JP2007088790A - 無線送信機、無線受信機、無線通信システム、及び無線機 - Google Patents

Abstract

【課題】無線機における秘話性能を、簡便な構成により向上させる。
【解決手段】無線機において、送信する音声信号に対しスクランブルを施すスクランブル手段１３と、前記音声信号を、スクランブル手段を通過したものとバイパスしたものとで、所定の高速で切り替えて出力する高速切替え手段２０と、受信した音声信号においてスクランブルが施されている部分のスクランブルを解除するスクランブル解除手段１３と、該音声信号を、そのスクランブルが施されている部分のスクランブルを解除すべく、スクランブル解除手段を通過したものとバイパスしたものとで、所定の高速で切り替えて出力する高速切替え手段２０とを設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、スクランブル機能を有する無線送信機及び無線受信機、並びにこれらを有する無線通信システム及び無線機に関する。

従来、第三者に通話内容が聞かれるのを防止するためのスクランブル機能を備えた特定小電力無線機が知られている。図４はこのような無線機の構成を示すブロック図である。同図に示すように、この無線機は、音波を音声信号に変換するマイク４１、マイク４１からの音声信号を増幅するマイクアンプ４２、音声信号をこれにスクランブルを施して出力し、又はクスランブルが施されている音声信号をそのスクランブルを解除して出力するスクランブル・デスクランブル回路４３、スクランブル・デスクランブル回路４３の出力に基づいて搬送波を変調する変調機４４、変調機４４の出力を増幅し、所定周波数の電波として送信する送信機４５、所定周波数の電波を受信する受信機４６、受信した搬送波に復調処理を施す復調機４７、復調により得られた音声信号を増幅するＡＦアンプ４８、及び増幅された音声信号を音波信号に変換するスピーカ４９を備える。スクランブル・デスクランブル回路４３は、入力される音声信号に対し、所定周波数のキャリア信号を混合して周波数変換を行うことにより、スクランブルを施し又はスクランブルを解除するものである。

この無線機はまた、スクランブル・デスクランブル回路４３によるスクランブル機能を有効とするか又は解除するかを選択するためのスクランブル切替えスイッチ５０、送信及び受信を切り替えるための２つのＴＸ／ＲＸスイッチ５１及び５２を備える。スクランブル・デスクランブル回路４３の入力側から出力側にかけて、該回路をバイパスするためのバイパス回路５３が設けられている。スクランブル切替えスイッチ５０は、ＴＸ／ＲＸスイッチ５２への入力側を、スクランブル機能を有効にする場合にはスクランブル・デスクランブル回路４３の出力側に接続し、スクランブル機能を解除する場合にはバイパス回路５３側に接続する。

ＴＸ／ＲＸスイッチ５１は、スクランブル・デスクランブル回路４３の入力側を、送信時にはマイクアンプ４２の出力側に接続し、受信時には復調機４７の出力側に接続するものである。ＴＸ／ＲＸスイッチ５２はスクランブル切替えスイッチ５０の出力側を、送信時には変調機４４の入力側に接続し、受信時にはＡＦアンプ４８の入力側に接続するものである。

この構成において、送信時には、ＴＸ／ＲＸスイッチ５１及び５２が送信側に切り替えられる。ユーザの発話はマイク４１により音声信号に変換され、マイクアンプ４２により増幅され、さらに変調機４４で変調され、そして送信機４５により送信される。このときスクランブル機能が有効とされている場合には、マイクアンプ４２が出力する音声信号はスクランブル・デスクランブル回路４３によってスクランブルがかけられてから変調機４４に送られる。これにより、送信信号を第三者が受信しても、内容がわからないように秘話化して送信を行うことができる。

