JPH0339418B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

(イ) 産業上の利用分野 本発明は、有線あるいは無線通信において通話
の秘話性（プライバシー）を保持する為の秘話通
信回路に関するものであり、更に詳しくは前記通
信システムの信号同期回路に関するものである。 (ロ) 従来の技術 有線あるいは無線通信においては、適当な受信
装置を使用すれば、通信の内容が誰にでも傍受さ
れ、通話の秘話性が損われるという問題が本質的
にある。この問題を解決する方法として音声信号
をスクランブル処理して送出し、これを第三者に
受信されても、このままでは内容が分からないよ
うにしておき、この処理信号を再生する回路
（デ・スクランブル処理回路）を持つ受信者だけ
が音声信号に復元できる、スクランブル技術が従
来から用いられている。音声情報は、スペクトル
及びこれの時間変化から構成されているので、ス
ペクトル構造を変化させるスクランブル処理によ
つて、音声としての了解性を低下させることがで
きる。 スクランブル方式には従来から各種の方式があ
り、例えば電子通信学会誌（1982年８月）「秘話
技術」、電子通信学会技報CS80−149「秘話方式に
ついて」において、今までに開発、捐案された方
式が招介されている。 スペクトル構造を変化させてスクランブル処理
を行なう方式にはこれまでに実用化されている方
式としてスペクトル反転方式や周波数分割置換法
等があげられる。たとえば、特公昭58−8621はス
ペクトル反転秘話方式に関し、又特公昭58−
24984は所定のスペクトルに分割後、信号処理を
施す方式に関し、又前記電子通信学会技報CS−
80−149は音声信号を一旦デイジタル信号に変換
後FFT処理によつて周波数軸変換処理を施す方
式に関し、各々改善を図る方法を提案しているも
のであるが、秘話の為の組合わせ数（鍵数）が多
くとれない。又後の二者の方式は鍵数は多いが、
フイルタを多用したり、FFT処理回路が必要で
回路規模が大きくなり、コストも高く消費電力も
大きいなどの問題があつた。 これらの観点からキー数が多くとれて秘話性能
に優れ、しかも回路構成が簡単なスクランブル方
式として、本願出願人から特願昭57−164763号
「秘話通信方法及びその装置」（昭和57年９月20日
出願）、特願昭57−184916号「秘話通信システム
のクロツク回路」（昭和57年10月20日出願）、特願
昭58−197021号「秘話通信装置」（昭和58年10月
20日出願）が提案されている。これは可変遅延回
路を用いてその遅延時間を制御するクロツクの周
波数を周期的に時間変化させ、時間軸の圧縮・伸
長を反復して音声信号をスクランブル処理して送
出し、受信側でデ・スクランブル処理を施す方法
である。 この方式において受信側で元の音声に正しく復
元する為には、送信側と逆の信号処理を行なわせ
るように可変遅延回路に印加するクロツクの動作
を送信側と同期させておく必要がある。このた
め、送信側で発生させた第１ゲート信号に基づい
て同期信号を送出し、これを受信側で復調再生し
て得られた再生ゲート信号を用いてクロツク回路
の動作を同期させて、さらにノイズ等による同期
誤りを防止するため、同期保護回路を付加する方
法が用いられる（例えば、特願昭58−218240号
「秘話通信装置の信号同期回路」）。 しかし、受信された同期信号を復調再生して再
生ゲート信号を得る際、通常、音声信号とは別の
回路を通して再生されるため、復調された音声信
号の遅れより、再生されたゲート信号の遅れの方
が大きくなる。このため、復調再生されたゲート
信号のタイミングでクロツク回路を同期させる
と、音声信号を正しく復元できないという問題が
生ずる。 (ハ) 発明が解決しようとする問題点 本発明は、前記復調再生されたゲート信号の遅
