JPS6074741A - スペクトラムスクランブル送信方式 - 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】 本発明は、入力信号のスペクトラムをスクランブルして
送出することによシ、通信の秘話性を高くする送信方式
に関するものである。

第１図は従来の送信方式の機能構成を示す図であって、
ｌはスペクトラム反転回路、２はブレエンファシス回路
、３は位相変調回路、４は送信用アンテナ、１０は入力
端子、ａ、ｂＳｃは観測点である。

第２図はスペクトラムを模式的に表わした図で、図（ａ
）、（ｂ）、（ｅ）は各々第１図の観測点ａ、ｂ。

Ｃにおけるスペクトラムであり、ｆｌは周波数帯域の下
限周波数であシ、ｆ２は上限周波数である。

第２図において、入力信号の周波数ｆ１の成分を２重線
で示す。すなわち、第２図（ａ）に示すスペクトラムを
有する信号を入力端子１ｏに入力すると、観測点すでは
第２図（ｂ）に示すような反転したスペクトラムが得ら
れ、観測点Ｃでは第り１ｔｓｌｌ　／−１ｒｔｒ　；斗
ト＾夷ザ＾カ【二ｌユ？４日？ふプ今、人力信号の電力
なＧ　（ｆ）とすれは、スペクトラム反転Ｓ（菊で、反
転スペクトラムＳ　（Ｇ（ｆ）　）が表現される。

ここに、 Ｓ　［Ｇ（ｆ）　）　＝Ｇ　（ｆｏ　−ｆ　）但し　ｆ
ｆ［ｆｔ　ｔ　ｈ　Ｌ　ｆｏ＝ｆｓ＋ｆ＊　・・曲（イ
）プレエン７アシスの振幅自乗特性をＨｐ（ｆ）とすれ
ば、Ｈｐ（ｆ）は例えば式（由に示されるような関数で
与えられることが知られている。

したがって、位相変調回路３における周波数偏位ＦＤは
、 となる。

このエン７アシスπｐ　（ｆ）は、音声電力の長時間平
均Ｇ　（ｆ）が式（イ）の形を有し、かつ秘話がスペク
ト２ム反転に限定される時にのみ有効である。

式（めを式（コ）に代入すると、ＦＤは次のようにまる
。

調する場合の周波数偏位に等しくなることが知れる。し
かし、この例ではエンファシス関数Ｈｐ（ｆ）は、周波
数を多数のブロックに分割し、それらをブロックにおい
て信号成分を入れ換えた９反転したシしてよシ複雑な秘
話操作を施した場合、あるいは入力信号が式（４つのパ
ワースペクトラムのみでなく任意の平均電力周波数特性
を持つ場合には、ＦＤが必ずしも入力信号の位相変調時
の周波数偏位に一致するとは限らない。

本発明はよシ一般的なスペクトラムスクランブル秘話送
信において、微分手段とスペクトラムスク２ンプル手段
と積分手段とを縦続に接続して、スペクト２ムスクラン
プルによシ変調度が変化するのを、積分手段と微分手段
の組み合わせによるエンファシス機能によシ防止して位
相変調を行い送信するようにしたものでｓｂ、通信の秘
話性を高めかつスクランブルの有無で変調度（周波数偏
位）が変化しないようにし既存通信システムに経済的に
適用することができるようにすることを目的とするもの
であシ、以下図面と式によって詳細に説明する。

第３図は本発明の一実施例を示すブロック図であって、
５は微分回路、６はスペクトラムスクランブル回路、７
は積分回路、８は位相変調回路、９は送信用アンテナ、
１１は入力端子であ’）、ｄＳｅｓ　ｆＳｇは観測点で
ある。

第４図はスペクトラムを模式的に表した図で、図（ｃＬ
　（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）は各々第３図の観測点ｄＳｅ
。

ｆＳｇにおけるスペクト２ムでｈ’）、ｆｘ、ｆ鵞は周
波数である。

第３図において、微分回路５とスペクトラムスクランブ
ル回路６と積分回路７とが縦続的に接続された処理機能
を実現している。

この送信方式において、入力端子１１に帯域〔ｆｘ、ｆ
＝）に制限した信号を入力し、微分回路５で微分した後
、スペクトラムスクランブル回路６で信号のスペクトラ
ムをスクランブルしてから積分回路７で積分した信号を
位相変調回路８に印加することにより、スペクト２ムス
クシンプルにより暗号化した電波を送信している。

各部のスペクトラムは第４図に示すとおシである。ここ
で、ｆ＝ｆ、なる成分を２１１１線で示す。

本処理機能によシ秘話暗号化した信号は、入力信号と同
じ変調度（周波数偏位ＦＤ）を有する。

微分回路５の振幅自乗特性なＨｉ　（ｆ）　＝　ｆ　”
　、スペクト２ムスクランプルをＳ（（ト）と表現し、
積分回路７の振幅自乗特性を）１．（ｆ）＝ｆ’″！、
入力信号電力なＧ（１）とする。

