RU2132593C1

RU2132593C1 - Multiple-channel device for voice signals transmission

Info

Publication number: RU2132593C1
Application number: RU98109534A
Authority: RU
Inventors: В.Ф. Макаров; Ю.А. Глоба; В.В. Казанов
Original assignee: Академия управления МВД России
Priority date: 1998-05-13
Filing date: 1998-05-13
Publication date: 1999-06-27

Abstract

FIELD: multiple-channel telephone equipment, in particular, for confidential information transmission. SUBSTANCE: device has serial circuit of orthogonal signals generator, clock pulse oscillator, two delay gates, adder and linear unit. In addition device has modulation signal selection units, modulation units, input unit, amplifiers, control signal generator, and random sequence generator. Number of modulation units and amplifiers is equal to number of channels. Addition of modulated equal frequency spectrum signals which differ by quarter phase shift and belong to same voice channel provides masking of frequency constituents which carry information about harmonics frequency. EFFECT: increased functional capabilities. 1 dwg

Description

Изобретение относится к многоканальной технике связи и может быть использовано для передачи конфиденциальной информации, в частности, в способах маскирования речевых сигналов. The invention relates to multi-channel communication technology and can be used to transmit confidential information, in particular, in methods of masking speech signals.

Известно передающее многоканальное устройство, в котором манипуляция сигналов ЭВМ функциями Уолша осуществляется блоками коммутации, которые подключают входы манипуляторов к выходам генератора ортогональных сигналов [1]. A multi-channel transmitting device is known in which the manipulation of computer signals by Walsh functions is carried out by switching units that connect the inputs of the manipulators to the outputs of the orthogonal signal generator [1].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству, является устройство, для передачи сигналов, содержащее последовательно соединенные генератор ортогональных сигналов, формирователь тактовых импульсов, первый и второй блоки задержки, блок сброса, вход которого соединен со вторым выходом первого блока задержки, последовательно соединенные сумматор сигналов и линейный блок [2]. The closest in technical essence and the achieved result to the proposed device is a device for transmitting signals, containing a series-connected generator of orthogonal signals, a pulse shaper, the first and second delay units, a reset unit, the input of which is connected to the second output of the first delay unit, in series connected signal adder and line block [2].

Недостатком прототипа является невозможность передачи с его помощью конфиденциальной речевой информации методом маскирования ортогональными сигналами, что позволяет определить и обработать сигнал в канале связи. The disadvantage of the prototype is the impossibility of transmitting with it confidential speech information by masking with orthogonal signals, which allows you to determine and process the signal in the communication channel.

Задачей изобретения является устранение указанного недостатка. Поставленная задача решается путем введения в известное устройство блоков выбора модуляционного сигнала, модуляции, входного блока, усилителей, формирователя управляющего сигнала и генератора псевдослучайной последовательности, количество блоков модуляции и усилителей равно количеству каналов, блок модуляции состоит из дискретизатора, выход которого соединен с первым входом квантователя, первый выход которого соединен с первым входом второго модулятора через инвертор, а второй выход квантователя соединен с первым входом первого модулятора, третий и последующие выходы генератора ортогональных сигналов соединены с первыми входами блока выбора модуляционного сигнала, выходы которого соединены со вторыми входами первого и второго модуляторов, второй выход генератора ортогональных сигналов соединен со входом генератора псевдослучайных последовательностей, выход которого соединен с формирователем управляющих сигналов, выход которого соединен со вторым входом блока выбора модуляционного сигнала, выход второго блока задержки соединен со вторыми входами дискретизаторов, а выход блока сброса - со вторыми входами квантователей, выходы входного блока соединены через усилители с первыми входами дискретизаторов, выходы каждого модулятора подключены к соответствующим входам сумматора. The objective of the invention is to remedy this drawback. The problem is solved by introducing into the known device blocks for selecting a modulation signal, modulation, input block, amplifiers, a driver of a control signal and a pseudo-random sequence generator, the number of modulation blocks and amplifiers is equal to the number of channels, the modulation block consists of a sampler, the output of which is connected to the first input of the quantizer the first output of which is connected to the first input of the second modulator through an inverter, and the second output of the quantizer is connected to the first input of the first mo a regulator, the third and subsequent outputs of the orthogonal signal generator are connected to the first inputs of the modulation signal selection block, the outputs of which are connected to the second inputs of the first and second modulators, the second output of the orthogonal signal generator is connected to the input of the pseudo-random sequence generator, the output of which is connected to the control signal generator, the output which is connected to the second input of the modulation signal selection block, the output of the second delay block is connected to the second sampling inputs ators, and the output of the reset unit with the second inputs of the quantizers, the outputs of the input unit are connected through amplifiers to the first inputs of the samplers, the outputs of each modulator are connected to the corresponding inputs of the adder.

