DE2618401C1 - Verfahren zur Verschluesselung eines Analogsignals und UEbertragungsvorrichtung,bei der dieses Verfahren eingesetzt wird - Google Patents

Description

Im Hauptpatent wird ein Verfahren zur Verschlüsselung eines Analogsignals sowie eine Übertragungsvorrichtung, bei der dieses Verfahren eingesetzt wird, beschrieben. Bezüglich dieses Verfahrens wurde gesagt, daß das Vergleichssignal während einer gegebenen Dauer nach dem Auftreten von Gleichheit mit einem zu verschlüsselnden Analogsignal konstant blieb, und bezüglich der Vorrichtung wurde gesagt, daß der zweite Zähler eine gegebene Anzahl von Taktsignalen zählte, wobei diese Anzahl der höchsten Zählkapazität entspricht. Daraus ergibt sich, daß die Zeit zwischen zwei vom zweiten Zähler gelieferten Impulsen gleich der Summe einer variablen Zeitdauer t′, t′′, t′′′ usw., die gleich der zur Erreichung von Gleichheit zwischen dem zu verschlüsselnden Analogsignal und dem Vergleichssignal notwendigen Dauer ist, und einer Zeit t ist, die der Zählzeit des zweiten Zählers entspricht. Die sendeseitig gelieferten verschlüsselten Signale sind daher zwar nicht ohne weiteres verständlich, jedoch ist es nicht ausgeschlossen, daß sie von einem Dritten entschlüsselt werden, der nach einer Reihe von Versuchen die Anzahl der von dem zweiten Zähler gezählten Taktsignale bestimmen könnte.

Die Erfindung will diese Möglichkeit mit Hilfe eines Verfahrens und einer Übertragungsvorrichtung ausschalten, bei der praktisch nicht mehr die Anzahl der vom zweiten Zähler gezählten Taktsignale bestimmt werden kann.

Das Kodierverfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleichssignal alle k Abtastproben des zu verschlüsselnden Analogsignals während einer gegebenen Dauer konstant bleibt, wobei diese Dauer in quasi-zufälliger Weise verändert wird und wobei k evtl. gleich 1 sein kann.

Die Übertragungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß jeder zweite Zähler des Verarbeitungskreises der Sendeseite und der Empfangsseite einem Schlüsselgenerator zugeordnet ist, der die Anzahl der Taktsignale bestimmt, die dieser zweite Zähler zählen muß, wobei diese Anzahl in der Zeit in zufälliger Weise verändert wird, jedoch sende- und empfangsseitig gleich ist.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung an Hand der beiliegenden Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für den Sendeteil einer erfindungsgemäßen Übertragungsvorrichtung.

Fig. 2 bis 5 stellen jeweils eine Variante des Sendeteils dar.

Fig. 6 zeigt eine Vorrichtung zur Nachverschlüsselung.

Fig. 7 stellt das Signal am Ausgang des Zweierzählers bei nichtvorhandenem zu verschlüsselndem Analogsignal dar.

Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Empfangsteil.

Fig. 9 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Empfangsteil dar.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für den Sendeteil einer erfindungsgemäßen Übertragungsvorrichtung; in dieser Figur finden sich dieselben Bauteile wie bereits im Hauptpatent: ein zu verschlüsselndes Analogsignal E₀ wird einem Verstärker- und Filterkreis 1 zugeführt, dessen Ausgang, der ein Analogsignal E₁ liefert, an einen Eingang eines Komparators 2 angeschlossen ist; der Ausgang des Komparators steht mit dem Eingang 26 eines Speichers 27 in Verbindung, dessen Ausgang 30 an einen ersten Eingang 3 eines Umschalters 4 angeschlossen ist; dieser weist einen zweiten Eingang 5 auf, der zu einem Taktgeber 6 führt, der Rechtecksignale mit einer Frequenz F liefert; der Umschalter 4 weist zwei UND-Gatter 7 und 8 und einen logischen Inverter 9 auf; die UND- Gatter 7 und 8 sind mit jeweils einem Eingang an den zweiten Eingang 5 angeschlossen; der erste Eingang 3 führt zum logischen Inverter, dessen Ausgang mit einem anderen Eingang des UND-Gatters 7 in Verbindung steht; der erste Eingang 3 ist außerdem mit einem anderen Eingang des UND-Gatters 8 verbunden; die ersten und zweiten Ausgänge 10 und 11 des Umschalters bestehen aus den Ausgängen des UND-Gatters 7 bzw. 8. Der erste Ausgang 10 führt zu einem ersten Zähler 12, dessen Ausgang 29 mit einem Digital- Analogwandler 13 verbunden ist; der zweite Ausgang 11 ist mit einem zweiten Zähler 14 verbunden, dessen Ausgang 15 mit einem Nullrückstellungseingang Z des Speichers 27 und jedes der ersten und zweiten Zähler verbunden ist. Der Ausgang 16 des Digital-Analogwandlers, der ein analoges Vergleichssignal E₂ liefert, ist an den anderen Eingang des Komparators 2 angeschlossen. Der Taktgeber 6, der Umschalter 4, der erste Zähler 12, der zweite Zähler 14, der Speicher 27 und ihre Verbindungen bilden einen Verarbeitungskreis 21, der in der gleichen Ausführung im Dekodierer des Empfangsteils der Übertragungsvorrichtung vorliegt. Der Verarbeitungskreis besitzt einen Eingang 26, der gleich dem Eingang des Speichers 27 ist, einen Ausgang 15, der der Ausgang des zweiten Zählers 14 ist, einen Ausgang 29, der der des ersten Zählers 12 ist, sowie einen mit dem Ausgang des Speichers 27 verbundenen Ausgang 30. Der Ausgang 15 des zweiten Zählers 14 ist mit dem Eingang eines Zweierzählers 17 verbunden, dessen Ausgang 18 zu einem Filter 19 führt, das am Ausgang 20 ein nachverschlüsseltes Analogsignal Sr₀ liefert, wobei dieses Filter beispielsweise einen Durchlaßbereich von 300 bis 3000 Hz aufweist. Erfindungsgemäß zeigt Fig. 1 eine Nachverschlüsselungsvorrichtung 45, die aus einem m-Zähler 46 besteht, der an den Ausgang 18 des Zweierzählers 17 angeschlossen ist, sowie aus einem Schlüsselgenerator 47, dessen Takteingang E_c mit dem Ausgang des m-Zählers 46 und dessen Ausgang mit einem Steuereingang des zweiten Zählers 14 verbunden ist. Der Zweierzähler 17 liefert ein Rechtecksignal, dessen beispielsweise steigende Flanken den m-Zähler 46 steuern, der an den Schlüsselgenerator 47 ein Rechtecksignal zur Frequenzsteuerung liefert, das m mal kleiner ist, als das vom Zweierzähler 17 gelieferte. Der Schlüsselgenerator 47 liefert an den zweiten Zähler 14 ein Signal, das im Takt des m-Zählers 46 wechselt, d. h., daß dieses Signal während 2 m verschlüsselten Abtastproben des Analogsignals gleich bleibt, da zwischen dem vom zweiten Zähler 14 gelieferten Signal und dem vom m-Zähler 46 gelieferten Signal ein Verhältnis von 2 m besteht. Der Schlüsselgenerator rückt daher im Takt der vom m-Zähler 46 gelieferten Signale vor, d. h., alle 2 m Abtastproben des zu verschlüsselnden Analogsignals E₀. Das vom Schlüsselgenerator gelieferte Signal entspricht einer Zahl, die im zweiten Zähler 14 angezeigt wird; dieser wird daher vorteilhafterweise programmierbar gewählt, wie es in Fachkreisen wohlbekannt ist.

