JPS60106242A - 秘話通信装置 - Google Patents

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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、無線通信において、通話の秘話性を保証する
だめの秘話通信装置に関する。

（ロ）従来技術 通常の無線通信においては、甲及び乙が通話している時
、第６省内が甲、乙の交信に使用している搬送周波数域
の信号を受信した場合、甲、色間の通話の内容を傍受で
きるため通話の秘話性が損なわれるという問題がある。

この秘話性を保証する方法としては、音声信号をスクラ
ンブル化して送出し、これを受信側で復元する方法が有
効でるる。この方法によれば、受信部に復元回路を備え
ていない第６者、若しくはキーコードが異なる第３者に
対しては、受信音声はスクランブルされたままでるるの
で、通話の内容が了解きれず、秘話性を保持することが
できる。

秘話回路の一方式として平衝変調器を内蔵した回路素子
（バランス◇モジュレーション方式）が一般に市販され
ている。この方式は音声信号を、例えば５ＫＨｚの搬送
波で変調後、その下側側帯波のみをフィルタ処理によシ
抽出して送出する方式でるる。この場合、音声信号の周
波数は、元の信号に対して反転する。すなわち、音声周
波数をｆとすルト、ｆ’＝５−ｆ（ＫＨｚ）となる。復
元は逆の操作を行えばよく、音声周波数は再度反転する
ので元に戻る。この場合、平衝変調器の搬送周波数域 の音声に対して音程が少しずれる程度でメジ、了解性に
は支障はない。このことはこの方式の場合秘話のための
キーコードが実質１つしかとれない、ことを意味してい
る。従って、同種のスクランブル回路を備えている者に
対しては秘話性保持の効果が発揮されないという欠点を
有している。

（ハ）　目　的 本発明は、かかる秘話性の保証の要求に対してキーコー
ドが多数設けられる秘話通信装置を提供することを目的
とする。

に）構　成 本発明は上述の目的を達成するため、次の回路を送信側
と受信側にそれぞれ備えるものである。

即ち本発１男の秘話通信装置は可変遅延回路と、分周回
路と、カウンタ回路と、論理回路とから構成されている
。

（ホ）実　施　例 本発明は、基本的にけ音声信号をスクランブルする送信
部と、該スクランブルされた音声信号を復元する受信部
から構成される。

次に図面と共に本発明の装置について詳説する。“第１
図は本発明装置の原理を説明するブロック図でるって、
■は送信側、（均は受信側を示す。まず第１図（イ）に
於いて、（１）は音声大刀端子、（２）はＬＰＦでるる
。（３）は２１１個の遅延段数を有する遅延回路（記憶
回路）であシ、クロック回路（ＣＰＵ）（４）のクロッ
クに従って音声信号をサンプリングして記憶すると同時
に、２′標本時点以前にサンプリング記憶されたサンプ
リング値を順次出力する２１個のサンプリング値を常時
記憶する可変遅延回路でろる。該遅延回路の出力は、ｒ
、ｐｐ（５）を経た後、同期信号回路（６）の出方と加
算回路（７）により加算され、続いて伝送の為の変調増
幅を行う送信回路（８）を経て有線或は無線の伝送系（
９）に送出される。

第１図０の受信側に於いては、前記伝送系（９）を経た
受信信号は、増幅、復調回路を含む受信回路［１Ｇで復
調後、ＬＰＦ（１υを介して、クロック回路（ＣＦ２）
１１３のクロックに従って該受信音声をサンプリングし
て記憶すると同時に　２Ｍ標本時点以前にサンプリング
記憶されたサンプリング値を順次ＬＰＦｆ１３を介して
出方する２１サンプルの可変遅延回路Ｉに記憶される。

送信側と受信側の同期は、送信側の同期信号発生回路＋
６７よシ送られる同期信号を受信信号よシ分離し、これ
によシ受信側のクロックを送信側のそれと完全に同期せ
しめる同期分離回路１９により行なわれる。

