JPH02200033A - 秘話装置 - Google Patents

秘話装置

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JPH02200033A
JPH02200033A JP1773389A JP1773389A JPH02200033A JP H02200033 A JPH02200033 A JP H02200033A JP 1773389 A JP1773389 A JP 1773389A JP 1773389 A JP1773389 A JP 1773389A JP H02200033 A JPH02200033 A JP H02200033A
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frequency
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signal
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JP1773389A
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Naoya Torii
直哉 鳥居
Ryota Akiyama
良太 秋山
Takayuki Hasebe
高行 長谷部
Mitsuhiro Azuma
充宏 東
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 比較的簡単な構成により秘話性を向上させることができ
る秘話装置に関し、 秘話鍵の種類を増加すると共に、秘話性を向上させるこ
とを目的とし、 入力音声信号を複数の帯域に分割する帯域分割部と、該
帯域分割部により分割された分割帯域信号をそれぞれ周
波数情報と振幅情報とに分離する周波数・振幅分離部と
、該周波数・振幅分離部の出力の分割帯域対応の周波数
情報と振幅情報とを秘話鍵情報に従って入替える入替部
と、該入替部により入替えられた分割帯域対応の周波数
情報と振幅情報とを合成して秘話信号とする合成部とに
より送信部を構成し、前記秘話信号を受信して複数の帯
域に分割すると共に、分割帯域対応の周波数情報と振幅
情報とに分離する帯域分割部と、前記分割帯域対応の周
波数情報と振幅情報とを秘話鍵情報に従って元の順序に
入替える逆入替部と、前記分割帯域対応の周波数情報と
振幅情報とを基に分割帯域信号に復調する復調部と、元
の順序に入替えられた分割帯域信号を合成して音声信号
を復元する合成部とにより受信部を構成した。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、比較的簡単な構成により秘話性を向上させる
ことができる秘話装置に関するものである。
自動車電話やコードレスホン等の無線による音声通信が
盛んに行われるようになり、それに伴って第三者による
傍受、盗聴の問題が生じている。
このような問題を解決する為に各種の秘話装置が提案さ
れており、帯域制限された音声回線に於ける秘話装置は
、音声信号を秘話信号に変換することによる帯域の広が
りが少ない条件で、高い秘話性、良好な復号音声品質、
低いコストであることが要望されている。
秘話技術としては、音声信号の振幅方向の操作、時間軸
方向の操作1周波数軸上の操作があり、一般には、帯域
の広がりと遅延時間と回線特性の影響とがそれぞれ少な
い周波数軸上の操作による構成が多いもので、周波数反
転1回転、推移、帯域分割置換等の各種の方式が用いら
れている。しかし、周波数軸上のみの操作では、秘話性
は充分でなく、時間軸方向の操作と振幅方向の操作等を
組合せて、秘話性を向上させることが要望されている。
〔従来の技術〕
従来例の周波数軸上の操作による秘話装置として、帯域
分割置換方式を用いた構成が知られている。例えば、0
.3〜3.2 K Hzの帯域の音声信号を、第5図の
(a)に示すように、5個の分割帯域信号81〜B5に
分割し、秘話鍵に従って例えば(blに示すように、周
波数f軸上に、B3.B5.B2、Bl、B4の順序と
なるように帯域置換を行って秘話信号とするものである