れを補償し、スクランブル処理された音声信号を
正しく復元する信号同期回路を提供するものであ
る。 (ニ) 問題点を解決するための手段および作用 先ず、本発明の基本となる回路構成について第
１図と共に説明する。同図において、１は音声信
号入力端、２はLPF、３は可変遅延回路、４は
LPF、５はクロツク周波数制御回路であり、分
周制御回路６と可変分周回路７からなつている。
８はゲート信号発生回路、９は同期信号発生回
路、１０は加算回路、１１は送信回路、１２は有
線或は無線の伝送系、１３は受信回路、１４は
LPF、１５は可変遅延回路、１６はLPF、１７
は音声出力端、１８はゲート信号復調回路、１９
は同期保護回路、２０はクロツク周波数制御回路
であり、分周制御回路２１と可変分周回路２２か
らなつている。 さて、遅延時間がクロツク制御可能な可変遅延
回路３，１５を送受信側にそれぞれ設け、該遅延
回路のクロツク周波数を送受信側遅延回路の遅延
時間の和の分の周期で時間変化させ、送信側でス
クランブル処理を行ない、受信側でデイスクラン
ブル処理を行う。 この回路において、可変遅延回路３，１５とし
てはBBD（Bucket Brigade Device）やCCD
（Charge Coupled Device）等のアナログシフト
レジスタやRAM等のメモリ素子が用いられる。
また、可変遅延回路へ印加するクロツクの周波数
は、該クロツクを計数する分周制御回路６，２１
及び外部からのキー入力によつて制御される可変
分周回路７，２２によつて制御される構成となつ
ている。送受信側のクロツク動作を同期させるた
めに送信側ａの同期信号発生回路９で発生された
同期信号Spが加算回路１０で音声信号信号に重
畳されて送出される。 この同期信号としては次のような信号を使用す
る。即ち、第２図ａのように、送信側クロツク周
波数制御回路５に含まれる送信側分周制御回路６
の値に関連してゲート信号をゲート信号発生回路
８から取り出し、このゲート信号を用い、同期信
号発生回路９において、例えば正弦波を第２図ｂ
のようにゲート制御して得られるトーンバースト
波や同図ｃのように位相変調〔同図ｃは２相、
180度変調〕を施した信号或はFSK信号等とし、
これを同期信号として使用する。 次に受信側ｂでは、フイルタ回路によるフイル
タ処理により音声信号に重畳された前記同期信号
を抽出後、第２図ａに対応するゲート信号を復調
する（第２図ｄ参照）。 さて、クロツク周波数は分周制御回路６，２１
の値によつて制御されるので、クロツク動作の同
期を行うには受信側の分周制御回路６の値を送信
側のそれと同じ値になるようにすればよく、送信
側ａでゲート信号発生回路８からゲート信号Gt
を送出するときの分周制御回路６の値と同じにな
るように受信側ｂの分周制御回路２１を、ゲート
信号復調回路１８の出力ゲート信号Gm〔第２図
ｄ〕から得られるトリガ信号〔第２図ｅ〕によつ
てプリセツトするように構成されている。また、
受信側の分周制御回路２１に関連して得られる第
二ゲート信号Grと再生ゲート信号Gmとを比較し
て分周制御回路２１をプリセツトすることにより
ノイズ等による同期ミスを防止する同期保護回路
１９が付加されている。 前述のように音声信号を正しく復元するために
は、受信側でゲート信号を再生する際の遅れを補
償して同期ずれをなくする必要がある。このため
には受信側で分周制御回路２１のプリセツト値を
適当に選んで再生ゲート信号Gmの遅れを補償す
る方法が考えられるが、第１図のように可変分周
回路の出力クロツクによつて分周制御回路を動作
させる構成では、外部からのキー入力で可変分周
回路の出力クロツク周波数が変わると、それに応
じてプリセツト値を変える必要があり実用的では
ない。 また、受信側ｂで再生ゲート信号Gmを等価的