次に本発明の基本回路構成を第２図に示す。この基本構
成は送信側及び受信側共に同様の構成でるる。即ち、音
声信号を入出力するＢＢＤ等の遅延回路（３）とそのク
ロックパルスＣυの周波数を制御するクロック周波数制
御回路（４）から構成され、更、　に該クロック周波数
制御回路は、マスタークロック周波数発振回路（Ｌ７）
と、その出力を分周する分周回路叫と、ＢＢＤ等の遅延
回路（３）へのクロックパルスを計数するクロックパル
ス用カウンタ回路ｔｉ９と、該カウンタの出力信号によ
シ分周回路［１８の分周数を制御するための論理回路圓
から構成される。

第２図の回路の基本動作は次の通シである。即ち、カウ
ンタ住８の出力信号の変化に応じて分周回路（１８の分
局数を変化させることによシ遅延回路（Ｂ　Ｂ　Ｄ　）
　（３１へのクロック周波数（２Ｉ）を変化させ、音声
信号がＢＢＤへ入力するときのクロックパルスＣ？１の
周波数（ｆｌ）と、該音声信号の遅延後の出力時のクロ
ック周波数（ｆ２）とを異ならせるととによって、ＢＢ
Ｄ（３）の出力端における出方音声信号の周波数をｆ２
／ｆ１倍になし、出方音声信号の周波数を元のものに対
して変化させて、音声のスクランブル化を図るものでる
る。

一方、受信側０では、送信側（６）と同構成の回路にお
いて、送信側におけるＢＢＤ（３）へのクロック周波数
の変化と同期して受信側のＢＢＤＣＬ４）へのクロック
周波数を変化させることによって、受信したスクランブ
ル音声の周波数を丁度元に戻るように再度変換を行なっ
て復元動作を行なうように構成している。

また、本発明では、マスターフ四ツク面の周波数や分周
数を制御する論理回路（２１１１の設定にょシ、キーコ
ードが多数得られるように構成されている。

本発明の方式では、クロック周波数の変化の周期は送信
何回の可変遅延回路（３）の遅延段数と受信） 側■の可変遅延回路α尋の遅延段数の和の分だけりロッ
クパルスａυをカウンタ日が計数する時間周期を持つ必
要がるる。この場合、例えばクロックパルス周波数（ｆ
ｌ）で送信側可変遅延回路（３）に入力した音声信号が
、遅延後受信側可変遅延回路Ｉから出力されるときのク
ロックパルス周波数は同じ（ｆｌ）でめるので、送受信
系総合では音声信号の周波数変換がなく、完全に音声信
号は復元される。

上述の復元動作はマスタクロック発振器面の発振周波数
が送信および受信側とも同じで且つ周波数変化が同期し
ている場合を想定しているが、次に例えばマスタクロッ
ク周波数が送信側と受信側とで異なる場合についてその
動作を説明する。その場合、受信側でのクロック周波数
の変化の周期時間は、送信側の場合と異なるので、音声
信号が遅延後、受信側可変遅延回路Ｉから出力されると
きのクロック周波数は、送信側で音声信号がＢＢＤ（３
）へ入力する時のクロック周波数とは異なるために元の
音声に復元されず、スクランブルされた音声のままとな
って出力される。このことは、マスタークロック発振器
の周波数の相違を秘話通信方式のキーコードとして利用
できることを示している。本発明では、マスタークロッ
ク周波数の設定によル、キーコード数をマルチ化できる
ように構成されている。

さて、本発明の方式では、復元時の再生音質やスクラン
ブル効果はクロック周波数の変化４？性に太き・く左右
される。従って第２図の構成では、分周数を制御する論
理構成が重要なキーポイントとなる。

スクランブル効果については、クロック周波数の変化特
性における最大周波数（ｆｍａｘ）と最小周波数（ｆｍ
ｉｎ）の比ａｗ＝ｆｍａｘ／ｆｍｉｎが大きいことが望
ましく、実験ではαの値として１．５以上あれば、実用
上有効であるという結果が得られている。

又、本発明の方式は音声信号の時間軸変換方式であるの
で、送信側と受信側間の必要伝送帯域は時間軸変換のな
い場合に比べて高域側及び低域向ともほばα倍帯域幅が
広いことが要求される。一方、クロック周波数の変化特
性を送信側と受信側とで同期させるためには、送信側に
）で同期制御用の信号をスクランブル信号に重畳させて
送出し、受信側＠でフィルタ処理によって同期信号を分
離する方法がとられるが、この場合、音声信号の伝送に
使用できる帯域は制約を受ける。スクランブル信号は元
の音声信号に対して１／α〜αの間で周波数変化をして
いるので、伝送系の帯域が狭いと、低域側や高域側で音
声信号成分の欠落を生じ、復元時の再生音質が劣化する
。実験ではαの値として１８〜２，０以下には抑える必
要があるという結果が得られている。

