基于双功放驱动电阻法的全双工电话电路及其控制方法技术

本发明专利技术属于电子通信技术领域，公开了一种基于双功放驱动电阻法的全双工电话电路及其控制方法，所述基于双功放驱动电阻法的全双工电话电路包括：发送端的加密处理电路和接收端的解密处理电路；所述发送端的加密处理电路由调制器、上变频器和功率放大器组成，用于对输入的声音信号进行调制、混频和功率放大处理；所述接收端的解密处理电路由接收机的驱动电阻、射极跟随器、减法器、带通滤波器、下变频器和解调器组成，用于对加密信号进行提取信号、消除干扰信号、混频和解调处理，把加密信号还原成发送端发出的声音信号。本发明专利技术利用接收端对噪声的已知性使得合法的接收机能够成功的免除人造噪声的影响，能够使得合法信号能够顺利的被解调出来。

【技术实现步骤摘要】
基于双功放驱动电阻法的全双工电话电路及其控制方法
本专利技术属于电子通信
，尤其涉及一种基于双功放驱动电阻法的全双工电话电路及其控制方法。
技术介绍
目前，在现代化社会发展历程中，电话是一种重要的通信方式，但是却存在着被监听、窃取的威胁，因此如何提高电话系统的保密性成为学界越来越关注的问题。传统的保密通信系统多采用基于密钥的加密处理算法，这种方法都存在密钥被泄露或者是被破译的危险。因此，亟需一种新的能够实现保密通信的电话电路。通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：(1)现有电话存在着被监听、窃取的威胁。(2)传统的保密通信系统多采用基于密钥的加密处理算法，这种方法都存在密钥被泄露或者是被破译的危险。解决以上问题及缺陷的难度为：要彻底解决上述问题，需要更改传统的电话系统的电路，研究新的加密、解密方式，或者将当前加密解密的系统变得非常复杂，但传统的方案始终不能从根本上解决信息被窃听的问题。传说中也可以使用量子通信技术，但是这个技术离投入使用还有很长的距离。因此，解决上述缺陷的难度非常大。解决以上问题及缺陷的意义为：解决上述缺陷的话大家使用电话通信的保密性能就会更加强，人们通信的安全性能更够高，可以避免被外界窃取信息导致精神、财产安全损失的情况产生。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种基于双功放驱动电阻法的全双工电话电路及其控制方法。本专利技术是这样实现的，一种基于双功放驱动电阻法的全双工电话电路，所述基于双功放驱动电阻法的全双工电话电路包括：发送端的加密处理电路和接收端的解密处理电路。所述发送端的加密处理电路由调制器、上变频器和功率放大器组成，用于对输入的声音信号进行调制、混频和功率放大处理；所述接收端的解密处理电路由接收机的驱动电阻、射极跟随器、减法器、带通滤波器、下变频器和解调器组成，用于对加密信号进行提取信号、消除干扰信号、混频和解调处理，把加密信号还原成发送端发出的声音信号。本专利技术的另一目的在于提供一种应用所述的基于双功放驱动电阻法的全双工电话电路的基于双功放驱动电阻法的全双工电话电路的控制方法，所述基于双功放驱动电阻法的全双工电话电路的控制方法包括：(1)通信的两终端设为Node1以及Node2；在通信过程中，通信双方能够同时发出声音信号并且接受对方发出的信号，且作为干扰的噪声信号也能同时发出和接收，即在两个方向上同时传输和接收信号，实现全双工通信；其中，所述全双工通信由输入声音信号的加密过程以及输出信号的解密过程组成；(2)设置用于混频的本地振荡信号fc1和fc2频率差在规定范围内，实现通信信道的错开；若错开的信道设为信道a和信道b，在信道a上传输Node1端经处理后的声音信号以及Node2端经处理后的噪声信号；在信道b上传输Node2端经处理后的声音信号以及Node1端经处理后的噪声信号，且经处理后噪声信号的功率比声音信号大得多；在双绞线上同时传输通信双方经干扰后的声音信号，即加密信号，在加密信号传输到接收端的接收机时，接收端将进行对加密信号的解密处理；(3)通过射极跟随器从功率放大器驱动的电阻上提取到加密信号，通过减法器消除接收端上已知的噪声信号，并把输出信号输送给带通滤波器，带通滤波器滤除除了所需的声音信号以外的其他信号，即若所需声音信号是由fc1所调制的，则滤除由fc2所调制的信号，反之，即若所需声音信号是由fc2所调制的，则滤除由fc1所调制的信号；把滤除后的信号传输到下变频器进行混频处理，混频后的声音信号输入到与调制该声音信号的调制器所对应的解调器进行解调处理，解调后得到的声音信号可通过自带功率放大器的喇叭播放出来。