JP3128222B2

JP3128222B2 - 秘話通信システム

Info

Publication number: JP3128222B2
Application number: JP01102092A
Authority: JP
Inventors: 友二郎斉藤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1989-04-21
Filing date: 1989-04-21
Publication date: 2001-01-29
Anticipated expiration: 2016-01-29
Also published as: JPH02280547A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、移動無線電話等に好適な秘話通信システ
ムに関する。

〔発明の概要〕

この発明は、音声信号帯域のほぼ中央に設定した搬送
波を音声信号で直交変調して、音声信号スペクトルを上
下に２分割し、それぞれ上側スペクトルを反転して下側
スペクトルに重畳した、２相の狭帯域秘話化伝送信号を
解読形成すると共に、この伝送信号を直交復調した２相
のスペクトル重畳信号を加算して原音声信号を解読再生
することにより、簡単な構成で、狭帯域伝送が可能であ
り、秘話性を向上させた秘話通信システムである。

〔従来の技術〕

従来、音声情報の無線伝送においては、周波数の有効
利用，機器の小形・経済化などの点からアナログ伝送が
多用され、VHF帯及びUHF帯のコードレス電話や自動車電
話などでは、概ね狭帯域FM伝送が用いられる。

無線伝送の場合、第三者に対して、音声情報の内容を
秘匿するため、スペクトル反転，分割，入換えなどの音
声信号処理が施されることがあり、このための技術は秘
話技術とも呼ばれる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、２分割して入れ換える程度の簡単なスペク
トル処理では、第三者により比較的容易に解読されてし
まい、充分な秘話性が得られないという問題があり、ス
ペクトル処理を複雑化した場合は、処理回路もそれに応
じて複雑になり、伝送装置のコストが増大するという問
題があった。

かかる問題を解消するものとして、スペクトル２分割
と直交変調とを組合わせた秘話通信システムが、特開昭
62−69746号により知られている。

まず、第４図及び第５図を参照しながら、従来の秘話
通信システムについて説明する。

第４図に従来の秘話通信システムの構成例を示す。

第４図において、入力端子からの音声信号が、秘話
化回路（10）の低域フィルタ（11）及び高域フィルタ
（12）により、第５図A,B₁及びB₂に示すように、低域部
分信号_１と高域部分信号_２とに分割される。電話の
場合、音声信号の伝送帯域の下限及び上限の周波数は、
例えば f₁＝300Hz,f₂＝3200Hz であり、両フィルタ（11）及び（12）のカットオフ周波
数は、この伝送帯域のほぼ中央になるように、例えば次
のように設定される。

f_a＝1600Hz＝F₂/2 混合器（乗算器）（13）において、高域部分信号_２と
周波数がf_aの発振器（４）の出力とが混合されて、カ
ットオフ周波数がf_aの低域フィルタ（15）に供給され、
第５図Ｄに示すように、フィルタ（15）からはf_aだけ低
い方へ周波数シフトされた部分信号が得られる。

（20）は無線周波数帯の直交変調器であって、１対の
乗算器（21）及び（22）と、無線通信帯の所定周波数f_r
の搬送波の発振器（23）と、この搬送波を90゜の位相差
で両乗算器（21）及び（22）にそれぞれ供給するための
移相器（24）とを備える。

これらの乗算器として、一般にダブルバランス形差動
増幅回路が用いられるが、この場合、４個のトランジス
タが同期スイッチとしてオン・オフを行ない、回路は平
衡変調回路と同じ動作をする。

一方の乗算器（21）に低域部分信号_１が供給され、
他方の乗算器（22）にシフト部分信号が供給されて、
直交する２個の搬送波が振幅変調される。

両乗算器（21）及び（22）の出力は、加算器（25）で
加算され、高周波電力増幅器（１）を介して、送信アン
テナ（２）に供給される。

受信アンテナ（３）に誘起された高周波信号は、高周
波増幅器（４）を介して、無線周波数帯の直交復調器
（30）に供給される。この無線周波数帯の直交復調器
（30）は、無線周波数帯の直交変調器（20）と同様に、
１対の乗算器（31）及び（32）と、所定周波数f_rの局部
搬送波の発振器（33）と、この搬送波を90゜の位相差で
両乗算器（31）及び（32）にそれぞれ供給するための移
相器（34）とを備える。

