RU2120700C1 - Method for voice signal processing and device which implements said method - Google Patents
Method for voice signal processing and device which implements said method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2120700C1 RU2120700C1 RU93049784A RU93049784A RU2120700C1 RU 2120700 C1 RU2120700 C1 RU 2120700C1 RU 93049784 A RU93049784 A RU 93049784A RU 93049784 A RU93049784 A RU 93049784A RU 2120700 C1 RU2120700 C1 RU 2120700C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- intervals
- random
- signal
- voice signal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике связи, к способам кодирования речевых сигналов. The invention relates to communication technology, to methods for encoding speech signals.
Известен способ кодирования речевых сигналов с помощью временной шифрации, заключающейся в делении речевого сигнала на временные интервалы, разбиение полученных интервалов на ряд подынтервалов и перестановку их по случайному закону /1//2/. Устройство, реализующее этот способ, содержит одинаковое число запоминающих устройств (ЗУ) для кодера и декодера, ЗУ имеют суммарную емкость, численно равную количеству отсчетов за временной интервал выборок; также устройство содержит селекторные переключатели, осуществляющие выбор конкретного ЗУ в соответствии с законом, одинаково формируемым датчиками псевдослучайной последовательности в кодере и декодере, тем самым достигается случайное перемежовывание временных подынтервалов внутри интервалов выборок; устройство имеет в своем составе счетчики для подсчета количества выборок внутри временных интервалов, счетчики для подсчета количества выборок внутри выбранных по случайному закону подынтервалов, счетчик для подсчета числа подынтервалов на интервале выборок; устройство содержит генератор тактовых импульсов, датчик псевдослучайной последовательности, схему, осуществляющую управление процессом синхронизации абонентов и контроль синхронности работы составных частей устройства, схемы фильтрации и обработки входного и выходного аналоговых сигналов, аналого-цифровой преобразователь, цифроаналоговый преобразователь. A known method of encoding speech signals using time encryption, which consists in dividing the speech signal into time intervals, dividing the received intervals into a number of sub-intervals and rearranging them according to a random law / 1 // 2 /. A device that implements this method contains the same number of storage devices (memory) for the encoder and decoder, memory have a total capacity numerically equal to the number of samples over the time interval of samples; the device also contains selector switches that select a particular memory in accordance with the law, equally formed by the pseudo-random sequence sensors in the encoder and decoder, thereby randomly alternating time subintervals within the sampling intervals is achieved; the device includes counters for counting the number of samples within time intervals, counters for counting the number of samples within randomly selected sub-intervals, a counter for counting the number of sub-intervals in the sample interval; the device contains a clock generator, a pseudo-random sequence sensor, a circuit that controls the synchronization process of subscribers and controls the synchronism of the components of the device, filtering and processing of input and output analog signals, an analog-to-digital converter, and a digital-to-analog converter.
Известен способ кодирования речевых сигналов с помощью временной шифрации, заключающийся в делении речевого сигнала на временные интервалы, разбиение полученных интервалов на ряд подынтервалов и перестановку их по случайному закону, затем подынтервалы подвергаются временному сжатию или временному расширению в соответствии со случайным законом /6//7/. Устройство, реализующее этот способ, содержит схему предварительной фильтрации входящего речевого сигнала, аналого-цифровой преобразователь, линию задержки на двойную длину интервала выборок, схему адресации элементов ЗУ линии задержки в соответствии с законом, формируемым датчиком псевдослучайной последовательности, счетчики для подсчета количества выборок на интервале преобразования в кодере и декодере, тактовый генератор, схему для управления процессом синхронизации абонентов, схему записи в ЗУ и считывания из ЗУ, цифроаналоговый преобразователь, схему фильтрации выходного речевого сигнала. A known method of encoding speech signals using time encryption, which consists in dividing the speech signal into time intervals, dividing the received intervals into a number of sub-intervals and rearranging them according to a random law, then the sub-intervals are subjected to temporary compression or temporary expansion in accordance with the random law / 6 // 7 /. A device that implements this method includes a preliminary filtering circuit of the incoming speech signal, an analog-to-digital converter, a delay line for a double length of the sampling interval, an addressing scheme of the memory elements of the delay line in accordance with the law generated by the pseudo-random sequence sensor, counters for counting the number of samples in the interval transformations in the encoder and decoder, a clock generator, a circuit for controlling the process of synchronizing subscribers, a circuit for writing to and reading from the memory, digital-to-analogue th converter, filter circuit of the output speech signal.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу и устройству является /2/. The closest in technical essence to the claimed method and device is / 2 /.