に進めたゲート信号を発生することも考えられる
が、それにはゲート信号の一周期程度の時間を計
数するカウンタが必要になり、回路規模が大きく
なる。本発明は、受信側での再生ゲート信号の遅
れを補償するため、送信側で本来ゲート信号の発
生するべきタイミングより適当な時間だけ進めた
ゲート信号Gtを発生して送出する構成としてい
る。ゲート信号Gtの進み量はマスタクロツクを
所定数計数後パルスを出力するカウンタを設け、
該カウンタのカウント数を制御することにより決
定するものである。 (ホ) 実施例 第３図に本発明によるゲート信号発生回路及び
その周辺のブロツク図を示す。第３図は第１図に
おける可変分周回路７、分周制御回路６、ゲート
信号発生回路８を含む。第３図において、６はＮ
ビツト及びＭビツトの２つの分周回路２３，２４
より成る分周制御回路、２５，２６は可変分周回
路７の分周数を制御するキー入力であり、２５は
外部のスイツチ等から、また２６は分周回路２４
から入力される。２７はＮビツトのラツチ回路、
２８は分周回路２３の出力（Ｎビツト）の各ビツ
トをそれぞれ反転する回路、２９は外部からの入
力３０によつて決まる所定数をカウント後、パル
スを出力するカウンタ、３１はＤ−フリツプフロ
ツプ、３２は可変遅延回路に入力されるクロツク
である。 本実施例では分周回路２３を６ビツト（Ｎ＝
６）、分周回路２４を４ビツト（Ｍ＝４）とする。
第４図にＭ＝４のときの分周回路２４の状態を示
す。第４図ａ，ｂ，ｃ，ｄはＭ＝４のときの分周
回路２４の各ビツトQg〜Qj（Qg：LSB）を示す。
また第４図ｅ，ｆはそれぞれ分周回路２４の出力
がオール１、オール０の状態を示すタイミング信
号であり、ｆはゲートマトリクス３５により発生
されるが、ｅは説明のために便宜上記載したもの
で現実には発生しない。第４図ｅは本来のゲート
信号の出力タイミング、すなわち、ゲート信号を
あらかじめ進めて送出するという操作を行わない
場合のゲート信号出力タイミングＢを示す。タイ
ミングＢは、本実施例において分周回路２４の出
力がオール１からオール０に遷移するタイミング
を基準にしても発生するものとする。 受信側において、分周制御回路２１から得られ
る第二ゲート信号Grは分周制御回路２１の上位
４ビツトQ′g，Q′h，Q′i，Q′jがオール０のときに
発生する。尚、第二ゲート信号Grは、ゲート信
号復調回路１８で検出された受信同期信号のタイ
ミングに、概ね一致したタイミングで発生するよ
う同期保護回路１９によつて制御される。また分
周制御回路２１は、分周制御回路６と同様の構成
の回路であり、送信側および受信側の回路が正常
に同期して動作しているとき、前記Q′g〜Q′jは分
周回路２４（送信側）の出力、Q′g〜Q′jとほぼ同
じタイミングで発生する。 出力されるゲート信号をタイミングＢに対して
進めるために、まずＢの１つ前のタイミングＡを
選択する。第５図にタイミングＡの付近を詳細に
示す。Ａの期間カウンタ２９のクリアを解除し、
カウントを行ない、外部からの入力３０によつて
定まる数カウントした後、第５図ｃに示されるよ
うなパルスを出力する。このパルスによつてラツ
チ回路２７が分周回路２３の状態（６ビツト）を
記憶する。 次に、分周回路２３の各ビツトを反転したもの
と、ラツチ２７の記憶内容とを比較回路３３で比
較して両者が一致した時点で第５図ｄのようなパ
ルスを発生する。次に何故このようにビツトを反
転したものと比較する必要があるかについて説明
する。 第３図のラツチ２７、比較回路３３、反転回路
２８を設けてゲート信号を発生する目的は、ゲー
ト信号Ｄの発生タイミング（の進み量）を、可変
分周回路７の状態によらず常に一定に保つためで
ある。このことを以下更に詳しく説明する。 本発明では、可変遅延回路を用いてその遅延時
