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目前的公共电话交换网络(PSTN)通信信道上存在大量安全威胁，对于某些特殊部门而言，现有的PSTN公共通信信道无法满足其对安全性的需求。可是由于应用环境的限制，某些时候又必须使用现有的公共信道。隐蔽通信技术是一项融合了信息隐藏技术和通信技术的新技术，它能够在公开的信道上建立一条安全的隐蔽通信信道，以监听者无法察觉的方式进行通信，保障隐蔽通信信息的安全。
本文研究了如何在PSTN这样一种带限的模拟语音通信信道上构建实时隐蔽语音通信系统的问题。在分析实时隐蔽语音通信系统一般框架的基础上，针对模拟信道的特点，分析了实现隐蔽通信所需的关键技术，给出了实现方案，并在以工控机为核心的硬件平台上通过软件的方式实现了系统。
本文的主要工作如下:
1、针对PSTN信道特性，提出了实时隐蔽语音通信系统的一般实现方案，指出该隐蔽通信系统需要低速率语音压缩编解码技术、高精度信道估计技术、同步技术以及信息隐藏技术四项关键技术的支撑。
2、研究了基于混合激励线性预测编码(MELP)的语音压缩编码方案，基于扫频序列的信道估计方案，基于能量检测、高效同步头、类迟早门算法的一整套同步方案，并给出了各方案的性能仿真结果。根据仿真结果，确定了各部分算法和参数。
3、提出了一种基于高效扩频的音频信息隐藏方案。这种方案利用了PSTN信道固有一定幅度(＞-45dB)噪声的特点，将需要隐藏的秘密信息衰减到可以和信道噪声相比拟的幅度后再叠加到载体信号上。提取隐藏信息时，利用软扩频技术的扩频处理增益从极低信噪比的信号中恢复出真实的秘密信息。实验证明，该方案性能良好，在秘密信号的幅度衰减到-36dB后，隐藏容量可以达到3527bps，恢复出的秘密语音质量可以达到2.9～3.0MOS(MeanOpinionScore)。
4、提出了一种基于相位调制的音频信息隐藏方案。该方案利用人耳对少量相位畸变的不敏感的特点，将秘密信号用四相调制方法调制在载体信号特定频点的相位上，实现信息隐藏。提取秘密信息时，从对应频点的相位中解调出秘密信息。实验证明，该方案性能良好。在选择频谱分量丰富的合唱作为载体信号的情况下，隐藏容量可以达到4093bps，恢复出的秘密语音MOS值可以达到3.1～3.2。
5、在现有硬件平台上实现了基于高效扩频隐藏方案的隐蔽通信系统和基于相位调制隐藏方案的隐蔽通信系统，编写了相关软件代码，并测试了这两套隐蔽通信系统的性能。测试表明，这两套系统的通话质量良好，可以满足一般的隐蔽通信需求。