Способ /2/ заключается в делении речевого сигнала на временные интервалы, разбиении полученных интервалов на ряд подынтервалов и перестановке их по случайному закону. Method / 2 / consists in dividing the speech signal into time intervals, dividing the obtained intervals into a number of sub-intervals and rearranging them according to a random law.
Недостатком способа является невысокая степень защищенности речевых сигналов от декодирования их посторонним наблюдателем. The disadvantage of this method is the low degree of security of speech signals from decoding by an outside observer.
Задачей изобретения является уменьшение вероятности декодирования речевых сигналов посторонним наблюдателем. The objective of the invention is to reduce the likelihood of decoding speech signals by an outside observer.
Поставленная задача решается тем, что в известный способ, заключающийся в делении речевого сигнала на временные интервалы, разбиении полученных интервалов на ряд подынтервалов и перестановку их по случайному закону введены:
- выбор длительности временных интервалов по случайному закону;
- выбор количества и длительности временных подынтервалов на интервале выборок по случайному закону;
- для полученных в результате деления подынтервалов производят выбор направления считывания сигнала по случайному закону;
- на подынтервалах, выбранных по случайному закону, считывание преобразованного сигнала производят со скоростью, превышающей скорость записи, а образовавшиеся в результате разницы скоростей временные паузы по случайному закону располагают на временном интервале и заполняют шумовым сигналом, параметры которого зависят от вида текущей псевдослучайной последовательности.The problem is solved in that in the known method, which consists in dividing the speech signal into time intervals, dividing the obtained intervals into a number of sub-intervals and permuting them according to a random law, the following are introduced:
- selection of the duration of time intervals according to a random law;
- the choice of the number and duration of time sub-intervals in the sampling interval according to a random law;
- for the resulting sub-intervals, the direction of reading the signal is selected according to a random law;
- on the subintervals selected according to a random law, the converted signal is read at a speed exceeding the recording speed, and the temporary pauses resulting from the difference in speeds are randomly located on the time interval and filled with a noise signal, the parameters of which depend on the type of the current pseudo-random sequence.
Устройство, реализующее способ /2/, содержит одинаковое число ЗУ для кодера и декодера, селекторные переключатели для осуществления выбора ЗУ, датчик псевдослучайной последовательности, счетчики для подсчета количества выборок внутри временных интервалов, счетчики для подсчета количества выборок внутри выбранных по случайному закону подынтервалов, счетчики для подсчета числа подынтервалов на интервале выборок, генератор тактовых импульсов, датчик псевдослучайной последовательности, схему, осуществляющую управление процессом синхронизации абонентов и контроль синхронности работы составных частей устройства, схемы фильтрации и обработки входного и выходного аналоговых сигналов, аналого-цифровой преобразователь, цифроаналоговый преобразователь. The device that implements the method / 2 / contains the same number of memories for the encoder and decoder, selector switches for selecting the memory, pseudo-random sequence sensor, counters for counting the number of samples within time intervals, counters for counting the number of samples inside randomly selected sub-intervals, counters for counting the number of sub-intervals in the sampling interval, a clock generator, a pseudo-random sequence sensor, a circuit that controls the synchronization process subscriber reduction and synchronization control of the operation of the device components, filtering and processing schemes of input and output analog signals, analog-to-digital converter, digital-to-analog converter.
Недостатком устройства, реализующего способ /2/, является его сложность и громоздкость. The disadvantage of the device that implements the method / 2 / is its complexity and cumbersome.
Задачей изобретения является упрощение аппаратной реализации устройства с одновременным увеличением его функций для осуществления предлагаемого способа кодирования речевых сигналов. The objective of the invention is to simplify the hardware implementation of the device while increasing its functions to implement the proposed method of encoding speech signals.