На чертеже представлена схема устройства. The drawing shows a diagram of the device.

Устройство содержит блок 1 сброса в каждой схеме квантования, первый 3 и второй 2 блоки задержки, формирователь 4 тактовых импульсов, генератор 5 ортогональных сигналов, дискретизатор 6, квантователь 7, инвертор 8, блок 9 выбора модуляционного сигнала, модулятор 10, блок модуляции 11, усилитель 12, сумматор 13 канальных сигналов, линейный блок 14, входной блок 15, формирователь 16 управляющих сигналов, генератор 17 псевдослучайной последовательности. The device contains a reset unit 1 in each quantization scheme, the first 3 and second 2 delay units, a clock generator 4, an orthogonal signal generator 5, a sampler 6, a quantizer 7, an inverter 8, a modulation signal selection unit 9, a modulator 10, a modulation unit 11, an amplifier 12, an adder 13 of channel signals, a linear block 14, an input block 15, a driver 16 of the control signals, a pseudo-random sequence generator 17.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

С входного блока 15 речевые сигналы подаются на входы усилителей 12, с выходов усилителей сигналы поступают на входы блоков модуляции 11, состоящих из дискретизатора 6, выход которого соединен с входом квантователя 7, выход которого соединен с входом инвертора 8 и входом модулятора 10 прямого сигнала, выход инвертора 8 соединен с входом модулятора 10 инверсного сигнала. Обработку речевого сигнала в блоке модуляции 11 рассмотрим на примере обработки первого аналогового канала. На вход дискретизатора 6 поступают сигнал первого речевого канала и импульсы записи. Импульсы записи формируются в формирователе 4 тактовых импульсов и для обеспечения заданных режимов обработки подвергаются временному сдвигу в блоках задержки 2 и 3. Частота импульсов записи выбирается исходя из возможности дискретного разложения аналогового речевого сигнала и задается тактовой частотой генератора 5 ортогональных колебаний. С выхода дискретизатора 6 дискретные отсчеты речевого сигнала подаются на квантователь 7, где уровни квантованных отсчетов сохраняются до прихода импульсов обнуления из блока 1 сброса. До сброса импульсом обнуления квантованный отсчет поступает на вход модулятора 10 прямого сигнала и на вход инвертора 8. С выхода инвертора инверсный речевой сигнал подается на вход модулятора 10 инверсного сигнала. На вторые входы модуляторов прямого и инверсного сигналов поступают сигналы с выхода блока 9 выбора модуляционного сигнала. From the input block 15, speech signals are fed to the inputs of the amplifiers 12, from the outputs of the amplifiers the signals are fed to the inputs of the modulation blocks 11, consisting of a sampler 6, the output of which is connected to the input of the quantizer 7, the output of which is connected to the input of the inverter 8 and the input of the direct signal modulator 10, the output of the inverter 8 is connected to the input of the inverse signal modulator 10. The processing of the speech signal in the modulation unit 11 will consider the example of processing the first analog channel. The input of the sampler 6 receives the signal of the first speech channel and recording pulses. The recording pulses are generated in the generator 4 clock pulses and to ensure the specified processing modes are subjected to a temporary shift in the delay units 2 and 3. The frequency of the recording pulses is selected based on the possibility of discrete decomposition of the analog speech signal and is set by the clock frequency of the orthogonal oscillation generator 5. From the output of the sampler 6, the discrete samples of the speech signal are fed to the quantizer 7, where the levels of the quantized samples are stored until the reset pulses from the reset unit 1. Before resetting the zeroing pulse, the quantized count goes to the input of the direct signal modulator 10 and to the input of the inverter 8. From the inverter output, the inverse speech signal is fed to the input of the inverse signal modulator 10. The second inputs of modulators of direct and inverse signals receive signals from the output of block 9 for selecting a modulation signal.

