JPS61150423A - 無線通信の秘話装置 - 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】 「産業上の利用分野」 この発明は無線通信において通話内容が盗聴され難いよ
うにするための秘話装置に関する。

「従来の技術」 従来の秘話装置（盗聴防止装置とも云う）は音声スペク
トラムをくし形ろ波器で複数個の部分に分け、その間波
数軸上の位置を変化させて送信し、受信側ではこれの逆
操作により原音声スペクトラムを再現するとか、あるい
は音声信号をサンプリングし、サンプルされた信号の時
軸上の位置を変化させて送信し、受信側ではこれの逆操
作により原音声信号を再現する等、比較的複雑なもので
あった。

また全加入者は同種類の秘話装置を用いることが多いた
め、盗聴の意志を持った人（以下盗聴者と云う）が盗聴
防止装置を何らかの手段で入手した場合、盗聴を防止す
ることは困難であった。

この発明の目的は伝送する信号には何ら操作な施さず、
比較的部用な装置で盗聴を困難ならしめる無線通信にお
ける秘話装置を堤供することにある。

「問題点を解決するための手段」 この発明によれば一つの固定無線局のサービス領域内で
通話中に通話チャネルを任意の時間長ごとに、他の任意
の通話チャネルへ切替え、この切替えごとにチャネル指
定信号を送信する。このチャネル指定信号は暗号化して
送信することが好ましく、しかもその解読アルゴリズム
を加入者ごとに異ならすとよい。

「実施例」 以下この発明を自動車電話方式に適用した場合につき詳
細（二説明する。自動車電話方式では８００〜９００Ｍ
Ｈ１帯に２５　ＫＨ２帯域幅の６００チヤネルの送信並
びに受信チャネルが夫々設けられている。夫々の送受チ
ャネル対に番号をつけチャネル１、チャネル２．・・・
・・・・・・、チャネル６００と呼ぶことにする。自動
車電話方式ではサービス領域を小さなゾーンζ二分割し
、夫々のゾーンには上記チャネルの一部が割当てられ、
割当てられたチャネルは干渉が発生しない距離だけ離れ
た他のゾーンで再使用される。いま例えばサービス領域
の中央区付近のゾーン（第１ゾーン）にチャネル１から
チャネル３０までの３０チヤネルが割当てられていると
考える。

この発明ではこのチャネルをゾーンに固定したものとす
ることなく比較的短い時間、例えば１０秒とか２０秒ご
とに他のチャネルへ切替える。すなわち基地局の送・受
信機および移動局の送・受信機の周波数を他のチャネル
の川波数へ比較的短い時間で変更する。このチャネル切
替えは基地局で制御し、基地局側の意志で随時行う。近
年フェーズロックドループ（位相同期ループ、以下ＰＬ
Ｌと云う）ディジタルシンセサイザー（周波数合成器）
を発振源とする無線機が広く用いられている。

このような無線機においては、送信機および受信機のチ
ャネル周波数を変更することは極めて容易で、チャネル
周波数を決定するＰＬＬ内の可変逓分回路の逓分数を新
チャネルのそれへ変更すればよい。

中央区のゾーン（第１ゾーン）に初め、すなわちｔ：０
に第１図に示すようにチャネル１からチャネル３０まで
が割当てられてｂ、）だとする。その後のｔ１秒后（を
二ｔ＋）には同ゾーンのチャネルはチャネル１６１から
チャネル１９０へ切替えられ、更にそのｔ２秒后にはチ
ャネル５０１からチャネル５３０へと切替えられる。こ
の場合どれだけチャネル番号を変化させるかは全く任意
で、例えば擬似ランダム数を発生させて、その数だけチ
ャネル番号を変化させてもよい。またチャネルを切替え
る時間間隔も１０秒とか２０秒というように固定する必
要もなく、例えばこれも擬似ランダム数を発生させて、
その数に応じた秒数だけ通話して、その後切替えてもよ
い。このような操作を通話中に行うのがこの発明の特徴
である。第１図にｔ＝Ｑ、ｔ＝：ｔ、および１　＝　１
１＋　１２における他のゾーンのチャネル配置例を示す
。

以上の説明では説明を簡単にするため、全チャネルを一
部に一方向ヘンフトさせたが、これは必要条件ではなく
、全チャネルをゾーン間で同一チャネル干渉が発生しな
いという条件の下で全く任意に切替えてもよい。

