搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于数字信号处理器的语音无线混沌通信——系统设计与硬件实现

张朝霞 禹思敏

引用本文:
Citation:

基于数字信号处理器的语音无线混沌通信——系统设计与硬件实现

张朝霞, 禹思敏

Wireless chaotic speech communication via digital signal processor ——system design and hardware implementation

Zhang Chao-Xia, Yu Si-Min
PDF
导出引用
  • 提出了一种基于数字信号处理器(DSP)的语音无线混沌数字通信系统设计与硬件实现的新方案. 根据Runge-Kutta算法和变量比例扩张变换,以多涡卷广义Jerk系统为例,对其连续混沌系统作离散化处理,产生作为语音数据加密与解密的混沌数字序列. 在芯片型号TMS320VC5509APGE的DSP技术平台上,利用无线发送器和无线接收器nRF2401,实现了语音无线混沌数字通信. 给出了技术设计与硬件实现结果,证实了该方案的可行性.
    In this paper, a novel approach for system design and hardware realization of wireless chaotic digital speech communication via digital signal processor (DSP) is proposed. According to Runge-Kutta algorithm and variable ratio expansion transformation, taking multi-scroll generalized Jerk as an example, the continuous chaotic system is converted to the discrete chaotic one so as to generate chaotic digital sequences, which are used for speech data encryption and decryption. Based on the DSP technical platform with TMS320VC5509APGE chip, by utilizing nRF2401 wireless transmitter and receiver, wireless chaotic digital speech communication is successfully implemented. The results of technical design and hardware realization are also given, which confirms the feasibility of the scheme.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 60572073, 60871025),广东省自然科学基金(批准号: 8151009001000060),广东省自然科学基金研究团队项目(批准号:8351009001000002)和广东省科技计划项目(批准号:2009B010800037)资助的课题.
    [1]

    [1]Pecora L M, Carroll T L 1990 Phys. Review Lett. 64 821

    [2]

    [2]Yang T, Chua L O 1996 IEEE Trans. CAS-I 43 817

    [3]

    [3]Dedieu H, Kennedy M P 1993 IEEE Trans. CAS-I 40 634

    [4]

    [4]Yang T, Chua L O 1997 Int. J. Bifurc. Chaos 7 2789

    [5]

    [5]Feldmann U, Hasler M, Schwarz W 1996 Int. J. Circuit Theory Appl. 24 551

    [6]

    [6]Halle K S, Wu C W, Itoh M, Chua L O 1993 Int. J. Bifurc. Chaos 3 469

    [7]

    [7]Apostolos A 2005 Nature 437 343

    [8]

    [8]Sushchik M, Rulkov N, larson L, tsimring L, Abarbanel H, Yao K 2000 IEEE Commun. Lett. 4 128

    [9]

    [9]Khadra A, Liu X Z, Shen X 2005 Automatica 41 1491

    [10]

    ]Cong L, Xiaofu W 2001 IEEE Trans. CAS-I 48 521

    [11]

    ]Lü J H, Chen G R 2006 Int. J. Bifurc. Chaos 16 775

    [12]

    ]Suykens J A K, Vandewalle J 1993 IEEE Trans. CAS-I 40 861

    [13]

    ]Yalcin M E, J. Suykens J A K, Vandewalle J, Ozoguz S 2002 Int. J. Bifurc. Chaos 12 23

    [14]

    ]Lü J H, Yu S M, Leung H, Chen G R 2006 IEEE Trans. CAS-I 53 149

    [15]

    ]Yu S M, Lü J H, Chen G R 2007 IEEE Trans. CAS-I 54 2087

    [16]

    ]Milanovic V, Zaghloul M E 1996 Electron. Lett. 32 11

    [17]

    ]Zhou W J, Yu S M 2009 Acta Phys. Sin. 58 113 (in Chinese) [周武杰、禹思敏 2009 物理学报 58 113]

    [18]

    ]Dmitriev A S, Panas A I, Starkov S O 1997 Int. J. Bifurc. Chaos 7 2511

    [19]

    ]Yu S M, Lü J H, Leung H, Chen G R 2005 IEEE Trans. Circuits Syst.Ⅰ52 1459

    [20]