Поставленная задача решается тем, что в известное устройство, содержащее устройство сопряжения с каналом для исходящего речевого сигнала, соединенное с полосовым фильтром; устройство сопряжения с каналом для входящего кодированного речевого сигнала соединенное с полосовым фильтром; выходы полосовых фильтров соединены с входами коммутатора, выход коммутатора соединен со входом аналого-цифрового преобразователя; цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с коммутатором, один выход коммутатора соединен с полосовым фильтром, выход которого соединен с устройством сопряжения для выходного кодированного речевого сигнала, другой выход коммутатора соединен с полосовым фильтром, выход которого соединен с устройством сопряжения для выходного декодированного речевого сигнала, введен процессор, программно выполняющий функции устройства синхронизации абонентов и генератора псевдослучайной последовательности, осуществляющий восстановление спектра шумового сигнала, псевдослучайное преобразование над последовательностями цифровых отсчетов речевого сигнала для уменьшения вероятности декодирования сигнала посторонним наблюдателем, управление составными частями и контроль устройства. The problem is solved in that in a known device containing a device for interfacing with a channel for an outgoing speech signal connected to a band-pass filter; a channel interface device for an input coded speech signal connected to a bandpass filter; the bandpass filter outputs are connected to the inputs of the switch, the output of the switch is connected to the input of an analog-to-digital converter; a digital-to-analog converter, the output of which is connected to the switch, one output of the switch is connected to a band-pass filter, the output of which is connected to a coupler for the output of the encoded speech signal, the other output of the switch is connected to a band-pass filter, the output of which is connected to the coupler for the output of the decoded speech signal, a processor programmatically performing the functions of a subscriber synchronization device and a pseudo-random sequence generator, performing restoration dividing the spectrum of the noise signal, pseudo-random conversion over sequences of digital samples of the speech signal to reduce the likelihood of decoding the signal by an outside observer, component management and device control.
Речевой сигнал дискретизируют на временном интервале псевдослучайной длительности T (фиг. 1), полученными цифровыми отсчетами, заполняют буфер, осуществляют псевдослучайный выбор длительности и количества возможных временных разбиений t на временном интервале T путем вычисления начальных и конечных адресов последовательностей отсчетов, хранящихся в буфере, выполняют псевдослучайную перестановку ряда последовательностей отсчетов путем задания порядка их считывания, производят псевдослучайный выбор направления считывания для каждой последовательности отсчетов, восстановление аналоговой формы сигнала на псевдослучайных временных интервалах выполняют с частотой, превышающей скорость записи, образовавшиеся в результате временные паузы псевдослучайно располагают на интервале T и заполняют шумовым сигналом S (фиг. 2), параметры которого зависит от вида текущей псевдослучайной последовательности. Эффективность кодирования речевого сигнала возрастает от применения совокупности предлагаемых способов кодирования. The speech signal is sampled on a time interval of pseudorandom duration T (Fig. 1), obtained by digital samples, fill the buffer, pseudo-random choice of duration and number of possible time partitions t on time interval T is performed by calculating the starting and ending addresses of the sequences of samples stored in the buffer, pseudo-random permutation of a series of samples by specifying the order of their reading, pseudo-random selection of the reading direction for each the sequence of samples, the restoration of the analog waveform at pseudo-random time intervals is performed at a frequency that exceeds the recording speed, the resulting time pauses are pseudo-randomly placed on the interval T and filled with noise signal S (Fig. 2), the parameters of which depend on the type of the current pseudo-random sequence. The coding efficiency of the speech signal increases from the application of the totality of the proposed coding methods.
Упрощение аппаратной реализации достигается введением процессора, программно выполняющего описанное преобразование, производящего синхронизацию устройств абонентов, генерацию псевдослучайной последовательности (ПСП), контроль линейных цепей и ЗУ. Simplification of the hardware implementation is achieved by introducing a processor that performs the described conversion programmatically, synchronizes subscriber devices, generates a pseudo-random sequence (PSP), and monitors linear circuits and memory devices.
На фиг. 3 приведена структурная схема устройства для реализации способа. In FIG. 3 shows a structural diagram of a device for implementing the method.