このような構成にすると盗聴者がたとえある瞬間盗聴に
成功しても、数秒后には通話チャネルは他のチャネルへ
切替わってしまい、６００チヤネル中のどのチャネルへ
切替わったかわからないため盗聴は極めて困難となる。

第２図は基地局のこの発明と関係ある部分の構成例を示
す。基地局計算機１１では現在どのゾーンでどのチャネ
ルが使用中であるかが判るようにされている。次に指定
する斉ヤ゛ネＰしに対応する移動局ＰＬＬ回路の可変逓
分数情報（チャネル指定信号と記す）を接点８１１　ｒ
　Ｓ２１＋・・・・・・、ｓｎｔをそれぞれ介してラッ
チ回路Ｌｌｌ　ｒ　Ｌ２□、・・・・・・、Ｌｎｌへ時
分割で送る。また次に指定するチャネルに対応する基地
局送受信機ＰＬＬ回路の可変逓分数情報（チャネル指定
信号）を接点８１２　＋　Ｓ２□、・・・・・＋Ｓ１２
をそれぞれ介してラッチ回路Ｌ１２　ｅ　Ｌ２゜、・・
・・・・＋Ｌ１２へ時分割で送る。パルス間隔が擬似ラ
ンダムに変化しているパルス列が計算機１１よりプログ
ラムにより発生される。ｔ＝０（二同パルス列の一つの
パルスが計算１４１１から出力されるとパルスは接続点
１２で２分され、その一方のパルスは線路１３を通って
ラッチ回路Ｌｌｌ　＋　Ｌ２１　＋・・・・・・＋　Ｌ
ｎｌに加えられ、これらラッチ回路Ｌｌｌ　＋　Ｌ２□
、・・・・・・＋　Ｌ（１１の内容はそれぞれ送信Ｂｉ
　ＴＸＩ　＋　ＴＸ□、・・・・・・Ｉ　’ｒｘｎに加
えられて、移動局へのチャネル指定信号が各送信機から
送出される。接続点１２で２分された曲刃のパルスは遅
延回路２４で一定の遅延を受け、線路２５を通じてラッ
チ回路Ｌ１□＋　Ｌｌｇ　＋　Ｌ２□。

Ｌ２８．・・・・・・＋　ＬＨ２＋　ＬｌｌＢへ加えら
れ、これらラッチ回路の内容はそれぞれ送受信ＲＴｘｔ
　＋　Ｒｘ＋　＋　ＴＸ□。

Ｒｘ□、・・・・・・、Ｔｘｏ、Ｒｘｎへ加えられて、
これら送受信機のチャネル周波数は計算機１１の指示し
た他のチャネルへチャネル切替えされる。なお遅延回路
２４の遅延時間は基地局と移動局とでのチャネル切替え
に要する時間差だけ遅延される。このようにして計算機
１１からランダムパルス列の１パルスが発生するごとに
ラッチ回路に対するチャネル指定信号のラッチ、その内
容の移動局への送信、基地局の送受信機のチャネル切替
えが行われる。

しかしながらこのようなチャネル切替えを行う無線通信
方式を実現するためには解決しなければならぬ技術的な
問題点かあ妬７゜通話中にあるチャネルから他のチャネ
ルへチャネル切替えすることは、現在の自動車電話方式
でもゾーン切替えとして用いられている。ゾーン切替え
は基地局でチャネルのＳＮ比を測定して、これが基準値
を割ると基地局より移動局へゾーン切替信号が送出され
る。このゾーン切替信号にはどのチャネルへチャネル切
替えするかを示すチャネル指定信号が含まれている。こ
の発明においてもチャネル切替えの度にチャネル指定信
号を基地局より移動局へ送出するものとする。チャネル
指定信号を移動局が受信して可変逓分回路の逓分数を新
チャネルのそれへ変化させた時、ＰＬＬ発振器が新しい
チャネル周波数になるまでに多少の時間、すなわち引き
込み時間がか＼る。移動局のチャネルが新チャネルに切
替わると前記方式ではループチェックを行う。以上説明
したようにチャネル切替は多少の時間を要し、短時間で
はあるが音声信号断を伴う。

チャネル切替時間を短縮する研究は現在も進められてお
り、通話中にチャネル切替えしても通話品質に殆んど影
響を与えないようにすることは可能である。例えば引き
込み時間を短縮するにはＰＬＬ回路に電圧シンセサイザ
ー回路を併用し、移動局がチャネル指定信号を受信した
時、これを論理回路へ加えその出力で可変逓分回路の逓
分数を変化させるとともに、同信号をアナログ電圧に変
換し、そのアナログ電圧を電圧制御発振器に加えること
により、引き込み時間を大幅に短縮できることはよく知
られたことである。

