JPS5824984B2 - 秘話装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は信号に秘匿効果を与える秘話装置に関するも
のである。

従来この種の装置ではアナログ信号をディジタル化し、
ディジタル符号列に直接ディジタル的な秘話処理を行な
いディジタル符号のままで伝送を行なっていたため伝送
帯域幅が広がってしまうという欠点があり、音声帯域内
での高品質の伝送は困難であった。

他方側波帯の上、下を入れ換える等の方法によるアナロ
グ秘話装置も考えられている様であるが、従来のディジ
タル秘話装置に比較して秘匿性が十分でなかった。

この発明はこれらの欠点を解消するためになされたもの
で、比較的簡単な回路で高い秘匿性を得る事が出来、又
音声帯域内で信号を伝送出来る秘話装置を提供するもの
である。

以下この発明の詳細を図面に基づいて説明する。

この秘話装置では、入力信号ｙ （ｔ）を単位時間Ｔで
区切った部分信号の集合と考え、入力信号ｙ（ｔ）の一
部を一組としてこの一組に含まれる前記各部分信号の配
列を入力信号と異なる配列に入替えた後伝送し、受信側
でこの配列を元へ戻して元の信号ｙ（ｔ）を再生するよ
うにしている。

このようになつているので第３者は伝送途中で傍受して
も、この配列替の内容がわからないと元の信号が再生出
来ず所要の秘話効果が得られるというものである。

第１図はこの発明の秘話装置に用いられる時間軸入替回
路の一例を示す構成図である。

第１図に於て、１は信号入力端子、２は２ｎ −２（Ｉ
ＢＤ素遅延回路２１，２□、・・・・・・２□ｎ２より
構成される遅延回路で、各素遅延回路２□、２２．・・
・・・・２２ｎ−２は一定時間Ｔづつの遅延を生ずる。

３は２ｎ−１個のスイッチＳ１．Ｂ２．・・・・・・５
２ｎｌから構成されるスイッチ回路で、制御回路４から
の信号により以下説明する一定の規則に従って所定のス
イッチＳｉを接続するよう制御される。

５は合成回路でスイッチ回路３により選択された並列出
力を合成して直列出力に変換するためのものである。

なお、アナログ的に遅延させた場合には各スイッチから
の出力を単に一点で接続するだけでよい。

６は信号出力端子である。

秘話をかける装置（以下スクランブラ−と称する）とこ
れをもとに戻す装置（以下デスクランブラ−と称する）
とは同一の回路構成であるが、スイッチ回路３の動作開
始時期と動作順序が異なる。

以下動作につき説明する。簡単のために配列変更を行な
う一群の信号区間（以下配列区間と称する）が５区間構
成の場合を例にとって説明する。

介入力信号ｙ（ｔ）を、単位時間Ｔで分割された部分信
号の集合した信号列と考え、次のように各部に符号を与
える。

ｙ （ｔ） ； ＡＩ Ａ２ Ａ３ Ａ４ Ａ５ Ｂ
Ｉ Ｂ２ Ｂ３８４ Ｂ５ ＣＩ Ｃ２Ｃ３Ｃ４Ｃ５Ｄ
１Ｄ２・・・この入力信号例Ａ１Ａ２Ａ３Ａ４Ａ３をＡ
ｉＡ−ＡｋＡｌＡｍの順序に配列を変更するには、第１
図の回路でスイッチ回路３のスイッチングの順序を５（
６−ｉ）→５（７−ｊ）→５（８−ｋ）→５（ｏ−Ａ）
→Ｓ（１ｏ−ｍ）に選べばよい。

（ｍこで５（ｐ−ｉ）は第（ｐ−ｉ）番目のスイッチを
示す６ただしＡ５の始まる時点から５（６−ｉ ）Ｓ（
７−ｊ ）・・・・・・の順序で時間Ｔづつ各スイッチ
を導通しなければならない。

次に具体例としてスクランブラ出力の信号列をＡ２ Ａ
５ Ａ４ Ａ３ ＡＨの順序に配列変更する場合を考え
ると、スクランブラでのスイッチ回路のスイッチング順
序はＳ４→Ｓ２→Ｓ４→Ｓ６→Ｓ０、デスクランブラで
のスイッチ回路のスイッチング順序はＳ、→Ｓ６→Ｓ４
→Ｓ６→Ｓ８とすればよい。