なお、局部発振器（33）として、独立同期の水晶発振
器を用いてもよい。

受信高周波信号が共通に印加された乗算器（31）及び
（32）の各出力から、低域フィルタ（35）及び（36）に
よって高周波成分が除去されて、第５図B₁及びＤに示す
ような、低域部分信号_１とシフト部分信号とが復調
信号として得られる。

解読回路（40）の混合器（乗算器）（41）において、
シフト部分信号と周波数がf_aの発振器（42）の出力
とが混合されて、カットオフ周波数がf_aの高域フィルタ
（43）に供給され、第５図に細線Ｒで示すように、f_aだ
け高い方へ周波数をシフトされて、フィルタ（43）から
はもとの高域部分信号_２が得られる。

低域及び高域の両部分信号_１及び_２は加算器（4
4）で加算されて、もとの音声信号が解読再生され、
出力端子に導出される。

第４図の従来例では、音声信号スペクトルの２分割及
び周波数シフトによって秘話化伝送信号の狭帯域化を図
っているが、２分割及び入換えによる秘話化とは格段の
差がないため、充分な秘話性が得られず、比較的容易に
解読されてしまう虞があった。

かかる点に鑑み、この発明の目的は、簡単な構成で、
狭帯域伝送が可能であり、秘話性を向上させた秘話通信
システムを提供するところにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明秘話通信システムは例えば第１図〜第３図に示
す如く、入力音声信号により音声周波数帯域f₁〜f₂のほ
ぼ中央の周波数faの直交する２相の搬送波を夫々直交変
調する音声周波数帯直交変調器（51）（52）（53）（5
4）とこの音声周波数帯直交変調器（51）（52）（53）
（54）の１対の直交変調信号を夫々供給する１対の音声
周波数帯域f₁〜f₂のほぼ中央の周波数fa以下の成分のみ
を通過させる低域フィルタ（55）（56）とを有し、この
１対の低域フィルタ（55）（56）の出力側に得られる１
対の秘話伝送信号を伝送する送信部と、この１対の
秘話伝送信号を受信し、この１対の秘話伝送信号
を音声周波数帯域f₁〜f₂のほぼ中央の周波数faの直交
する２相の搬送波により直交復調する音声周波数帯直交
復調器（61）（62）（63）（64）とこの音声周波数帯直
交復調器（61）（62）（63）（64）よりの１対の直交復
調信号を合成しこの入力音声信号を得る音声周波数
帯信号加算器（65）とを有する受信部とより成るもので
ある。

〔作用〕

この発明によれば、音声信号スペクトルが上下に２分
割され、それぞれ上側スペクトルが反転されて下側スペ
クトルに重畳された、２相の狭帯域秘話化伝送信号が形
成されると共に、この伝送信号を直交復調した２相のス
ペクトル重畳信号が加算されて原音声信号が解読再生さ
れる。

〔実施例〕

以下、第１図〜第３図を参照しながら、この発明によ
る秘話通信システムを移動無線電話に適用した一実施例
について説明する。

この発明の一実施例の構成を第１図に示す。この第１
図において、前出第４図に対応する部分には同一の符号
を付ける。

第１図において、（50）は秘話化回路、（60）は解読
回路であって、各部の周波数の設定を除いては、前出第
４図の無線周波数帯の直交変調器（20）及び無線周波数
帯の直交復調器（30）と概ね同様に構成される。即ち、
秘話化回路（50）は１対の乗算器（51）及び（52），発
振器（53）並びに移相器（54）より成る音声周波数帯直
交変調器を備え、解読回路（60）は１対の乗算器（61）
及び（62），発振器（63）並びに移相器（64）より成る
音声周波数帯直交復調器を備えるこの実施例では、両発振器（53）及び（63）の発振周
波数が、音声信号の伝送帯域のほぼ中央のf_aに設定され
ており、この点が前出第４図の無線周波数帯の直交変調
器（20）及び無線周波数帯の直交復調器（30）と異な
る。

