CN1237715C - 自计时受控的伪随机噪声序列产生的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于自计时受控的伪随机噪声(PN)序列产生的电气设备并包括多个序列产生装置，适用于：在多个计时值(C_t)的基础上输出多个序列值(Z_t)，其中所说的电气设备还包括：步进模式产生装置(202)，用于根据步进模式选择信号(w_t)从多个可能的步进模式中选择包括所说多个计时值(C_t)的一个步进模式。由此可得到一个灵活和有效的自计时受控的伪随机噪声(PN)序列的产生。本发明还涉及一种自计时受控的伪随机噪声(PN)序列的产生方法。

Description

自计时受控的伪随机噪声序列产生的方法和设备

本发明涉及一种电气设备，这种设备用于自计时受控的伪随机噪声(PN)序列产生，包含：

·多个序列产生装置，用以根据多个时钟值(C_t)输出多个序列值(Z_t)，和

·步进模式产生装置，用来根据步进模式选择信号(w_t)，从多个可能的步进模式中，选择一个包含所说的多个时钟值(C_t)的步进模式。

本发明还涉及一种自计时受控的伪随机噪声(PN)序列的产生方法，包含以下步骤：

·根据多个时钟值(C_t)产生多个序列值(Z_t)，和

·根据步进模式选择信号(w_t)，从多个可能的步进模式中，选择一种提供所说的多个时钟值(C_t)的步进模式。

伪随机噪声序列(PN序列)被用在多个加密和通信应用中以提供随机出现的符号。典型地，加密应用是通过使用流密码来提供传输信息的机密性。在通信系统中，PN序列可能，如，在扩频通信系统中被用作扩展序列以确定跳频序列和/或直接扩展序列。

总体上说，扩频通信系统的接收器会接收到在单独的载波频率上传输的数字信号/比特流，它由含有诸如数字化声音的信息数字信号/比特流以及用来给传送编码或加密的PN序列组合而成。典型地，PN序列流的长度要比信息流长许多。

PN序列有时用一种最大长度的多项式得到。通过这种方式形成PN序列的结构，不管是由硬件还是同上软件所实现，有时候被称作m-序列发生器。众所周知，m-序列发生器产生的序列的随机性非常有限，因为序列中的符号之间有线性关系。这使得如果给出少量但足够多的先前的符号，就可能预测出下一个符号。在各种应用中，这种现象是不期望的，因此，需要有一种有效的技术来增强其不可预测性。

m-序列发生器的时钟控制是一个众所周知的方法，它可以用来增加m-序列发生器的不可预测性。

在大多数加密应用中，几个这样的时钟控制的m-序列发生器的输出被结合在一起来产生最终的输出序列。由时钟控制的m-序列发生器结合而产生的输出比特形成PN序列，它被用来例如加密或者扩展信息信号。

在已知的应用中，例如在GSM蜂窝移动电话系统的加密发生器A5/1中，用来控制涉及的计时m-序列发生器的步进计时信号是源自计时m-序列发生器自身的，也就是说，此发生器是自计时的。

发生器A5/1将结合图1被更详细地描述，图1展示了一个发生器A5/1的示意性的框图。

在发生器A5/1中，3个信号(101)被从3个反馈寄存器(104)中提取出来，并由映射装置(102)以这样一种方式结合在一起以产生3个时钟控制信号(103)，从而使至少2个有时候是3个反馈移位寄存器(104)总是步进的。

如果至少2个移位寄存器要步进，输入信号(101)的组合就有8个可能的值，它们被映射成4个可能的步进模式(0，1，1)，(1，0，1)，(1，1，0)，和(1，1，1)(103)。这里(x，y，z)的意思是，如果x等于0，则第一个反馈寄存器没有步进，如果x等于1，则第一个反馈寄存器是步进的。同样的，y和z分别控制着第二个和第三个反馈寄存器。

既然每一个反馈移位寄存器(104)在4个可能的步进模式(102)中要步进至少3次，所以每一个移位寄存器(104)在8种可能的输入信号(101)的组合中要步进6次，因为这8种组合被映射成4种步进模式(103)。