第３図に移動局のチャネル１波数発生部の例を示す。チ
ャネル指定信号復調器３１で復調されたチャネル指定デ
ィジタル信号は論理回路３２へ加えられ、その出力の一
部は可変逓分回路３３へ加えられて可変逓分回路３３の
逓分数を新チャネルのそれへ変化させる。可変逓分回路
３３の出力は基準水晶発振器３４の出力と位相比較器３
５で比較され、その比較出力は低域通過ｐ波器（ＬＰＦ
）３６を通って直流電圧となって電圧制御発振器３７の
発振周波数を制御する。論理回路３２の他の出力はＤ／
Ａ変換器３８でアナログ電圧（＝変換され、このアナロ
グ電圧は電圧制御発振器３７が新チャネルの周波数で発
振している時Ｃ二、この電圧制御発振器３７にカロえら
れるべき直流電圧にはゾ等しいので、引き込み時間は極
めて短時間となる。論理回路３３の作用を移動局内のマ
イクロコンピュータで行ってもよい。

また基地局−移動局間の信号として帯域外信号を用いれ
ば、通話と無関係にチャネル指定信号の送受が可能とな
るので、その分だけ音声信号断の時間が短縮される。

現在の自動車電話方式では基地局において多数の送信機
出力が１台の送信アンテナを共用している。この目的の
ためにアンテナと送信機との間に送信アンテナ共用装置
を用いている。この送信アンテナ共用装置は極めてＱの
高い戸波器回路からなっていてｐ波器の中心同波数は夫
々のチャネルの中心同波数に設定されている。従って基
地局で送信はの送信チャネル閘波数を変更すると送信波
は前記Ｐ波器回路を通過することができなくなる。

この対策としてはこの発明者の発明（二なる時分割１Ｓ
号合成装置（特願昭５５−９９５７３信号合成装置）を
用いるとよい。この信号合成装置は信号波群を周波数軸
上で合成するのではなく、時間軸上で合成するもので（
アナログ信号）−（時分割信号）の変換部にはレゾナン
トトランスファーの１県理に基づく回路を用い、原理的
には３ｄＢの損失で多数の信号波を合成できるものであ
る。同装置で使用される戸波器は合成すべき信号波全部
を通過させる帯域通過戸波器であるから、自動車電話方
式の場合には基地送信６００チャネル全部ち・通過させ
得る。従ってチャネル切替しても全部のチャネルは通過
帯域内にあるから全く問題を生じない。第４図（二この
場合のアンテナ共用系の構成を示す。基地送信アンテナ
４１に時分割信号合成装置４２が接続され、時分割信号
合成装置４２に送信機１１，１□、・・・・・・＋　１
１が接続される。これら送信機の出力は時分割信号合成
装置４２で合成されて送信アンテナ４１へ給電される。

盗聴者無線機として通話者無線機と同様にチャネル指定
信号を受信できるものを用い、このチャネル指定信号の
指示に従って盗聴者が無線機のチャネルを指示された新
チャネルへ切替えをする可能性も考えられる。この対策
としては基地局からのチャネル指定信号を暗号化して送
信し、移動側では受信信号そのまＮではチャネル指定信
号として使用できないようにするとよい。移動局は暗号
化されたチャネル指定信号を受信すると、移動局内のマ
イクロコンピュータで、そのカロ入者特有のアルゴリズ
ムで受信信号に一定の演算をほどこし、その結果新しい
チャネル指定信号が得られるようにする。このためには
基地局で正しいチャネル指定信号を夫々の加入者のアル
ゴリズムに対応して暗号化しなければならないが、基地
局では大形の計算機を使用できるので、このようなこと
は可能である。

以上サービス領域が多数のゾーンから構成され、通信サ
ービス用チャネルの一部を各ゾーンへ割当てた無線通信
方式について説明したが、サービス領域が１ゾーンで構
成されている蛍純な場合、つまり一つの固定無線局のサ
ービス領域の場合もある。この場合には同一ゾーン内の
チャネル間どうしでチャネル切替をすることになる。こ
の場合、現在使用されている基地局の高ＱＰ波器を用い
た送信アンテナ共用装置はそのま＼使用可能となる。