。この秘話信号をそのまま受信再生しても不明瞭な音声
となり、従って、盗聴されても通話内容が第三者に漏れ
ることはなくなる。
受信側に於いては、この秘話信号を秘話鍵に従って、(
blから(C1に示すように逆置換し、分割帯域信号8
1〜B5を元の順序に戻すことにより、送信側の音声信
号が復元されることになる。
又分割帯域信号81〜B5の中の秘話鍵に従った所定の
分割帯域信号のスペクトルを反転して、秘話性を向上す
る方式も知られている。
又無線回線のフェージング対策として開発されたリンコ
ンベックス(L I Nked COM Presso
rand  E X panderの略語; L IN
COMPEX)変調方式は、音声信号を、周波数情報と
振幅情報とに分けて処理するものである。
第6図はこのリンコンベックス変調方式の説明図であり
、送信側では、入力された音声信号は、コンプレッサ5
1により包絡線が一定となるように振幅が圧縮され、定
包絡化された信号は、低域フィルタ52を介して音声信
号の周波数情報となる。又コンプレッサ51に於ける定
包絡化の為の制御信号は、音声信号の振幅情報であり、
音節や抑揚は、通常の会話での帯域は10Hz程度であ
る。この振幅情報は、変調部55に於いて周波数変調さ
れ、変調信号は帯域フィルタ56を介して加算器54に
加えられ、遅延回路53を介した周波数情報と加算され
て回線に送出される。なお、遅延回路53は周波数情報
と振幅情報との時間関係を合わせる為のもので、この振
幅情報は周波数情報の帯域外に付加される。
受信側では、低域フィルタ57により周波数情報のみが
取り出され、又帯域フィルタ58により振幅情報のみが
取り出される。そして、振幅情報は、リミッタ62によ
り一定振幅に制限され、復調部63に於いて復調される
。又周波数情報は、遅延回路59を介してコンプレッサ
60に加えられ、振幅成分が除去されてエキスパンダ6
1に加えられる。このエキスパンダ61に於いて周波数
情報は振幅情報に従って振幅が伸張され、音声信号が復
元されることになる。
従って、フェージングにより受信信号レベルが大きく変
化しても、コンプレッサ60により受信周波数情報の振
幅が一定化された後、エキスパンダ61により振幅情報
に従って振幅が伸張されるから、フェージングの影響を
除くことができる。
このようなリンコンペックス変調方式と、FFTスクラ
ンブラとを組合せた従来例の秘話装置も知られている。
(例えば、[電子情報通信学会論文誌 Vol、  J
70−B  No、7  第894頁〜第896頁の“
リンコンベックススクランブラ”(1987年7月号)
」参照)。
第7図は前述のリンコンベックススクランブラの説明図
であり、送信側に於いては、音声信号は帯域フィルタ7
1により帯域制限され、AD変換部(A/D)?2によ
りディジタル信号に変換されて、振幅圧縮部73と振幅
検出部80とに加えられ、振幅検出部80により音声信
号の振幅情報が検出され、その振幅情報を基に振幅圧縮
部73に於ける定包絡化が行われる。又振幅情報は暗号
化部81に於いて暗号化され、変調部82に於いてAS
K変調され、加算器79に加えられる。
又音声信号は、振幅圧縮部73により定包絡化されて周
波数情報となり、フーリエ変換部(FFT)74に於い
て周波数軸信号に変換され、次に係数入替部75に於い
てFFT係数の入替えが行われ、逆フーリエ変換部(I
FFT)76に於いて時間軸信号に変換された後、DA
変換部(D/A)77に於いてアナログ信号に変換され
、帯域フィルタ78を介して加算器79に加えられる。
又発振器83からのクロック信号が変調部84により変
調されて加算器79に加えられる。
この加算器79に於いて、スクランブルされた周波数情
報の帯域外に、暗号化された振幅情報と、送受信間の同
期の為のクロック信号とがそれぞれ変調されて付加され
、回線に送出される。従って、振幅情報の暗号化の鍵及
びFFT係数の入替えの鍵を用いないと、元の音声信号
に復元することができない秘話信号となる。
又受信側では、送信側と逆の処理を行うものであり、帯
域フィルタ85により周波数情報、帯域フィルタ93に