一方、受信時には、ＴＸ／ＲＸスイッチ５１及び５２が受信側に切り替えられる。受信機４６が受信した所定周波数の信号は、復調機４７で復調され、さらにバイパス回路５３を経てＡＦアンプ４８に送られ、増幅されて、スピーカ４９から出力される。このとき、受信信号に対してスクランブルがかかっているとすれば、スクランブル機能を有効とすることにより、復調機４７の出力を、スクランブル・デスクランブル回路４３によりスクランブルを解除してから、ＡＦアンプ４８に送ることができる。これにより、ユーザは、送信側で秘話化された内容を、秘話化を解除して聞くことができる。

なお、これに関連した技術として、特許文献１には、送信時、サブキャリア周波数を変化させることにより入力音声信号の変換される周波数帯域を変化させて送信し、受信時、送信側のサブキャリア周波数と同一周波数及び同一位相のサブキャリア周波数を発生させて復調するようにした無線機が記載されている。これによれば、一般の受信機で盗聴してもサブキャリア周波数を一致させることが難しく、また同期もとれないため、通信内容の秘密性をより向上させることができるとされている。

また、特許文献２には、音声信号をスペクトル反転して秘話化する無線機において、音声信号をスペクトル反転した状態での送信とスペクトル反転しない状態での送信とを交互に繰り返すことにより、秘話性を向上させた無線機が記載されている。この無線機では、スペクトル反転期間と非反転期間について、送信側及び受信側において同期をとるために、スペクトル反転・非反転切換タイミングに関する制御情報を、ＭＳＫ変調方式などのデジタル信号等として送信するようにしている。

特開平５−３４６６号公報 特開２００１−３０８８２８号公報

しかしながら、上述図４の従来例に係る無線機によれば、スクランブル機能を有効にして送信を行ったとしても、同様の方式のスクランブル機能を備え、かつ通信チャンネル及びグループコードが一致する第三者の無線機により、スクランブル機能を有効にした状態で受信されると、送信内容が第三者に聞こえてしまうという問題がある。また、上述の特許文献２の無線機によれば、スペクトル反転・非反転切換タイミングに関する制御情報も併せて送信されるので、同様の機能を有する無線機によって、容易に、スペクトル反転・非反転切換タイミングの同期がとられてしまうおそれがある。

本発明の目的は、このような従来技術の問題点に鑑み、無線機における秘話性能を、簡便な構成により、より向上させることにある。

上記目的を達成するため、第１の発明に係る無線送信機は、入力される音声信号に対しスクランブルを施すスクランブル手段と、前記音声信号を、スクランブル手段を通過したものとバイパスしたものとで、所定の高速で切り替えて出力する高速切替え手段と、高速切替手段による切替えのタイミングを制御するタイマと、高速切替え手段の出力を、搬送波により所定周波数の電波として送信する送信手段とを具備することを特徴とする。

この構成において、高速切替え手段からは、スクランブル手段を通過した音声信号及び該手段をバイパスした音声信号が、所定の高速で切り替えて出力される。したがって、これを電波として送信した場合、スクランブルがかかった部分とそうでない部分とが交互に送信される。したがって、スクランブル機能を備え、かつ通信チャンネルやグループコード等が一致する第三者の無線機により、スクランブル機能を有効にした状態で受信されたとしても、該第三者はスクランブルがかかった部分しか聞くことができないので、送信内容が該第三者に聞き取られる可能性は低い。つまり、秘話性能をより向上させることができる。また、高速切替手段による切替えのタイミングをタイマにより制御するようにしているため、制御タイミングに関する情報が、第三者の受信機によって受信されるおそれもない。

第２の発明に係る無線送信機は、第１発明において、送信を開始するためのＰＴＴボタンを備え、前記ＰＴＴボタンの押下に基づいて前記タイマによるカウントを開始させる手段を有することを特徴とする。

第３の発明に係る無線送信機は、所定周波数の電波を受信し、復調して音声信号を出力する受信手段と、前記音声信号においてスクランブルが施されている部分のスクランブルを解除するスクランブル解除手段と、前記音声信号を、そのスクランブルが施されている部分のスクランブルを解除すべく、スクランブル解除手段を通過したものとバイパスしたものとで、所定の高速で切り替えて出力する高速切替え手段と、前記高速切替手段による切替えのタイミングを制御するタイマとを具備することを特徴とする。