Блок 9 выбора модуляционного сигнала отбирает для прямого и инверсного модуляторов, одного блока 11 модуляции, ортогональные сигналы с генератора 5 ортогональных сигналов одного и того же частотного спектра, отличающихся друг от друга сдвигом фаз на π/2. Выбранная совокупность распределения пар ортогональных сигналов между блоками 11 модуляции сохраняется в течение определенного момента времени, называемого периодом переключения блока 9 выбора модуляционного сигнала. Период переключения блока 9 задается генератором 17 псевдослучайной последовательности. Генератор 17 синхронизирован с генератором 5 ортогональных сигналов, его работа заключается в псевдослучайном выборе последовательности цифр. Выбранная псевдослучайная последовательность заводится с выхода генератора 17 на вход формирования 16 управляющих сигналов. По поступившей последовательности формирователь 16 вырабатывает управляющие сигналы, которые заводятся на вход блока 9 выбора модуляционного сигнала. По полученным управляющим сигналам блок 9 осуществляет переключение пар ортогональных сигналов между блоками 11 модуляции. The modulation signal selection block 9 selects for the direct and inverse modulators, one modulation block 11, the orthogonal signals from the generator 5 of the orthogonal signals of the same frequency spectrum, which differ from each other by a phase shift of π / 2. The selected set of distribution of pairs of orthogonal signals between the modulation blocks 11 is stored for a certain point in time, called the switching period of the modulation signal selection block 9. The switching period of block 9 is set by the pseudo-random sequence generator 17. The generator 17 is synchronized with the generator 5 of orthogonal signals, its operation is the pseudo-random selection of a sequence of digits. The selected pseudo-random sequence is started from the output of the generator 17 to the input of the formation of 16 control signals. According to the received sequence, the shaper 16 generates control signals that are input to the input of the modulation signal selection block 9. According to the received control signals, block 9 switches pairs of orthogonal signals between modulation blocks 11.

Поступившая на блок 11 модуляции пара ортогональных сигналов с одинаковым частотным спектром модулируется в прямом и инверсном модуляторе сигналами, имеющими одинаковый частотный спектр. На выходе модуляторов формируются ортогональные колебания, модулированные речевыми сигналами, инверсными друг другу. The pair of orthogonal signals with the same frequency spectrum received at the modulation unit 11 is modulated in the direct and inverse modulator by signals having the same frequency spectrum. At the output of the modulators, orthogonal oscillations are formed, modulated by speech signals inverse to each other.

С выходов блока модуляции 11 модулированные сигналы подаются на вход сумматора 13. Суммирование модулированных сигналов одного и того же частотного спектра, отличающихся сдвигом фаз на π/2, с взаимно инверсной информацией из одного речевого канала, маскирует частотные составляющие, несущие сведения о частоте используемой гармонии. На выходе сумматора формируются составляющие, характеризующиеся только фазовыми характеристиками модулированного сигнала. Распознать такие составляющие не представляется возможным. Для их распознавания необходимо знать частотно-временные и фазовые параметры сигналов, несущих информацию. From the outputs of the modulation unit 11, the modulated signals are fed to the input of the adder 13. The summation of the modulated signals of the same frequency spectrum, which differ in phase shift by π / 2, with mutually inverse information from one speech channel, masks the frequency components that carry information about the frequency of the used harmony . At the output of the adder, components are formed that are characterized only by the phase characteristics of the modulated signal. Recognizing such components is not possible. For their recognition, it is necessary to know the time-frequency and phase parameters of signals that carry information.

Обработка остальных речевых сигналов с аналоговых каналов производится в таких же блоках модуляции 11 по описанному выше алгоритму. Для каждого блока модуляции блок 9 выбора модуляционного сигнала в течение периода переключения задает свою пару ортогональных сигналов одного и того же частотного спектра, отличающихся сдвигом фаз на π/2. Эти сигналы модулируются в блоках 11 прямыми и инверсными речевыми сигналами. С выходов своих блоков модуляции 11 модулированные ортогональные сигналы подаются на входы сумматора 13. В результате суммирования маскируются частотные составляющие модулированных ортогональных сигналов, несущие сведения о частотах, используемых гармоник. На выходе сумматора формируется сигнал сложной формы, несущий информацию о фазовых составляющих модулированных ортогональных сигналов. С выхода сумматора 13 сложный составной ортогональный сигнал подается на вход линейного блока 14, а затем передается с него в линию связи. Processing of the rest of the speech signals from the analog channels is carried out in the same modulation units 11 according to the algorithm described above. For each modulation block, the modulation signal selection block 9 during the switching period sets its own pair of orthogonal signals of the same frequency spectrum, which differ by a phase shift of π / 2. These signals are modulated in blocks 11 by direct and inverse speech signals. From the outputs of their modulation units 11, the modulated orthogonal signals are fed to the inputs of the adder 13. As a result of the summation, the frequency components of the modulated orthogonal signals masking the frequencies of the harmonics used are masked. At the output of the adder, a signal of complex shape is formed, carrying information about the phase components of the modulated orthogonal signals. From the output of the adder 13, a complex composite orthogonal signal is fed to the input of the linear block 14, and then transmitted from it to the communication line.