ｆは周波数でｆＣ（ｆｔ　、ｆｓ　）である。

観測点ｅの信号をＧ　ｅ　（ｆ）　、観測点ｆの信号を
Ｇｆ（ｆ）、観測点ｇの信号なＧ　ｇ　（ｆ）とずれば
、各々、 Ｇｅ（ｆ）　＝　Ｇ（ｆ）Ｈｘ（ｆ）　、　・・・・・
−・”・”　（１）Ｇｒ（ｆ）　＝　５（Ｇｅ（ｆ）　
：］　、”・・”””””　（２）Ｇ　ｇ　（ｆ）冨Ｈ
＊（ｆ）　Ｇｆ（ｆ）　、　・・・・・・・・・・・・
・・・（３）と与えられる。

式（１）、（２）　を式（３）に代入すれば、次のよう
にＧ　ｇ　（ｆ）がまる。

Ｇｇ（ｆ）＝Ｈ雰（ｆ）　Ｓ　（Ｇ（ｆ）　Ｈｓ　（ｆ
）　）　・・・・・・・・・・・・・・・（４）したが
って、本発明の周波数偏位ＦＤｓｓは、と与えられる。

ところでＨｔ（ｆ）　＝　ｆ　５Ｈｓ（ｆ）　＝　ｆ−
”であるので、これを式（５）に代入すれば、次のよう
に簡潔になる。

スペクトラムスクランブルＳ（ト）は、例えば（１）帯
域（ｆｓ、ｆｔ）と帯域（ｆＢ、ｆｓ）と成分を入れ替
える動作や、（ｉｔ）帯域（ｆｙ、ｆｓ）の成分の反転
動作の１回以上の組み合せで実現できる。ここに、ｆｒ
　＜ｆｓ　＋　ｆａ　＋　ｆｓ　ｅ　ｆｇ　＊　ｆｔｅ
ｆａ＜ｆｔ、又Ｇ（ｆ）は任意な久方信号の亀カ特性で
るる。

先ず第５図に示す（１）の帯域成分の相互入れ替えの場
合のＦＤｓｓが保存されることを明らかにする。

ｆｔ−’ｆｓ＝　ｆｓ　−ｆｓ＝　１ｍ　なる＃８保を
満たすものとすれば、帯域Ｉ＝〔ｆａ、ｆ４〕と帯域■
＝〔ｆｓ、ｆ６〕との成分の相互入れ替えによシ、ＦＤ
ａｓは、 ＋　ＦＤｓｓ＋ａ　・・・・・・・・・・・・・・・（
７）となシ、ｆ確（ｆａ＋ｆ４）およびｆｔ（ｆｓ、　
ｆｓ　）の成分の入れ替えを実施しない部分の周波数偏
位ＦＤｓｓｍと変化分子’ｃｆｓ＊ｆａ）、ｆｔ（ｆｓ
ｅｆｓ：］とに分割できる。ここに帯域Ｉ、用を各々！
＝Ｃｆｓ＊ｆ４）、■＝（ｆＢ、ｆｓ）とする。

１１なるＦＤ成分をＦＤｓｓｘ、ｆｌ…なるＦＤ成分を
ＦＤｓｓｕとすれば、 において、スクランブルＳ［Ｆ（ｆ））は、帯域Ｉと帯
域Ｍの入れ替えを表わし、 ５（Ｆ（ｆ））＝Ｆ（ｆ−ｆｓ＋ｂ） ・・・・・・・・・・・・（９） ここにＦ（勾は任意の関数 と表現される。

したがってＦＤｓｓｌは、式（９）を式（８）に代入す
ることで、次のように与えられる。

式（ｌＯ）においてｘ＝ｆ−ｆｓ＋ｆ＋ｔなる変数変換
を施せば ｄｘ＝　ｄｆ　ｅ　ｘｌｆ、＝　ｆｓ　ｅ　ｘｊ、４＝
ｆｓ＋ｆ（ＩＩ（＝ｆｓ）　曲・・α１）式（ｌＯ）は
次の橡に要理できるー。

ここで改めで−　！＝ヂＪ−卦？と）−−ｒ−缶＃枢１
π一方、帯域■においては、スクランブルＳ　（Ｆ　（
ｆ））＝Ｆ（ｆ　”　ｆｓ＋　ｆｉ）となる。

したがって、ＦＤｓｓｎは次のように与えられる０ ・・・・・・・・・・・・・・・（１４）式（１４）に
おいて、変数変換ｙ＝ｆ−ｆ６＋ｆｓ　を施せば、関係
式 ％式％ （１５） が成立する。