Fig. 2 zeigt eine Variante des Sendeteils einer erfindungsgemäßen Übertragungsvorrichtung; in Fig. 1 und 2 gleiche Bezugszeichen haben auch dieselbe Bedeutung. Das Ausgangssignal 30 des Verarbeitungskreises 21 wird dem Zweierzähler 17 mit nachfolgendem Filter 19 zugeführt, das am Ausgang 20 ein nachverschlüsseltes Analogsignal Sr₀ liefert, das gleich dem Ausgangssignal gemäß Fig. 1 ist; die Nachverschlüsselungsvorrichtung 45 ist wie in Fig. 1 mit dem Ausgang 18 des Zweierzählers 17 und mit dem Steuereingang des zweiten Zählers 14 verbunden; der Zustand des Schlüsselgenerators wechselt wie im Falle gemäß Fig. 1 alle 2 m Abtastproben des zu verschlüsselnden Signals E₀.

Fig. 3 zeigt eine weitere Variante des Sendeteils einer erfindungsgemäßen Übertragungsvorrichtung, und auch hier haben in Fig. 1 und 3 gleiche Bezugszeichen dieselbe Bedeutung. In dieser Figur wird mit dem am Ausgang 18 des Zweierzählers 17 vorliegenden Signal ein Radiosender 22 beaufschlagt, der über seine Antenne 23 ein nachverschlüsseltes Funksignal Sr₁ abstrahlt. Das aus dem Zweierzähler 17 kommende Signal wird zur Modulation einer Trägerwelle des Radiosenders 22 verwendet. Die Nachverschlüsselungsvorrichtung 40 ist wie in Fig. 1 zwischen dem Ausgang 18 und dem Steuereingang des zweiten Zählers angeordnet. Der Zustand des Schlüsselgenerators wechselt wie im Falle der Fig. 1 alle 2 m Abtastproben des zu verschlüsselnden Signals E₀.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1, 2 und 3 wurde gesagt, daß die Nachverschlüsselungsvorrichtung 45 einen m-Zähler 46 enthält; ist m beispielsweise gleich 2, so zählt der m-Zähler zwei Impulse, was beim Schlüsselgenerator alle vier Abtastproben des zu verschlüsselnden Signals E₀ zu einem Zustandswechsel führt, da die Nachverschlüsselungsvorrichtung 45 vom Ausgang des Zweierzählers 17 gesteuert wird.

Es wurde gesagt, daß es sich bei dem m-Zähler 46 beispielsweise um einen Zweierzähler handeln kann, indem für m der Wert "2" gewählt wird; selbstverständlich kann m einen beliebigen Wert annehmen und gleich 1, 2, 3, 4 . . . sein. Wird für m der Wert "1" gewählt, so wird der m-Zähler 46 überflüssig, und die Nachverschlüsselungsvorrichtung 45 reduziert sich auf einen einzigen Schlüsselgenerator 47, dessen Zustand alle zwei Abtastproben wechselt, d. h., im Takt des Zweierzählers 17, wobei der Takteingang E_c des Schlüsselgenerators dann direkt an den Ausgang 18 des Zweierzählers 17 angeschlossen ist.

In den Fig. 1, 2 und 3 wird die Nachverschlüsselungsvorrichtung durch die vom Zweierzähler 17 gelieferten Signale gesteuert. Es ist auch möglich, wie in Fig. 4 dargestellt, die Nachverschlüsselungsvorrichtung 45 durch vom Ausgang 15 des Verarbeitungskreises 21 gelieferte Signale zu steuern; ist m=1, so wird der Zähler 46 überflüssig, und der Takteingang E_c des Schlüsselgenerators wird dann direkt mit dem Ausgang 15 verbunden. Der Zustand des Schlüsselgenerators wechselt dann alle m Abtastproben oder bei jeder Abtastprobe, wenn m=1 ist.

Es ist ferner möglich, wie in Fig. 5 dargestellt, die Nachverschlüsselungsvorrichtung 45 durch am Ausgang 30 des Verarbeitungskreises 21 gelieferte Signale zu steuern, wobei das Signal am Ausgang 30 mit derselben Frequenz wechselt, wie das Signal am Ausgang 15 desselben Zählers 14, dessen Ausgang nicht benutzt wird; der Ausgang 30 wird dann an einen Zwischenkreis I angeschlossen, der ein Ausgangssignal nur bei abfallenden Flanken des am Ausgang 30 bereitgestellten Signals liefert; der Zwischenkreis I ist mit dem m-Zähler der Nachverschlüsselungsvorrichtung 40 verbunden, wobei der Ausgang des Schlüsselgenerators an den Steuereingang des zweiten Zählers 14 angeschlossen ist. Ist m=1, so ist der m-Zähler überflüssig, und der Takteingang E_c des Schlüsselgenerators ist dann direkt mit dem Zwischenkreis I verbunden. Der Zustand des Schlüsselgenerators wechselt dann alle m Abtastproben oder bei jeder Abtastprobe, wenn m=1 ist.

Die bezüglich der Fig. 1 bis 5 gemachten Bemerkungen zeigen, daß die Frequenz, mit der der Schlüsselgenerator seinen Zustand wechselt, mit der Abtastfrequenz das Verhältnis k bildet; in den Fig. 1, 2 und 3 ist k=2 m, und in den Fig. 4 und 5 ist k=m, mit m=1, 2, 3 . . . Es ist daher möglich, für den Schlüsselgenerator eine Zustandswechselfrequenz zu wählen, die k-mal kleiner ist, als die Abtastfrequenz, mit k=1, 2, 3 . . .

Ist das Verhältnis k größer als 1, so ist es möglich, das dem zweiten Zähler 14 des Verarbeitungskreises 21 zugeführte Signal variieren zu lassen, um allmählich von einer Zähldauer zur folgenden überzugehen, anstatt k nacheinander auftretende Abtastproben mit derselben Zähldauer des zweiten Zählers 14 vorliegen zu haben, denen ein plötzlicher Wechsel folgt, wenn das vom Schlüsselgenerator gelieferte Signal seinen Wert ändert. So kann das Spektrum des nachverschlüsselten übertragenen Signals verkleinert werden, ohne dabei jedoch die Nachverschlüsselungsqualität zu beeinträchtigen; der Übergang kann nach einer beliebigen Gesetzmäßigkeit erfolgen.

Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Nachverschlüsselungsvorrichtung 48, die zwischen der Nachverschlüsselungsvorrichtung 45 und dem zweiten Zähler 14 des Verarbeitungskreises 21 angeordnet ist und beliebig für die in den Fig. 1 bis 5 gezeigten Fälle angewendet werden kann. Die Nachverschlüsselungsvorrichtung 48 besteht aus einem Subtrahierer 50, einem Dividierer 51 und einem Addierer-Subtrahierer 52.

Der Schlüsselgenerator, der beispielsweise n Stufen aufweist, liefert am Ausgang 53 die Ausgangssignale; der Ausgang 53 besteht aus einer bestimmten Anzahl von parallel angeordneten Drähten, von denen jeder an den Ausgang einer anderen Stufe angeschlossen ist; der Schlüsselgenerator umfaßt außerdem einen Hilfsausgang 54, der aus derselben Anzahl von Drähten wie der Ausgang 53 besteht, wobei jeder Draht des Hilfsausgangs 54 an den Eingang einer Stufe angeschlossen ist, mit der ein Draht des Ausgangs 53 verbunden ist. Die Eingänge e₁ und e₂ des Subtrahierers 50 führen zum Ausgang 53 bzw. zum Hilfsausgang 54 des Schlüsselgenerators.