对负责所连接m-序列发生器(没有被图示)计时/控制的每个移位寄存器(104)进行步进的这样一种均匀性，增强了由m-序列发生器输出组合而成的最终输出的PN序列的不可预测性。

然而，对于其他自计时的方法和/或方案；特别是对于使用更多的移位寄存器(因此，m-序列发生器也更多)(这对于例如获取更高程度的不可预测性是必要的)的方法，用例如在A5/1中使用的已有技术来实现这样一种有利的计时机制通常很困难。

如上所述，现有技术的另外一个问题是，如果例如需要有4个m-序列发生器(因此，4个移位寄存器)，以便例如获取更高的不可预测性，并且只有2个移位寄存器可以同时步进，则输入值的16种组合必须被映射成6种可能的步进模式(0，0，1，1)，(0，1，0，1)，(1，0，0，1)，(0，1，1，0)，(1，0，1，0)，(1，1，0，0)。利用现有技术，有一些步进模式将更多的被使用，原因是这16种组合仅被映射到6种步进模式。

另外，美国的4,817,145公开了一种产生伪随机二进制密码序列的发生器，包含一系列用一种级联方案安排在一起的次发生器。为首的次发生器对其他的次发生器进行计时/步进，并且总是通过一个外部的具有恒定速率的时钟为其自身计时。

尽管这个先前的发生器增强了输出序列的随机性，但是由于这种发生器的一部分的行为有规律，所以解密还是相对容易的。

美国4,032,763专利说明书公开了一种伪随机二进制序列发生器，包含几个第一发生器，其中，它们的输出根据几个附加序列发生器而被影响/干扰，以增强其不可预测性。然而，所公开的发生器需要附加的发生器，所以具有相对高的复杂性。另外，各第一发生器的均匀计时通常难以实现。

本发明的一个目的是提供一种电气设备，用于自计时受控的PN序列产生，其中多个PN序列发生器相对输入信号的组合来均匀地计时。

另外一个目的是提供关于实现时钟控制的灵活性，以使与步进模式相关的更多自由成为可能/可用。

这一目的通过一种如前所述的电气设备来实现，在其中：

·所说的步进模式选择信号(w_t)是根据一个组合值(U_t)和一个或多个先前得到的步进模式选择信号(w_t-1)而得到的，

·所说的多个序列产生装置进一步用来输出多个步进控制值(u_t)，和

·所说的组合值(U_t)是根据所说的多个步进控制值(u_t)和根据多个先前的时钟值(C_t-1)而提供的。

这样，最终输出的PN序列产生将有增强程度的不可预测性，因为发生装置是均匀地计时的。

另外，均匀性是根据步进模式选择信号(w_t)而不使用移位寄存器的情况下获得的，这将增强设备的灵活性，因为负责控制/计时序列发生装置的步进模式选择信号(w_t)可能通过不同信号的多个结合而产生，而不必通过与移位寄存器结合的映射装置。

对于任何数目的序列发生装置和任何数目的步进模式，都能得到增强的不可预测性和均匀性。

另外，由于所说的步进模式选择信号(w_t)是根据组合值(U_t)和一个或多个先前得到的步进模式选择信号(w_t-1)而得到的，所以可得到一个非常简单和不可预测的得出步进模式控制信号(w_t)的方法。

另外，步进模式选择信号(w_t)可以需要很少的附加硬件而被提供。

更进一步，因为所说的多个序列产生装置(201)进一步适合于输出多个步进控制值(u_t)，和所说的组合值(U_t)是根据所说的多个步进控制值(u_t)和根据先前的时钟值(C_t-1)而提供的，所以得到了一种已有信号的有效的和简单的使用。

如果所说的多个可能的步进模式的数目是6，所说的模式选择信号(w_t)通过U_t+w_t-1 MOD 6而得到，那么一种简单的计算步进模式选择信号(w_t)的方法就可获取。