したがってＦＤｓ引菫は、 ｙを再度ｆとおけば、最終的に がまる。Ｆｌ）８８ＢはスペクトラムスクランブルＳ［
′零〕に対し何ら変化を受けないので、とまる。

したがって帯域成分の入れ替えを行なった信号の周波数
偏位ＦＤｓｓは、 となる。

式（１９）は、ＦＤｓｓが入力信号Ｇ　（ｆ）を（ｉ）
なる帯域の入れ替え操作によるスペクトラムスクランブ
ルを施さず位相変調する場合の周波数偏位に一致するこ
とを示す。

次に第６図に示すように（１１）なるある帯域■＝（ｈ
＊ｆｓ）において、成分をスペクトラム反転する操作に
対する周波数偏位ＦＤｓｓを考える。ｆＥＩｌｌにおい
ては、スクランブルＳ（＊：］は、式（２０）のように
表現できる。

５（Ｆ（ｆ））＝Ｆ　（ｆｏ　−ｆ）　ｔ　ただしｆ　
６　＝　ｆ　ｙ　＋　ｆ　ｓ　・−・・（２０）したが
って、 Ｈｌｌｌでは、スペクトラム反転を実行しないので、帯
域ｍ以外ではＳ　（Ｆ（ｆ）　）　＝　Ｆ（ｆ）カ成立
する０ したがって、式（２１）は次のようになる０式（２２）
の右辺第２項において、ｘ＝ｆｏ−ｆなる変数変換を施
す。変数変換において、ｄｘ＝−ｄｆｅ　ｘｌｆ７＝ｆ
ｓ　＋　ｘｉｆ８＝ｈ　−・−＝・（２３）なる関係が
成立する。これらを式（２２）に代入すを得る。

式（２４）の右辺第２項の変数Ｘを改めてｆと表を得る
。

式（２５）はスペクトラムスクランブルを施さない時の
入力信号Ｇ　（ｆ）の位相変調時の周波数偏位に等しく
、スペクトラム反転を施しても周波数偏位が保存される
ことが知れる。

任意のスペクトラムスクランブルは、既に述べたように
、（１）の帯域の相互入れ替えと（ｉｉ）の帯域内成分
のスペクトラム反転の２操作を多数回組み合せることで
実行できる。

この基本操作において、本発明の方式を採用するとき、
周波数偏位が保存されるので、多数回の組み合せでも周
波数偏位が保存されるのは明らかである。

以上説明したように、本発明は入力信号を微分し、スペ
クトラムスクランブルした後、積分し位相変調すること
によシ、変調時の周波数偏位な入力信号を直接位相変調
する場合の周波数偏位に等しくすることができ、送信波
の秘話性をスクシンプルの施し方で十分高くでき、既存
のＰＭ伝送システムに直接適用でき、経済的に導入でき
る利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のエンファシスを用いるスペクトラム反転
秘話送信方式を表わす図、第２図は電力スペクトラムを
模式的に示す図、第３図は本発明の一実施例を示す図、
第４図は電力スペクト２ムを模式的に示す図、第５図は
、スクランブルの基本操作である帯域成分の相互入れ替
え操作を表わす図で、図（ａ）は成分の入れ替え前を示
し、図（ｂ）は成分の入れ替え後を示す。 第６図は、スクシンプルの第２の基本操作である帯域間
成分のスペクトラム反転操作を表わす図であシ、図（ａ
）は反転前を示し、図（ｂ）は反転後を示す。 １・・・・・・・・・スペクトラム反転回路、２・・・
・・・・・・プレエンファシス回路、３・・・・・・・
・・位相変調回路、４・・・・°゛°°゛送信用アンテ
ナ、５・・・・・・・・・微分回路、６・・・・・・・
°°スペクトラムスクランブル回路、７・・・・・・・
・・積分回路、８・・・・・・・・・位相変調回路、９
・・・・・曲送イＢ用アンテナ、ｉｏ、ｉｉ・・・・・
・・・・入力端子第１図 （ａ）、　（ｂ）　＜ｃン ｆｌ　ｆ２　ｉｔ　ｈ　ｆｔ　ｈ 第３図　。 第４図 ＜ｃｈ　（ｅ＋　（ｆ）＜９＞

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （ｆｆ号大入力端ら順次縦続に接続された、微分回路と
   、スペクトラムスクランブル回路と、積分回路と、位相
   変調回路とを有し、前記微分回路と前記積分回路とのエ
   ンファシス機能により、送信すべき入力信号に対してス
   ペクトラムスクランブルを施してもスペクトラムスクラ
   ンブルを施さない時の変調度と同じ変調度を保ちつつ位
   相変調を行うことを特徴とするスペクトラムスクランブ
   ル送信方式。