So erhält man am Eingang e₁ das Ausgangssignal des Schlüsselgenerators und am Eingang e₂ ein Signal, das am Ausgang 53 erscheint, wenn der Schlüsselgenerator um einen Schritt vorrückt. Bezeichnet man mit A und B zwei aufeinanderfolgende vom Schlüsselgenerator gelieferte Signale, so erhält man also zu einem gegebenen Zeitpunkt das Signal A am Ausgang 53 und das Signal B auf der Klemme 54. Der Ausgang 55 des Subtrahierers 50 steht mit dem Eingang des Dividierers 51 in Verbindung, während mit dem mit 58 bezeichneten Vorzeichenausgang des Subtrahierers der Steuereingang 59 des Addierer-Subtrahierers 52 beaufschlagt wird. Der Steuereingang 60 des Dividierers 51, der das Divisionsverhältnis des Dividierers steuert, ist entweder an den Ausgang 15 des zweiten Zählers 14, in den Fällen gemäß den Fig. 1, 3, 4, oder an den Ausgang 30 des Verarbeitungskreises 21, in den Fällen gemäß den Fig. 2 und 5, angeschlossen. Der Ausgang 57 des Dividierers 51 ist mit dem Eingang 61 des Addierer- Subtrahierers 52 verbunden, dessen Eingang 62 mit dem Ausgang 53 des Schlüsselgenerators in Verbindung steht; der Ausgang des Addierer-Subtrahierers ist mit dem Eingang 63 des zweiten Zählers 14 verbunden.

Die Nachverschlüsselungsvorrichtung arbeitet folgendermaßen:
Zum allmählichen Übergang eines Signals A zu einem Signal B muß dem Signal A ein zur Differenz |B-A| proportionales Signal hinzugefügt werden bzw. vom Signal A abgezogen werden; diese Differenz muß daher bekannt sein, und sie wird vom Subtrahierer 50 geliefert und dem Dividierer 51 zugeführt, der auf seinem Steuereingang 16 ein Signal empfängt, das das Teilungsverhältnis angibt; dieses Teilungsverhältnis nimmt die aufeinanderfolgenden Werte k, k/2, k/3, k/4 . . . bis 1 an, so daß das Ausgangssignal des Dividierers 51 die aufeinanderfolgenden Werte:

|B-A|/k, 2|B-A|/k, 3|B-A|/k, 4|B-A|/k . . . |B-A|

annehmen, die dem Eingang des Addierer-Subtrahierers 52 zugeführt werden, der außerdem das Signal A empfängt, da A das vom Schlüsselgenerator gelieferte Signal ist. Der Addierer-Subtrahierer erhält außerdem auf seinem Steuereingang 59 das Vorzeichen der Differenz B-A, das vom Vorzeichenausgang 58 des Subtrahierers 50 für die Differenz geliefert wird. Das aus dem Addierer- Subtrahierer 52 kommende Signal wird dem zweiten Zähler 14 zugeführt:

• - ist A kleiner als B, so nimmt das Signal die folgenden Werte an:
• - ist A größer als B, so nimmt das Signal folgende Werte an:

Es zeigt sich somit, daß die Zähldauer des zweiten Zählers 14, die von dem ihm durch den Addierer-Subtrahierer zugeführten Signal abhängt, k-mal ihren Wert zwischen zwei Zustandsänderungen des Schlüsselgenerators ändert, womit der allmähliche Übergang von einer Zähldauer, die einem Signal A entspricht, zur Zähldauer, die einem Signal B entspricht, möglich wird. Die einzelnen Organe, wie beispielsweise der Subtrahierer 50, der Dividierer 51, der Addierer-Subtrahierer 52, sind dem Fachmann bekannt und stellen kein Problem dar.

Fig. 7 zeigt das Signal am Ausgang 18 des Zweierzählers 17 bei nichtvorhandenem zu verschlüsselndem Analogsignal E₀, d. h., während der Signalpausen für drei Nachverschlüsselungsfälle; die Kurve a entspricht dem Fall, in dem der Zustand des Schlüsselgenerators 47 bei jeder Abtastprobe wechselt, d. h., bei jedem Ausgangssignal des zweiten Zählers 14, Fig. 4 mit k=m=1, oder bei jedem vom Ausgang 30, Fig. 5 mit k=m=1, gelieferten Signal; die Kurve b entspricht dem Fall, bei dem der Zustand des Schlüsselgenerators alle vier Abtastproben wechselt, d. h., mit k=4 bei einer beliebigen der in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Varianten; die Kurve c entspricht dem Fall, bei dem der Schlüsselgenerator alle vier Abtastproben wechselt, jedoch mit allmählichem Übergang der Zähldauer des zweiten Zählers 14, die die Werte

t₁, t₁ ± t₁′, t₁ ± Δt₁′′, t₁ ± Δt₁′′′, t₂, t₂ ± Δt₂′, t₂ ± Δt₂′′ . . .

annimmt wobei

Δt₁′, Δt₁′′, Δt₁′′′, Δt₂′, Δt₂′′ . . .

durch

|B-A|/4, 2|B-A|/4, 3|B-4|/4

gegeben sind, die weiter oben bei der Beschreibung der Fig. 6 definiert wurden, wobei hier für k der Wert 4 gewählt wird.

Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel für den Empfangsteil für den Fall, daß die Zähldauer des zweiten Zählers 14 des Sendeteils für k Abtastproben dieselbe ist. Beim Empfang des nachverschlüsselten, vom Sendeteil der Übertragungsvorrichtung ausgesandten Signals muß für jede Abtastprobe die Dauer der Nachverschlüsselung wieder aufgefunden werden, d. h., die veränderliche Zähldauer des zweiten Zählers 14 des Sendeteils, genauso wie in der Vorrichtung gemäß der Hauptpatentanmeldung die konstante Dauer t wieder aufgesucht wurde; hierzu müssen die beiden folgenden Arbeitsgänge durchgeführt werden:

• 1. Es muß festgestellt werden, bei welcher Flanke des empfangenen Nachverschlüsselungssignals der Schlüsselgenerator sendeseitig seinen Zustand gewechselt hat; dieser Arbeitsgang wird "Phasensuche" genannt;
• 2. Es muß festgestellt werden, welcher Teil der Folge des sendeseitigen Schlüsselgenerators der Nachverschlüsselung gedient hat; dieser Vorgang wird "Synchronisationssuche" genannt.

Der in Fig. 8 dargestellte Empfangsteil umfaßt einen Aufbereitungskreis 24, einen Verarbeitungskreis 21, einen Digital-Analogwandler 13 und einen Verstärker- und Filterkreis 28, die gleich denen in Fig. 5 der Hauptpatentanmeldung sind; ferner enthält der Empfangsteil eine Phasensuchvorrichtung 68 und eine Synchronisationssuchvorrichtung 69.

Das dem Eingang des Aufbereitungskreises 24 zugeführte nachverschlüsselte Signal Sr entspricht entweder dem von einem Sendeteil, wie er in den Fig. 1, 2, 4 oder 5 gezeigt wird, ausgesandten nachverschlüsselten Signal Sr₀ oder dem von einem Sendeteil, wie er in den Fig. 3, 4 dargestellt wird, ausgesandten nachverschlüsselten Funksignal Sr₁, wobei das nachverschlüsselte Signal Sr dann dasjenige ist, das beim Empfang durch einen Funkempfänger geliefert wird, wie es in Fig. 7 der Hauptpatentanmeldung gezeigt wird.

Die Phasensuchvorrichtung 68 besteht aus einem Phasensuchzähler 70, dem ein Differenzdetektor 71 nachgeschaltet ist; der Phasensuchzähler 70 hat einen Nullrückstellungseingang Z mit dem Ausgang 25 des Aufbereitungskreises 24 verbunden, der Impulse liefert, die den Nulldurchgängen des nachverschlüsselten Signals Sr entsprechen; ein anderer Eingang E des Phasensuchzählers ist mit dem Taktgeber 6 des Verarbeitungskreises 21 verbunden; der Ausgang des Phasensuchzählers ist mit dem Eingang des Differenzendetektors 71 verbunden.