より振幅情報、帯域フィルタ96によりクロック信号成
分がそれぞれ抽出される。
抽出された周波数情報は、AD変換部(A/D)86に
よりディジタル信号に変換されてフーリエ変換部(FF
T)87に於いて周波数軸信号に変換され、係数入替部
88により送信側と逆のFFT係数の入替えが行われ、
逆フーリエ変換部(IPFT)89に於いて時間軸信号
に変換され、振幅伸張部90に加えられる。
又帯域フィルタ93により抽出された振幅情報は、復調
部94に於いて復調され、復号化部95に於いて暗号化
部81の逆の処理により復号されて振幅伸張部90に加
えられ、周波数情報は振幅情報に従った振幅に伸張され
る。そして、DA変換部(D/A)91に於いてアナロ
グ信号に変換され、低域フィルタ92を介して復元され
た音声信号が出力される。
又帯域フィルタ96により抽出されたクロック信号成分
は、復調部97に於いて復調され、フーリエ変換等の同
期の為に用いられる。
このような秘話装置は、例えば、帯域分割数を85とし
、帯域分割置換と、振幅情報の暗号化とにより、秘話鍵
の数を増加させ、且つ定包絡化により秘話信号の了解性
を著しく低下させることができるものである。
又振幅情報を音声帯域内に挿入する方式も知られており
、例えば、第8図に示すように、周波数情報の一部を除
去して、その帯域に振幅情報を挿入して秘話信号とする
ものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
帯域分割置換方式を用いた従来例の秘話装置に於いては
、音声帯域を分割するにも限度があるから、秘話鍵の数
を余り増加することができない欠点がある。又音声信号
の帯域を分割して置換した時に、それぞれの分割帯域の
振幅情報を保持しているから、時間軸方向に於ける振幅
の変化が生じることになり、秘話信号の了解性が残存す
る欠点がある。
又前述の第7図に示すリンコンベックススクランブラに
よる従来例の秘話装置に於いては、秘話鍵の数を増加す
ることができると共に、秘話信号の了解性を低下させる
ことができるが、高速フーリエ変換を行う為に、送受信
間で同期をとる為のクロック信号を伝送する必要がある
。それによって、構成が複雑化する欠点がある。又一部
にディジタル回路を用いており、ハードウェアが大きく
なる欠点がある。従って、コードレスホン等の通話装置
には、回路規模及び価格的な点から適用することが困難
となる欠点があった。
本発明は、秘話鍵の種類を増加して、秘話性を向上させ
ることを目的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の秘話装置は、音声信号を複数の帯域に分割し、
更に周波数情報と振幅情報とに分離し、秘話鍵に従って
周波数軸上の配置位置を変更して秘話信号とするもので
あり、第1図を参照して説明する。
入力音声信号を複数の帯域に分割する帯域分割部1と、
この帯域分割部1により分割された複数の分割帯域信号
をそれぞれ周波数情報と振幅情報とに分離する周波数・
振幅分離部2−1〜2−nと、これらの周波数・振幅分
離部2−1〜2−nにより分離された各分割帯域毎の周
波数情報と振幅情報とを秘話鍵情報に従って音声帯域上
で入替えを行う入替部3と、この入替部3により入替え
られた各分割帯域毎の周波数情報と振幅情報とを合成し
て秘話信号とする合成部4とにより送信部5を構成して
いる。
又秘話信号を受信して複数の帯域に分割し、且つ周波数
情報と振幅情報とに分離する帯域分割部6と、分割帯域
対応の周波数情報と振幅情報とを秘話鍵情報に従って元
の順序に入替える逆入替部7と、分割帯域対応の周波数
情報と振幅情報とを基に、元の分割帯域信号に復調する
復調部8−1〜8−nと、元の順序に入替えられた分割
帯域信号を合成して音声信号を復元する合成部9とによ
り受信部10を構成している。
〔作用〕
送信部5に於いては、入力音声信号を帯域分割部1によ
り、例えば、第2図の(alに示すように、n個の分割
帯域信号Bl−Bnとし、各分割帯域信号81〜Bn毎
に周波数・振幅分離部2−1〜2−nに於いて、(b)
に示すように、周波数情報F1〜Fnと振幅情報A1〜
Anとに分離する。
