第30卷第4期北京电子科技学院学报2022年12月Vol.30No.4JournalofBeijingElectronicScienceandTechnologyInstituteDec.2022基于UFMC的类语音调制解调技术研究李佳益袁琼李晓峰北京电子科技学院,北京市100070摘要:通信系统并不能保证数据信息的安全传输,但端到端加密方式实现了通信全密文传输,从而避免被第三方窃取利用。本文使用UFMC技术将加密语音数据调制成可以在IP通信网或移动通信网中正常传输的类语音信号。该信号的正交特性使其在语言信道声码器编解码处理中能在接收端以较低误码率接收解调,从而实现数据抗信道声码器压缩传输。此外,对比基于OFDM的类语音调制解调技术,该技术有着更好的传输效果。关键词:端到端通信;类语音调制;UFMC;语音加密中图分类号:TP918文献标识码:A文章编号:1672-464X(2022)4-40-47∗作者简介:李佳益(1998-),女,硕士研究生,主要研究方向为通信安全。袁琼(1976-),女,副研究员,硕士,主要研究方向为通信安全和信息安全等。李晓峰(1977-),男,学士,工程师,主要研究方向为通信安全和信息安全等。0引言随着公共交换网络(PublicSwitchedTelephoneNetwork,PSTN)推进,网络互联协议(InternetProtocol,IP)化和三网融合工程的发展,使得传统电话通信网由电路交换转变至IP包交换或网络交换。这种转变给通信保密技术尤其是电话加密通信技术提出了新挑战和问题:(1)IP网络的语音数据包通过封装进行转发,大幅度降低了信号的连续性,并且数据封装格式也不尽相同,因此单一的载波信号在异构通信网络中很难“无失真”通过。传统加密方式在异构网络中存在高成本高难度的困难。(2)现有电话加密设备需通过调制解调器建立载波通信后才能传输加密信息。这种方式是不符合IP包语音交换网络设备的语音编码特性和通信特性。为解决以上问题,有研究者提出基于正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiple-xing,OFDM)技术的类语音调制解调方法[1]。虽然这种方法能够将加密后的乱置数据调制成具有语音特征的类语音信号,经过声码器传输并在接收端解调后得到较小误码率,但是无法满足高调制速率下的误码率,同时由于加入了卷积码和循环前缀会使得传输数据量增大,进而无法提高通话质量。本文分析了多种多载波调制解调技术后,提出基于通用滤波多载波(UniversalFilteredMulti-Carrier,UFMC)技术的类语音调制解调方法应用于移动通信网语音加密中。UFMC是5G通信候选波形之一,结合了OFDM和滤波器组多载波调制(FilterBankMulticarrier,FBMC)的优点[2-4],能够有效降...