    ]Chen L, Wang D S 2007 Acta Phys. Sin. 56 5661(in Chinese) [谌龙、王德石 2007 物理学报 56 5661]

    [21]

    ]Li Y X 2008 J Commu. 29 46(in Chinese) [李育贤 2008 通信学报 29 46]

    [22]

    ]Yan S L 2005 Acta Electro. Sin. 33 267 (in Chinese) [颜森林 2005 电子学报 33 267]

    [23]

    ]Liu F C, Liang X M, Song J Q 2008 Acta Phys. Sin. 57 1458 (in Chinese) [刘福才、梁晓明、宋佳秋 2008 物理学报 57 1458]

    [24]

    ]Yu N, Ding Q, Chen H 2007 J. Commu. 28 73(in Chinese) [于娜、丁群、陈红 2007 通信学报 28 73]

    [25]

    ]Yu S M, Qiu S S 2002 J. Commu. 23 105 (in Chinese) [禹思敏、丘水生 2002 通信学报 23 105]

    [26]

    ]Zhang Y,Chen T Q,chen B 2007 Acta Phys. Sin. 56 56(in Chinese) [张勇、陈天麒、陈滨 2007 物理学报 56 56]

    [27]

    ]Yan S L, Wang S Q 2006 Acta Phys. Sin. 55 1687(in Chinese) [颜森林、汪胜前 2006 物理学报 55 1687]

    [28]

    ]Sun L, Jiang D P 2006 Acta Phys. Sin. 55 3283(in Chinese) [孙琳、姜德平 2006 物理学报 55 3283]

    [29]

    ]Zhang P S, Zhu Y S 2007 J. Electro. Infor. Techn. 29 2359 (in Chinese) [赵柏山、朱义胜 2007 电子与信息学报 29 699]

    [30]

    ]He H J, Zhang J S 2006 J. Commu. 27 80(in Chinese) [和红杰、张家树 2006 通信学报 27 80]

    [31]

    ]Sun K H,Zhou J L,Mou J 2007 J. Electro. Infor. Techn. 29 2436 (in Chinese) [孙克辉、周家令、牟俊 2007 电子与信息学报 29 2436]

    [32]

    ]Wang F P, Wang Z J, Guo J B 2003 Acta Electro. Sin. 31 127 (in Chinese) [汪芙平、王赞基、郭静波 2003 电子学报 31 127]

    [33]

    ]Han J Q, Zhu Y S 2006 J. Electro. Infor. Techn. 28 2359 (in Chinese) [韩建群、朱义胜 2006 电子与信息学报 28 2359]

    [34]

    ]Liao N H,Gao J F 2006 J. Electro. Infor. Techn. 28 1255 (in Chinese) [廖旎焕、高金峰 2006 电子与信息学报 28 1255]

  • [1]

    [1]Pecora L M, Carroll T L 1990 Phys. Review Lett. 64 821

    [2]

    [2]Yang T, Chua L O 1996 IEEE Trans. CAS-I 43 817

    [3]

    [3]Dedieu H, Kennedy M P 1993 IEEE Trans. CAS-I 40 634

    [4]

    [4]Yang T, Chua L O 1997 Int. J. Bifurc. Chaos 7 2789

    [5]

    [5]Feldmann U, Hasler M, Schwarz W 1996 Int. J. Circuit Theory Appl. 24 551

    [6]

    [6]Halle K S, Wu C W, Itoh M, Chua L O 1993 Int. J. Bifurc. Chaos 3 469

    [7]

    [7]Apostolos A 2005 Nature 437 343

    [8]

    [8]Sushchik M, Rulkov N, larson L, tsimring L, Abarbanel H, Yao K 2000 IEEE Commun. Lett. 4 128

    [9]

    [9]Khadra A, Liu X Z, Shen X 2005 Automatica 41 1491

    [10]

    ]Cong L, Xiaofu W 2001 IEEE Trans. CAS-I 48 521

    [11]

    ]Lü J H, Chen G R 2006 Int. J. Bifurc. Chaos 16 775

    [12]

    ]Suykens J A K, Vandewalle J 1993 IEEE Trans. CAS-I 40 861

    [13]

