机的解调器使之模拟信号还原或不能还原。这样本系统能以一低成本，增加破解难度以通过广播发射分别控制每个接收用户。

Description

一种模拟信号发射调制加密及接收控制系统

本发明涉及一种模拟信号加密发射及接收系统，特别是对模拟信号进行变换加密方式的发射及接收系统。

现有技术的加密广播系统有如下三种：1、以数码信号做为引导的开关信号，不对模拟信号进行改变；2、以设定方式(如倒频或其它变化方式)对模拟加密。以上两种方式，由于信号是设定不变的，破解者仅要找到对应的变化模式，便可破解。3、纯数码加密，由于要把模拟(音频)转换为数码信息，又须采用语言压缩手段，所以发射广播成本和接收机成本均高，听众难以接受，此技术现仅用于无线电话等高级通讯器材。

本发明的目的在于提供一种数码与实时变化的模拟信号混成加密在较低成本上增加破解难度以及通过广播发射分别控制每个接收用户。

本发明的技术方案是这样的：

一种模拟信号发射调制加密及接收控制系统，它由一模拟信号发射调制加密机和二台以上接收控制机组成，该系统在发射模拟信号同时携带数据信号，其特征在于：

发射系统具有时分/频分信号发生器、倒频/移频调制器、乱数函数发生器、通讯协议处理器、以及加法器。时分/频分信号发生器与一个乱数函数发生器的输入端连接；所述乱数函数发生器的一个输出端与所述倒频/移频调制器的输入端连接，另一个输出端与通讯协议处理器的一个输入端连接；所述倒频/移频调制器的输出端以及所述通讯协议处理器的输出端接连到所述加法器；所述加法器的输出端连接到发射装置；

接收系统具有射频解调器、数码检核器、音频解调器、接收机中的通讯协议处理器、分频/倒频处理器、以及放大输出电路。所述射频解调器的输入端接连到天线；所述射频解调器的输出端分别与数码检核器和音频解调器连接；所述数码检核器与接收机中的通讯协议处理器连接；所述接收机中的通讯协议处理器的输出端及所述音频解调器的输出端都连接到分频/倒频处理器；所述分频/倒频处理器的输出端连接到放大输出电路。

工作电流(信号)在电路中的走向如下：一、发射系统：由一时分/频分信号发生器发出的实时参数以及一记忆内存中设定的地址码在一乱数函数发生器中按一固定算式计算产生一随时分、频分、地址码变化的数字信号，该数字信号一路控制一倒频/移频调制器将模拟信号进行形态变换处理，另一路经一通讯协议处理器处理后再与经过形态变换的模拟信号叠加调制发射；二、接收系统：接收信号后首先经数码检核及音频解调器将模拟信号及数字信号分离，模拟信号经一分频/倒频处理器输出，数字信号进入通讯协议处理器，再与记忆内存中的地址码一进入乱数函数发生器中按与发射系统一样的算式计算一数字信号还给通讯协议处理器去控制分频/倒频处理器还原模拟信号的形态。

本发明的优点在于：以低成本上增加破解难度，从而通过广播发射分别控制每个接收用户。

下面通过附图进一步说明本发明。

图1本发明的原理方框图；

图2加密广播系统和接收机的实施例。

图1中，图示了一种模拟信号发射调制加密及接收控制系统，它由一模拟信号发射调制加密机和二台以上接收控制机组成，该系统在发射模拟信号同时携带数据信号，其特征在于：

发射系统具有：时分/频分信号发生器1、倒频/移频调制器2、乱数函数发生器3、通讯协议处理器4、以及加法器5。时分/频分信号发生器1与一个乱数函数发生器的输入端连接；所述乱数函数发生器3的一个输出端与所述倒频/移频调制器2的输入端连接，另一个输出端与通讯协议处理器4的一个输入端连接；所述倒频/移频调制器2的输出端以及所述通讯协议处理器4的输出端接连到所述加法器5；所述加法器5的输出端连接到发射装置；