又クロック周波数のとシうる値として第３図に示すより
に、２つの周波数（ｆａ）（ｆｂ）を交互に反復する方
法は論理回路■の構成も簡単でろり、送信と受信側の同
期が完全にとれている場合には非常に有効である。しか
し実際には同期信号の検出回路の特性のばらつきや伝送
系の周波数特性の制約に伴う位相ずれなどによる同期ず
れが若干発生する。

第３図のような２値周波数の切換え方法では、この同期
ずれが発生した場合、周波数の変換ずれの度合が大きい
ため再生音質の劣化が大きい。一方、第４図のよりｖＣ
り四ツク周波数が連続的に上昇と下降を反復する特性の
場合は、同期ずれの発生時における音質劣化は少ない。

第４図のような連続的なりロック周波数を得る方法とし
ては、電圧制御発振器（ＶＣＯ）に三角波信号を入力す
る方法などがらるが、ｖＣＯでは素子の入力電圧対周波
数特性のばらつきがあり、動作調整が面倒でろる。との
点、論理回路構成でディジタル的に分周数を制御してり
資ツク周波数を変化させる方法は有効である。更に、変
化させるクロック周波数の段数としては、実験では１６
〜３２位ろれば、実用上充分でろるという結果が得られ
ている。

本発明は以上の点を考慮して有効なりロック周波数変化
特性を得るための論理回路構成を提供するものでメジ、
その具体的回路構成について以下詳説する。

第５図は本発明に使用する論理回路の具体例を示す。同
図では説明の便宜上送信側及び受信側に使用する可変遅
延回路（３）（ｎ）の遅延段数として共に２°の場合に
ついて説明する。この場合、可変遅延回路（３）に入力
した信号成分は、クロックパルス（７！υを２１個相当
分の時間遅延後、該可変遅延回路（３）から出力される
。第５図の例で使用する制御カウンタ住９は２１進カウ
ンタでるシ、最上位のカウンタ回路（Ｑｌ）は可変遅延
回路へのり四ツクパルスを２Ｍ個計数ごとに１１１及び
１ｏ１値への切換えを反復する。ここでＮはｎよシも遥
かに大きな数でるる。

次に分周回路部も基本的には分局用カウンタ１Ｂから成
る。第５図の例では論理回路（４）の中に含まれている
マルチプレクサー１２４の出力（Ｍｎ）（図面上テは（
Ｓｌ）（８４）−（Ｓｎ）、ただし、（Ｓ２）（Ｓｇ）
は（Ｍｌ）の反転出力〕と分局用カウンタ賭の各段の出
力（Ｐｌ）（Ｐ２３−・・（Ｐｎ）とをそれぞれＯＲ回
路（２３−１）（２３−２）・・・（２５−ｎ）に印加
して、ＯＲ論理出力（Ｒ１）（Ｒ２）・−（Ｒｎ）をと
シ、更にこれら出力（Ｒ１）（Ｒ２）−（Ｒｎ）をＡＮ
Ｄ回路（２）に印加して、ＡＮＤ論理の出力をとヤ、辷
の出力によって分局用カウンタ酩をリセットする。尚、
そＯ際、マルチプレクサ−Ｑ渇は最上位段出力（Ｑｌ）
の出力が′０１のとき（Ａ）を出力し、甲のときＣＢ）
を出力するように選択される。゛また、その論理構成は
次の通シである。

（イ）　Ｑ１＝０のとき、５１＝Ｑ２，５２＝Ｓｓ＝り
ｚ、５ｋ＝Ｑｋ−１，（ｋ≧４） （ロ）　Ｑ１＝１のとき、５ｔ＝Ｑ２，５２＝Ｓｓ＝Ｑ
２，５ｋ＝Ｇ孔（ｋ≧４） 尚また、この場合、カウンタの種類によっては更にイン
バータ回路を挿入してカウンタα瞠のリセット端子に信
号を供給する必要がある。