    ]Yalcin M E, J. Suykens J A K, Vandewalle J, Ozoguz S 2002 Int. J. Bifurc. Chaos 12 23

    [14]

    ]Lü J H, Yu S M, Leung H, Chen G R 2006 IEEE Trans. CAS-I 53 149

    [15]

    ]Yu S M, Lü J H, Chen G R 2007 IEEE Trans. CAS-I 54 2087

    [16]

    ]Milanovic V, Zaghloul M E 1996 Electron. Lett. 32 11

    [17]

    ]Zhou W J, Yu S M 2009 Acta Phys. Sin. 58 113 (in Chinese) [周武杰、禹思敏 2009 物理学报 58 113]

    [18]

    ]Dmitriev A S, Panas A I, Starkov S O 1997 Int. J. Bifurc. Chaos 7 2511

    [19]

    ]Yu S M, Lü J H, Leung H, Chen G R 2005 IEEE Trans. Circuits Syst.Ⅰ52 1459

    [20]

    ]Chen L, Wang D S 2007 Acta Phys. Sin. 56 5661(in Chinese) [谌龙、王德石 2007 物理学报 56 5661]

    [21]

    ]Li Y X 2008 J Commu. 29 46(in Chinese) [李育贤 2008 通信学报 29 46]

    [22]

    ]Yan S L 2005 Acta Electro. Sin. 33 267 (in Chinese) [颜森林 2005 电子学报 33 267]

    [23]

    ]Liu F C, Liang X M, Song J Q 2008 Acta Phys. Sin. 57 1458 (in Chinese) [刘福才、梁晓明、宋佳秋 2008 物理学报 57 1458]

    [24]

    ]Yu N, Ding Q, Chen H 2007 J. Commu. 28 73(in Chinese) [于娜、丁群、陈红 2007 通信学报 28 73]

    [25]

    ]Yu S M, Qiu S S 2002 J. Commu. 23 105 (in Chinese) [禹思敏、丘水生 2002 通信学报 23 105]

    [26]

    ]Zhang Y,Chen T Q,chen B 2007 Acta Phys. Sin. 56 56(in Chinese) [张勇、陈天麒、陈滨 2007 物理学报 56 56]

    [27]

    ]Yan S L, Wang S Q 2006 Acta Phys. Sin. 55 1687(in Chinese) [颜森林、汪胜前 2006 物理学报 55 1687]

    [28]

    ]Sun L, Jiang D P 2006 Acta Phys. Sin. 55 3283(in Chinese) [孙琳、姜德平 2006 物理学报 55 3283]

    [29]

    ]Zhang P S, Zhu Y S 2007 J. Electro. Infor. Techn. 29 2359 (in Chinese) [赵柏山、朱义胜 2007 电子与信息学报 29 699]

    [30]

    ]He H J, Zhang J S 2006 J. Commu. 27 80(in Chinese) [和红杰、张家树 2006 通信学报 27 80]

    [31]

    ]Sun K H,Zhou J L,Mou J 2007 J. Electro. Infor. Techn. 29 2436 (in Chinese) [孙克辉、周家令、牟俊 2007 电子与信息学报 29 2436]

    [32]

    ]Wang F P, Wang Z J, Guo J B 2003 Acta Electro. Sin. 31 127 (in Chinese) [汪芙平、王赞基、郭静波 2003 电子学报 31 127]

    [33]

    ]Han J Q, Zhu Y S 2006 J. Electro. Infor. Techn. 28 2359 (in Chinese) [韩建群、朱义胜 2006 电子与信息学报 28 2359]

    [34]

    ]Liao N H,Gao J F 2006 J. Electro. Infor. Techn. 28 1255 (in Chinese) [廖旎焕、高金峰 2006 电子与信息学报 28 1255]