間を制御するクロツクの周波数を周期的に時間変
化させて、音声信号をスクランブル処理する。従
つて、遅延時間を制御するクロツクを発生してい
る可変分周回路の出力周波数は、スクランブル鍵
によつて全く異なつたものとなる。これによつて
送受信回路の同期を取るための同期信号を発生す
るタイミング信号（ゲート信号；Gt）の発生周
期、ゲート信号そのものの長さなども、スクラン
ブル鍵によつて全く異なつてくる（可変分周回路
の出力パルスによつてゲート信号を発生するた
め）。このような状態で、本発明の目的である、
「送信側のゲート信号の発生タイミングを一定量
進めて送信する」ということのために考えた回路
の一例が第３図である。 前述のように、本実施例ではゲート信号の発生
タイミングを、分周回路２４の出力がオール１か
らオール０に遷移するタイミング（以下、基準
点）を基準として決定する（尚、受信側では、送
信側のゲート信号（第１ゲート信号）に同期した
第２ゲート信号を再生することにより、受信側の
分周制御回路をリセツトしてデ・スクランブル処
理を行う）。基準点から一定量遅らせて信号を発
生することは容易にできるが、基準点から一定
量、時間をさかのぼつて信号を発生するのは、本
実施例のように、スクランブル鍵によつて元のク
ロツク周波数が異なるようなシステムでは困難で
ある（基準点の発生周期も鍵によつて異なる）。 次に第３図の回路について更に詳説する。第５
図のＡの期間は、鍵によつて長さが異なるが、鍵
が決まれば、可変分周回路の出力周波数も決まる
ため、一意的に長さが決まる。Ａの期間の先頭か
らスタートし、一定のクロツク（鍵によらない）
で歩進するカウンタ２９によつて、Ａの期間の先
頭から一定時間経過後にパルス（第５図のｃを
発生して分周回路２３の出力値を記憶する。この
値と、分周回路２３の出力を反転した値とを比較
して一致した時点でパルス（第５図のｄ）を発
生すると、パルスは、前記一定時間とほぼ同じ
だけ、Ａの期間の最終点からさかのぼつた時点で
発生することになる。 尚、第１表に分周回路２３が４ビツトカウンタ
の場合の比較回路３３の出力タイミングについて
示してある。そして、この場合、分周回路２３の
カウント値が“0101”のとき、ラツチ回路２７の
ラツチクロツクが発生したと仮定してある。

【表】

【表】 即ち、第５図のように、Ｃ≒C′となり、基準点
から一定時間さかのぼつた時点でパルスを発生
することができるため、スクランブル鍵によつ
て、可変分周回路の出力周波数が変化しても、第
１ゲート信号を常に一定時間進めて発生すること
ができる。但し、ＣとC′は全く同じにすることは
できない。本実施例のように分周回路２３が６ビ
ツトの場合では、Ａの期間を最大、2⁶にしか分割
できないため、Ａの期間の64分の１の時間の誤差
は生じる。しかし、この程度の誤差は、本発明に
よる秘話通信システムではほとんど影響がない。
またＣがＡの期間の半分以上になると正常に動作
しないが、システムのクロツク周波数、分周数な
どを適切に設定すれば特に問題はない。 而して、第５図ｄのようなパルスはＤフリツプ
フロツプ３１のクロツク入力となり、フリツプフ
ロツプ３１のＤ入力は第５図ｂであるから、３１
のＱ出力は第５図ｅのようになり、このＱ出力が
ゲート信号となる。すなわち第５図ｅにおいてゲ
ート信号Ｄは、Ｂに対して時間C′だけ進んで出力
される。第５図ｄのクロツクパルスは例えば、ラ
ツチ２７の記憶内容が（001011）のとき、分周回
路２３の内容が（110100）の状態になつた時点で
出力される。すなわち第５図ｃ，ｄにおいて時間
ＣとC′はほぼ等しい。時間Ｃはマスタクロツク３
４を計数するカウンタ２９によつて決定されるた
め、外部からの制御入力３０によつて一意的に決
まり、可変分周回路の分周数が変化しても常に一