第４の発明に係る無線送信機は、第３発明において、前記電波の受信開始に基づきタイマによるカウントを開始させる手段を有することを特徴とする。

第５の発明に係る無線通信システムは、第１発明に係る無線送信機及び第２発明に係る無線受信機、並びに該無線送信機及び無線受信機における高速切替え手段による切替えタイミングを、それぞれのタイマを用いて同期させる同期手段を具備することを特徴とする。

第６の発明に係る無線通信システムは、第５発明において、同期手段は、無線送信機及び無線受信機の電源がオン状態とされたことに基づいて各タイマによるカウントを開始させるものであることを特徴とする。

第７の発明に係る無線通信システムは、第５発明において、前記同期手段は、前記無線送信機における所定周波数の電波の送信開始に基づき前記無線送信機のタイマによるカウントを開始させ、前記無線受信機における該電波の受信開始に基づき前記無線受信機のタイマによるカウントを開始させるものであることを特徴とする。

第８の発明に係る無線機は、第１発明又は第２発明に係る無線送信機及び第３発明又は第４発明に係る無線受信機を具備することを特徴とする。

本発明によれば、簡便な構成により秘話性能をより向上させることができる。

図１は本発明の一実施形態に係る無線機の構成を示すブロック図である。同図に示すように、この無線機は、音波を音声信号に変換するマイク１１、マイク１１からの音声信号を増幅するマイクアンプ１２、音声信号をこれにスクランブルを施して出力し、又はクスランブルが施されている音声信号をそのスクランブルを解除して出力するスクランブル・デスクランブル回路１３、スクランブル・デスクランブル回路１３の出力に基づいて搬送波を変調する変調機１４、変調機１４の出力を増幅し、所定周波数の電波として送信する送信機１５、所定周波数の電波を受信する受信機１６、受信した搬送波に復調処理を施す復調機１７、復調により得られた音声信号を増幅するＡＦアンプ１８、及び増幅された音声信号を音波信号に変換するスピーカ１９を備える。スクランブル・デスクランブル回路１３は、入力される音声信号に対し、所定周波数のキャリア信号を混合して周波数変換を行うことにより、スクランブルを施し又はスクランブルを解除するものである。

この無線機はまた、スクランブル・デスクランブル回路１３によるスクランブル機能を有効とするか又は解除するかを選択するためのスクランブル切替えスイッチ２０、送信及び受信を切り替えるための２つのＴＸ／ＲＸスイッチ２１及び２２を備える。スクランブル・デスクランブル回路１３の入力側から出力側にかけて、該回路をバイパスするためのバイパス回路２３が設けられている。スクランブル切替えスイッチ２０は、ＴＸ／ＲＸスイッチ２２への入力側を、スクランブル機能を有効にする場合にはスクランブル・デスクランブル回路１３の出力側に接続し、スクランブル機能を解除する場合にはバイパス回路２３側に接続する。

ＴＸ／ＲＸスイッチ２１は、スクランブル・デスクランブル回路１３の入力側を、送信時にはマイクアンプ１２の出力側に接続し、受信時には復調機１７の出力側に接続するものである。ＴＸ／ＲＸスイッチ２２はスクランブル切替えスイッチ２０の出力側を、送信時には変調機１４の入力側に接続し、受信時にはＡＦアンプ１８の入力側に接続するものである。

図１の無線機はさらに、スクランブル切替えスイッチ２０を制御するタイマ２４を備える。タイマ２４は無線機の電源オンと同時にカウントを開始するようになっている。そして、図１の無線機として、第１及び第２の無線機の２台が存在し、２台の無線機の電源が同時にオンされることにより、２台の無線機の各タイマ２４は同時にカウントを開始することができるようになっている。また、各タイマが送出する制御信号ｃにおける周期は調整できるようになっており、双方で通信を行うために、各タイマの周期は同一となるように設定されている。