Die Synchronisationssuchvorrichtung umfaßt:
einen Synchronisationssuchzähler 72, dessen Eingang E mit dem Taktgeber 6 des Verarbeitungskreises 21 verbunden ist; einen ersten Synchronisationszählers 73, bei dem es sich um einen k-Zähler handelt und dessen Eingang E zum Ausgang 25 des Aufbereitungskreises 24 führt, während ein Stelleingang p an den Ausgang des Differenzdetektors 71 der Phasensuchvorrichtung 68 angeschlossen ist, während der Ausgang des ersten Synchronisationszählers 73 mit einem Nullrückstellungseingang Z des Synchronisationssuchzählers 72 verbunden ist; einen Impulszähler 74, dessen Eingang E mit dem Ausgang des ersten Synchronisationszählers 73 verbunden ist; einen Prüfzähler 75, dessen Eingang E mit dem Ausgang des ersten Synchronisationszählers 73 verbunden ist; einen Verzweigungskreis 76, der aus zwei UND-Gattern 90 und 91, einem ODER-Gatter 92 und einem Inverter 93 besteht, wobei ein Eingang des Gatters 90 mit dem Ausgang des Synchronisationssuchzählers 72 und ein anderer Eingang über den Inverter 93 mit dem Ausgang des Impulszählers 74 verbunden ist, während ein Eingang des Gatters 91 mit dem Ausgang des Impulszählers 74 und ein anderer Eingang mit dem Serienausgang S₁ eines zweiten Schlüsselgenerators 80 verbunden ist und die Ausgänge der UND-Gatter zu einem Eingang des ODER-Gatters 92 führen, dessen Ausgang an den Serieneingang E_s des zweiten Schlüsselgenerators 80 angeschlossen ist; einen Komparator 77, dessen einer Eingang mit dem Ausgang des Synchronisationssuchzählers 72 und dessen Ausgang mit dem Nullrückstellungseingang Z des Differenzendetektors 71 der Phasensuchvorrichtung 68, mit dem Nullrückstellungseingang Z des Zählers 74 und mit dem Nullrückstellungseingang Z des Prüfzählers 75 verbunden ist; einen zweiten Synchronisationszähler 78, bei dem es sich um einen k-Zähler handelt, dessen Eingang E mit dem Ausgang 25 des Aufbereitungskreises 24 und dessen Nullrückstellungseingang mit dem Ausgang des Prüfzählers 75 verbunden ist; einen ersten Schlüsselgenerator 79, der mit seinem getakteten Eingang E_c mit dem Ausgang des zweiten Synchronisationszählers 78, mit seinem Serienausgang S_s mit seinem Serieneingang E_s, mit seinem Ausgang 53 mit dem Steuereingang 63 des zweiten Zählers 14 des Verarbeitungskreises 21 und mit seinem Schreibsteuereingang e mit dem Ausgang des Prüfzählers 75 verbunden ist; einen zweiten Schlüsselgenerator 80, der mit seinem getakteten Eingang E_c mit dem Ausgang des ersten Synchronisationszählers 73, mit seinem Serieneingang E_s mit dem Ausgang des Verzweigungskreises 76, mit seinem Serienausgang S₁ mit einem Eingang des Verzweigungskreises und mit einem Eingang des Komparators 77 und mit seinem Ausgang 53 mit dem entsprechenden Paralleleingang E_p des ersten Schlüsselgenerators 79 verbunden ist. Bei dem ersten und zweiten Synchronisationszähler 73 und 78 handelt es sich um k-Zähler, wie es bereits gesagt wurde, wobei k der Anzahl von Abtastproben entspricht, für die die Zähldauer des zweiten Zählers 14 des Sendeteils dieselbe ist, wobei der Zustand des Schlüsselgenerators 17 des Sendeteils alle k Abtastproben wechselt; wenn k=1 ist, so handelt es sich bei dem ersten und zweiten Synchronisationszähler 73 und 78 um Einerzähler, die ausgelassen werden können, da das von ihnen dann gelieferte Signal der Taktgeschwindigkeit des Signals entspricht, das sie auf ihrem Eingang E empfangen. Andererseits ist die Phasensuche nur notwendig, wenn k ungleich 1 ist, da bei k=1 der Zustand des Schlüsselgenerators 47 des Sendeteils bei jeder Abtastprobe wechselt, so daß die Phasensuchvorrichtung 68 in diesem Fall fortgelassen werden kann.

Folgt das Vorrücken des Schlüsselgenerators 47 des Sendeteils nicht dem Abtastvorgang, d. h., wenn die von ihm gelieferte Anzahl alle k Abtastproben wechselt, können sich zwei Fälle ergeben: erstens kann der Wechsel des vom zweiten Zähler 14 des Empfangsteils empfangenen Signals dem Zustandswechsel des Schlüsselgenerators 47 folgen; zweitens kann es während der k Abtastproben zu einem allmählichen Übergehen von einem Signal zum folgenden kommen, was bedeutet, daß die Zähldauer des zweiten Zählers 14 sich allmählich zwischen k Abtastproben ändert.

Im ersten Fall besteht eine Lösung für die Phasensuche darin, auf ein während der Signalpausen, d. h. bei Abwesenheit des sendeseitig zu verschlüsselnden Analogsignals E₀, vom Empfangsteil empfangenes nachverschlüsseltes Signal hin den ersten Zeitpunkt zu suchen, bei dem es zu einer Änderung der Dauer der ersten Halbperiode des in analoger Form empfangenen nachverschlüsselten Signals kommt; Fig. 8 entspricht diesem Fall: denn bei Abwesenheit des sendeseitig zu verschlüsselnden Analogsignals werden k Abtastproben übertragen, die dieselbe Dauer haben, und die k folgenden Abtastproben haben ebenfalls eine untereinander gleiche Dauer, die jedoch von der Dauer der vorhergehenden k Abtastproben unterschiedlich ist, da der Schlüsselgenerator 47 des Sendeteils inzwischen weitergerückt ist. Das Messen der Dauer der zweiten Halbperiode des empfangenen nachverschlüsselten Signals geschieht durch Zählen; der am Ausgang 25 des Aufbereitungskreises 24 vorhandene Impuls stellt den Phasensuchzähler 70 auf Null zurück, dessen Eingang E die Signale des Taktgebers 6 des Verarbeitungskreises 21 empfängt. Der Zustand des Phasensuchzählers 70 wird im Differenzendetektor 71 unmittelbar vor Eintreffen eines Nullrückstellungsimpulses eingespeichert und mit dem Zustand des Phasensuchzählers bei der folgenden Messung verglichen. Liegt zwischen den beiden Zuständen ein Unterschied vor, so liefert der Differenzendetektor 71 einen Impuls, der den ersten Synchronisationszähler 73 auf "1" stellt, dessen Eingang E mit dem Ausgang 25 des Aufbereitungskreises 24 verbunden ist. Dieser erste Synchronisationszähler liefert ein Signal in Phase mit dem Vorrücken des sendeseitigen Schlüsselgenerators; er wird durch den Differenzendetektor 71 auf "1" eingestellt, um zu berücksichtigen, daß der Differenzendetektor seine Feststellung am Ende einer Halbperiode des vom Empfangsteil empfangenen nachverschlüsselten Signals durchführt und nicht zu Beginn einer Halbperiode dieses Signals. Die Phasensuche ist lediglich zu Beginn der Synchronisationssuche notwendig. Wenn die Synchronisation einmal hergestellt ist, so ist die Phasensuche nicht mehr erforderlich.