进一步，所述全双工电话电路声音信号的加密过程，包括：(1)在发送端Node1上通过调制器1对声音信号“S1源”进行调制处理，得到一个调制信号“S1调”；上变频器1把本地震荡器产生的一个频率较高的本地振荡信号fc1与调制信号“S1调”进行混频处理，取混频后的上边带信号，即得到调制信号“S1调”的上变频信号“S1上”；(2)在发送端Node1上通过调制器2对噪声信号“N1源”进行调制处理，得到一个调制信号“N1调”；上变频器2把本地震荡器产生的一个频率较高的本地振荡信号fc2与调制信号“N1调”进行混频处理，取混频后的上边带信号，即得到调制信号“N1调”的上变频信号“N1上”；(3)在发送端Node2上通过调制器3对声音信号“S2源”进行调制处理，得到一个调制信号“S2调”；上变频器3把本地震荡器产生的一个频率较高的本地振荡信号fc2与调制信号“S2调”进行混频处理，取混频后的上边带信号，即得到调制信号“S2调”的上变频信号“S2上”；(4)在发送端Node2上通过调制器4对声音信号“N2源”进行调制处理，得到一个调制信号“N2调”；上变频器4把本地震荡器产生的一个频率较高的本地振荡信号fc1与调制信号“N2调”进行混频处理，取混频后的上边带信号，即得到调制信号“N2调”的上变频信号“S2上”。进一步，设置上述调制器1与调制器4为同一类调制器，调制器2和调制器3为同一类调制器，而调制器1与调制器2、调制器3或者调制器4与调制器2、调制器3可以设置为不同类的调制器。所述四个上变频信号：“S1上”、“N1上”、“S2上”、“S2上”的功率不足以在双绞线上进行长距离传输，因此需要功率放大器放大上变频信号“S1上”、“N1上”、“S2上”、“S2上”的功率，使双功率放大器在保密通信系统中起到了"组织、协调"的枢纽作用。在发送端Node1的功率放大器1对上述上变频信号“S1上”、“N1上”进行功率放大；在发送端Node2的功率放大器2对上述上变频信号“S2上”、“N2上”进行功率放大。所述本地振荡信号fc1和fc2频率大小作以下要求：因为在保密通信过程中，通信双方的声音信号不能通过同一信道传输，否则两声音信号会相互干扰，而且需要在同一信道上把功率较大的噪声信号干扰声音信号从而形成保密信号，所以通信双方需要通过不同的载频实现信道错开。这里把两个信道分别记为信道a以及信道b，不同的信道传输与不同频率的本地振荡信号混频的上变频信号。在信道a中传输通过以fc1作为本地振荡信号混频的上变频信号“S1上”和“N2上”；信道b中传输通过以fc2作为本地振荡信号混频的上变频信号“S2上”和“N1上”。若设置本地振荡信号fc1为中心频率fc1，带宽为w1，保护带带宽为p，那么对于本地振荡信号fc2：当fc2>fc1时，中心频率当fc2<fc1时中心频率其中w2为本地振荡信号fc2的带宽。所述四个上变频信号“S1上”、“N1上”、“S2上”、“S2上”经功率放大器1和功率放大器2放大功率后通过双绞线传输信号，此时双绞线上存在的信号可记为“S1上+N1上+S2上+N2上”。