  • [1] 郭慧朦, 梁燕, 董玉姣, 王光义. 蔡氏结型忆阻器的简化及其神经元电路的硬件实现. 物理学报, 2023, 72(7): 070501. doi: 10.7498/aps.72.20222013
    [2] 王世场, 卢振洲, 梁燕, 王光义. N型局部有源忆阻器的神经形态行为. 物理学报, 2022, 71(5): 050502. doi: 10.7498/aps.71.20212017
    [3] 闫登卫, 王丽丹, 段书凯. 基于忆阻器的多涡卷混沌系统及其脉冲同步控制. 物理学报, 2018, 67(11): 110502. doi: 10.7498/aps.67.20180025
    [4] 许雅明, 王丽丹, 段书凯. 磁控二氧化钛忆阻混沌系统及现场可编程逻辑门阵列硬件实现. 物理学报, 2016, 65(12): 120503. doi: 10.7498/aps.65.120503
    [5] 吴先明, 何怡刚, 于文新. 基于电流反馈放大器的网格多涡卷混沌电路设计与实现. 物理学报, 2014, 63(18): 180506. doi: 10.7498/aps.63.180506
    [6] 郭静波, 徐新智, 史启航, 胡铁华. 混沌直接序列扩频信号盲解调的硬件电路实现. 物理学报, 2013, 62(11): 110508. doi: 10.7498/aps.62.110508
    [7] 潘晶, 齐娜, 薛兵兵, 丁群. 基于现场可编程门阵列的手机短信息混沌加密系统设计方案及硬件实现. 物理学报, 2012, 61(18): 180504. doi: 10.7498/aps.61.180504
    [8] 王春华, 尹晋文, 林愿. 基于电流传输器的网格多涡卷混沌电路设计与实现. 物理学报, 2012, 61(21): 210507. doi: 10.7498/aps.61.210507
    [9] 曹鹤飞, 张若洵. 基于单驱动变量分数阶混沌同步的参数调制数字通信及硬件实现. 物理学报, 2012, 61(2): 020508. doi: 10.7498/aps.61.020508
    [10] 陈仕必, 曾以成, 徐茂林, 陈家胜. 用多项式和阶跃函数构造网格多涡卷混沌吸引子及其电路实现. 物理学报, 2011, 60(2): 020507. doi: 10.7498/aps.60.020507
    [11] 包伯成, 刘中, 许建平, 朱雷. 基于Colpitts振荡器模型生成的多涡卷超混沌吸引子. 物理学报, 2010, 59(3): 1540-1548. doi: 10.7498/aps.59.1540
    [12] 刘扬正, 林长圣, 王忠林. 新的切换四涡卷超混沌系统及其电路实现. 物理学报, 2010, 59(12): 8407-8413. doi: 10.7498/aps.59.8407
    [13] 徐煜明, 包伯成, 徐强. 基于微控制器数字硬件实现的网格涡卷超混沌系统. 物理学报, 2010, 59(9): 5959-5965. doi: 10.7498/aps.59.5959
    [14] 张玉强, 葛德彪. 一种基于数字信号处理技术的改进通用色散介质移位算子时域有限差分方法. 物理学报, 2009, 58(12): 8243-8248. doi: 10.7498/aps.58.8243
    [15] 石涛, 颜辉, 杨国卿, 王谨, 詹明生. 数字信号在原子芯片中的应用. 物理学报, 2009, 58(3): 1586-1589. doi: 10.7498/aps.58.1586
    [16] 吴忠强, 邝钰. 多涡卷混沌系统的广义同步控制. 物理学报, 2009, 58(10): 6823-6827. doi: 10.7498/aps.58.6823
    [17] 周武杰, 禹思敏. 基于现场可编程门阵列技术的混沌数字通信系统——设计与实现. 物理学报, 2009, 58(1): 113-119. doi: 10.7498/aps.58.113
    [18] 孙 琳, 姜德平. 驱动函数切换调制实现超混沌数字保密通信. 物理学报, 2006, 55(7): 3283-3288. doi: 10.7498/aps.55.3283
    [19] 刘明华, 禹思敏. 多涡卷高阶广义Jerk电路. 物理学报, 2006, 55(11): 5707-5713. doi: 10.7498/aps.55.5707
    [20] 李国辉, 徐得名, 周世平. 基于状态观测器的参数调制混沌数字通信. 物理学报, 2004, 53(3): 706-709. doi: 10.7498/aps.53.706
计量
  • 文章访问数:  7253
  • PDF下载量:  906
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2009-06-19
  • 修回日期:  2009-09-21
  • 刊出日期:  2010-05-15

/

返回文章
返回