Устройство содержит устройство сопряжения с цепями прохождения исходящего от абитуриента речевого сигнала (УС1) 1, устройство сопряжения с цепями прохождения входящего из канала кодированного речевого сигнала (УС2) 2, первый полосовой фильтр (ПФ) 3, второй полосовой фильтр ПФ 4, первый коммутатор 5, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 6, процессор 7, содержащий микропроцессор (МП) 8, и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 9 и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 10, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 11, второй коммутатор 12, третий полосовой фильтр ПФ 13, четвертый полосовой фильтр ПФ 14, устройство сопряжения с выходными цепями для выдачи в канал кодированного речевого сигнала (УСЗ) 15, устройство сопряжения с выходными цепями для выдачи абоненту декодированного речевого сигнала (УС4) 16. The device comprises a device for interfacing with circuits for passing an outgoing speech signal (US1) 1, a device for interfacing with circuits for passing an encoded speech signal (US2) 2 coming from a channel, a first band-pass filter (PF) 3, a second band-
Выход УС1 1 соединен с входом ПФ 3, выход УС2 2 соединен с входом ПФ 4, выход ПФ 3 соединен с первым выходом коммутатора 5, выход ПФ 4 соединен с вторым входом коммутатора 5, выход коммутатора 5 соединен со входом АЦП 6, выходы АЦП 6 соединены с МП 8, ОЗУ 9 соединено с МП 8, ПЗУ 10 соединено с МП 8, входы ЦАП 11 соединены с МП 8, выход ЦАП 11 соединен с коммутатором 12, первый выход коммутатора 12 соединен с ПФ 13, второй выход коммутатора 12 соединен с ПФ 14, выход ПФ 13 соединен с УС3 15, выход ПФ 4 соединен с УС4 16. The output of US1 1 is connected to the input of
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
УС1, УС2, УС3, УС4 служат для подключения устройства в канал связи, спектр исходящего речевого сигнала ограничивается сверху и снизу на ПФ 3, через коммутатор 5 поступает на АЦП 6, где под управлением процессора 7 дискретизируется, выбранное количество отсчетов размещают в буфере ОЗУ 9, МП 8 осуществляет в цифровой форме описанное преобразование по программе, записанной в ПЗУ 10, и в заданном порядке выполняет считывание отсчетов из ОЗУ 9 в ЦАП 11, с выхода ЦАП 11 кодированный речевой сигнал проходит через коммутатор 12 и фильтруется ПФ 13. US1, US2, US3, US4 are used to connect the device to the communication channel, the spectrum of the outgoing speech signal is limited from above to below by the
Над входящим кодированным речевым сигналом, идущим по цепям ПФ 4, коммутатор 5, АЦП 6, ОЗУ 9, ЦАП 11, коммутатор 12 и ПФ 14 процессор производит обратное преобразование по программе, записанной в ПЗУ 8. Above the incoming encoded speech signal going through the
Функции устройства синхронизации абонентов - формирование и прием запускающей комбинации по цепям прохождения речевого сигнала, генерацию псевдослучайной последовательности заданной длины, псевдослучайное преобразование над последовательностью цифровых отсчетов, хранящейся в ОЗУ, контроль линейных цепей и ЗУ, сервисные функции выполняются под управлением процессора по программе, записанной в ПЗУ. Выигрыш достигается в результате программной реализации перечисленных функций, что не приводит к увеличению массогабаритных характеристик и не требует больших дополнительных ресурсов - производительности процессора, объема используемой памяти. The functions of the subscriber synchronization device are the generation and reception of the trigger combination along the speech signal paths, the generation of a pseudo-random sequence of a given length, the pseudo-random conversion of a sequence of digital samples stored in RAM, the control of linear circuits and memory, service functions are performed under the control of the processor using a program written in ROM. The gain is achieved as a result of the software implementation of the above functions, which does not lead to an increase in weight and size characteristics and does not require large additional resources - processor performance, the amount of memory used.
