GSM手机端到端安全加密通信系统(08-100)
图2.1 作品系统框图
工作流程为：
* 加密过程：输入语音信号由麦克风输入AD变换模块，再经语音加密模块处理，接着插入同步信息，DA变换后通过手机麦克风插口输入手机，经手机中的声码器压缩后射频输出。
* 解密过程：加密语音信号由手机中声码器解压后，通过手机耳机插口输出到AD模块，做回声抑制后进行同步检测，接着送到解密模块解密处理，最终DA变换后输出对方原始的语音信号。
为了快速语音加解密，需要设计适用于硬件架构的、安全快速的加解密算法，本作品设计了抗RPE-LTP压缩编码的语音加解密算法。
3 抗RPE-LTP压缩编码的语音加解密算法研究
3.1 算法总体框架
本算法针对RPE-LTP压缩编解码的特性，对人类自然语音信号进行变换处理，使之成为不可懂的声音信号，实现加密;同时保证加密语音信号在通过RPE-LTP编码器后能被对方的解码器恢复，且经过解密可成为可懂原始语音信号，从而完成全部加解密过程。
算法的主要思路为：
1、 首先把原始语音分解成符合RPE-LTP编解码要求的单位帧;
2、 接着根据分组密码的原理，通过选择合适的加密矩阵对分解后的单位帧依次在频域和时域上进行置乱;
3、 最终合成的不可懂语音信号通过RPE-LTP编码后送入GSM传输信道，在接收端进行逆向解密即可。
图2.2 GSM系统语音信号加密原理图
如图2.2所示，整个语音加密过程在虚线框部分，由语音分解、频域置乱、语音帧置乱和类语音合成四部分组成。反之，语音解密过程由类语音分解、帧置乱解密、频域置乱解密和语音合成四部分组成。其中各模块的功能与加密过程相对应。
其中语音分解算法的要求是找到一种合适的分解方法，便于进行后续的加密置乱运算，并且易于合成符合RPE-LTP压缩编码要求的模拟语音。另外，类语音合成算法将加密置乱后的信号合成符合RPE-LTP压缩编码要求的类似语音信号。
下面重点介绍本设计中频域置乱、语音帧置乱与算法参数选择的设计。
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