JPH0461535B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は秘話性を高めるため信号源のスペクト
ラムをスクランブルし変調した送信波の受信方式
に係るもので、通信の機密性が高く、かつフエー
ジング雑音による通話品質の劣化を防止し得る受
信方式に関するものである。

第１図は従来の受信方式を示すブロツク図であ
つて、１は受信アンテナ、２はPM復調部、３は
デエンフアシス部、４はスペクトラム反転部、５
は出力端子であつて、ａ、ｂ、ｃは観測点を示し
ている。

第２図は従来の受信方式各部のスペクトラムス
を模式的に表わした図で、ａ〜ｃはそれぞれ第１
図の観測点ａ〜ｃに対応している。

第３図は送信方式の例を示すブロツク図であつ
て、６は入力端子、７はスペクトラム反転部、８
はプレエンフアシス部、９はPM変調部、１０は
送信アンテナであつて、ｄ、ｅ、ｆは観測点を示
している。

第４図は送信方式各部のスペクトラムを模式的
に表わした図で、ｄ〜ｆはそれぞれ第３図の観測
点ｄ〜ｆに対応している。

従来のこの種受信方式は第１図に示すようにデ
エンフアシス部３をスペクトラム反転部４に縦続
接続した処理手段をPM変調部２の後に配置した
構成を用いて、例えば第３図に示す構造を有する
送信機で発射する変調波を受信することを前提と
しており、PM復調して得られる復調信号をデエ
ンフアシスとして、帯域〔f₁，f₂〕（一般にf₁＝
0.3、f₂＝3.0kHz）の低域側に多く存在するフエー
ジング雑音を帯域内に分散させた後、スペクトラ
ム反転し、反転秘話信号を復号再生していた。

第１図のデエンフアシス部３は、第２図ａに斜
線を付して示すように逆三角形のスペクトラムを
成すフエージング雑音を、第２図ｂのようにほぼ
帯域内に平均に分散し、次いでスペクトラムを反
転したとき、再生信号の高速部にフエージング雑
音が集中することを防止する機能を有する。

フエージング雑音の電力のみを受信信号電力に
比較して減少することはできないが、雑音電力の
スペクトラム包絡を変形して聴覚的に雑音による
影響を減少させることはできる。これはいわゆる
マスキング効果と呼ばれる現象、すなわち、レベ
ルの高い信号のある帯域にはレベルの高い雑音が
あつてもマスクされてあまり聞きづらくないが、
レベルの低い信号のある帯域にレベルの高い雑音
があると聴覚上より悪い影響を与える現象を利用
すればよい。この現象を利用すると、一般的には
フエージング雑音電力が低音域に集中する三角形
状スペクトラムを成す場合に比較して、帯域内に
平均に分散させて平坦スペクトラムを成すように
する方が雑音のピーク値が小さくなるため、雑音
による通話品質の劣化量は少なくなるからであ
る。

しかし、上記の従来技術の場合、第２図ｂに示
すようにデエンフアシス部３の出力における信号
成分のスペクトラムが平坦ではなく一次傾斜を有
しているため、雑音電力だけを平坦化すると却つ
て劣化が大きくなるという欠点がある。すなわ
ち、第２図ｃに示すように、スペクトラム反転部
４の出力では、雑音スペクトラムは平坦だが信号
成分が高域で低下するため、高域では特にSN比
が低下して通話品質が劣化する。これらについて
更に詳しく説明すれば、送信側では第３図に示す
ように、音声信号（これは第４図ｄに示すように
もともと積分的特性を有する）をスペクトラム反
転して微分的特性になつた信号（第４図ｅ参照）
をプリエンフアシスして平坦な周波数特性の信号
にした後、PM送信する。

受信側ではこれを受信してPM復調すると、信
号の周波数特性は第２図ａに示すように平坦にな
るが、フエージング雑音は低域部が大きい積分的
な特性となるため、PM復調出力をデエンフアシ
スした後スペクトラム反転した信号は第２図ｃの
ように高域でSN比が劣化するのである。このよ
うに従来の受信方式では、フエージング雑音によ
る通話品質劣化が比較的大きいという問題があつ
た。

さらに、反転秘話では、暗号化の鍵が１つのみ
であり、暗号化により通信の機密度を向上できる
とはいい難い第２の問題もあつた。事実、反転秘
話で暗号化したFM通信は、クオードラチヤ復調
器の同調周波数を故意にずらすことにより容易に
傍受されることも知られている。

本発明はこれらの欠点を除去するため、微分手
段とスペクトラム・デスクランブル手段と積分手
段とを縦続的に施す処理手段をPM復調手段の後
に配置した構成を有する受信方式を用いるように
したものであり、スペクトラム・スクランブル／
デスクランブルによる通信の機密度を高め、かつ
デスクランブルに際し通信品質の劣化が生じない
ようにすることを主たる目的とするものであり、
以下図面について詳細に説明する。

第８図は本発明の適用の前提となる送信装置の
構成図である。２５は微分回路、２６はスクラン
ブル回路、２７は積分回路、２８は位相変調回
路、２９は送信アンテナ、３１は入力端である。
また第９図は上記構成の各部のスペクトラムを示
す。すなわち〜ｏは第８図における同一の符号
を示した部分のスペクトラムである。入力信号は
音声信号を前提としており、そのスペクトラムは
のように積分的特性を有する。従つて、微分回
路２５で第９図ｍに示すような平坦な特性のスペ
クトラムに変換した後、スクランブル回路２６で
秘話操作をし、その後積分回路２７と位相変調回
路２８から成る周波数変調部で周波数変調してア
ンテナ２９から送信する。この送信信号は、入力
信号が微分、スクランブル、周波数変調の順に処
理されているから、入力信号をスクランブル処理
した位相変調信号と等価になる。