また、この実施例では、秘話化回路（50）の各乗算器
（51）及び（52）の出力側に接続される低域フィルタ
（55）及び（56）のカットオフ周波数が上述のf_aに設定
される。

更に、この実施例では、解読回路（60）には低域フィ
ルタは特に使用されない。

上述により、第１図の実施例は、第４図の従来例に比
べて、送信側及び受信側に各１個の移相器及び乗算器を
追加した程度の簡単な構成となる。

秘話化回路（50）のベースバンドの１対の出力は無線
周波数帯の直交変調器（20）に供給され、この無線周波
数帯の直交変調器（20）のVHF帯またはUHF帯の出力が、
高周波電力増幅器（１）を介して、送信アンテナ（２）
に供給される。

受信アンテナ（３）に誘起された高周波信号は、高周
波増幅器（４）を介して、無線周波数帯の直交復調器
（30）に供給され、無線周波数帯の直交復調器（30）の
ベースバンドの１対の出力が解読回路（60）に供給され
る。

次に、第２図及び第３図をも参照しながら、第１図の
実施例の動作について説明する。

秘話化回路（50）の両乗算器（51）及び（52）に対
し、入力端子から第２図Ａに示すような音声信号が共
通に供給されると共に、同図Ｃに示すような周波数がf_a
の搬送波が、第３図C₅に示すように、90゜の位相差で
供給されると、各乗算器（51）及び（52）では次の
（１）式及び（２）式で表わされるような乗算が行なわ
れる。

なお、以下の数式では、各右辺の係数「1/2」を省略
すると共に、音声信号の角周波数をp,搬送波の角周波数
を送信側はω₅,受信側はω_６で表わす。前出の数値例に
よれば、ｐは２π・300〜２π・3200rad/sとなり、ω_５
及びω_６は２π・1600rad/sとなる。

sinω₅t・cos pt＝sin（ω_５＋ｐ）ｔ＋sin（ω_５−ｐ）ｔ ‥‥（１） cosω₅t・cos pt＝cos（ω_５＋ｐ）ｔ＋cos（ω_５−ｐ）ｔ ‥‥（２）両式の各第１項は、例えば1900〜4800Hzの上側波帯成
分であって、低域フィルタ（55）及び（56）により除去
される。

また、両式の各第２項は、第２図Ｅ及びＦに実線で示
すような、例えば０〜1300Hzの通常の下側波帯成分と、
同図中に破線で示すような、例えば０〜−1600Hzの負の
周波数領域の下側波帯成分を、鎖線で示すように、正の
周波数領域に折返した折返し成分とが重畳された重畳信
号及びをそれぞれ表している。

なお、この折り返し成分は同じ周波数領域の下側波帯
成分から容易に分離することができない、すなわち重量
信号またはは秘話化された信号を形成している。

各重畳信号及びは、それぞれ低域フィルタ（55）
及び（56）を通り、秘話化された信号として、所定の無
線伝送路により伝送される。

第２図におけるＥ及びＦで明らかなように、２系統の
両重畳信号及びのそれぞれの帯域幅は同図Ａに示す
ような音声信号の帯域幅のほぼ1/2の２系統の伝送信
号として、この２系統の両重量信号及びは同時に伝
送される。

また、第３図E,Fにも示したように、両重畳信号の各
通常側波帯成分の間と各折返し成分の間は、搬送波の位
相差に基いて、それぞれ90゜の位相差に保たれる。

解読回路（60）の両乗算器（61）及び（62）に対し、
無線周波数帯の直交復調器（30）から第２図Ｅ及びＦに
示すような重畳信号及びがそれぞれ供給されると共
に、同図Ｃに示すように周波数がf_aの局部搬送波が、
第３図C₆に示すように、90゜の位相差で供給されると、
各乗算器（61）及び（62）では次の（３）式及び（４）
式で表わされるような乗算が号なわれる。