入替部3に於いては、秘話鍵情報に従って、例えば、(
C1に示すように、周波数情報F1〜Fnの周波数軸上
の位置を入替え、且つ振幅情報A1〜Aれの周波数軸上
の位置を入替えるか、或いは(dlに示すように、周波
数情報F1〜Fnと振幅情報Al〜Anとの両方につい
て周波数軸上の位置の入替えを行うものであり、入替え
が行われた信号を合成部4に於いて合成して秘話信号と
するものである。
従って、周波数情報F1〜Fnと振幅情報A1〜Anと
の周波数軸上の位置の入替えにより、秘話信号の了解性
は著しく低くなり、秘話性を向上することができると共
に、秘話鍵数を増大することができる。
受信部10に於いては、受信した秘話信号を帯域分割部
6により複数の帯域に分割し、且つ周波数情報と振幅情
報とに分離し、逆入替部7により秘話鍵情報に従って周
波数情報と振幅情報とを元の分割帯域対応の順序に戻し
、復調部8−1〜8−nに於いて周波数情報と振幅情報
とを基に、元の分割帯域信号に復調し、合成部9により
合成して音声信号に復元する。その場合、帯域分割部6
により分割且つ分離された分割帯域対応の周波数情報と
振幅情報とを基に分割帯域信号に復調し、その分割帯域
信号を秘話鍵情報に従って逆入替えを行って、元の順序
の戻すこともできる。
〔実施例〕
以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。
第3図は本発明の実施例の送信部のブロック図であり、
入力音声信号を4個の帯域に分割する場合を示す。同図
に於いて、11は帯域フィルタ、12−1〜12−4は
乗算器、13−1〜13−4は帯域フィルタ、14−1
〜14−4は周波数・振幅分離部、15は定包絡化して
周波数情報を出力するAGC増幅器、16は包路線検波
により振幅情報を出力する検波回路、17−1〜17−
4は乗算器、18−1〜18−4は変調器、】9は加算
器、20は秘話信号出力用の低域フィルタである。
乗算器12−1〜12−4と帯域フィルタ13−1〜1
3−4とにより、第1図に於ける帯域分割部1が構成さ
れ、AGC増幅器15と検波回路16とにより、第1図
に於ける周波数・振幅分離部2−1〜2−nが構成され
、乗算器17−1〜17−4と変調器18−1〜18−
4とにより、第1図に於ける入替部3が構成され、加算
器19により、第1図に於ける合成部4が構成されてい
る。
入力音声信号は、帯域フィルタ11により高調波成分等
が除去され、例えば、0.3〜3.2 K Hzの帯域
の音声信号として乗算器12−1〜12−4に加えられ
、それぞれ異なる周波数の分割キャリア信号CRI〜C
R4と乗算される。分割キャリア信号CRI−CR4は
、それぞれ例えば0.7KHzの差を有し、乗算出力信
号は、それぞれ同一の例えば0.7 K H2の通過帯
域を有する帯域フィルタ13−1〜13−4に加えられ
る。即ち、入力音声信号の帯域を4分割した時に、分割
帯域信号をB1〜B4とすると、各乗算器12−1〜1
2−4によりそれぞれ0.7 K Hzの差でシフトさ
れることになり、同一の通過帯域の帯域フィルタ13−
1〜13−4により0.7 K Hzの帯域の分割帯域
信号B1〜B4の成分に分離される。
周波数・振幅分離部14−1〜14−4に於いては、A
GC増幅器15により定包絡化されて周波数情報として
出力され、又検波回路16により包絡線検波されて振幅
情報として出力される。
周波数情報は乗算器17−1〜17−4に於いてそれぞ
れ異なる周波数の転置キャリア信号CB1〜CB4と乗
算され、振幅情報は変調器18−1〜18−4に於いて
それぞれ異なる周波数の変調キャリア信号CCl−CC
4により周波数変調される。転置キャリア信号CBI〜
CB4と変調キャリア信号cci〜CC4は秘話鍵情報
によって周波数が設定されるものであり、例えば、第2
図の(C)又は(d)に示すように、分割帯域対応の周
波数情報と振幅情報とは、それぞれ異なる帯域となるよ
うに入替えられる。
加算器19は、帯域入替えが行われた周波数情報及び振
幅情報を加算し、低域フィルタ20を介して秘話信号を
出力するものであり、この秘話信号は、帯域分割置換方
式に於ける秘話信号とは異なり、各分割帯域信号が周波