すなわち変調器にかＮる変調入力を切替えるか、あるい
は中間周波段で切替えればよい。

第５図は変調人力を切替える場合のこの例を示す。いま
ｔ＝Ｑでクロスバ−形接点Ｓｌｌ　ｌ　ｓ２□。

・・・・・・ｌ　ｓｎｎが接となっていると考えると、
送信機ＩＩへは変調人力２．が、送信機１□へは変調人
力２２が、送信機１゜へは変調人力２ｎが接続されてい
る。１＝１゜にチャネル切替えを行って接点Ｓｌｌ　ｌ
　ｓ２□、・・・・・・。

Ｓｎｎを開放して、例えば接点８２１　＋　Ｓｎ２　＋
・・・・・。

Ｓｌｎを閉じたとすると送信機１１へは変調人力２゜が
、送信機１□へは変調人力２、が、送信機１ｎへは変調
人力２□がそれぞれ接続されるので、基地局送信機での
チャネル切替が行われたことになる。送信機１．。

１□、・・・・・・ｒ　１４１の送信出力は高ＱＥＦ彼
器を用いた送信アンテナ共用装置４３を通じて共通の基
地局送信アンテナ４４へ給電される。

この場合もちろん基地局から移動局へチャネル指定信号
を送り、移動局の送・受信周波数を変更する必要のある
ことは明らかである。送信機１、。

１□、・・・・・・、１ｏの中間１波数段で切替えを行
う場合−４第５図に示した構成と同様にしてチャネル切
替えを行うことができる。

またサービス領域が多数のゾーンから構成され、通信サ
ービス用チャネルの一部を各ゾーンへ割当てた無線通信
方式においても、現在使用されている装置をそのま一活
用するという立場から、高Ｑ戸波器を用いた送信アンテ
ナ共用装置をそのま＼使用する場合も考えられる。この
場合の基地局アンテナ共用系の構成は第５図に示した場
合と同じでよいことも明らかである。

また既にサービス状態にあり、盗聴防止装置を６装して
いない自動車電話移動局と共存しながら順次、この発明
の盗聴防止装置を着装した移動局を導入することも可能
である。以下この点について説明する。自動車電話方式
（二おいては通話開始前に、基地局と移動局との間で共
通線信号チャネルを通して制御信号を送受し、この中に
移動局から基地局向けの移動局番号の伝送が含まれてい
る。

基地局は通話を開始しようとしている移動局が盗聴防止
装置を着装しているか、着装していないか基地局計算機
のメモリに記憶しておく。従って基地局では現在通話を
している移動局のうち、どの移動局が従来形の移動局で
、どの移動局がこの発明の盗聴防止装置を着装している
移動局かを知ることができる。従来形移動局が使用して
いるゾーン名およびチャネル番号も基地局で知り得るの
で、これ等のチャネル以外の他のチャネル間でのみこの
発明の盗聴防止のためのチャネル切替えを行えばよい。

そうすれば従来形移動局はゾーン切替えを考慮外とする
と、通話の初めから終りまで同一のチャネルで通話でき
る。従来形移動局の使用するチャネルとこの発明の盗聴
防雨装置を着装した移動局の使用するチャネルとを固定
的に分ける必要はなく、その時その時のトラフィック状
況に応じてチャネル切替えをするチャネル群とチャネル
切替えをしないチャネル群へ分けられる。また一つのゾ
ーン内で全チャネルが同期して−せいｌニチャネル切替
えをする必要はない。１　＝　１；にチャネル１００と
チャネル４５１との間でチャネル切替えして、ｔ＝弓（
ｔ’、　”＋　ｔ、’　）にチャネル１０１とチャネル
５との間でチャネル切替えしてもかまわない。しかしな
がら異なるゾーンで使用されている複数の同一チャネル
は同一チャネル干渉の発生の恐れがある時は同期をとっ
てチャネル切替えをする必要がある。

「発明の効果」 以上説明したようにこの発明の秘話装置では通話中にひ
んばんにチャネル切替えが行われ、あるチャネルに停っ
ている時間長は不定であり、またチャネル切替え先のチ
ャネル番号も不定であるから盗聴者は短時間盗聴に成功
しても通話全部を盗聴することは非常に困難である。特
にチャネル指定信号を暗号化して伝送する場合は盗聴を
一層困難にし、通話全部を盗聴するためには、盗聴者は
盗聴したい相手移動機固有の暗号解読のためのアルゴリ
ズムを知らなければならず、そのアルゴリズムは比較的
簡単にソフトウェアの変更で変更できるから、１ケ月か
２ケ月に一度ずつアルゴリズムを変更すれば盗聴をいよ
いよ困難とすることができる。