定の値となる。 以上のようにしてゲート信号を第４図ｅのタイ
ミングＢに対して、受信側でのゲート信号再生用
のフイルター等による再生ゲート信号の遅れを補
償できる時間だけ進めて送出することによりスク
ランブル処理された音声信号の信号を受信側で正
しく復元することができる。本実施例では分周制
御回路の分周回路２３，２４をＮ＝６ビツト、Ｍ
＝４ビツトとしたが、可変分周回路の出力クロツ
ク３２の周波数やその変化周期等によつてＮ，Ｍ
の値を適当に選ぶことができる。また第４図ｅ，
ｆにおいてタイミングＡをＢの１つ前としたが、
受信側でのゲート信号の遅れによつてはさらに前
のタイミングを選択してもまつたく同様である。
尚、３５はゲートマトリツクス、３６はゲート信
号出力である。 (ヘ) 発明の効果 本発明によれば、秘話通信装置において受信側
でゲート信号を再生する際に生ずる再生ゲート信
号の遅れによる同期ずれを補償し、スクランブル
処理された音声信号を正しく復元することができ
る。さらに、秘話の為のキー入力によつて可変遅
延回路のクロツク周波数が変化した場合にもカウ
ンタのプリセツト値等を変更することなしに再生
ゲート信号の遅れを補償できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基となる秘話通信方式の基本
構成図、第２図は上記方式において用いる同期信
号の例、第３図は本発明の秘話通信装置の信号同
期回路の構成を示す為のブロツク回路図、第４図
および第５図は第３図の各部の信号のタイミング
を示す図面である。 ３，１５…可変遅延回路、５，２０…クロツク
周波数制御回路、６，２１…分周制御回路、７，
２２…可変分周回路、８…ゲート信号発生回路、
９…同期信号発生回路、１０…加算回路、１８…
ゲート信号復調回路、１９…同期保護回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 音声等の信号をクロツクパルスに従つて順次
   サンプリングして記憶し且つ出力する信号の可変
   遅延回路と、前記クロツクパルスを発生する可変
   分周回路および前記クロツクパルスによつて動作
   し、且つ該可変分周回路の分周数を周期的に変化
   させる分周制御回路よりなるクロツク周波数制御
   回路とを通信系の送信側と受信側とに備え、該送
   信側で該分周制御回路の出力を基にして発生させ
   た第一ゲート信号に基づいて正弦波等を変調処理
   した信号を同期信号として送出し、受信側で該同
   期信号に応答したゲート信号を復調し、受信側の
   分周制御回路の出力から送信側と同様にして発生
   させた第二ゲート信号と、前記同期信号に応答し
   たゲート信号の復調により得られた復調ゲート信
   号とを比較することにより送信側と受信側とのク
   ロツク動作を同期させる際、受信側で復調された
   ゲート信号の第一ゲート信号に対する遅れを補償
   する時間だけ予め第一ゲート信号を前記第二ゲー
   ト信号に対して進めて送出することを特徴とする
   秘話通信装置の信号同期回路。 ２ クロツク周波数制御回路は、前記分周制御回
   路に使用するクロツクとは異なるクロツクによつ
   て動作し、且つ外部からスイツチ等で設定された
   数まで進歩した時点でパルスを出力するカウンタ
   と、該カウンタの出力パルスによつて前記分周制
   御回路の歩進状態を記憶するラツチ回路と、該ラ
   ツチ回路と前記分周制御回路との内容を比較する
   比較回路とを有し、前記カウンタパルスを出力す
   るタイミングを変えることにより前記第一ゲート
   信号の進み量を設定することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の秘話通信装置の信号同期
   回路。