1 / 17

Skrivanje audio signala u šumu

Skrivanje audio signala u šumu. Kako je sve počelo?. U početku kod vojnih primjena gdje se nastojalo omogućiti što manji utjecaj smetnji i dobro prikriti podatak koji se prenosi. Pomoću raznih modulacija signali su uspješno bili sakriveni unutar šuma. Ideja.

hasana
Download Presentation

Skrivanje audio signala u šumu

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Skrivanje audio signala u šumu

  2. Kako je sve počelo? • U početku kod vojnih primjena gdje se nastojalo omogućiti što manji utjecaj smetnji i dobro prikriti podatak koji se prenosi. • Pomoću raznih modulacija signali su uspješno bili sakriveni unutar šuma.

  3. Ideja • Postoji originalni zvučni signal (informacija, tajni podatak). • Odašiljač kodira informaciju prije njenog slanja, proširuje joj spektar frekvencija u želji da poprimi oblik šuma. • Uz kod, prisutan je i šum komunikacijskog kanala. • Prijamnik dekodira primljenu informaciju.

  4. Metode • Postoje razne metode prikrivanja audio signala u šumu. • Većina njih je vrlo složena i usko specijalizirana za određeno područje.

  5. Spread-spectrum modulation • Vrlo jednostavna za implementaciju i prikaz rezultata. • Podaci koji se šalju (sekvencijalno) zauzimaju minimalno pojasno područje frekvencija (spektar). • Prije prijenosa izvodi se proširivanje spektra pomoću koda koji je neovisan o podatkovnom nizu. • Isti se kod koristi kod primatelja kako bi se detektirao originalni podatkovni signal.

  6. Pseudo-noise sequence • Pseudo-noise niz je periodički binarni niz sa valnim oblikom šuma što se obično generira pomoću posmačnih registara sa povratnom vezom (eng. feedback shift register-FSR).

  7. Modifikacija PN signala • PN signal perioda 23-1=7, korištena tri posmačna registra. • Početno stanje: 100, a ostalih 7 stanja su: 110,111,011,101,010,001,100 • Izlaz ‘generatora’ PN signala je treći registar oblika: 0011101. • Nule zamjenjujemo sa -1. • Konačan oblik: -1-1111-11. • Signal sa širokim rasponom spektra frekvencija, eng. wideband.

  8. Implementacija • Snimljenizvučni signal (uski raspon frekvencija u spektru, eng. narrowband) pretvoren u niz binarnih brojeva. • Svaki bit niza proširen na n mjesta, gdje jeduljina n jednakaperiodu PN signala. • Prošireni b(t) množi PN signal c(t). • Prolazak signala m(t)=b(t)*c(t) kroz kanal. • Spektar frekvencija signala m(t) približno jednak spektru širokopojasnog PN signala c(t). • M(t) tipa šuma (zauzima sve frekvencijske komponenete) šalje se dalje kroz kanal.

  9. Komunikacijski kanal sa prisustvom šuma (signal i(t)) uzrokuje: r(t)=m(t)+i(t). • Prijamnik prima r(t) gdje slijedi dekodiranje. • Dekodiranje pomoću demodulatora sastavljenog od množila (r(t)*c(t)), integratora i bloka za odluku. • Množilo: z(t)=b(t)+c(t)*i(t) , gdje je b(t) komponenta u uskom frek. pojasu, a c(t)*i(t) superiorna u širokom frek. pojasu. • Izlaz iz množila ide na NP filtar (baseband) sa pojasom dovoljno velikim da propusti b(t). • Filtar izfiltrira šum koji sadrži sve frekvencijske komponente • Utjecaj smetnje (šuma) i(t) reduciran na izlazu.

  10. Sekvencijalni podatak b(t) 1010111000101010 101 Svaki bit proširen na 7 mjesta – duljina perioda PN signala 1111111 00000001111111... 1111111 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -11111111... 0 u -1 0011101 0011101 0011101 Pn signal c(t) -1 -1111 -11 -1 -1111 -11 -1 -1 111 -11 0 u -1 Umnožak: b(t)*c(t) -1 -1 111 -11 1 1 -1 -1 -1 1 -1 -1 -1 111 -1 1 Sada taj umnožak dvaju signala oblika sličnog šumu (sve frekvencijske komponente) prolazi kroz komunikacijski kanal sa dodatnim pribrojenim šumom - smetnjom.

  11. -1 -1 111 -11 1 1 -1 -1 -1 1 -1 -1 -1 111 -1 1 Umnožak: b(t)*c(t)=m(t) r(t)=m(t)+i(t): -1 -1 111 -11 1 1 -1 -1 -1 1 -1 -1 -1 111 -1 1 0 1 110 11 1 1 0 1 0 1 0 0 1 010 10 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 i(t) r(t) 0 0 220 02 22 -2 0 -2 2 -2 -2 0020 00 z(t)=c(t)*r(t)=c2(t)*b(t)+c(t)*i(t) c2(t)=1 z(t)=b(t)+c(t)*i(t) 0022002 22 -20 -22 -2 -2002 000 0011101 00 11 10 1 0011101 c(t) z(t) 0022002 00 -20 -20 -2 0002000

  12. z(t) se dalje proslijeđuje na funkcijski blok (‘integrator’), filtar sa dovoljno velikim frekvencijskim pojasom da propusti niskopojasni signal b(t), uguši visokopojasni c(t)*i(t). • Nakon toga, donosi se odluka: • Ako je dobiveni broj > 0, naš bit je 1 • Ako je dobiveni broj < 0, naš bit je 0 • Inače, uzimam random vrijednost 0 ili 1 • Ta random vrijednost biti će pogreška na izlazu u našem signalu i očitavat će se kao šum. 0022002 00 -20 -20 -2 0002000 2+2+2=6 > 0 -2-2-2=-6 < 0 2 > 0 Naš bit: 1 0 1

  13. Zaključak • Zadani primjer nije sadržavao pogrešku, no ona se naravno javlja. • Ne postoji apsolutno uklanjanje šuma, ali ova metoda pokazala se dovoljno dobrom za prikaz rezultata. • U praktičnim primjenama traže se složenije metode modulacije kako bi se signal što bolje prikrio. • Da je period modulacije bio veći, pogreška bi bila veća, pa bi slučajno bio uzet i veći broj binarnih vrijednosti, tebismosignal teže detektirali.

More Related