На фиг. 4 приведена функциональная схема устройства, реализующего описанный способ. На схеме обозначены центральный процессор (ЦП) 1, генератор тактовых импульсов со схемой деления частоты (ГТИ) 2, устройство сопряжения с цепями прохождения исходящего от абонента речевого сигнала (УС1) 3, устройство сопряжения с цепями прохождения входящего из канала кодированного речевого сигнала (УС2) 4, полосовой фильтр (ПФ) 5, ПФ 6, регистр адреса (РгА) 7, селектор адреса (СА) 8, ключа аналоговый (КА) 9, ОЗУ 10, АЦП 11, операционный усилитель с заданным коэффициентом усиления и смещением в область преобразования АЦП (ОУ) 12, ПЗУ 13, ЦАП 14, КА 15, ПФ 16, ПФ 17, магистральный приемопередатчик (МПП) 18, регистр управления (РгУ) 19, устройство сопряжения с выходными цепями для выдачи в канал кодированного речевого сигнала (УС3) 20, устройство сопряжения с выходными цепями для выдачи абоненту декодированного речевого сигнала (УС4) 21, передняя панель 22, на которой расположены матрица клавиатуры 23 и индикаторы 24. In FIG. 4 shows a functional diagram of a device that implements the described method. The diagram shows the central processor (CPU) 1, a clock pulse generator with a frequency division circuit (GTI) 2, a device for interfacing with circuits of a voice signal coming from a subscriber (CSS1) 3, a device for interfacing with circuits of passing a coded speech signal (CSS2 coming from a channel) ) 4, a band-pass filter (PF) 5,
Исходный речевой сигнал подается на УС1 3; выход УС1 3 соединен со входом ПФ 5; выход ПФ 5 соединен с первым входом КА 9; входящий кодированный речевой сигнал подается на УС2 4; выход УС2 4 соединен с входом ПФ6; выход УС2 4 соединен с вторым входом КА 9; выход КА 9 соединен с входом ОУ 12; выход ОУ 12 соединен с входом АЦП 11; выход ЦАП 14 соединен с КА 15; первый выход КА 15 соединен с входом ПФ 16; выход ПФ 16 соединен с входом УС3 20; с выхода УС3 20 снимают выходной кодированный речевой сигнал; второй выход КА 15 соединен с входом ПФ 17; выход ПФ 17 соединен с входом УС4 21; с выхода УС4 21 снимают выходной декодированный речевой сигнал; ЦП 1 соединен по мультиплексированной магистрали адрес-данные с РгА 7, с ОЗУ 10, с ПЗУ 13, с МПП 18, с АЦП 11, с ЦАП 14, с РгУ 19; с РгА 7 линии адреса соединены с ОЗУ 10, с ПЗУ 13, с СА 8; с СА 8 линии выбора устройства соединены с ОЗУ 10, с ПЗУ 13, с МПП 18, с АЦП 11, с ЦАП 14, с РгУ 19; с матрицы клавиатуры 23 линии анализа клавиш соединены с входами МПП 18; с РгУ 19 линия обслуживания клавиатуры соединены с матрицей клавиатуры 23; с РгУ 19 линии управления индикаторами соединены с индикаторами 24; с РгУ 19 линия сигнала запуска начала преобразования соединена с АЦП 11; с РгУ 19 линия управления входным ключом соединена с КА 9; с РгУ 19 линия управления выходным ключом соединена с КА 15; с РгУ 19 линия управления подключением устройства в канал соединена с УС1 3, с УС2 4, с УС3 20, с УС4 21; с АЦП 11 линия окончания преобразования соединена с МПП 18; с ГТИ 2 линия сигнала дискретизации частоты Fд соединена с ЦП 1; с ГТИ 2 линия сигнала тактовой частоты F1 соединена с ЦП 1; с ГТИ 2 линия сигнала частоты преобразования F2 соединена с АЦП 11. The original speech signal is fed to
Работа устройства выполняется под управлением ЦП 1 по программе, размещенной в ПЗУ 13. Тактовый сигнал с частотой F1 подается на ЦП 1 с ГТИ 2. Цикл одиночного обмена по магистрали адрес-данные между ЦП 1 и устройствами для выполнения операций чтения-записи данных начинается с выставлением ЦП 1 на магистраль адреса устройства. Адрес устройства запоминается на РгА 7, удерживается им на адресных входах ОЗУ 10 и ПЗУ 13, а также поступает на СА 8. СА 8 осуществляет выбор адресуемого ЦП 1 устройства (ОЗУ 10, АЦП 11, ПЗУ 13, ЦАП 14, МПП 18, РгУ 19). The operation of the device is carried out under the control of
С частотой, равной частоте дискретизации Fд, ЦП 1, следуя командам, выбранным из ПЗУ 13, выполняет цикл алгоритма в режиме - с преобразованием, заключающийся в следующем:
ЦП 1 переключает с помощью РгУ 19 ключ КА 9 так, что коммутирует ПФ 5 с ОУ 12, тем самым подает на вход АЦП 11 исходящий от абонента речевой сигнал, прошедший по цепям УС1 3, ПФ 5, КА 9, ОУ 12;
ЦП 1 через РгУ 19 подает на АЦП 11 сигнал запуска начала преобразования; по сигналу от АЦП 11 - преобразование выполнено, прочитанному через МПП 18, ЦП 1 считывает цифровой отсчет с АЦП 11 и размещает его в вычисленную ячейку ОЗУ 10, входящую в буфер для исходящего от абонента сигнала;
ЦП 1 переключает с помощью РгУ 19 ключ КА 9 так, что коммутирует ПФ 6 с ОУ 12, тем самым подает на вход АЦП 11 входящий из канала кодированный речевой сигнал, прошедший по цепям УС2, ПФ 6, КА 9, ОУ 12;