以这种方式，通过使用已有信号可得到一种非常简单的计算步进模式选择信号(w_t)的方法，并且仍然可获得相对序列发生装置的计时的均匀性。

对于其他一些可能的步进模式数目不是6的情况，可以使用其他模函数，例如，对于4个可能的步进模式就用MOD 4。

可选地，如果所说的多个可能的步进模式的数目为6，并且所说的模式选择信号(w_t)通过以下方法得到：U_t+a₁w_t-1+a₂w_t-2+a₃w_t-3MOD 6，其中a₁，a₂，和a₃是预先选择的常数，就可以获取一个甚至更好的模式选择信号(w_t)的计算方法，也就是说，可以造成一个更加不可预测的输出PN序列。

可选地，如果所说的多个可能的步进模式的数目不是一个质数，那么，所说的模式选择信号(w_t)就根据所说的组合值(U_t)和所说的先前得到的步进模式选择信号(w_t-1)，用中国求余(Chineseremaindering)技术而得到。

通过这种方法，就得到了一种非常高效的计算模式选择信号(w_t)的方法，因为模函数的一些计算可以同时被执行。

本发明的另外一个目的是提供一种电气设备，此设备包含多个可以减少能耗的步进模式。

此目的通过选择所说的多个可能的步进模式(0，0，1，1)，(0，1，0，1)，(1，0，0，1)，(0，1，1，0)，(1，0，1，0)，(1，1，0，0)而达到。

在这种方法中，一次只有两个发生器被计时，因此就减少了需要的能量。

另外，所有的电气设备的总能耗与使用何种特定的步进模式无关。

在一个优选的实施方案中，所说的设备进一步包含一种函数产生装置(203)，用以计算作为所说的多个序列值(Z_t)MOD 2的总和的输出值(Out_t)。

在一个优选的实施方案中，所说的多个序列产生装置是m-序列发生器。

本发明的一个更进一步的目的是提供一种自计时受控的PN序列的产生方法，其中的PN序列发生器相对于输入信号的组合是均匀计时的。

另一个目的是提供关于实现计时控制的灵活性，以使关于步进模式的更多的自由成为可能/可用。

利用前面叙述类型的方法，就达到了此目的，这种方法进一步包含以下步骤：

·根据组合值(U_t)和一个或多个先前得到的步进模式选择信号(w_t-1)来获取所说的步进模式选择信号(w_t)，

·产生多个步进控制值(u_t)，和

·根据所说的多个步进控制值(u_t)和根据多个先前的时钟值(C_t-1)提供所说的组合值(U_t)。

这样，因为产生装置/发生器是均匀计时的，所以最终输出的PN序列的产生就具备了增强程度的不可预测性。

另外，均匀性是根据步进模式选择信号(w_t)在不使用移位寄存器的情况下得到的，它增强了本方法的灵活性，因为步进模式选择信号(w_t)可能通过不同信号和/或值的多个结合，而不是通过与移位寄存器结合的映射装置用许多不同的方式获得。

另外，获得了导出步进模式选择信号(w_t)的一种非常简单的方法，因为步进模式选择信号(w_t)是根据组合值(U_t)和一个或多个先前得到的步进模式选择信号(w_t-1)而得到的。

另外，步进模式选择信号(w_t)可以用很少的计算时间/计算复杂性而取得。

更进一步，因为输出了多个步进控制值(u_t)，并且所说的组合值(U_t)是根据所说的多个步进控制值(u_t)和多个先前时钟值(C_t-1)而提供的，所以得到了一种有效的、简单的已有值的使用。

在一种实施方案中，所说的多个可能的步进模式的数目是6，所说的模式选择信号(w_t)通过下式而得到：U_t+w_t-1 MOD 6.