数情報と振幅情報とに分離され、更にそれらの入替えが
行われていることから、秘話性が向上し、且つ秘話鍵数
を増加することができる。
第4図は本発明の実施例の受信部のブロック図であり、
21は帯域フィルタ、22−1〜22−4は乗算器、2
3−1〜23−4は帯域フィルタ、24−1〜24−4
.25−1〜25−4は乗算器、26−1〜26−4は
低域フィルタ、27−1〜27−4は高域フィルタ、2
8−1〜28−4は復調器、29は加算器、30は低域
フィルタである。
乗算器22−1〜22−4.帯域フィルタ23−1〜2
3−4.低域フィルタ26−1〜26−4、高域フィル
タ27−1〜27−4及び復調器28−1〜28−4に
より、第1図に於ける帯域分割部6と逆入替部7とが構
成され、乗算器24−1〜24−4により第1図に於け
る復調部8〜1〜8− nが構成され、乗算器25−1
〜25−4により、第1図に於ける逆入替部7の一部又
は復調部8〜1〜8−4の一部が構成され、加算器29
により第1図に於ける合成部9が構成されている。
秘話信号は帯域フィルタ21によりノイズ成分が除去さ
れ、乗算器22−1〜22−4と低域フィルタ26−1
〜26−4とに加えられる0乗算器22−1〜22−4
に於いては、それぞれ異なる周波数の分割キャリア信号
CDI〜CD4と乗算され、乗算出力信号は同一通過帯
域の帯域フィルタ23−1〜23−4に加えられ、分割
帯域対応の周波数情報が出力されることになる。又低域
フィルタ26−1〜26−4と高域フィルタ27−1〜
27−4は、例えば、スイッチト・キャパシタ・フィル
タ等により構成され、クロック信号の周波数に対応して
カットオフ周波数が制御されるものであり、分割帯域対
応の周波数情報と組となる振幅情報を取り出す為に、そ
のクロック信号周波数が選定される。そして、復調器2
8−1〜28−4に於いてそれぞれ送信側の変調キャリ
ア信号に対応するキャリア信号CEI〜CE4により復
調される。
乗算器24−1〜24−4に於いては、周波数情報と振
幅情報とを乗算することにより、分割帯域信号を出力す
るもので、各分割帯域信号は、乗算器25−1〜25−
4に於いて秘話鍵情報に従った逆転置キャリア信号CF
I〜CF4と乗算されて、それぞれ元の帯域に戻ること
になり、加算器29に於いて加算され、低域フィルタ3
0を介して音声信号が復元出力される。
従って、秘話鍵情報に従って分割キャリア信号CDI〜
CD4と復調キャリア信号CEI〜CE4と逆転置キャ
リア信号CFI−CF4との周波数及び低域フィルタ2
6−1〜26−4と高域フィルタ27−1〜27−4と
のカットオフ周波数を決めるクロック信号の周波数とを
選定することにより、秘話信号を元の音声信号に復元す
ることができる。
前述の実施例に於いては、音声帯域を4分割する場合に
ついて示すものであるが、分割数を更に多くすることは
勿論可能であり、それによって秘話鍵数を増加すること
ができる。又帯域分割部1.6を構成する部分は、乗算
器と帯域フィルタによる以外に、帯域の分割数に対応し
、それぞれ異なる通過帯域を有する帯域フィルタによっ
て構成することも可能である。
又送信部の周波数・振幅分離部14−1〜14−4を、
コンプレッサにより構成することもできる。その場合、
コンプレッサにより振幅が一定に圧縮された信号が周波
数情報となり、そのコンプレッサのゲイン制御信号が振
幅情報となる。又受信部の乗算器24−1〜24−4を
、リンコンベックス変調方式に於けるエキスパンダとす
ることも可能である。
又低域フィルタ26−1〜26−4と高域フィルタ27
−1〜27−4とのカットオフ周波数をを選定して、周
波数変調された振幅情報を取り出すものであるが、変調
周波数に対応したフィルタを秘話鍵情報に従って切替え
る構成とすることもできる。又復調器28−1〜28−
4からの復調信号が得られた場合だけ、音声信号が出力
される構成とし、異なる秘話鍵によっては復元された音
声信号が出力されないシステムとして秘話性を向上させ
ることも可能である。又乗算器25−1〜25−4によ
り元の順序の配列の分割帯域信号に戻すものであるが、
乗算器24−1〜24−4に入力される周波数情報を、