进一步，通过功率放大器1放大的信号“S1上”和通过功率放大器2放大的信号“N2上”在信道a传输；信号“N2上”为了更好地干扰信号“S1上”，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双功放驱动电阻法的全双工电话电路的控制方法，其特征在于，所述基于双功放驱动电阻法的全双工电话电路的控制方法包括：/n(1)通信的两终端设为Node1以及Node2；在通信过程中，通信双方能够同时发出声音信号并且接受对方发出的信号，且作为干扰的噪声信号也能同时发出和接收，即在两个方向上同时传输和接收信号，实现全双工通信；所述全双工通信由输入声音信号的加密过程以及输出信号的解密过程组成；/n(2)设置用于混频的本地振荡信号fc1和fc2频率差在规定范围内，实现通信信道的错开；若错开的信道设为信道a和信道b，在信道a上传输Node1端经处理后的声音信号以及Node2端经处理后的噪声信号；在信道b上传输Node2端经处理后的声音信号以及Node1端经处理后的噪声信号，且经处理后噪声信号的功率比声音信号大得多；在双绞线上同时传输通信双方经干扰后的声音信号，即加密信号，在加密信号传输到接收端的接收机时，接收端将进行对加密信号的解密处理；/n(3)通过射极跟随器从功率放大器驱动的电阻上提取到加密信号，通过减法器消除接收端上已知的噪声信号，并把输出信号输送给带通滤波器，带通滤波器滤除除了所需的声音信号以外的其他信号，即若所需声音信号是由fc1所调制的，则滤除由fc2所调制的信号，若所需声音信号是由fc2所调制的，则滤除由fc1所调制的信号；把滤除后的信号传输到下变频器进行混频处理，混频后的声音信号输入到与调制该声音信号的调制器所对应的解调器进行解调处理，解调后得到的声音信号可通过自带功率放大器的喇叭播放出来。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于双功放驱动电阻法的全双工电话电路的控制方法，其特征在于，所述基于双功放驱动电阻法的全双工电话电路的控制方法包括：
(1)通信的两终端设为Node1以及Node2；在通信过程中，通信双方能够同时发出声音信号并且接受对方发出的信号，且作为干扰的噪声信号也能同时发出和接收，即在两个方向上同时传输和接收信号，实现全双工通信；所述全双工通信由输入声音信号的加密过程以及输出信号的解密过程组成；
(2)设置用于混频的本地振荡信号fc1和fc2频率差在规定范围内，实现通信信道的错开；若错开的信道设为信道a和信道b，在信道a上传输Node1端经处理后的声音信号以及Node2端经处理后的噪声信号；在信道b上传输Node2端经处理后的声音信号以及Node1端经处理后的噪声信号，且经处理后噪声信号的功率比声音信号大得多；在双绞线上同时传输通信双方经干扰后的声音信号，即加密信号，在加密信号传输到接收端的接收机时，接收端将进行对加密信号的解密处理；
(3)通过射极跟随器从功率放大器驱动的电阻上提取到加密信号，通过减法器消除接收端上已知的噪声信号，并把输出信号输送给带通滤波器，带通滤波器滤除除了所需的声音信号以外的其他信号，即若所需声音信号是由fc1所调制的，则滤除由fc2所调制的信号，若所需声音信号是由fc2所调制的，则滤除由fc1所调制的信号；把滤除后的信号传输到下变频器进行混频处理，混频后的声音信号输入到与调制该声音信号的调制器所对应的解调器进行解调处理，解调后得到的声音信号可通过自带功率放大器的喇叭播放出来。


2.如权利要求1所述基于双功放驱动电阻法的全双工电话电路的控制方法，其特征在于，所述全双工电话电路声音信号的加密过程，包括：
(1)在发送端Node1上通过调制器1对声音信号“S1源”进行调制处理，得到一个调制信号“S1调”；上变频器1把本地震荡器产生的一个频率较高的本地振荡信号fc1与调制信号“S1调”进行混频处理，取混频后的上边带信号，即得到调制信号“S1调”的上变频信号“S1上”；
(2)在发送端Node1上通过调制器2对噪声信号“N1源”进行调制处理，得到一个调制信号“N1调”；上变频器2把本地震荡器产生的一个频率较高的本地振荡信号fc2与调制信号“N1调”进行混频处理，取混频后的上边带信号，即得到调制信号“N1调”的上变频信号“N1上”；