Für den zweiten Fall besteht eine einfache Lösung darin, den Zeitpunkt zu bestimmen, bei dem die Änderung der Dauer der Halbperiode des empfangenen nachverschlüsselten Signals während der Signalpausen ihre Richtung wechselt; in anderen Worten stellt man den Zeitpunkt fest, zu dem die Differenz B-A zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zuständen des Schlüsselgenerators des Sendeteils die Richtung wechselt. Hierzu ist die Phasensuchvorrichtung gemäß Fig. 8 nicht mehr geeignet; Fig. 9 zeigt den Aufbau des Empfangsteils, wenn sendeseitig eine allmähliche Änderung der Nachverschlüsselungsdauer vorliegt. Die Schaltung gemäß dieser Figur umfaßt einen Aufbereitungskreis 24, einen Verarbeitungskreis 21, eine Synchronisations- Suchvorrichtung 69, wobei diese Organe gleich den in Fig. 8 gezeigten sind, sowie eine Phasensuchvorrichtung 81. Diese Phasensuchvorrichtung 81 enthält einen Phasensuchzähler 70, der gleich dem aus Fig. 8 ist, dessen Ausgang einerseits mit dem Eingang eines Speichers 82 und andererseits mit dem Eingang d₂ eines Komparators 83 verbunden ist; der Phasensuchzähler ist mit seinem Eingang E mit dem Taktgeber 6 des Verarbeitungskreises 21 und mit seinem Nullrückstellungseingang Z mit dem Ausgang 25 des Aufbereitungskreises 24 verbunden; der Schreibsteuereingang e des Speichers 82 ist mit dem Ausgang 25 des Aufbereitungskreises 24 verbunden; der Ausgang des Speichers 82 führt zum Eingang d₁ des Komparators 83, der drei Ausgänge xy, xy und x=y aufweist, wobei x und y die Werte der auf den Eingängen d₁ bzw. d₂ empfangenen Signale bedeuten. Der Ausgang xy ist mit dem Eingang E eines ersten Schieberegisters 84, der Ausgang xy ist mit dem Eingang E eines zweiten Schieberegisters 85 und der Ausgang x=y ist mit einem Nullrückstellungseingang Z des ersten und des zweiten Schieberegisters verbunden; jedes Schieberegister besitzt einen Schiebeeingang E_d, der mit dem Ausgang 25 des Aufbereitungskreises 24 in Verbindung steht. Das erste und das zweite Schieberegister umfassen jeweils zwei Stufen, deren Ausgänge mit Komparatoren 86 und 87 verbunden sind, bei denen es sich beispielsweise um UND-Gatter handelt; die Verbindungen sind wie folgt aufgebaut: das erste Schieberegister 84: der Ausgang 66 der ersten Stufe ist mit dem Komparator 86, der Ausgang 67 der zweiten Stufe mit dem Komparator 87 verbunden; das zweite Schieberegister 85: der Ausgang 64 der ersten Stufe ist mit dem Komparator 87, der Ausgang 65 der zweiten Stufe mit dem Komparator 86 verbunden; die Ausgänge der Komparatoren sind mit einem ODER-Gatter 88 verbunden, dessen Ausgang mit einem Ausgangsspeicher 89 verbunden ist; der Nullrückstellungseingang Z des Ausgangsspeichers ist mit dem Ausgang des Komparators 77 der Synchronisationssuchvorrichtung und der Ausgang des Ausgangsspeichers ist mit dem Stelleingang p des ersten Synchronisationszählers 73 verbunden.

Die Phasensuchvorrichtung arbeitet folgendermaßen: der Phasensuchzähler 70 zählt die Impulse des Taktsignals zwischen zwei vom Aufbereitungskreis 24 gelieferten Impulsen, was einer halben Periode des empfangenen nachverschlüsselten Signals entspricht; der Phasensuchzähler wird bei jedem Impuls des Aufbereitungskreises auf Null zurückgestellt; die der Zählung entsprechende Zahl wird in den Speicher 82 übertragen, im Komparator 83 mit der entsprechenden Zahl der Zählung während der vorhergehenden Halbperiode verglichen und dem Zähler durch den Speicher übermittelt. Da der sendeseitige Schlüsselzähler alle k Abtastproben wechselt und der zweite Zähler 14 des Sendeteils bei allen Abtastproben wechselt, da er allmählich zwischen zwei Zuständen des sendeseitigen Schlüsselgenerators variiert, wird A₁, A₂, A₃ . . . A_k der Wert jeder der Abtastproben für einen Zustand A des sendeseitigen Schlüsselgenerators genannt; ebenso bezeichnet man mit B₁, B₂, B₃ . . . B_k den Wert jeder der Abtastproben für den Zustand B des sendeseitigen Schlüsselgenerators. Beispielsweise sei angenommen, daß die aufeinanderfolgenden Zustände A, B, C des sendeseitigen Schlüsselgenerators so beschaffen sind, daß der Zustand A kleiner als der Zustand B und der Zustand B größer als der Zustand C ist, woraus folgt, daß die Werte A₁, A₂ . . . A_k zunehmen und die Werte B₁, B₂ . . . B_k abnehmen; wie es zuvor angegeben wurde, sind diese Werte proportional dem Wert des dem zweiten Zähler 14 des Sendeteils zugeführten Signals und lassen sich aus den folgenden Gleichungen errechnen, bei denen D ein Koeffizient ist:

Somit erhält man A_k<B₁, was einen Richtungswechsel zwischen den zunehmenden Werten A₁, A₂ . . . A_k und den abnehmenden Werten B₁, B₂ . . . B_k angibt.

Wenn der Komparator 83 vom Phasensuchzähler 70 den der Zählung der ersten Abtastprobe entsprechenden Wert B₁ erhält, empfängt er außerdem vom Speicher 82 den der Zählung der letzten Abtastprobe des Wertes A_k entsprechenden Wert A_k; der Ausgang xy, der A_k<B₁ entspricht, liefert dann ein Signal 1 an das erste Schieberegister 84, dessen erste Stufe daraufhin ein Signal 1 freisetzt.

Bei einem vorhergehenden Vergleich zwischen den Abtastproben A_k-1 und A_k war es der A_k-1<A_k entsprechende Ausgang xy, der ein Signal "1" auf das zweite Schieberegister 85 gegeben hat. Wenn der Aufbereitungskreis 24 einen Impuls abgegeben hat, so hat dieser den Phasensuchzähler 70 auf Null zurückgestellt, der daher bis zum Wert B₁ gezählt hat und die Verschiebung der Schieberegister gesteuert hat, wodurch im zweiten Schieberegister 85 das Signal "1" von der ersten in die zweite Stufe übertragen wurde, die daraufhin ein Signal "1" liefert. Wenn daher das erste Schieberegister 84 das Vergleichsergebnis A_k<B₁ empfängt, so erhält der Komparator 86 ein Signal "1" von der ersten Stufe des ersten Schieberegisters 24 und ein Signal "1" von der zweiten Stufe des zweiten Schieberegisters 85; der Komparator 86 liefert ein Signal "1" an das ODER-Gatter 88, das seinerseits ein Signal "1" an den Speicher 89 leitet, der den ersten Synchronisationszähler 83 mit einem Signal beaufschlagt, um ihn auf "1" einzustellen. Hätte man die Werte A größer B und B kleiner C gehabt, so hätte sich selbstverständlich ergeben A_k-1<A_k<B₁, und es wäre der Komparator 87 gewesen, der ein Signal "1" von der zweiten Stufe des ersten Schieberegisters 84 und ein Signal "1" von der ersten Stufe des zweiten Schieberegisters 85 erhalten hätte.

Der Speicher 89 behält das vom ODER-Gatter 88 empfangene Signal solange, wie es vom Komparator 77 der Synchronisationssuchvorrichtung 69 nicht auf Null zurückgestellt wird.

Nachfolgend wird die Funktionsweise der Synchronisationssuchvorrichtung 69 zunächst unter Bezugnahme auf Fig. 8 beschrieben, die dem Fall entspricht, in dem der Zustand des sendeseitigen Schlüsselgenerators alle k Abtastproben wechselt, ohne im allmählichen Übergang des zweiten Zählers 14 des Sendeteils von einer einem Zustand A entsprechenden Zahl zu einer einem Zustand B des sendeseitigen Schlüsselgenerators entsprechende Zahl überzugehen. Selbstverständlich sind der erste und der zweite Schlüsselgenerator 79 und 80 des Empfangsteils, Fig. 8, genauso aufgebaut wie der sendeseitige Schlüsselgenerator; es handelt sich bei diesen Schlüsselgeneratoren um Generatoren von gewöhnlichen pseudozufälligen Folgen beliebiger Länge. Ein solcher Generator umfaßt beispielsweise n Stufen mit verschiedenen Rückschleifen, wobei die Folge einer Höchstlänge von 2ⁿ-1 Bits erhält; es ist bekannt, daß man einen Generator synchronisieren kann, sobald man n aufeinanderfolgende Bits der Folge kennt; hierzu läßt man die n Bits in den Generator eintreten, schleift ihn auf sich selbst zurück und läßt ihn im selben Takt vorrücken wie den Generator, mit dem er synchronisiert ist.