接收系统具有：射频解调器6、数码检核器7、音频解调器8、接收机中的通讯协议处理器9、分频/倒频处理器10、以及放大输出电路11。所述射频解调器6的输入端接连到天线；所述射频解调器6的输出端分别与数码检核器7和音频解调器8连接；所述数码检核器7与接收机中的通讯协议处理器9连接；所述接收机中的通讯协议处理器9的输出端及所述音频解调器8的输出端都连接到分频/倒频处理器10；所述分频/倒频处理器的输出端连接到放大输出电路11。

模拟信号(原音)发射部分，模拟信号(原音)首先经倒频/移频调制器2进行形态变换，倒频/移频调制器2的控制信号由一时分/频分实时信号与一记内存中设定的地址码一同进入乱数函数发生器3内计算产生，数字信号同时进入一通讯协议处理器4处理后与已经形态变换的模拟信号叠加发射出去。

模拟信号接收部分，首先是经过数码检核器7及音频解调器8将模拟信号及数字信号分离，模拟信号经一分频/倒频处理器10输出，数字信号进入接收端通讯协议处理器9，再与设定的地址码及乱数函数复核输出一数字控制信号到分频/倒频处理器10。

图2中，发射部分：音源产生的音频信号一路径分频/倒频处理(SR2-312)进行变换形态，另一路与记忆内存中设定的数码进入CPU-80C51中进行乱数函数计算之后通知通信协议处理器(EPF8452)由通信协议处理器(EPF8452)控制分频/倒频处理器(SR-312)，通信协议处理器输出的数信号与经变换形态的音频信号经缓冲器后进入加法器叠加成混合信号，混合信号经过LM566、LM324及相位比较器4046A对波形调整整理后通过缓冲器LM324再调制入音频音源进行FM调制，再经射频功放向外发射。接收部分：接收到该信号后，首先由FM解调器(CXA1191)进行FM解调，没有进行加密措施的原音经低通(LM324)直接送扬声器；而经处理的混合信号经带通滤波器进入第二次解调，先进入解调器(MC3361)分解出变换形态的音频信号和数字信号，音频信号进入分频/倒频处理器(SR2-312)进行形态还原，而数字信号经数码检查波IC(CM339)进入通信协议处理器(SSSRH02-02)通信协议处理器将数字信号送CPU(80C51)与记忆内存中的设定数码进行乱数函数计算，将运算结果送还通信协议处理器(SSSRH02-02)由它控制分频/倒频处理器(SR2-312)使音频信号按发射调制的变化程序还原送扬声器。

图1表述的工作过程如下：

1、将音频信号变换波形形态变化成一个由多种状态组合之信号组群，此信号组群仅是对原单纯音频进行了分化和重新组合。信息的表象变了，但信息的实际内涵没有改变，而且控制在音频范围。

2、这种对原始音频信号的表象改变，由预置的一个乱数函数发生器所发的指令去操作。所以当接收者接受到同时同步的指令，在解调器的协助下，可以将此不断变化之信号组群，不断复原。

3、当此技术应用于广播时，发射和接收共用一套加密通信协议，分别以软件及硬件编程于发射调制器和接收机的CCP及通讯协议处理器之中。各接收机的地址码也于开机时存入。

4、指使音频信号变换波形形态的乱数函数随机变化信息会同地址数码经加密通信协议处理后以时分法或频分法汇合成非正常之音频信号随载波共同发出。

5、接收机的地址码用作对接密码，当接收机收到后自行开启或封闭通讯协议处理器以及其它信号处理电路，使接收机同时收到的杂乱音频能够正确解调或无法解调，达到开机(正常接收)锁机(停止接收)的目的。

上述音频信号的变换波形形态可以分别利用移频、分频及倒频的方式实现，且采用乱数函数来操作，而乱数函数的变化因子随时分和频分变化，乱数函数在该时的变化值，通过数码信息传递。