(3)在发送端Node2上通过调制器3对声音信号“S2源”进行调制处理，得到一个调制信号“S2调”；上变频器3把本地震荡器产生的一个频率较高的本地振荡信号fc2与调制信号“S2调”进行混频处理，取混频后的上边带信号，即得到调制信号“S2调”的上变频信号“S2上”；
(4)在发送端Node2上通过调制器4对声音信号“N2源”进行调制处理，得到一个调制信号“N2调”；上变频器4把本地震荡器产生的一个频率较高的本地振荡信号fc1与调制信号“N2调”进行混频处理，取混频后的上边带信号，即得到调制信号“N2调”的上变频信号“S2上”。


3.如权利要求2所述基于双功放驱动电阻法的全双工电话电路的控制方法，其特征在于，设置上述调制器1与调制器4为同一类调制器，调制器2和调制器3为同一类调制器，而调制器1与调制器2、调制器3或者调制器4与调制器2、调制器3设置为不同类的调制器；
所述四个上变频信号：“S1上”、“N1上”、“S2上”、“S2上”的功率不足以在双绞线上进行长距离传输，因此需要功率放大器放大上变频信号“S1上”、“N1上”、“S2上”、“S2上”的功率，使双功率放大器在保密通信系统中起到了"组织、协调"的枢纽作用；在发送端Node1的功率放大器1对上述上变频信号“S1上”、“N1上”进行功率放大；在发送端Node2的功率放大器2对上述上变频信号“S2上”、“N2上”进行功率放大；
所述本地振荡信号fc1和fc2频率在保密通信过程中，通信双方的声音信号不能通过同一信道传输，否则两声音信号会相互干扰，而且在同一信道上把功率较大的噪声信号干扰声音信号从而形成保密信号，通信双方需要通过不同的载频实现信道错开；把两个信道分别记为信道a以及信道b，不同的信道传输与不同频率的本地振荡信号混频的上变频信号；在信道a中传输通过以fc1作为本地振荡信号混频的上变频信号“S1上”和“N2上”；信道b中传输通过以fc2作为本地振荡信号混频的上变频信号“S2上”和“N1上”；设置本地振荡信号fc1为中心频率fc1，带宽为w1，保护带带宽为p，那么对于本地振荡信号fc2：当fc2>fc1时，中心频率当fc2<fc1时中心频率其中w2为本地振荡信号fc2的带宽；
所述四个上变频信号“S1上”、“N1上”、“S2上”、“S2上”经功率放大器1和功率放大器2放大功率后通过双绞线传输信号，此时双绞线上存在的信号记为“S1上+N1上+S2上+N2上”。


4.如权利要求2所述基于双功放驱动电阻法的全双工电话电路的控制方法，其特征在于，通过功率放大器1放大的信号“S1上”和通过功率放大器2放大的信号“N2上”在信道a传输；信号“N2上”为了更好地干扰信号“S1上”，使保密信号“S1上+N2上”，需要信号“N2上”的功率远大于信号“S1上”，即信号“N2上”的功率至少比信号“S1上”大15dB；若设置信号“S1上”的有效功率为PS1上，信号“N2上”的有效功率为PN2上，满足公式：使保密信号“S1上+N2上”在传输过程中被拦截，拦截者无法得到有效信息；
通过功率放大器2放大的信号“S2上”和通过功率放大器1放大的信号“N1上”在信道b传输；信号“N1上”为干扰信号“S2上”，使保密信号“S2上+N1上”保密，信号“N1上”的功率远大于信号“S2上”，即信号“N2上”的功率至少比信号“S2上”大15dB；若设置信号“S2上”的有效功率为PS2上，信号“N2上”的有效功率为PN1上，那么需要满足公式：能够保证保密信号“S2上+N1上”在传输过程中被拦截，拦截者无法得到有效信息；
双绞线上传输的保密信号“S1上+N1上+S2上+N2上”亦等同于保密信号“S1上+N2上”加上保密信号“S2上+N1上”，用“S1上+N1上+S2上+N2上”来表示在双绞线传输的加密信号。


5.如权利要1所述基于双功放驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘三军，
申请(专利权)人：湖北民族大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42