このようにすると、スクランブル後においても
周波数特性が平坦な信号で周波数変調するから、
変調波の周波数偏位は信号周波数に依らずに一定
となり、その値を電波法で規制される最大周波数
偏位に一致させることができるから、信号周波数
帯域全体における平均の周波数偏位を最大にして
送信できる。

第５図は上記送信装置に対応した、本発明の１
実施例のブロツク図であつて、１１は受信アンテ
ナ、１２はPM復調部、１３は微分部、１４はス
ペクトラム・デスクランブル部１５は積分部、１
６は出力端子を表わしており、ｇ，ｈ，ｉ，ｊは
それぞれ観測点を示している。ここでスペクトラ
ム・デスクランブル部１４は第８図に示したスペ
クトラム・スクランブル回路２６の逆特性を有す
るもので、スクランブル回路２６により秘話化さ
れた音声信号を原音声に復元できる特性を有す
る。第６図は本発明の実施例各部のスペクトラム
を模式的に表わした図で、(g)〜(j)は第５図のｇ〜
ｊに対応している。

第７図はPM復調時に混入するフエージング雑
音電力の長時間平均スペクトラムを示す図であ
る。この実験から受信レベルに関係なく受信雑音
が右下がりになることが観測できる。これは受信
雑音の支配項であるフエージング雑音がインパル
ス性雑音であり、白色FMランダム雑音とみなし
得るが、位相復調ではFM成分を位相になおす積
分機能が働くために白色雑音が積分され、右下が
りの特性を示すものと解釈される。

第５図において、位相復調部１２と微分部１３
により周波数復調手段を構成している。これは第
８図に示す送信側での積分回路２７と位相変調回
路２８に対応するものである。スペクトラム・デ
スクランブル部１４と積分部１５は同様に各々ス
クランブル回路２６と微分回路２５に対応する。

送信側では平坦な周波数特性の変調信号を送信
するので、それを周波数復調すると復調信号の周
波数特性もｈのようにやはり平坦になる。なお、
第５図のように周波数復調部を公知の位相復調回
路と微分回路で構成すると、各部のスペクトラム
は第６図ｇ，ｈのようになる。すなわち、フエー
ジング雑音の長時間平均値も位相復調回路の特性
により、第７図に示すように帯域内において対数
周波数に対して傾き−20dB／decadeの特性とな
るから、第６図ｇのフエージング雑音もそのよう
に示した。信号部分の特性も同様に第６図ｇに示
した。

したがつて、微分部１３で処理されると、第６
図ｈに示すようにフエージング雑音は平坦なスペ
クトラムに変形される。

かかる状態で、周波数上で成分を入れ替えた
り、反転したりするスペクトラム・デスクランブ
ルを施してもフエージング雑音成分が平坦なスペ
クトラム特性を保持することは明らかである。し
かし、送信側でスペクトラム・スクランブルし暗
号化した信号は入力信号の成分と同一の周波数域
上での配置を再現するようにデスクランブルを施
すことにより解読できる。

次に積分部１５で積分処理すると、フエージン
グ雑音のスペクトラム包絡が逆三角となり復調信
号と同じ特性を示す。すなわち、受信雑音スペク
トラムは帯域内の周波数が高くなるとともに低下
する特性となる。

以上説明したように、本発明の方式によれば微
分手段とスペクトラム・デスクランブル手段と積
分手段とを縦続接続的に使用することにより、通
信の機密性を高めることができ、かつ受信時に混
入するフエージング雑音がデスクランブルに際し
変形されて通話品質が劣化することを完全に防止
できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の受信方式を示すブロツク図、第
２図は従来の受信方式各部のスペクトラムを模式
的に表わした図、第３図は送信方式の例を示すブ
ロツク図、第４図は送信方式各部のスペクトラム
を模式的に表わした図、第５図は本発明の１実施
例のブロツク図、第６図は本発明の実施例各部の
スペクトラムを模式的に表わした図、第７図は
PM復調時に混入するフエージング雑音電力の長
時間平均スペクトラムを示す図、第８図は本発明
に対応する送信装置の一構成図、第９図は送信装
置各部のスペクトラムである。 １，１１……受信アンテナ、２，１２……PM
復調部、３……デエンフアシス部、４，７……ス
ペクトラム反転部、５，１６……出力端子、６…
…入力端子、８……プレエンフアシス部、９……
PM変調部、１０……送信アンテナ、１３……微
分部、１４……スペクトラム・デスクラスブル
部、１５……積分部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 音声信号が予め微分された後スペクトラムス
   クランブルされ、そのスクランブルされた信号を
   積分してから位相変調して生成された送信波を受
   信してこの受信波を位相復調する位相復調手段
   と、この位相復調された信号を微分する微分手段
   と、この微分された信号をデスクランブルするス
   ペクトラム・デスクランブル手段と、このデスク
   ランブルされた信号を積分する積分手段により構
   成される秘話受信回路により前記音声信号を復元
   することを特徴とするスペクトラム・スクランブ
   ル受信方式。 ２ 入力された音声信号を微分する微分手段と、
   この微分された信号のスペクトルをスクランブル
   するスペクトラムスクランブル手段と、このスク
   ランブルされた信号を積分する積分手段と、この
   積分された信号を位相変調する位相変調手段を具
   備した送信手段と、 前記送信波を受信して位相復調する位相復調手
   段と、この位相復調された信号を微分する微分手
   段と、前記スペクトラムスクランブル手段により
   スクランブルされた信号をスクランブルされる前
   の信号に復元する機能を有するデスクランブル手
   段により前記微分された位相復調信号をデスクラ
   ンブルし、このデスクランブルされた信号を積分
   する積分手段を具備した受信手段 により構成されることを特徴とするスペクトル・
   スクランブル受信方式。