第６図に第５図の論理構成を用いた場合の論理図表を示
す。例としてＰｎについてｎｍ＊ｘ＝６の場合を示す。

第６図では、分周数が２４〜３９の値の範囲で上昇と下
降を反復する動作を行ない、第４図に示した特性に類似
したクロック周波数変化が得られる。ａ＝ｆｍａｘ／ｆ
ｍ１ｎは約１６３倍でラシ、かなり有効なスクランブル
効果が得られる。また取シうる周波数の数も１６段数あ
るので、若干の同期ずれが発生しても復元時の再生音質
の劣化は少々い。以上ｎｍａｘ＝　６の場合ニついて説
明をしたがＨｍａｘ＞６についても同様の効果がらるこ
とは勿論でろる。

さて本発明の方式では、キーコードのマルチ化について
は、マスタクロック発振器住での周波数の設定によって
キーコード化が図れることを前述したが、実験ではスク
ランブル効果を実用上充分に得るには周波数を約１０５
倍変えておればよいという結果を得ている。この結果に
よれば１オクターブらたシ約１５個のキーコードがとれ
る。また可変遅延回路（３）の例としてＢＢＤ素子を用
いた場合には、ＢＢＤのクロック周波数使用範囲は一般
市販のもので約１０〜１ＱＱＫＨｚでるるので、実質２
．５オクターブはとれる。

従って本発明の秘話回路方式は実用上充分なキーコード
が得られる装置でるると言える。

上述の説明においては説明を簡単にするため送信側およ
び受信側のＢＢＤ可変遅延回路（３）α尋の遅延段数を
２Ｍ個とする例について説明したので、遅延回路（３）
Ｑｌに印加されるクロックパルスの繰返周波数は第４図
に示す如くカウンタ回路α９が２１＋２’＝２’−Ｈ個
のパルスを計数する期間でよいが、もし受信側の可変遅
延回路■の遅延段数が２８個の場合は前記周波数制御電
圧の繰返周波数はカウンタ回路が（２Ｍ　＋　２　Ｎ　
）個のパルスを計数する期間にすればよい。