図２は第１及び第２無線機において、タイマ２４からスクランブル切替えスイッチ２０へ送出される制御信号ｃのタイミングを示すタイミングチャートである。図中のｃ１は第１無線機における制御信号ｃの波形、ｃ２は第２無線機における制御信号ｃの波形を示している。

第１及び第２無線機の電源が同時にオンされた場合、同図に示すように、第１及び第２無線機のタイマ２４が時刻ｔにおいて同時にカウントを開始し、同時にパルスを立ち上げる。各タイマ２４の周期は同一となるように設定されているので、各タイマからの制御信号ｃ１及びｃ２はその後、同一の位相及び周期でパルスのオン・オフを繰り返す。スクランブル切替えスイッチ２０は、このオン・オフに応じて接続先をスクランブル・デスクランブル回路１３及びバイパス回路２３間で交互に切り替える。

この構成において、第１及び第２無線機の電源が同時にオンされると、第１及び第２無線機において、タイマ２４が同時にカウントを開始し、スクランブル切替えスイッチ２０による上述の切替え動作が開始される。なお、第１及び第２無線機の電源は、たとえば、操作者が両無線機を両手に持ち、同時に電源スイッチを押下することにより、同時にオンされることができる。

さらに、第１無線機において、送信を開始するために、図示していないＰＴＴボタンが押下されると、ＴＸ／ＲＸスイッチ２１及び２２が送信側に切り替わる。その後、スクランブル切替えスイッチ２０がバイパス回路２３側に接続されている期間（以下、「バイパス期間」という。）においては、ユーザの発話はマイク１１により音声信号に変換され、マイクアンプ１２により増幅され、さらに変調機１４で変調され、そして送信機１５により送信される。

一方、スクランブル切替えスイッチ２０がスクランブル・デスクランブル回路１３側に接続されている期間（以下、「スクランブル期間」という。）においては、マイクアンプ１２が出力する音声信号はスクランブル・デスクランブル回路１３によってスクランブルがかけられてから変調機１４に送られる。これにより、バイパス期間におけるスクランブルがかかっていない音声信号の送信と、スクランブル期間におけるスクランブルがかかった音声信号の送信とを交互に繰り返しながら、秘話化した送信を行うことができる。

他方、第２無線機においては、受信待ち状態にあり、ＴＸ／ＲＸスイッチ２１及び２２は受信側に切り替えられている。受信機１６が第１無線機からの所定周波数の電波を受信すると、受信信号は、バイパス期間中は、復調機１７で復調され、さらにバイパス回路１３を経てＡＦアンプ１８に送られ、増幅されて、スピーカ１９から出力される。一方、スクランブル期間中は、復調機１７の出力は、スクランブル・デスクランブル回路４３によりスクランブルを解除してから、ＡＦアンプ１８に送られる。

その際、バイパス期間及びスクランブル期間は第１及び第２無線機間で一致している。したがって、第１無線機でかけられたスクランブルは第２無線機において、丁度同期して解除されることになる。これにより、ユーザは、第１無線機において秘話化されて送信された内容を、第２無線機において秘話化を解除して聞くことができる。

本実施形態によれば、バイパス期間及びスクランブル期間を交互に切り替えて送信を行い、受信側ではこれに同期してスクランブルを解除するようにしたため、スクランブル機能を備え、かつ通信チャンネル及びグループコードが一致する第三者の無線機により、スクランブル機能を有効にした状態で受信されたとしても、スクランブル期間の通話しか聞くことができないので、送信内容が第三者に聞き取られる可能性をより低減させることができる。つまり、秘話性能を向上させることができる。