本发明的实施例加密广播系统和接收机(图2)：

1、音源的音频信号通过分频/倒频处理(选用专用IC-SR2-312)，其处理由通信协议处理专用IC-ALTERA.EPF8452负责控制。

2、预置在记忆内存27C64里的乱数函数X(n＋1)＝[A*X(n)＋B]mod(C)与音频过来的音频信号作为变数因子X在CPU-80C51中混合运算其结果通知EPF8452。

3、乱数函数X(n＋1)＝[A*X(n)＋B]mod(C)中，A是总台控制的密码，设计密码A我们选用了一个二元方程X＋Y＋C＝0。式中X是时分变数，Y是频分变数，C是设计特定密码(定数)，B是地址码，亦是一个组合数：B＝n＋A＋C。N是时分秒6位数组合：即：000001-010101-246060。

4、经SR2-312分频/倒频处理的音频信号汇合由EPF8452内填充了具体数据的随机变化函数，即时控制指令(含B值地址码)，分别通过缓冲器LM324，在EPF8452发出时分控制要求下排列通过串行口送调制。

5、LM566在LM324协助下通过相位比较IC-4046A对波形调制整理。再进行缓冲运放后，调制入音频声源进行FM调制。

6、第二次调制后的混合音频信号(合数码指令)，通过射频功放，向外发射。

7、接收机天线接收到该信号后，首先用CXA1191IC进行FM解调，如是没有进行加密措施的原音频通过LM324直接送扬声器，如是经过上述处理的混合音频信号经过带通滤波器进入第二次解调。

8、实施实验时混合音频信号是放在副信道SCA调制的，所以采用MC3361先对该混合信号再次调解，调解出的数码指令经过LM339检查核对进入专用IC-SSSRH02-02处理。

9、乱数函数同一公式X(n＋1)＝[A*X(n)＋B]mod(C)的A.B地址码)等参数。同样写入接收机的记忆内存27C64中，并随时调出给接收机运算器8051用同一公式X(n＋1)＝[A*X(n)＋B]mod(C)运算，CPU80C51把SSSRH02-02送来的X动态参数指令的运算结果还给通信协议处理器SSSRH02-02由它控制接收机的分频/倒频处理器SR2-312，使音频信号按发射调制的变化程式还原。

上述实施倒的实施效果如下：

该实验是通过电台FM频点的SCA加密广播，在SCA覆盖范围内接收和控制，接收机经开机处理音频还原良好；接收机未经开机处理或在发射调制器上输送误码指令(即封闭信号)，接收机不能正常解调，收到的是未经解调混杂音。

Claims (1)

1、一种模拟信号发射调制加密及接收控制系统，它由一模拟信号发射调制加密机和二台以上接收控制机组成，该系统在发射模拟信号同时携带数据信号，其特征在于：

发射系统具有时分/频分信号发生器(1)、倒频/移频调制器(2)、乱数函数发生器(3)、通讯协议处理器(4)、以及加法器(5)；时分/频分信号发生器(1)与一个乱数函数发生器的输入端连接；所述乱数函数发生器(3)的一个输出端与所述倒频/移频调制器(2)的输入端连接，另一个输出端与通讯协议处理器(4)的一个输入端连接；所述倒频/移频调制器(2)的输出端以及所述通讯协议处理器(4)的输出端接连到所述加法器(5)；所述加法器(5)的输出端连接到发射装置；

接收系统具有射频解调器(6)、数码检核器(7)、音频解调器(8)、接收机中的通讯协议处理器(9)、分频/倒频处理器(10)、以及放大输出电路(11)；所述射频解调器(6)的输入端接连到天线；所述射频解调器(6)的输出端分别与数码检核器(7)和音频解调器(8)连接；所述数码检核器(7)与接收机中的通讯协议处理器(9)连接；所述接收机中的通讯协议处理器(9)的输出端及所述音频解调器(8)的输出端都连接到分频/倒频处理器(10)；所述分频/倒频处理器的输出端连接到放大输出电路(11)。

Images