在另外一种实施方案中，所说的多个可能的步进模式的数目是6，所说的模式选择信号(w_t)通过下式得到：U_t+a₁w_t-1+a₂w_t-2+a₃w_t-3MOD 6，其中a₁，a₂，和a₃为预先选择的常数。

在再另外的一种实施方案中，如果所说的多个可能的步进模式的数目不是一个质数，所说的模式选择信号(w_t)根据所说的组合值(U_t)和所说的先前得到的步进模式选择信号(w_t-1)，用中国求余技术而获得。

本发明的另外一个目的是提供一种包含能甚至更进一步减少计算复杂性的步进模式的方法。

如权利要求17所述，当所说的多个可能的步进模式为如下所列出的时此目的就可达到：(0，0，1，1)，(0，1，0，1)，(1，0，0，1)，(0，1，1，0)，(1，0，1，0)，(1，1，0，0)。

在一种实施方案中，所说的方法还包含计算一个作为所说的多个序列值(Z_t) MOD 2的总和的值(Out_t)的步骤。

在另外一种实施方案中，所说的多个序列值(Z_t)通过多个例如由软件实现的m-序列发生器而产生。

本发明还涉及到在便携式设备中使用上述方法和/或电气设备。在一个优选实施方案中，该便携式设备为一种移动电话。

这样，就可能取得数字化的语音或者其他类型数字信息的高效和更加安全的加密。

另外，因为一次只有两个序列产生装置被计时，所以节省了电能，这在如移动电话中是尤其重要的。

现在，本发明将要参照附图被更加完全地描述，其中

图1展示了一种已有技术中的发生器的一个示意性的框图；

图2展示了4个计时控制的PN序列发生器，它根据本发明产生输出的PN序列；

图3展示了据本发明的一个实施方案的一种步进模式子系统；

图4展示了时钟控制PN序列发生器的一个推广的实施方案；

图5展示了步进模式子系统的一个推广的实施方案；

图6展示了据本发明的方法的一个流程图；

图7展示了本发明的一个优选实施方案，它可能包含电气设备和/或本发明方法的使用；

图8a和8b展示了使用据本发明的方法和/或设备的系统的两个示范性的实施例。

接下来m-序列发生器将作为一个PN序列发生器的例子而说明，但是其他类型的PN序列发生器也完全可用。

图1展示了现有技术中发生器的一个示意性的框图。此图在上文中已经被解释了。

图2展示了4个时钟控制的PN序列发生器/产生装置(201)，它据本发明产生输出的PN序列。优选地，序列产生装置(201)为m-序列发生器。

每一个发生器(201)的计时通过以下符号序列来控制：C^k＝C^k ₀，C^k ₁，C^k ₂，...，每一个符号取值为0或1，也就是说，C^k _t∈{0，1}，其中t代表时刻0，1，2，...，k代表发生器(201)的标号，也就是这个例子中的1，2，3，和4。序列C^k _t代表包含组成序列的计时值的时钟信号。

如果第k个m-序列发生器(201)在每一个时刻步进一次，则发生器(201)将产生简单序列X^k＝X^k ₀，X^k ₁，X^k ₂，X^k ₃，...。如果步进由符号C^k的值所控制，将产生下列输出序列Z^k＝Z^k ₀，Z^k ₁，Z^k ₂，Z^k ₃，：

z^k _t＝x^k _σ(k，t)    t＝0，1，2，3，...，

其中

σ(k，t)＝∑_iC^k _i   C^k _i∈{1，2}，

并且，总和∑为从i＝0到i＝t-1，k＝1，2，3，4的总和。换句话说，下一个符号Z^k _j或者与下一个符号X^k _m(如果C^k _t＝1)相等，或者与再下一个符号X^k _m+1(如果C^k _t＝2)相等。举一个例子，如果C^k ₀＝1或2(取何值没有影响)，C^k ₁＝2，C^k ₂＝2，C^k ₃＝1，则序列Z^k ₀＝X^k ₀，Z^k ₁＝X^k ₂，Z^k ₂＝X^k ₄，Z^k ₃＝X^k ₅将被输出。

4个输出序列Z¹，Z²，Z³，Z⁴通过函数产生装置(203)组合在一起，该装置把一个给定的函数F应用到序列Z¹，Z²，Z³，Z⁴中，以获取一个单独的输出序列Out＝Out₀，Out₁，Out₂，Out₃，...。

举一个例子，F可能是：

               F：{0，1}⁴→{0，1}，

(z¹ _t，z² _t，z³ _t，z⁴ _t)→(z¹ _t+z² _t+z³ _t+z⁴ _t)MOD 2.