予め元の分割帯域対応の順序となるように処理して、乗
算器24−1〜24−4の出力を加算器29に加えるよ
うにし、乗算器25−1〜25−4を省略することも可
能である。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明は、帯域分割部1により入
力音声信号を複数の帯域に分割し、周波数・振幅分離部
2−1〜2−nにより分割帯域毎に周波数情報と振幅情
報とに分離し、入替部3によりそれらの周波数軸上の位
置を入替えて合成部4により合成し、その合成出力を秘
話信号とするものであり、各分割帯域の信号成分は、定
包絡化されると共に分散され、且つ振幅情報も分散され
ることになるから、秘話性を向上することができる。又
帯域の分割数を多くすれば、秘話鍵数を著しく多数とす
ることが可能となり、これによる秘話性の向上も期待で
きることになる。又FFT処理を行うものではないから
、構成が複雑化することがなく、コードレス電話機等に
も適用することができる。
又受信部10に於いては、帯域分割部6により秘話信号
を複数の帯域に分割すると共に周波数情報と振幅情報と
に分離し、秘話鍵情報に従って逆入替部7により周波数
情報と振幅情報とを元の順序に入替え、復調部8−1〜
8−nにより周波数情報と振幅情報とを基に分割帯域信
号とし、合成部9により元の音声信号に復元゛するもの
であり、復調部8−1〜8−nにより復調された分割帯
域信号を逆入替部7により元の順序に戻すように処理す
ることも可能である。従って、秘話鍵情報が異なる場合
は、音声信号を復元することができないので、前述のよ
うに秘話性を向上することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の原理説明図、第2図は本発明の動作説
明図、第3図は本発明の実施例の送信部のブロック図、
第4図は本発明の実施例の受信部のブロック図、第5図
は帯域分割置換秘話信号の説明図、第6図はリンコンベ
ックス変調方式の説明図、第7図はリンコンベックスス
クランブラの説明図、第8図はリンコンベックススクラ
ンブラによる周波数配置説明図である。 1は帯域分割部、2−1〜2−nは周波数・振幅分離部
、3は入替部、4は合成部、5は送信部、6は帯域分割
部、7は逆入替部、8−1〜8−nは復調部、9は合成
部、10は受信部である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 入力音声信号を複数の帯域に分割する帯域分割部(1)
    と、 該帯域分割部(1)により分割された分割帯域信号をそ
    れぞれ周波数情報と振幅情報とに分離する周波数・振幅
    分離部(2−1〜2−n)と、該周波数・振幅分離部(
    2−1〜2−n)の出力の分割帯域対応の周波数情報と
    振幅情報とを秘話鍵情報に従って入替える入替部(3)
    と、該入替部(3)により入替えられた分割帯域対応の
    周波数情報と振幅情報とを合成して秘話信号とする合成
    部(4)と により送信部(5)を構成し、 前記秘話信号を受信して複数の帯域に分割すると共に、
    分割帯域対応の周波数情報と振幅情報とに分離する帯域
    分割部(6)と、 前記分割帯域対応の周波数情報と振幅情報とを秘話鍵情
    報に従って元の順序に入替える逆入替部(7)と、 前記分割帯域対応の周波数情報と振幅情報とを基に分割
    帯域信号に復調する復調部(8−1〜8−n)と、 元の順序に入替えられた分割帯域信号を合成して音声信
    号を復元する合成部(9)と により受信部(10)を構成した ことを特徴とする秘話装置。
JP1773389A 1989-01-30 1989-01-30 秘話装置 Pending JPH02200033A (ja)

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JP1773389A JPH02200033A (ja) 1989-01-30 1989-01-30 秘話装置

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