ЦП 1 через РгУ 19 подает на АЦП 11 сигнал запуска начала преобразования; по сигналу от АЦП 11 - преобразование выполнено, прочитанному через МПП 18, ЦП 1 считывает цифровой отсчет с АЦП 11 и размещает его в вычисленную ячейку ОЗУ 10, входящую в буфер для входящего из канала кодированного речевого сигнала;
ЦП 1 переключает с помощью РгУ 19 ключ КА 15 так, что коммутирует выход ЦАП 14 с ПФ 16, тем самым образует цепь для выхода кодированного речевого сигнала - ЦАП 14, КА 15, ПФ 16, УС3 20; ЦП 1 считывает из вычисленной ячейки буфера ОЗУ отсчет речевого сигнала в зависимости от параметров кодирования, определяемых видом текущей псевдослучайной последовательности, и подает отсчет на ЦАП 14, с выхода которого аналоговый кодированный речевой сигнал фильтруется на ПФ 16 и через УС3 20 выдается в канал связи;
ЦП 1 перекрывает с помощью РгУ 19 ключ КА 15 так, что коммутирует выход ЦАП 14 с ПФ 17, тем самым образует цепь для выходного декодированного речевого сигнала - ЦАП 14, КА 15, ПФ 17, УС4 21; ЦП 1 считывает из вычисленной ячейки буфера ОЗУ отсчет речевого сигнала в зависимости от параметров декодирования определяемых видов текущей псевдослучайной последовательности и подает отсчет на ЦАП 14, с выхода которого аналоговый декодированный речевой сигнал фильтруется на ПФ 17 и через УС4 21 выдается абоненту.With a frequency equal to the sampling frequency Fd,
The
The
The
The
The
Из последовательности текущих отсчетов для входящего кодированного речевого сигнала ЦП 1 пытается выделить синхропоследовательность (синхропоследовательность определенного вида хранится в ПЗУ в виде маски). В случае, если синхропоследовательность найдена, ЦП1 синхронизирует свою работу по ней. From the sequence of current samples for the incoming encoded speech signal, the
Через заданное время, определяемое допустимой величиной рассинхронизации, или при подключении в канал ЦП 1 формирует синхропоследовательность определенного вида, идущую по цепям прохождения выходного кодированного речевого сигнала. ЦП1 с помощью РгУ 19 и МПП 18 выполняет опрос клавиш матрицы 23 передней панели 22 и обслуживает индикаторы 24. After a specified time, determined by the allowable amount of desynchronization, or when connected to the channel, the
Один цикл алгоритма проходит за квант, длительность которого обратно пропорциональна частоте дискретизации. One cycle of the algorithm passes for a quantum whose duration is inversely proportional to the sampling frequency.
ЦП 1 один раз за время T, раздельно для исходящего и входящего речевых сигналов, формирует псевдослучайное число из последовательности заданной длины и в зависимости от его вида рассчитывает параметры кодирования для исходящего от абонента сигнала и параметры декодирования для входящего из канала сигнала, а также осуществляет выбор параметров для синтеза речеподобного шумового сигнала. The
Время преобразования АЦП 11 пропорционально частоте F2. Сигнал этой частоты поступает на АЦП 11 с ГТИ 2. The conversion time of the
Ввод ключа, определяющего вид псевдослучайной последовательности и задание режимов работы устройства (с преобразованием и без преобразования), отображение вводимой и выдаваемой информации о состоянии устройства, сервисные функции осуществляются с помощью передней панели 22 - размещенных на ней матрицы клавиатуры 23 и индикаторах 24, обслуживаемых программно под управлением ЦП 1. Ввод информации с передней панели (нажатие клавиши) сопровождается выдачей абоненту кратковременной тональной посылки по цепям прохождения речевого сигнала, регистрируемой им на слух и являющейся реакцией на нажатие клавиши. Генерация тональной посылки заданной длительности и частоты выполняется под управлением процессора. Enter the key that determines the type of pseudo-random sequence and set the device operating modes (with and without conversion), display input and output information about the device status, service functions are carried out using the front panel 22 -