Zur Durchführung der Synchronisationssuche muß zunächst ausgehend vom empfangenen nachverschlüsselten Signal die der Nachverschlüsselung entsprechende Bitfolge gefunden werden. Während der Signalpausen hängt die Dauer jeder Halbperiode des empfangenen nachverschlüsselten Signals lediglich vom sendeseitigen Schlüsselgenerator ab. Es ist daher mit Hilfe eines einfachen Zählvorgangs möglich, herauszufinden, wie der zweite Zähler 14 des Sendeteils programmiert war, und somit den entsprechenden Zustand des sendeseitigen Schlüsselgenerators herzustellen. Dieser Vorgang wird mit dem Synchronisationssuchzähler 72 durchgeführt, dessen Eingang E mit dem vom Taktgeber 6 des Verarbeitungskreises 21 gelieferten Taktsignal beaufschlagt wird; der Synchronisationssuchzähler 72 wird durch das vom ersten Synchronisationszähler 73 kommende Signal auf Null zurückgestellt. Theoretisch ist es möglich, auf diese Weise bei jeder Zählung die Anzahl von Bits der Folge herauszufinden, die zur Programmierung des zweiten Zählers 14 des Sendeteils gedient haben; um jedoch eine größere Unempfindlichkeit gegenüber Rauschen und Phasenverzerrungen zu erreichen, wird lediglich das der stärksten Wichtung der vom Synchronisationssuchzähler 72 gezählten Zahl entsprechende Bit berücksichtigt. Bei jeder Zählung gelangt über den Verzweigungskreis 76 dieses Bit in den zweiten Schlüsselgenerator 80. Der Impulszähler 74 zählt die vom ersten Synchronisationszähler 73 gelieferten Impulse; dieser Zähler 73 liefert am Ende seines Zählvorgangs einen Impuls, d. h., die Anzahl von Bits, die in den zweiten Schlüsselgenerator 80 gelangen. Sind n Bits in diesen zweiten Schlüsselgenerator gelangt, d. h., wenn der Impulszähler 74 n Impulse gezählt hat, so liefert er ein Steuersignal an den Verzweigungskreis 76, wodurch der zweite Schlüsselgenerator auf sich selbst zurückgeschleift wird und sein Ausgang S₁ dann über den Verzweigungskreis 76 mit seinem Serieneingang E_s verbunden ist.

Der Komparator 77 vergleicht das Ausgangssignal des Synchronisationssuchzählers 72 mit dem vom Ausgang S₁ des zweiten Schlüsselgenerators gelieferten Signal.

Wenn der zweite Schlüsselgenerator synchronisiert ist, d. h., sein Vorrücken durch den ersten Synchronisationszähler 73 gesteuert wird, so findet der Komparator zwei gleiche Bits bei jedem Vergleich. Ist der zweite Schlüsselgenerator nicht synchronisiert, so liefert der Komparator 77 ein Signal, das den Differenzdetektor 71 der Phasensuchvorrichtung 68 und den Impulszähler 74 auf Null zurückstellt; der Synchronisationssuchablauf wird dann wie zuvor weiter durchgeführt.

Wenn der zweite Schlüsselgenerator synchronisiert ist, so zählt der Prüfzähler 75 die Anzahl von Bits, die auftreten, ohne daß der Komparator 77 einen Fehler feststellt; erreicht man hierbei eine Anzahl n′, so geht man davon aus, daß die aus dem zweiten Schlüsselgenerator austretende Folge richtig der empfangenen Folge entspricht, d. h., der des sendeseitigen Schlüsselgenerators; dann wird in den ersten Schlüsselgenerator 79 der Zustand des zweiten Schlüsselgenerators 80 übernommen, wobei der Prüfzähler 75 ein Signal auf den Schreibsteuereingang e des ersten Schlüsselgenerators liefert. Der zweite Synchronisationszähler 78, bei dem es sich um einen k-Zähler handelt, wie es bereits gesagt wurde, wird durch das aus dem Prüfzähler gelangende Signal auf Null zurückgestellt, zählt die vom Aufbereitungskreis 24 gelieferten Impulse und steuert das Vorrücken des ersten Schlüsselgenerators 79, der dann mit der richtigen Folge, der richtigen Synchronisierung und der richtigen Phase weiterrückt. Der erste Schlüsselgenerator 79 programmiert dann den zweiten Zähler 74 des Verarbeitungskreises 21 auf dieselbe Weise wie der zweite Zähler 14 des Sendeteils durch den sendeseitigen Schlüsselgenerator programmiert wird.

Stellt der Komparator 77 einen Fehler fest, so stellt er den Differenzendetektor 71, den Impulszähler 74 und den Prüfzähler 75 auf Null zurück; der Differenzenzähler, der blockiert wurde, sobald er eine Differenz festgestellt hatte, wird freigesetzt, und der Zyklus beginnt mit einer neuen Phasensuche mit nachfolgender Synchronisationssuche.

Wechselt der Zustand des sendeseitigen Schlüsselgenerators alle k Abtastproben und findet ein allmählicher Übergang des zweiten Zählers 74 des Sendeteils von einer einem Zustand A entsprechenden Zahl zu einer einem Zustand B des sendeseitigen Schlüsselgenerators entsprechenden Zahl statt, so sieht der entsprechende Empfangsteil aus, wie der in Fig. 9 dargestellte; die Funktionsweise der Phasensuchvorrichtung 81 wurde bereits vorstehend beschrieben. Da die Synchronisationssuchvorrichtung 9 gleich der in Fig. 8 beschrieben ist, so ist auch ihre Funktionsweise dieselbe; der Unterschied besteht in der Verbindung zwischen dem ersten Schlüsselgenerator 79 und dem zweiten Zähler 14 des Verarbeitungskreises 21; der zweite Zähler muß nämlich in derselben Weise programmiert werden wie sendeseitig; hierzu findet man dieselbe Nachverschlüsselungsvorrichtung 48 wie im Sendeteil, die in Fig. 6 dargestellt ist. Wie sendeseitig empfangen der Subtrahierer 50 und der Addierer-Subtrahierer 52 die Ausgangssignale des ersten Schlüsselgenerators 79, wobei die Eingänge e₁ und e₂ des Subtrahierers 50 mit dem Ausgang 53 bzw. dem Hilfsausgang 54 des ersten Schlüsselgenerators verbunden sind; der Eingang 62 des Addierer-Subtrahierers 52 ist mit dem Ausgang 53 des ersten Schlüsselgenerators verbunden; der Steuereingang 60 des Dividierers ist mit dem Ausgang 25 des Aufbereitungskreises 24 verbunden. Sobald daher der erste Schlüsselgenerator 79 synchronisiert ist und mit der richtigen Taktgeschwindigkeit vorrückt, ist die Nachverschlüsselungsvorrichtung 48 ebenfalls synchronisiert und liegt in Phase mit dem ersten Schlüsselgenerator, was die Sendebedingungen richtig wiedergibt.

Das Suchen der Phase und der Synchronisation geschieht ständig sowohl im Fall gemäß Fig. 8 als auch im Fall gemäß Fig. 9. Sobald daher der Komparator 77 einen Fehler feststellt, beginnt die Phasensuche mit nachfolgender Synchronisationssuche von neuem; es sei jedoch darauf hingewiesen, daß der zweite Synchronisationszähler 78 weiterarbeitet, da er durch den Prüfzähler nur dann auf Null zurückgestellt wird, wenn dieser bis zur Zahl n′ gezählt hat; der erste Schlüsselgenerator 79 arbeitet weiter, bis der Prüfzähler 75 bis zur Zahl n′ gezählt hat und auf den Schreibsteuereingang e des ersten Schlüsselgenerators 79 ein Signal geliefert hat, damit der Zustand des zweiten Schlüsselgenerators 80 in ihn übertragen wird.