这样，就得到了一个单独的PN序列，并被用作由4个单独PN序列组合所产生的输出序列，由此，不可预测性被进一步增强了。

可选地，也可以使用其他类型的函数，而非上面说的那一个，例如，选择单独PN序列的其中之一的一种简单的方法。

负责控制该发生器(201)的计时信号C¹ _t，C² _t，C³ _t，C⁴ _t，在每一个时刻产生步进模式(C¹ _t，C² _t，C³ _t，C⁴ _t)。计时信号通过步进模式子系统(202)而得到，它从每一个发生器(201)接收到步进控制信号(u^k _t)。

步进控制信号(u^k _t)优选地依赖于计时信号(C^k _t)。

步进模式子系统/步进模式产生装置(202)将联系图3被详细描述。

与本发明相关的可能用到的发生器的数目可以是任何数，4仅仅是一个例子。

图3展示了一个根据本发明的一个实施方案的步进模式子系统(202)。图3展示的实现方式仅仅是步进模式子系统(202)的一个可能的实现方式。

子系统(202)，也被称作步进模式产生装置，在每一个时刻接收到4个步进控制值u¹ _t，u² _t，u³ _t，u⁴ _t。步进控制值与计时信号C¹ _t，C² _t，C³ _t，C⁴ _t一起，被用来通过组合装置(302)获取一个单独的组合值U_t。组合值(U_t)代表0，1，2，3中的一个值。

优选地，选择下面的6个可能的步进模式：(0，0，1，1)，(0，1，0，1)，(1，0，0，1)，(0，1，1，0)，(1，0，1，0)，(1，1，0，0)。

这6个步进模式的一个优点是均匀地对这4个相关发生器(201)实施步进，这样，因为没有一个单独的发生器(201)平均地比其他发生器步进得更加频繁，所以就增强了不可预测性。

另外一个优点在于只有两个发生器(201)同时步进，这样就减少了电气设备中的能耗，这对于能源有限的便携式设备如移动电话尤其是一个优点。

这6个可能的步进模式仅仅是一个例子，任何数目或组合都是可行的。

优选地，U_t依靠前面的C_t通过以下的方式得到：

Ct	Ut
		(0，0，1，1)	2u4 t+u3 t
(0，1，0，1)	2u4 t+u2 t
		(1，0，0，1)	2u4 t+u1 t
(0，1，1，0)	2u3 t+u2 t
		(1，0，1，0)	2u3 t+u1 t
(1，1，0，0)	2u2 t+u1 t

任何其他类型的关系可能被用来得到组合值(U_t)。

步进模式选择信号(w_t)负责选择在模式选择装置(301)中传递到发生器(201)去的步进模式，它是根据组合值(U_t)和前面产生的一个步进模式选择信号(w_t-1)而得到的。前面产生的一个步进模式选择信号被保持在一种延时元件(304)中。

步进模式选择信号(w_t)在接收到组合值(U_t)和一个前面产生的步进模式选择信号(w_t-1)时以如下的方式：w_t-1＝U_t+w_t-1 MOD 6通过相加/取模方式(303)而得到。

步进模式选择信号(w_t)在0，1，2，3，4，5中取值。

在一种可选的实施方案中，步进模式选择信号(w_t)根据组合值(U_t)和多个前面产生的步进模式选择信号w_t-1，w_t-2，w_t-3，...而得到，在不可预测性方面能够提供更好的性能。

例如，步进模式选择信号(w_t)可能通过以下方法得到：U_t+a₁w_t-1+a₂w_t-2+a₃w_t-3 MOD 6，其中a₁，a₂，和a₃是预先选取的适合给定应用的常数。

在可选择的模式数目不是质数的情况下，步进模式选择信号(w_t)的计算可以有利地利用中国求余的方法来完成。例如，对于6个可能的步进模式，其步进模式选择信号(w_t)可以通过使用6的质数因子(6＝2×3)同时作以下计算而得到：

W¹ _t＝U_t+W¹ _t-1 MOD 2，t＝0，1，2，...