なお、本発明は上述実施形態に限定されることなく、適宜変形して実施することができる。たとえば、上述においては、送信側及び受信側におけるバイパス期間及びスクランブル期間の同期をとるために、電源オンと同時に双方のタイマによるカウントを開始するようにしているが、この代わりに、送信側においては送信開始時、つまりＰＴＴボタンの押下時にタイマによるカウントを開始し、受信側においては受信開始時、つまりビジー信号の立上り時にタイマによるカウントを開始するようにしてもよい。ただし、この場合、図３に示すように、ＰＴＴボタンの押下時刻ｔ１からビジー信号の立上り時刻ｔ２までに１００ミリ秒程度の時間差が生じる。

また、上述においては、無線機としてシンプレックス（単信）型のものを使用しているが、この代わりに、フルデュプレックス（複信）型のものを使用してもよい。その場合、送信系及び受信系それぞれにスクランブル回路を追加し、上述と同様にしてスクランブル機能をタイマでオン・オフ制御することにより、双方向同時通話での秘話性を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る無線機の構成を示すブロック図である。 図１の構成による第１及び第２無線機において、タイマからスクランブル切替えスイッチへ送出される制御信号のタイミングを示すタイミングチャートである。 図１の構成による第１及び第２無線機において、それぞれＰＴＴボタンの押下時及びビジー信号の立上り時にタイマによるカウントを開始するようにしたときの制御信号のタイミングを示すタイミングチャートである。 従来例に係る無線機の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１１,４１：マイク、１２,４２：マイクアンプ、１３,４３：スクランブル・デスクランブル回路、１４,４４：変調機、１５,４５：送信機、１６,４６：受信機、１７,４７：復調機、１８,４８：ＡＦアンプ、１９,４９：スピーカ、２０,５０：スクランブル切替えスイッチ、２１,２２,５１,５２：ＴＸ／ＲＸスイッチ、２３：バイパス回路、２４：タイマ。

Claims (8)

1. 入力される音声信号に対しスクランブルを施すスクランブル手段と、
   前記音声信号を、前記スクランブル手段を通過したものとバイパスしたものとで、所定の高速で切り替えて出力する高速切替え手段と、
   前記高速切替手段による切替えのタイミングを制御するタイマと、
   前記高速切替え手段の出力を、搬送波により所定周波数の電波として送信する送信手段とを具備することを特徴とする無線送信機。
2. 送信を開始するためのＰＴＴボタンを備え、前記ＰＴＴボタンの押下に基づいて前記タイマによるカウントを開始させる手段を有することを特徴とする請求項１に記載の無線送信機。
3. 所定周波数の電波を受信し、復調して音声信号を出力する受信手段と、
   前記音声信号においてスクランブルが施されている部分のスクランブルを解除するスクランブル解除手段と、
   前記音声信号を、そのスクランブルが施されている部分のスクランブルを解除すべく、前記スクランブル解除手段を通過したものとバイパスしたものとで、所定の高速で切り替えて出力する高速切替え手段と、
   前記高速切替手段による切替えのタイミングを制御するタイマとを具備することを特徴とする無線受信機。
4. 前記電波の受信開始に基づき前記タイマによるカウントを開始させる手段を有することを特徴とする請求項３に記載の無線受信機。
5. 請求項１の無線送信機及び請求項２の無線受信機、並びに該無線送信機及び無線受信機における高速切替え手段による切替えタイミングを、それぞれのタイマを用いて同期させる同期手段を具備することを特徴とする無線通信システム。
6. 前記同期手段は、前記無線送信機及び無線受信機の電源がオン状態とされたことに基づいて各タイマによるカウントを開始させるものであることを特徴とする請求項５に記載の無線通信システム。
7. 前記同期手段は、前記無線送信機における所定周波数の電波の送信開始に基づき前記無線送信機のタイマによるカウントを開始させ、前記無線受信機における該電波の受信開始に基づき前記無線受信機のタイマによるカウントを開始させるものであることを特徴とする請求項５に記載の無線通信システム。
8. 請求項１又は２の無線送信機及び請求項３又は４の無線受信機を具備することを特徴とする無線機。
   

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