Использование такого метода обработки обеспечивает маскирование ортогональными сигналами конфиденциальной речевой информации в канале связи. Полученный сложный составной ортогональный сигнал на выходе передающего устройства представляет собой суммарные фазовые составляющие модулированных ортогональных сигналов. Определение и обработка таких фазовых составляющих существующими поисковыми устройствами невозможны. The use of this processing method provides masking of confidential speech information in the communication channel by orthogonal signals. The resulting complex composite orthogonal signal at the output of the transmitting device is the total phase components of the modulated orthogonal signals. The definition and processing of such phase components by existing search devices is not possible.

1. Авторское свидетельство СССР N 1336078, кл. G 08 C 19/28, опубликованное 07.09.87 г. 1. USSR author's certificate N 1336078, cl. G 08 C 19/28, published September 7, 87.

2. Авторское свидетельство СССР N 392544, кл. G 08 C 19/28, опубликованное 27.07.73 г. 2. USSR author's certificate N 392544, cl. G 08 C 19/28, published July 27, 73

Claims

Многоканальное устройство для передачи речевых сигналов, содержащее генератор ортогональных сигналов, первый выход которого соединен с входом формирователя тактовых импульсов, последовательно соединенные сумматор и линейный блок, а также входной блок, выходы которого соединены через усилители с входами блоков модуляции, отличающееся тем, что оно снабжено блоком выбора модуляционного сигнала, формирователем управляющих сигналов, генератором псевдослучайных последовательностей, первым и вторым блоками задержки и блоком сброса, причем количество блоков модуляции и количество усилителей равно количеству каналов, выход формирователя тактовых импульсов подключен к входу первого блока задержки, первый выход которого соединен с входом второго блока задержки, а второй выход - с входом блока сброса, блоки модуляции состоят из дискретизатора, выход которого соединен с первым входом квантователя, первый выход которого соединен с первым входом второго модулятора через инвертор, а второй выход квантователя соединен с первым входом первого модулятора, выходы каждого модулятора блоков модуляции подключены к соответствующим входам сумматора, третий и последующие выходы генератора ортогональных сигналов соединены с первыми входами блока выбора модуляционного сигнала, выходы которого соединены с вторыми входами первого и второго модуляторов блоков модуляции, второй выход генератора ортогональных сигналов соединен с входом генератора псевдослучайных последовательностей, выход которого соединен с вторым входом блока выбора модуляционного сигнала через формирователь управляющих сигналов, выход второго блока задержки соединен с вторыми входами дискретизаторов блоков модуляции, а выход блока сброса - с вторыми входами квантователей блоков модуляции. A multichannel device for transmitting speech signals, comprising an orthogonal signal generator, the first output of which is connected to the input of a clock pulse generator, a series-connected adder and a linear block, as well as an input block, the outputs of which are connected through amplifiers to the inputs of the modulation blocks, characterized in that it is provided a modulation signal selection unit, a control signal generator, a pseudo-random sequence generator, a first and second delay unit and a reset unit, m the number of modulation units and the number of amplifiers is equal to the number of channels, the output of the clock generator is connected to the input of the first delay unit, the first output of which is connected to the input of the second delay unit, and the second output is connected to the input of the reset unit, the modulation units consist of a sampler whose output is connected with the first input of the quantizer, the first output of which is connected to the first input of the second modulator through an inverter, and the second output of the quantizer is connected to the first input of the first modulator, the outputs of each modulator and the modulation blocks are connected to the corresponding inputs of the adder, the third and subsequent outputs of the orthogonal signal generator are connected to the first inputs of the modulation signal selection block, the outputs of which are connected to the second inputs of the first and second modulators of the modulation blocks, the second output of the orthogonal signal generator is connected to the input of the pseudo-random sequence generator, the output of which is connected to the second input of the modulation signal selection block through the control signal generator, the output of the second block The delay is connected to the second inputs of the samplers of the modulation units, and the output of the reset unit is connected to the second inputs of the quantizers of the modulation units.