W² _t＝U_t+W² _t-1 MOD 3，t＝0，1，2，...

其中w² _t-1＝w_t-1 MOD 2，w¹ _t-1＝w_t-1 MOD 3。

图4展示了一个时钟控制的PN序列发生器的一个推广的实施方案。图示的是N个pn-序列发生器(201)和一个步进模式子系统(402)，它可能与图2所示的步进模式系统(202)在功能上对应，但是用来从N个pn-序列发生器(201)中获取N个步进控制信号(u_t ¹...u_t ^N)。

步进模式子系统(402)提供N个计时信号(C_t ¹...C_t ^N)给N个pn-序列发生器(201)，通过使用一种功能性，例如与联系图3所解释的那一个类似，来负责对pn-序列发生器(201)进行计时/控制。

推广的步进模式子系统(402)将要联系图5被描述。

还展示了函数产生装置(403)，它向序列Z¹，Z²，...Z^N施加一个给定的函数F，以便获取一个单独的输出序列Out＝Out₀，Out₁，Out₂，Out₃，...，例如联系图2所描述的。

图5展示了步进模式子系统的一个推广的实施方案。图示的是一个和图4中的系统(402)对应的步进模式子系统，它在多个可能的步进模式中选择一个包含N个计时信号C_t的步进模式。

步进模式子系统在每一时刻从N个pn-序列发生器(401)接收到N个步进控制值u¹ _t，u² _t，...，u^N _t，其中uⁱ _t(i＝1...N)在最简单的情况下是0或1。步进控制值通过组合装置(502)和前面来自模式选择装置(501)的步进模式/计时信号C¹ _t，C² _t，...，C^N _t，一起使用以便获取一个单独的组合值U_t。

步进模式选择信号(w_t)，负责通过模式选择装置(501)选择传递到发生器(401)的步进控制模式，这种信号是根据组合值(U_t)和前面产生的步进模式控制信号(w_t-1)而得到的。前面产生的步进模式控制信号(w_t-1)被保持在一种延时元件(304)中。

步进模式选择信号(w_t)是通过组合输入装置(503)，接收到组合值(U_t)和一个前面产生的步进模式选择信号(w_t-1)而得到的。步进模式选择信号(w_t)的获取可以根据本发明的特定的实施通过许多方式来实现，例如可能通过一个附加的模M来取得，其中M是可能的步进模式的数目，如联系图3被描述的那样(其中M＝6)。

M个步进模式可以从含有来自N个元素的集合中k个元素的子集的所有可能组合中作为合适的计时模式而被选中。一个子集是指要被计时的k个pn-序列发生器。

一般而言，对一个给定的k，所有介于K_min和K_max之间的值，在N≥K_max≥K_min≥1时，都可以被选择，给出：

$M={\mathrm{\Σ}}_{k=K_{\min }}^{k=K_{\max }}\underset{30}{\frac{N!}{k!(N-k)!}}$

对于图2和3中的实施方案，它们的值为，N＝4，k＝2，K_max＝K_min＝2。

如前所述，图2和3展示的实施方案是图4和图5展示的实施方案的一个特例，许多其他的实施方案，根据特定的实现，也同样是合适的，并且不应限制本发明的范围，正如所附的权利要求中所指出的。