以上のタイムチャートを第２図に示す。ところで第１図
に示した部分信号の配列変更（以下、時間軸入れ替えと
称す）方式に於て、大別して遅延方式を異にする二つの
方式に分ける事が出来る。

一つはアナログ信号のまま遅延操作を行ない、直接アナ
ログ信号の状態で時間軸入替えを行なう方法であり、も
う一つは入力アナログ信号ヲ一旦Ａ／Ｄコンバータでデ
ィジタル変換を行なった後、ディジタルメモリを使用し
て遅延を行なう。

そしてディジタル信号の状態で時間軸入替を行なった後
、Ｄ／Ａコンバータでアナログ秘話；信号に変換する方
法である。

この２つの方式を比較した場合、ディジタル遅延を行な
う方法はアナログ遅延を行なう場合に比較してＡ／Ｄ及
びＤ／Ａ変換に伴なう劣化が考えられる反面、ディジタ
ル信号の状態では歪、減衰が本質的に生じないなどのメ
リットがあり、更に有利な点はディジタル信号では各種
信号処理が容易であるという点から部分信号内での時間
軸反転も容易になる。

この発明では、前述の時間軸入替操作に加えて、さらに
小区間内での時間軸反転を組合わせて行なっているため
、さらに大きな秘匿効果が得られる。

ところでｎ区間構成の場合、信号列の配列の仕方として
は０１通り考えられるので、上記信号の配列替を一通り
に限定せず、時間の経過と共に固定のシーケンス又はラ
ンダムシーケンスに従って配列の仕方を変更する事によ
って秘匿効果をさらに高める事が出来る。

これは例えば、Ａ、Ａ２式３Ａ４Ａ、Ｂ１Ｂ２Ｂ３Ｂ４
Ｂ５Ｃ１Ｃ２・・・・・・という信号入力に対してＡ
５ Ａ４式３Ａ２Ａ１Ｂ３Ｂ２Ｂ、Ｂ４Ｂ１Ｃ４Ｃ１・
・・・・・というふうに、時間の経過と共にあるシーケ
ンスに従って配列変更を行ない、デスクランブラではス
クランブラと同期したシーケンスを用いて原信号を再生
するようにするのである。

次にＰＮシーケンスを用い信号配列を時間の経過と共に
切替える方式の実施例を説明する。

前述の様に配列区間がｎ区間構成の場合、信号列の配列
の仕方としては０１通り考えられる。

しかしこの中には秘話性の低いもの（配列を変更した状
態でも原信号の配列成分が強く残っているもの、例えば
ＡＩ Ａ２ Ａ３ Ａ４ Ａ５に対しＡ４ Ａ２ Ａ４
Ａ３ Ａ５等であるが、前後の関連でＡ２ ＡＩ Ａ
４ Ａ３ Ａ５ Ｂ Ｉ Ｂ ３Ｂ５Ｂ４Ｂ２等も秘匿
性の低い配列と言える。

）が多く含まれている。

従って限定された配列区間に於て最大の秘匿効果を得る
ためには使用する配列は秘匿効果の太きいものに限定し
た場合が有利となる。

例えば５区間構成の場合では５！−１２０通りの配列が
得られるが、この中から秘匿効果の大きいいくつかを選
び、時間の経過に従ってこの選んだ配列の仕方の中の一
つをＰＮシーケンスで擬似ランダムに選択するようにす
るのである。

第３図はこの一例であるが、第３図に示す様な８通りの
配列を選び、各々を３ビツトのバイナリコードに対応さ
せ、このバイナリコードに対応して、定められた順序で
スイッチングを行なうようにする。

そして８ビツトのバイナリコードとしてＰＮシーケンス
を用いると、ランダムに配列変更が行なわれた信号列を
得る事ができる。

第４図はこの方式の回路構成例を示したものである。

第４図に於て２は複数個のシフトレジスタにより構成さ
れる遅延回路、５１は遅延回路２からの遅延時間の異な
る９個の信号を選択するデータセレクタである。

７はＡ／Ｄコンバータで、入力アナログ信号をディジタ
ル信号に変換するもの１８は配列変更されたディジタル
信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータである
。

９はＦＲＯＭで、外部より入力されたＰＮコード及びカ
ウンタコードに対応してデータセレクタ５１のセレクタ
コントロールを行なうもの、１０及び１１はＰＲＯＭ９
のアドレス（ＡＤＤＲＥＳＳ）入力端子であり、端子１
０には８ビツト構成のＰＮコード、端子１１には５進カ
ウンター（図示せず）からのカウントコードをそれぞれ
入力する。