Допускается раздельное попеременное включение-отключение кодирующей (передающей) и декодирующей (приемной) частей устройства через устройства сопряжения для каналов с полудуплексной связью и с симплексной связью. К передающей части относятся УС1 3 и УС3 20, к приемной части относятся УС2 4 и УС4 21. Separate alternate switching on / off of the coding (transmitting) and decoding (receiving) parts of the device through the pairing devices for channels with half-duplex communication and simplex communication is allowed. The transmitting part includes
При выключении устройства из канала передачи с передней панели 22 устройство пребывает в подключенном к каналу состоянии в течение времени, равным T, затем реализовано программное отключение устройств сопряжения для передачи. Тем самым обеспечивается передача сообщений без потерь, обусловленных временем задержки на преобразование. When the device is turned off from the transmission channel from the
Работа устройства в режиме - без преобразования позволяет осуществлять контроль линейных цепей, процессора и программного обеспечения. Сигналы в этом случае без задержки в ОЗУ транслируются с входа на выход под управлением процессора с частотой, равной частоте дискретизации (реализуется "прозрачный" канал - без кодирования). Анализ исправности составных частей устройства производит процессор с выдачей результатов контроля абоненту. Исправность устройства при этом регистрируется абонентом визуально по индикаторам передней панели, обслуживаемых процессором, и на слух с оценкой разборчивости. The operation of the device in the mode - without conversion allows you to control linear circuits, processor and software. The signals in this case are transmitted without delay to the RAM from input to output under the control of the processor with a frequency equal to the sampling frequency (a “transparent” channel is implemented - without encoding). The analysis of the health of the component parts of the device is performed by the processor with the issuance of control results to the subscriber. In this case, the serviceability of the device is registered by the subscriber visually by the indicators of the front panel, serviced by the processor, and by ear with the assessment of intelligibility.
Выбор параметров преобразования производится с учетом следующих условий:
- речевой сигнал в канале претерпевает задержку на суммарное время, равное 2T;
- временной интервал T ограничен сверху максимально допустимой задержкой доведения речевого сигнала до абонента;
- временной интервал t не должен превышать временного интервала T;
- временные интервалы T и t ограничены снизу влиянием на разборчивость возможно допустимой точности синхронизации;
- расширение полосы спектра за счет разницы в скоростях записи-считывания отсчетов не должно приводить к выходу из полосы пропускания используемого канала;
- число уровней квантования выбирается в зависимости от требований, предъявляемых к разборчивости речевого сигнала;
- частота дискретизации выбирается с учетом производительности процессора, используемой емкости ОЗУ.The conversion parameters are selected taking into account the following conditions:
- the speech signal in the channel undergoes a delay for a total time equal to 2T;
- the time interval T is limited from above by the maximum allowable delay in bringing the speech signal to the subscriber;
- the time interval t must not exceed the time interval T;
- time intervals T and t are limited from below by the effect on intelligibility of the possible allowable accuracy of synchronization;
- the expansion of the spectrum band due to the difference in the write-read speeds of the samples should not lead to the exit of the used channel bandwidth;
- the number of quantization levels is selected depending on the requirements for speech intelligibility;
- the sampling rate is selected taking into account the processor performance, used RAM capacity.
Использование предлагаемого способа кодирования позволяет получить шифрованные речевые сигналы с высокой степенью защищенности от декодирования их посторонним наблюдателем, делающее менее вероятным несанкционированное прослушивание конфиденциальных переговоров. Using the proposed encoding method allows to obtain encrypted speech signals with a high degree of security from decoding by an outside observer, making unauthorized listening to confidential conversations less likely.
Предложенное аппаратное решение эффективно реализует описанный способ кодирования. The proposed hardware solution effectively implements the described encoding method.