また移動機の装置面から考えると、通話信号それ自体に
は何ら処理を施さず、チャネル指定信号のみを暗号化し
ているので現用移動機のマイクロコンピュータのソフト
ウェアの変更で対処できる利点がある。

この発明の装置と共に、先に述べた従来方式を併用すれ
ば前記短時間の盗聴のおそれもなく、完全な盗聴防止が
行われる。以上自動車電話方式を例にとって秘話装置の
原理を説明したが、この発明は自動車電話方式のみに限
定されるものでなく無線通信方式に一般に広く適用され
ることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の詳細な説明するための時間の経過に
伴う各ゾーンへのチャネル割当ての一例を示す図、第２
図は基地局中のこの発明と関連のある部分の例を示すブ
ロック図、第３図は移動局チャネル問波数発生夢の構成
例を示すブロック図、第４図は基地局の送信アンテナ共
用系の構成例を示すブロック図、第５図はサービス領域
が１ゾーンの場合の送信アンテナ共用系の構成％１を示
すブロック図である。 特許出願人　　日本電信電話公社 代　　理　　人　　　草　　野　　　　　卓オ　１０ □固兼叡 冷　２回 牛３圓 第４日 ヰ　５圏 手続補正片（自発） 昭和６０年１０月１６日 １事件の表示　　特願昭５９−２７２５５４２発明の名
称　無線通信の秘話装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 日本電信電話法式会社 昭和６０年４月１日名義変更済（一括）４、代　理　人
　　東京都新宿区新宿４−２−２１　　相模ビル５、補
正の対象　　明細書中特許請求の範囲の欄および発明の
詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１）　　特許請求の範囲を別紙のとおり訂正する。 （２）　　明細書３頁１０行［しかもその・・・・・・
加入者ごアルゴリズムのキーを加入者ごと」と訂正する
。 （３）同Ｍ４頁８〜９行、５頁１２行１１０秒とか２０
秒」を「３秒とか５秒」とそれぞれ訂正する。 （４）　　同書５頁１７行「における他のシー」を「・
二おける各シー」と訂正する。 （５）同書１２頁１４〜１７行［アルゴリズムで・・・
・−・・アルゴリズムに対応して」を［解読アルゴリズ
ム又は解読アルゴリズムのキーに従って受信信号に一定
の演算をほどこし、その結果新しいチャネル指定信号が
得られるようにする。このためには基地局で正しいチャ
ネル指定信号を夫々の加入者の解読アルゴリズム又は解
読アルゴリズムのキーに対応して」と訂正する。 （６）同書１７頁４〜９行「アルゴリズムを・・・・・
・・・困難とすることができる。」を［アルゴリズム又
は解読アルゴリズムのキーを知らなければならず、その
解読アルゴリズム又は解読アルゴリズムのキーは比較的
簡単にソフトウェアの変更で変更できるから、１ケ月か
２ケ月に一度すつ解読アルゴリズム又は解読アルゴリズ
ムのキーを変更すれば盗聴をいよいよ困難とすることが
できる。」と訂正する。 以上 特許請求の範囲 （１）一つの固定無線局のサービス頃域内での通話中に
、通話チャネルを任意の時間長ごとに他の任意の通話チ
ャネルへ切替える手段と、上記通話チャネルの切替えご
とにチャネル指定信号を送信する手段とを設けたことを
特徴とする無線１ｆｆｌ信の秘話装置。 （２）　　上記チャネル指定信号を暗号化することを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の無線通信の秘話装
置。 （３）暗号化されたチャネル指定信号の解読アルボに異
ならしめたことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
の無線通信の秘話装置。 （４）秘話装置を着装していない無線局が使用している
通話チャネル以外のチャネル間のみで上記通話チャネル
切替をすることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の無線通信の秘話装置。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）一つの固定無線局のサービス領域内での通話中に
   、通話チャネルを任意の時間長ごとに他の任意の通話チ
   ャネルへ切替える手段と、上記通話チャネルの切替えご
   とにチャネル指定信号を送信する手段とを設けたことを
   特徴とする無線通信の秘話装置。
2. （２）上記チャネル指定信号を暗号化することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の無線通信の秘話装置。
3. （３）暗号化されたチャネル指定信号の解読アルゴリズ
   ムを加入者ごとに異ならしめたことを特徴とする特許請
   求の範囲第２項記載の無線通信の秘話装置。
4. （４）秘話装置を着装していない無線局が使用している
   通話チャネル以外のチャネル間のみで上記通話チャネル
   切替をすることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の無線通信の秘話装置。