その他は第１図の場合と同じである。

ＦＲＯＭ９の入力端子（ＡＤＤＲＥＳＳ）と出力端子（
Ｏｕｔ ｐｕｔ ）の信号関係を第５図に示す。

金策６図のタイムチャートに従ってＦＲＯＭ９のＡＤＤ
ＲＥＳＳ入力端子１０及び１１に印加される信号（以下
ＡＤＤＲＥＳＳ信号（ＡＤ６． ＡＤ４ｔ ＡＤ３ｔＡ
Ｄ２ ＋ ＡＤＩ ＋ ＡＤＯ）と称する。

）を（ｏ、 ｏ、 ｏ、 ｏ。１．０）→（０，０，１
，０，１，０）→（０，１，０，０，１，０）→（０，
１，１，０，１，０）→（１，ｏ、ｏ、ｏ、ｔｏ ）→
（０，０，０゜１．０．１）→（０，０，１，１，０，
１）→・・・の順序で入力した場合を考えると、スクラ
ンブラではＰＲＯＭ９のｏｕｔ ｐｕｔ端子に出力され
る信号（以下０ｕｔｐｕｔ信号と称する。

） （０４、Ｏｓ 、 ０２ 、０１）は（０，０，１
，０）→（０，１，０，０）→（０，０，１，０）→（
０，１，０，０）→（１，０，０，０）→（ｏ、ｏ、ｏ
、１）→（０，１０，１）→・・・となる。

従ってこの順序で５のデータセレクタ５１のセレクタコ
ードを変化させた時選択される入力はＤ２→Ｄ４→Ｄ２
→Ｄ４→Ｄ８→Ｄ１→Ｄ５→・・・となる。

ここで第４図に於けるＤｏ、Ｄｌ、Ｄ２．・・・・・・
Ｄ８は第１図に於ける５１ｙＳ２．Ｓ３．・・・、Ｓ、
に対応する事から、第１図に於てＳ３→Ｓ、→Ｓ３→Ｓ
、→Ｓ、→Ｓ２→Ｓ６→・・・の順序でスイッチングさ
れる場合に相当する。

従って第２表より信号入力端子１にＡ１→Ａ２→Ａ３→
Ａ４→Ａ、→Ｂ１→Ｂ２→・・・の順序で入力された信
号はＡ３→Ａ２→Ａ、→Ａ４→Ａ１→Ｂ４→Ｂ１・・・
の順序に配列変更される事がわかる。

ところで遅延素子としてディジタルメモリを用いている
ため、前述のような部分信号内での時間反転が容易にな
る。

また時間軸入替によって秘匿効果を得るには、素遅延回
路に於ける遅延時間Ｔとして数十ｍｓを得なければなら
ない。

仮りにＡ／Ｄコンバータのクロック周波数を５６ＫＨｚ
とした場合を考えると、素遅延回路として２０４８ビツ
トのディジタルメモリを用いた時に必要遅延時間を満足
する３６．６ｍｓの遅延時間が得られる。

この様に各素遅延回路は数千ビットのディジタルメモリ
で構成される事になるが、ディジタルメモリに逆配列の
出力を出す機能（すなわち書込時とは逆の順序で読出す
機能）を持つものを使用することによって部分信号内で
時間反転することができることになり、更に複雑な秘話
が可能になる。

（ディジタルメモリからの出力を逆配列のみでなくラン
ダムに取り出せば非常に複雑な構成の秘話となるが、こ
の場合には伝送信号のスペクトラムが拡がりを持つ事に
なる。