В конкретной реализации предлагаемого способа использованы следующие параметры:
- длительность интервала T выбирается псевдослучайным образом в диапазоне 800 - 1300 мс с шагом в 20 мс;
- количество подынтервалов t выбирается псевдослучайным образом от 1 до 6;
- длительность подынтервалов t выбирается псевдослучайным образом и не менее 200 мс;
- псевдослучайный выбор порядка считывания подынтервалов t;
- псевдослучайный выбор направления считывания подынтервалов t;
- псевдослучайный выбор подъинтервалов t, на которых считывание производится со скоростью, превышающей скорость записи, образовавшиеся временные паузы по случайному закону располагаются на интервале T и заполняются шумовым сигналом, характеристики которого зависят от вида текущей ПСП;
- частота дискретизации 8 кГц;
- число уровней квантования 256 (отсчет-байт-8 бит);
- частоты среза ПФ по уровню - 6 дБ 300 Гц - 1,8(3,5) кГц;
- длина синхропоследовательности 13 бит, вид сигнала ЧТ;
- точность синхронизации +/-1 мс;
- допустимая рассинхронизация +/-5 мс за 3 мин.;
- длина ПСП 17 бит;
- производительность процессора 1.4 млн. оп/с;
- используемый объем ОЗУ 32 кбайт;
- используемый объем ПЗУ 2 кбайт;
- время преобразования АЦП 5 мкс.In a specific implementation of the proposed method, the following parameters were used:
- the duration of the interval T is selected in a pseudo-random manner in the range of 800 - 1300 ms with a step of 20 ms;
- the number of sub-intervals t is selected in a pseudo-random manner from 1 to 6;
- the duration of the sub-intervals t is selected in a pseudo-random manner and not less than 200 ms;
- pseudo-random choice of the reading order of the subintervals t;
- pseudo-random choice of the reading direction of the subintervals t;
- pseudo-random selection of subintervals t at which reading is performed at a speed exceeding the write speed, the resulting temporary pauses according to a random law are located on the interval T and are filled with a noise signal, the characteristics of which depend on the type of the current memory bandwidth;
-
- the number of quantization levels 256 (count-byte-8 bits);
- PF cut-off frequencies by level - 6 dB 300 Hz - 1.8 (3.5) kHz;
-
- accuracy of synchronization +/- 1 ms;
- allowable desynchronization +/- 5 ms for 3 minutes;
- length of
- processor performance 1.4 million op / s;
- used RAM volume is 32 kb;
- The used volume of ROM is 2 KB;
-
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93049784A RU2120700C1 (en) | 1993-11-01 | 1993-11-01 | Method for voice signal processing and device which implements said method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93049784A RU2120700C1 (en) | 1993-11-01 | 1993-11-01 | Method for voice signal processing and device which implements said method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93049784A RU93049784A (en) | 1996-05-27 |
RU2120700C1 true RU2120700C1 (en) | 1998-10-20 |
Family
ID=20148737
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93049784A RU2120700C1 (en) | 1993-11-01 | 1993-11-01 | Method for voice signal processing and device which implements said method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2120700C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008065341A2 (en) | 2006-12-01 | 2008-06-05 | David Irvine | Distributed network system |
RU2689814C1 (en) * | 2018-09-28 | 2019-05-29 | Максим Валерьевич Шептунов | Method of monitoring the security of dynamic identification codes with their comparative evaluation and support for selection of the best |
-
1993
- 1993-11-01 RU RU93049784A patent/RU2120700C1/en active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008065341A2 (en) | 2006-12-01 | 2008-06-05 | David Irvine | Distributed network system |
EP2472430A1 (en) | 2006-12-01 | 2012-07-04 | David Irvine | Self encryption |
RU2689814C1 (en) * | 2018-09-28 | 2019-05-29 | Максим Валерьевич Шептунов | Method of monitoring the security of dynamic identification codes with their comparative evaluation and support for selection of the best |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2113764C1 (en) | Method and device for transmission of data between peripheral devices and central processing unit | |
US4747137A (en) | Speech scrambler | |
US3997727A (en) | Time division multiplexed digital switching apparatus | |
US3755624A (en) | Pcm-tv system using a unique word for horizontal time synchronization | |
CA2265667A1 (en) | Method and apparatus for performing distributed forward power control | |
US3731197A (en) | Secrecy communication system | |
WO1996037979A1 (en) | Logging recorder system for trunking radio | |
RU2120700C1 (en) | Method for voice signal processing and device which implements said method | |
US4074079A (en) | Coin telephone antifraud system | |
US3899642A (en) | Method of distributing tone and alerting signals in a TDM communication system | |
US4636854A (en) | Transmission system | |
US5253296A (en) | System for resisting interception of information | |
JPS6234306B2 (en) | ||
KR930004908B1 (en) | Scrambler communication system | |
RU2090982C1 (en) | Code pattern determining device | |
RU2530228C1 (en) | Device for technical protection of transmitted information | |
RU19982U1 (en) | SPEECH SECRET DEVICE | |
SU575786A1 (en) | Audio signal receiver | |
SU843290A1 (en) | Elecronic dial | |
KR950009846B1 (en) | Data transmission circuit | |
RU2103826C1 (en) | Speech-off detector for pulse-code modulation system | |
SU1224812A1 (en) | Information transmission device | |
SU1481831A1 (en) | Receiver of adaptive data from distributed units | |
JP2590089B2 (en) | Time division multiplex switching equipment | |
JPH01316056A (en) | Signaling transmission system |