图6展示了一个据本发明的方法的流程图。这种方法产生多个PN序列值/符号，选择其中之一作为输出。作为一个例子，一种使用4个发生器的方法将要被描述。

这种方法在步骤(601)中进行初始化。

在步骤(602)中，一种步进模式将根据步进模式控制信号(w_t)从多个可能的步进模式中选择出来。

步进模式选择信号(w_t)的产生将在下文中结合步骤(606)被描述。

所选择的步进模式负责控制PN序列发生器据其产生输出序列值(Z_t)的方式，如将在下文中描述的那样。

优选地，下面6个可能的步进模式将被选择：(0，0，1，1)，(0，1，0，1)，(1，0，0，1)，(0，1，1，0)，(1，0，1，0)，(1，1，0，0)。

这6个可能的步进模式的优点在于只有两个发生器同时被计时，这样就减少了在给定时刻本方法的计算复杂性。

另外一个优点是这6个可能的步进模式对发生器均匀地计时，这就增加了不可预测性，因为没有一个发生器比其他发生器更频繁地用来输出序列值。

在步骤(603)中，多个时钟值(C_t)根据所选的步进模式被提供给发生器。这种步进模式包含对每个发生器的独立的时钟值，例如，步进模式(0，0，1，1)将控制前两个发生器步进一次(产生下一个符号)，控制后两个发生器步进两次(产生第二接下来的符号)。

接收到时钟值(C_t)后，各发生器在步骤(604)中根据接收到的时钟值(C_t)产生一个PN序列值。

在步骤(605)，函数F被用来组合四个输出序列Z¹，Z²，Z³，Z⁴，以获取一个单独的输出序列Out＝Out₀，Out₁，Out₂，Out₃，...。

优选地，F被定义为：

              F：{0，1}⁴→{0，1}，

(z¹ _t，z² _t，z³ _t，z⁴ _t)→(z¹ _t+z² _t+z³ _t+z⁴ _t)MOD 2，

其中Z^k _t代表第k个发生器产生的序列值(Z_t)。

用这种方法，可获得一个单独的序列值(Out_t)，它与所有产生的序列值(Z_t)相关，因此，更进一步增强了输出序列(Out_t)的不可预测性。

上述之外的其它函数也同样可以使用。

在步骤(606)，多个发生器提供多个步进控制值(u_t)。这些步进控制值(u_t)与时钟值(C_t)一起用来产生组合值(U_t)，组合值(U_t)被用以计算步进模式选择信号(w_t)，正如联系据本发明的设备所描述的。

优选地，发生器为标准的m-序列发生器，例如由软件所实现的，但其他类型的PN序列发生器也可以作为替代被使用。

可选地，有一些步骤可以被同时运行，如步骤(603)和步骤(606)。

图7展示了本发明的一个优选实施方案，它可能包含电气设备和/或使用按照本发明的方法。图示的是一个移动电话(701)，具有显示装置(704)、一个小键盘(705)、一个天线(702)、一个话筒(706)和一个扬声器(703)。通过包含据本发明的电气设备和/或方法可提供一种更安全的语音信号的加密，而只需要非常少的附加硬件和/或附加计算工作。

图8a展示了一种通信系统(801)，包含第一传送/接收站(803)和第二传送/接收站(804)，其中信息(805)可被传播。据本发明的设备或方法产生的PN序列可能被用作一个子组成部分，来对在第一传送/接收站(803)和第二传送/接收站(804)之间传送的信息(805)进行加密。

通过这种方法，就可实现如数据，数字化语音信号等信息(805)的安全传输，并降低了能耗和/或降低了计算复杂性。

图8b展示了一个传送/接收站(803)和一个移动终端(701)，它们组成了一个蜂窝通信系统(802)。需要经由传送/接收站(803)在移动终端(701)和网络基础设施(没有显示)之间传送/接收的信息(805)可以借助于对一种加密系统的利用而被加密，该加密系统使用由时钟控制的m-序列发生器产生的PN序列。

通过这种方法，可实现如数据，数字化的语音信号等的信息(705)的安全传输而使用更少的硬件，这样就降低了费用和能耗。

Claims (16)