今までの説明では区間長即ち切り換えの時間Ｔを一定と
してきたが、この区間長を変化させる事によって秘話効
果を高める事も可能である。

第７図はこの発明の一実施例を示す構成図である。

第７図の構成図に於て、１５はスクランブラ−１１６は
デスクランブラ−を示している。

１２は入力信号からそれぞれ分担する周波数を取り出す
ための分波器であり、分割数と同数の分波器で構成され
る。

１３は今まで述べてきた時間軸の入替えを行なう回路で
、各周波数区分毎に時間軸入替を行１ｓうため分波器と
同数の時間軸入替回路が必要である。

１４は送信機と受信機の間の伝送路である。

その他については、第１図と同じであるため説明を省略
する。

以下この方式の説明を行なう。入力信号の帯域を今、Ｆ
１Ｆ２Ｆ３・・・Ｆｎというようにｎ個の帯域に分割す
る場合を考える。

各々分担する帯域内の周波数成分のみ通過させるｎ個の
帯域通過分波器を通過した信号は、それぞれの帯域毎に
用意された時間軸入替回路に入力される。

そして各帯域毎に時間軸を入替えた後各信号は合成され
伝送路に送り出される。

デスクランブラ−では伝送路からの入力信号を再びｎ個
の帯域に分波器で分割して各帯域毎に入替えられた時間
軸を元の配列に戻す操作を行なう３そして元の配列に戻
された各帯域の信号を合成する事によって元のアナログ
信号が再現される。

この方式では分割する帯域数と同数の時間軸入替回路が
必要になり回路が著しく増加するが、反面各分割帯域に
よって時間軸入替え配列を違える事により極めて複雑な
秘話操作を行なうことが出来る。

更に部分信号内での時間反転を組み合わせる事によって
秘話効果を高める事も可能である。

以上のように、この発明によれば、音声入力信号を所定
のスペクトラムに分割した後、所定の長さに分割して、
それを１単位として複数単位ごとに順次記憶させ、読出
時には記憶時とは逆の順序で読出して、擬似ランダム信
号に基づいて各単位ごとの音声入力信号を時間の経過と
ともに各単位内で擬似ランダムに変化させて配列するよ
うにしたので、非常に高い秘匿効果を得ることができる
。

特に、人間の音声は冗長性を有するため、音声を短く区
切っても判別されやすいが、記憶手段に記憶した音声入
力信号を記憶時とは逆の順序で読出すようにしているの
で、音声を判別しにくくすることができる。

また、アナログ信号としての音声信号をサンプリングし
てディジタル化し、これをディジタル的な秘話処理を行
なうと、サンプリング時間の関係から音声信号を短く区
切ることができないが、この発明ではアナログ信号とし
ての音声入力信号を所定のスペクトラムに分割した後所
定の長さに分割するようにしているので、分割する長さ
を極めて短くすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の秘話装置に用いられる時間軸入替回
路の一例を示す構成図、第２図は時間軸入替操作によっ
て秘話を行ない、また再生が行なわれることを示すタイ
ムチャート、第３図は採用する配列を選択した場合の一
例を示す説明図、第４図はこの発明の秘話装置に用いら
れる時間軸入替回路の他の例を示す構成図、第５図は第
４図に示す実施例の動作を説明するための図、第６図は
ＦＲＯＭの入力ＡＤＤＲＥＳＳ信号であるＰＮコードと
カウンタ回路からのカウントコードの時間関係を示すタ
イムチャート、第７図はこの発明の一実施例を示す構成
図、である。 図中、１は信号入力端子、２は遅延回路、３はスイッチ
回路、４は制御回路、５は合成回路、５１はデータセレ
クタ、６は信号出力端子、７はＡＤコンバータ、８はＤ
Ａコンバータ、９はＰＲＯＭ。 １０はＰＮコード入力端子、１１はカウントコード入力
端子、１２は分波器、１３は時間軸入替え回路、１４は
伝送路、１５はスクランブラ−１１６はデスクランブラ
−である。 図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 音声入力信号を所定のスペクトラムに分割する分割
   手段１２Ａ１ 前記分割手段によって分割された複数の音声信号別に設
   けられ、該音声信号を所定の長さを１単位として複数単
   位分記憶し、かつ各単位ごとの音声信号を書込時とは逆
   の順序で出力する記憶手段２、時間の経過とともに変化
   する擬似ランダム信号を発生する擬似ランダム信号発生
   手段４，９、および 前記擬似ランダム信号に基づいて、前記記憶手段から出
   力された各単位ごとの音声信号を前記複数単位内で前記
   音声入力信号とは異なる配列に再配列するスイッチング
   手段５１を備える、秘話装置。 ２ 前記音声入力信号はアナログ信号であって、前記記
   憶手段はディジタル信号を記憶するディジタルメモリを
   含み、さらに 前記音声入力信号をディジタル信号に変換して前記ディ
   ジタルメモリに与えるためのＡＤ変換手段と、 前記ディジタルメモリに記憶されているディジタル信号
   をアナログ信号に変換するためのＤＡ変換手段とを含む
   、特許請求の範囲第１項記載の秘話装置。