Die Zahl n′, die der Prüfzähler 75 zählen kann, ist beliebig; der Wert hängt von der Wahrscheinlichkeit der zulässigen falschen Synchronisationsfeststellung ab, und damit diese Wahrscheinlichkeit nicht zu groß ist, wird für n′ ein Wert von größer oder gleich n gewählt.

Das hier beschriebene Nachverschlüsselungsverfahren und die hier beschriebenen Sende- und Empfangsvorrichtungen ermöglichen eine automatische Phasen- und Synchronisationsregelung ausgehend vom empfangenen nachverschlüsselten Signal, ohne daß die Übertragung von Synchronisationssignalen notwendig ist. Die Phasen- und Synchronisationsregelung erfolgen sehr rasch; die Synchronisationsdauer T_s des Empfangsteils umfaßt die Phasensuchdauer, die Zähldauer bis n und die Zähldauer bis n′ sowie die Zähldauer bis zu k des zweiten Synchronisationszählers 78. Wird mit f_m die mittlere Frequenz des empfangenen nachverschlüsselten Signals bezeichnet, so beträgt die Suchzeit höchstens während die Zählzeit bis n′ gleich und die Zählzeit des Impulszählers 74 gleich ist.

Die Synchronisationsdauer wird in guter Annäherung durch die nachstehende Formel angegeben:

nimmt man für n=n′=49 und für f_m=2000 Hz sowie für k=4 so erhält man für T_s=0,1 Sekunden.

Die Sende- und Empfangsteile bestehen einzig und allein aus herkömmlichen logischen Organen wie Speichern, Zählern, Komparatoren, Schieberegistern, UND-Gattern, ODER-Gattern, Dividierern, Frequenzteilern, Subtrahierern; alle diese Organe sind in Form von integrierten Schaltkreisen erhältlich; bei den Schlüsselgeneratoren handelt es sich um herkömmliche Generatoren von pseudo-zufälligen Folgen, die nur so kompliziert wie notwendig ausgeführt sind.

Es braucht hier nicht, wie in bekannten Verfahren und Vorrichtungen, das Spektrum des auszusendenden Signals in Frequenzbänder unterteilt zu werden, was eine analoge Verarbeitung voraussetzen würde und niedrige Vorrückgeschwindigkeiten der Schlüsselgeneratoren, im allgemeinen 1 bis 10 Hz, erforderlich macht, während in hier beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren diese Vorrückgeschwindigkeit etwa 1 kHz beträgt und lediglich durch den Durchlaßbereich begrenzt ist, über den man für die Übertragung des Signals verfügt.

Das Nachverschlüsselungsverfahren gemäß der Erfindung ermöglicht bei Funkverbindungen die Herstellung von Verbindungen zwischen einem Sender und mehreren Empfängern, und ein Empfänger kann während der Sendung in Betrieb genommen werden, ohne daß er zu seiner Synchronisierung lange warten muß oder vom Sender ein Synchronisationssignal anfordern muß.

Mit dem hier verwendeten Nachverschlüsselungsverfahren und insbesondere mit der Programmierung des zweiten sendeseitigen Zählers für einen allmählichen Übergang von einer Zahl zu einer anderen werden die Signalpausen derart verschlüsselt, daß es ohne geeigneten Schaltkreis nicht möglich ist, die Perioden der Signalpausen von den Perioden zu unterscheiden, während denen ein Nutzsignal tatsächlich übertragen wird.

Claims (12)

1. Verfahren zur Verschlüsselung eines Analogsignals, bei dem das Analogsignal mit einem nach einer gegebenen Gesetzmäßigkeit von einem Anfangswert bis zu einem dem Analogsignal gleichen Wert ansteigenden Vergleichssignal verglichen wird, das Vergleichssignal anschließend während einer gegebenen Dauer konstant bleibt und nach dieser Dauer den Anfangswert wieder einnimmt, wobei ein sich aus diesem Vergleich ergebendes Signal einem Speicher zugeführt wird, der einen ersten konstanten Wert einnimmt, solange die Gleichheit zwischen dem Analogsignal und dem Vergleichssignal nicht erreicht ist, und einen zweiten konstanten Wert, sobald diese Gleichheit erreicht ist, und wobei der hierzu gehörige Wert während der gesamten Dauer beibehalten wird, während der das Vergleichssignal konstant ist, und ferner ein Rechtecksignal erarbeitet wird, indem die Übergänge vom zweiten zum ersten Wert des Speichers modulo 2 gezählt werden, nach Patent 26 00 635, dadurch gekennzeichnet, daß sich die gegebene Zeitdauer, während der das Vergleichssignal konstant bleibt, in einer quasi-zufälligen Weise nach k Abtastproben des Analogsignals ändert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zeit, während der das Vergleichssignal konstant bleibt, allmählich nach einer beliebigen Gesetzmäßigkeit während der k Abtastproben ändert.

3. Übertragungsvorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Sende- und einem Empfangsteil, die jeweils einen gleichartigen Verarbeitungsschaltkreis enthalten, der aus einem Taktgeber, einem Speicher, einem Umschalter, einem ersten und einem zweiten Zähler besteht, wobei der Umschalter einen ersten und einen zweiten Eingang sowie einen ersten und einen zweiten Ausgang aufweist, wobei der erste Eingang mit einem Ausgang des Speichers verbunden ist, dessen einer Eingang einen Eingang zum Verarbeitungsschaltkreis bildet, während der zweite Eingang des Umschalters zum Taktgeber führt, der erste Ausgang mit dem ersten Zähler und der zweite Ausgang mit dem zweiten Zähler verbunden ist, wobei der zweite Zähler über einen Ausgang mit einem Nullrückstellungseingang des Speichers sowie des ersten und zweiten Zählers in Verbindung steht, wobei der Verarbeitungsschaltkreis Ausgänge aufweist, die aus einem Ausgang des ersten und zweiten Zählers und aus dem Ausgang des Speichers bestehen, wobei der zweite Zähler eine gegebene Anzahl von Taktgebersignalen zählt, nach Anspruch 2 des Patents 26 00 635, dadurch gekennzeichnet, daß der Sendeteil und der Empfangsteil jeweils einen Schlüsselgenerator aufweisen, der die Zählzeit des zweiten Zählers (14) des Verarbeitungskreises (21) steuert.

4. Übertragungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, bei dem der Sende- und der Empfangsteil jeweils einen gleichartigen Verarbeitungsschaltkreis enthalten, der aus einem Taktgeber, einem Speicher, einem Umschalter, einem ersten und einem zweiten Zähler besteht, wobei der Umschalter einen ersten und einen zweiten Eingang sowie einen ersten und einen zweiten Ausgang aufweist, wobei der erste Eingang mit einem Ausgang des Speichers verbunden ist, dessen einer Eingang einen Eingang zum Verarbeitungsschaltkreis bildet, während der zweite Eingang des Umschalters zum Taktgeber führt, der erste Ausgang mit dem ersten Zähler und der zweite Ausgang mit dem zweiten Zähler verbunden ist, wobei der zweite Zähler über einen Ausgang mit einem Nullrückstellungseingang des Speichers sowie des ersten und zweiten Zählers in Verbindung steht, wobei der Verarbeitungsschaltkreis Ausgänge aufweist, die aus einem Ausgang des ersten und zweiten Zählers und aus dem Ausgang des Speichers bestehen, wobei der zweite Zähler eine gegebene Anzahl von Taktgebersignalen zählt, dadurch gekennzeichnet, daß der Sendeteil und der Empfangsteil jeweils einen Schlüsselgenerator aufweisen, der die Zähldauer des zweiten Zählers (14) des Verarbeitungskreises (21) steuert, und daß eine Nachverschlüsselungsvorrichtung (48) zwischen jeden Schlüsselgenerator und jeden zweiten Zähler eingeschaltet ist.

5. Übertragungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sendeteil einen Zweierzähler (17) aufweist, der mit dem Ausgang des zweiten Zählers verbunden ist, sowie einen m-Zähler (46), der durch den Zweierzähler gesteuert wird und das Vorrücken des Schlüsselgenerators steuert.

6. Übertragungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sendeteil einen m-Zähler (46) aufweist, der mit dem Ausgang des zweiten Zählers (14) verbunden ist und das Vorrücken des Schlüsselgenerators bewirkt.

7. Übertragungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sendeteil einen m-Zähler (46) aufweist, der mit dem Ausgang des Speichers (27) des Verarbeitungskreises (21) verbunden ist und das Vorrücken des Schlüsselgenerators steuert.

8. Übertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachverschlüsselungsvorrichtung (48) einen Subtrahierer (50) mit zwei Eingängen (e₁ und e₂), einen Dividierer (51) und einen Addierer-Subtrahierer (52) aufweist, wobei die beiden Eingänge (e₁ und e₂) des Subtrahierers mit einem Ausgang (53) und einem Hilfsausgang (54) des Schlüsselgenerators verbunden sind, wobei der Addierer-Subtrahierer mit einem Eingang (62) mit dem Ausgang (53) und einem anderen Eingang (59) mit einem Vorzeichenausgang (58) des Subtrahierers verbunden ist, wobei ein Steuereingang (60) des Dividierers zu einem Ausgang (15, 30) des Verarbeitungskreises (21) im Sendeteil und an einen Ausgang (25) eines Aufbereitungskreises (24) im Empfangsteil führt, wobei der Ausgang des Addierer-Subtrahierers (52) mit einem Eingang (63) des zweiten Zählers (14) des Verarbeitungskreises verbunden ist.

9. Übertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfangsteil eine Phasensuchvorrichtung (68) aufweist, die einen Phasensuchzähler (70) umfaßt, der mit einem Eingang (E) mit einem Taktgeber (6) des Verarbeitungskreises und mit einem Nullrückstellungseingang (Z) mit dem Ausgang des Aufbereitungskreises (24) verbunden ist, sowie einen Differenzdetektor (71) aufweist, der mit einem Eingang an den Phasensuchzähler, mit einem Ausgang und einem Nullrückstellungseingang (Z) mit einer Synchronisationssuchvorrichtung (69) verbunden ist und den Ausgang und Nullrückstellungseingang der Phasensuchvorrichtung (68) bildet.

10. Übertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfangsteil eine Phasensuchvorrichtung (81) aufweist, die einen Phasensuchzähler (70) umfaßt, der mit einem Eingang an den Taktgeber (6) des Verarbeitungskreises (21) und mit einem Nullrückstellungseingang mit dem Aufbereitungskreis verbunden ist, die ferner einen Speicher (82), der an einen Ausgang des Phasensuchzählers angeschlossen ist und mit einem Schreibsteuereingang (e) mit dem Aufbereitungskreis verbunden ist, einen Komparator (83), der mit einem Eingang (d₂) mit dem Ausgang des Phasensuchzählers, mit einem anderen Eingang (d₁) mit dem Speicher verbunden ist und einen ersten Ausgang (x=y), einen zweiten Ausgang (xy) und einen dritten Ausgang (xy) aufweist, ein erstes Schieberegister (84), das mit einem Eingang (E) mit dem genannten zweiten Ausgang und mit einem Nullrückstellungseingang (Z) mit dem genannten ersten Ausgang verbunden ist, ein zweites Schieberegister (85), das mit einem Eingang (E) mit dem genannten dritten Ausgang und mit einem Nullrückstellungseingang (Z) mit dem genannten ersten Ausgang verbunden ist, wobei das erste und das zweite Schieberegister jeweils mit einem Schiebeeingang (E_d) mit dem Aufbereitungskreis verbunden ist, einen ersten Komparator (86), der mit einem Eingang mit der ersten Stufe des ersten Schieberegisters (84) und mit einem Eingang mit einer zweiten Stufe des zweiten Schieberegisters (85) verbunden ist, einen zweiten Komparator (87), der mit einem Eingang mit einer ersten Stufe des zweiten Schieberegisters (85) und mit einem Eingang mit einer zweiten Stufe des ersten Schieberegisters (84) verbunden ist, ein ODER-Gatter (88), das mit einem Eingang mit dem ersten Komparator und mit einem anderen Eingang mit dem zweiten Komparator verbunden ist, und einen Speicher (89) enthält, der mit dem ODER-Gatter verbunden ist und einen Nullrückstellungseingang (Z) sowie einen Ausgang aufweist, die den Nullrückstellungseingang bzw. Ausgang der Phasensuchvorrichtung bilden und mit der Synchronisationssuchvorrichtung (69) verbunden sind.

11. Übertragungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfangsteil darüber hinaus eine Synchronisationssuchvorrichtung (69) umfaßt, zu der ein erster Zähler (73), der mit dem Ausgang (25) des Aufbereitungskreises verbunden ist, ein Synchronisationssuchzähler (72), der mit dem Ausgang des Taktgebers (6) des Verarbeitungskreises verbunden ist und durch den ersten Zähler auf Null zurückgestellt wird, ein Impulszähler (74), der mit dem Ausgang des ersten Zählers verbunden ist, ein Prüfzähler (75), der mit dem Ausgang des ersten Zählers verbunden ist, ein Verzweigungskreis (76), der mit einem ersten Eingang an den Ausgang des Synchronisationssuchzählers und mit einem zweiten Eingang an den Ausgang des Impulszählers angeschlossen ist, ein zweiter Schlüsselgenerator (80), der mit einem getakteten Eingang (E_c) mit dem Ausgang des ersten Zählers und mit einem Serieneingang (E_s) mit dem Ausgang des Verzweigungskreises sowie mit einem Serienausgang (S₁) mit einem dritten Eingang des Verzweigungskreises verbunden ist, ein Komparator (77), der mit einem Eingang mit dem Ausgang des Synchronisationssuchzählers und mit einem anderen Eingang mit dem Serienausgang (S₁) des zweiten Schlüsselgenerators verbunden ist, ein zweiter Zähler (78), der mit dem Ausgang des Aufbereitungskreises verbunden ist, sowie ein erster Schlüsselgenerator (79) gehören, der mit einem Takteingang (E_c) mit dem Ausgang des zweiten Zählers, mit einem Schreibbefehleingang (e) mit dem Ausgang des Prüfzählers (75), mit einem parallelen Eingang (E_p) mit einem parallelen Ausgang (53) des zweiten Schlüsselgenerators, mit einem Serieneingang (E_s) mit einem Serienausgang (S_s) verbunden ist sowie einen Parallelausgang (53) zur Steuerung des zweiten Zählers (14) des Verarbeitungskreises besitzt, wobei der Ausgang des Komparators mit einem Nullrückstellungeingang der Phasensuchvorrichtung, des Impulszählers und des Prüfzählers verbunden ist, wobei der Nullrückstellungseingang des zweiten Zählers mit dem Ausgang des Prüfzählers verbunden ist, wobei die Phasensuchvorrichtung mit ihrem Ausgang an einen Stelleingang (p) des ersten Zählers und mit einem Nullrückstellungseingang an den Ausgang des Aufbereitungskreises angeschlossen ist.

12. Übertragungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8, 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachverschlüsselungsvorrichtung (48) des Empfangsteils über die Eingänge (e₁ und e₂) des Subtrahierers (50) mit dem parallelen Ausgang (53) bzw. mit dem Hilfsausgang (54) des ersten Schlüsselgenerators (79) verbunden ist.