1.一种电气设备，用于自计时受控的伪随机噪声(PN)序列产生，包含：

多个序列产生装置(201)，用来根据多个时钟值(C_t)输出多个序列值(Z_t)，和

步进模式产生装置(202)，用来在多个可能的步进模式中，根据步进模式选择信号(w_t)，选择一个包含所说的多个时钟值(C_t)的步进模式，其特征在于：

所说的步进模式选择信号(w_t)是由组合输入装置(503)根据一个组合值(U_t)和一个或多个先前得到的步进模式选择信号(w_t-1)而得到的，

所说的多个序列产生装置(201)进一步用来输出多个步进控制值(u_t)，和

所说的组合值(U_t)是由组合装置(302；502)根据所说的多个步进控制值(u_t)和根据多个前面的时钟值(C_t-1)而提供的。

2.根据权利要求1的电气设备，其特征在于所说的多个可能的步进模式的数目是6，且所说的步进模式选择信号(w_t)通过U_t+w_t-1MOD6而得到。

3.根据权利要求1的电气设备，其特征在于所说的多个可能的步进模式的数目是6，且所说的步进模式选择信号(w_t)通过U_t+a₁w_t-1+a₂w_t-2+a₃w_t-3MOD6而得到，其中a₁，a₂，和a₃是预先选取的常数。

4.根据权利要求1的电气设备，其特征在于如果所说的多个可能的步进模式的数目不是一个质数，那么，所说的步进模式选择信号(w_t)根据所说的组合值(U_t)和所说的先前得到的步进模式选择信号(w_t-1)，用中国求余技术而得到。

5.根据权利要求1-4的电气设备，其特征在于所说的多个可能的步进模式为：(0，0，1，1)，(0，1，0，1)，(1，0，0，1)，(0，1，1，0)，(1，0，1，0)，(1，1，0，0)。

6.根据权利要求1的电气设备，其特征在于所说的设备进一步包括函数生成装置(203)，用来计算输出值(Out_t)为所说的多个序列值(Zt)的总和MOD 2。

7.根据权利要求1的电气设备，其特征在于所说的多个序列产生装置是m-序列发生器。

8.根据权利要求1的电气设备，其特征在于所说的设备用在移动电话上。

9.一种自计时受控的伪随机噪声(PN)序列的产生方法，包括以下步骤：

根据多个时钟值(C_t)产生多个序列值(Z_t)，和

在多个可能的步进模式中，根据步进模式选择信号(w_t)选择一个提供所说的多个时钟值(C_t)的步进模式，其特征在于所说的方法进一步包含以下步骤：

根据组合值(U_t)和一个或多个先前取得的步进模式选择信号(w_t-1)得到所说的步进模式选择信号(w_t)，

产生多个步进控制值(u_t)，和

根据所说的多个步进控制值(u_t)和根据多个前面的时钟值(C_t-1)提供所说的组合值(U_t)。

10.根据权利要求9的方法，其特征在于所说的多个可能的步进模式的数目是6，且所说的步进模式选择信号(w_t)通过U_t+w_t-1MOD 6而得到。

11.根据权利要求9的方法，其特征在于所说的多个可能的步进模式的数目是6，且所说的步进模式选择信号(w_t)通过U_t+a₁w_t-1+a₂w_t-2+a₃w_t-3MOD 6而得到，其中a₁，a₂，和a₃是预先选取的常数。

12.根据权利要求9的方法，其特征在于如果所说的多个可能的步进模式的数目不是质数，那么所说的步进模式选择信号(w_t)根据所说的组合值(U_t)和所说的先前取得的步进模式选择信号(w_t-1)用中国求余技术而得到。

13.根据权利要求9-12的方法，其特征在于所说的多个可能的步进模式为：(0，0，1，1)，(0，1，0，1)，(1，0，0，1)，(0，1，1，0)，(1，0，1，0)，(1，1，0，0)。

14.根据权利要求9的方法，其特征在于所说的方法进一步包含计算一个值(Out_t)为所说的多个序列值(Zt)的总和MOD 2的步骤。

15.根据权利要求9的方法，其特征在于所说的多个序列值(Z_t)是通过多个m-序列发生器而产生的。

16.根据权利要求9的方法，其特征在于所说的方法用在移动电话中。

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