（へ）効　果 このように本発明はキーコードが多数取れる秘話回路を
提供するものでるり、この方式を塔載した無線機を用い
れば、第三者に受信されても通話内容を傍受されること
はなく、通話の秘話性を保証する上で実用上大きな効果
を持っている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を示すブロック回路図、第２図は
本発明における秘話回路の要部のブロック回路図、第６
図および第４図は従来のクロックパルスの周波数変化特
性を示す図面、第５図は本発明の装置に使用する論理回
路の実施例、第６図は第５図の論理回路を用いた場合の
論理図表で６゛る。 図番の説明 ［３）（１４）・・・ＢＢＤ遅延回路、面・・・マスタ
ークロック発振回路、ｕａ・・・分局回路、１！ｌ・・
・制御カウンタ、（イ）・・・論理回路、＋２υ・・・
クロックパルス、Ｃ４・・・マルチプレクサ−、２３・
・・ＯＲ回路、（財）・・・ＡＮＤ回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ’　１１）（ａ）　信号をり四ツクパルスに従って順次
   サンプリングして記憶すると同時に出力する信号の可変
   遅延回路と、 Φ）前記クロックパルスを供給するマスタークロック周
   波数発振回路と、 （Ｃ）該発振回路の出力周波数を分周する分周回路と、 （ｄ）　前記可変遅延回路へ供給されるクロックパルス
   を計数するクロックパルスカウンタ回路と、（ｅ）　該
   クロックパルスカウンタ回路の出力信号により分周回路
   の分周数を制御する論理回路とを通信系の送信側と受信
   側とに備え、 送信側および受信側の前記可変遅延回路の遅延段数の和
   を２１＋１（ただし、Ｒは整数）とし、また、前記クロ
   ックパルスカウンタ回路を２１進カウンタで構成し且つ
   該回路の出力を上位から（Ｑｌ）（Ｑ２）・・・ぐｑ〒
   ÷・・・（Ｑヨ）とし、更に前記分周回路を分局用カウ
   ンタで構成し且っ該カウンタの出力を上位から（Ｐｌ）
   （Ｐ２）・・・（Ｐｎ）とし、前記論理回路のマルチブ
   レキサ−の出力を（Ｓｓ）（Ｓ２）−（Ｓｎ）とすルト
   き、該分周用カウンタのリセット信号として下記論理の
   信号（Ｒｅ）を用いて該分周用カウンタの分周数を制御
   し、 Ｒｅ＝（Ｐｔ＋８１）−（Ｐ２＋８２）−−−−（Ｐｎ
   ＋Ｓｎ）ここでＳｋ（ただし、ｋ＝ｉ〜ｎ）は （イ）Ｑｌ−０のとき ５１＝Ｑ２．５２＝ＳＩＳ＝Ｑ２．５ｋ＝Ｑｉｃ−１＋
   　（タｙし、ｋ＞４） （ロ）Ｑ１＝１のとき ５１＝Ｑ２，５ｚ＝Ｓｓ　＝Ｑｚ、５ｋ＝Ｑｋ−１（た
   ソし、ｋ≧４） 前記クロックパルス・カウンタ回路が前記可変遅延回路
   に供給されるり目ツクパルスを前記送信側の可変遅延回
   路の遅延段数と前記受信側の可変遅延回路の遅延段数の
   和の数だけ計数する時間周期で、前記可変遅延回路に供
   給されるりｐツクパルスの周波数を変化させて、伝送信
   号の時間軸の圧縮と伸長を交互に繰返し行なうことにょ
   〕伝送信号の周波数を変換して送信側から伝送系に送出
   し、受信側で元信号を再生することを特徴とする秘話通
   信装置。 １２Ｊ（ａ）　信号をり覧ツクパルスに従って順次サン
   プリングして記憶すると同時に出力する信号の可変遅延
   回路と、 （ｂ）　前記クロックパルスを供給するマスタークロッ
   ク周波数発振回路と、 （Ｃ）　該発振回路の出力周波数を分周する分周回路と
   、 （ｄ）　前記可変遅延回路へ供給されるクロックパルス
   を計数するクロックパルスカウンタ回路ト、（ｅ）　該
   クロックパルスカウンタ回路の出力信号によシ分周回路
   の分周数を制御する論理回路とを通信系の送信側と受信
   側とに備え、 送信側および受信側の前記可変遅延回路の遅延段数の和
   を２１＋１（ただし、事は整数）とし、また、前記クロ
   ックパルスカウンタ回路を２１進カウン漣で構成し且つ
   該回路の出方を上位から（Ｑｌ）（Ｑ２）・・・（Ｑ、
   ）とし、更に前記分周回路を４周用カウンタで構成し且
   つ該カクンタの出方を上位から（Ｐ＋　）（Ｐ２　）−
   （Ｐｎ）とＬ、前記論理回路のマルチブレキサ−の出方
   を（ｓｌ）（Ｓ２〕・・・（Ｓｎ）とするとき、該分局
   用カクンタのリセット信号として下記論理の信号（Ｒｅ
   ）を用いて該分周用カラ／りの分周数を制御し、Ｒｅ　
   ＝（Ｐ１＋８１　）−（Ｐ２＋５２）−−−−（Ｐｎ＋
   Ｓｎ）ここでＳｋ（ただし、ｋ＝１〜ｎ）は （イ）Ｑ１＝００とき ５１＝Ｑ２．Ｓ２＝Ｓｇ＝Ｑ２，５ｋ＝Ｑｋ−ｔ（ただ
   し、ｋ≧４〕 （ロ）Ｑ１＝１のとき Ｓ　１　＝Ｑ２　、５２＝Ｓｓ＝Ｑ２．５ｋ＝Ｑｋ−１
   （タタし、ｋ〉４） 前記クロックパルス・カランタ回路が前記可変遅延回路
   に供給されるクロックパルスを前記送信側の可変遅延回
   路の遅延段数と前記受信側の可変遅延回路の遅延段数の
   和の数だけ計数する時間周期で、前記可変遅延回路に供
   給されるクロックパルスの周波数を変化させて、伝送信
   号の時間軸の圧縮と伸長を交互に繰返し行な５ことによ
   シ伝送信号の周波数を変換して送信側から伝送系に送出
   し、受信側で元信号を再生し、且つ前記マスタークロッ
   ク周波数発振回路の出力周波数或は前記論理回路の論理
   構成を変えることによって前記可変遅延回路へ供給され
   るり四ツクパルスの周波数変化を所定の特性に設定して
   、キーコード化することを特徴とする秘話通信装置。