sin（ω_５−ｐ）ｔ・sinω₆t＝−cos（ω_５＋ ω_６−ｐ）ｔ＋cos（ω_６−ω_５＋ｐ）ｔ ‥‥（３） cos（ω_５−ｐ）ｔ・cosω₆t＝cos（ω_５＋ ω_６−ｐ）ｔ＋cos（ω_６−ω_５＋ｐ）ｔ ‥‥（４）この両式の各第１項は、第２図Ｇ及びＨにそれぞれ鎖
線で示すように、例えば3200Hzをキャリアポイントとす
るスペクトル反転成分であるが、両式と第３図Ｇ及びＨ
から明らかなように、互に逆位相である。

また、前述のようにω_５＝ω_６であるから、（３），
（４）両式の各第２項は、第２図Ｇ及びＨに実線で示す
ように、もとの音声信号と同一のスペクトルを有し、
第３図Ｇ及びＨにも示すように、互いに同位相の音声信
号成分となる。

乗算器（61）及び（62）から、上述のような出力信号
及びが加算器（65）に供給されると、互いに逆位相
の反転スペクトル成分が相殺されて、第２図Ｊに示すよ
うに、加算器（65）の出力は所望の音声信号成分のみ
となる。換言すれば、もとの音声信号が解読再生され
る。

上述の実施例では、秘話化回路（50）及び解読回路
（60）の搬送波の周波数がf_a＝f₂/2と音声信号帯域のほ
ぼ中央に設定されているので、音声信号スペクトルが簡
単に分割され、分離困難に重畳された２相の重畳信号が
形成されて、秘話性が向上する。

また、この重畳信号が位相管理されて伝送され、受信
側では簡単な構成の解読回路を用いて容易に解読するこ
とができる。

なお、第１図の実施例では、第４図の従来例と同様
に、無線周波数帯の直交変調器（20）の搬送波を送信搬
送波とするAM方式として説明したが、直交変調器の出力
をFM変調器に供給する等、伝送路を適宜に変更し得るこ
とは云うまでもない。

〔発明の効果〕

以上詳述のように、この発明によれば、音声信号帯域
のほぼ中央に設定した搬送波を音声信号で音声周波数帯
直交変調器により直交変調して、音声信号スペクトルを
上下に２分割し、それぞれ上側スペクトルを反転して下
側スペクトルに重畳した、２相の狭帯域秘話化伝送信号
を形成すると共に、この伝送信号を音声周波数帯直交復
調器により直交復調した２相のスペクトル重畳信号を加
算して原音声信号を解読再生するようにしたので、簡単
な構成で、狭帯域伝送が可能で、秘話性が向上した秘話
通信システムが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による秘話通信システムを移動無線電
話に適用した一実施例の構成を示すブロック図、第２図
及び第３図はこの発明の一実施例の動作を説明するため
のスペクトル図及びベクトル図、第４図は従来の秘話通
信システムの構成例を示すブロック図、第５図は従来例
の動作を説明するためのスペクトル図である。（50）は秘話化回路、（60）は解読回路、（51），（5
2），（61），（62）は乗算器、（53），（63）は搬送
波発振器、（54），（64）は移相器、（55），（56）は
低域フィルタである。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入力音声信号により音声周波数帯域のほぼ
中央の周波数の直交する２相の搬送波を夫々直交変調す
る音声周波数帯直交変調器と該音声周波数帯直交変調器
の１対の直交変調信号を夫々供給する１対の前記音声周
波数帯域のほぼ中央の周波数以下の成分のみを通過させ
る低域フィルタとを有し、該１対の低域フィルタの出力
側に得られる１対の秘話伝送信号を伝送する送信部と、前記１対の秘話伝送信号を受信し、前記１対の秘話伝送
信号を前記音声周波数帯域のほぼ中央の周波数の直交す
る２相の搬送波により直交復調する音声周波数帯直交復
調器と該音声周波数帯直交復調器よりの１対の直交復調
信号を合成し前記入力音声信号を得る音声周波数帯信号
加算器とを有する受信部とより成ることを特徴とする秘
話通信システム。