JPS63124637A

JPS63124637A - 秘話装置

Info

Publication number: JPS63124637A
Application number: JP27131086A
Authority: JP
Inventors: Kenji Nakayama; 謙二中山
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1986-11-13
Filing date: 1986-11-13
Publication date: 1988-05-28

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〕本発明は秘話装置に関し、特に通信などにおける盗聴防
止のために送信信号のスペクトルを複数の帯域に分割し
てこの信号帯域を送受信者のみが知る規則に従って並べ
替える秘話装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種の秘話装置では、信号の帯域を分割して並
べ替える方法として次の２通υの方法が用いられている
。１つは離散フーリエ変換によシスベクトル分析し、ス
ペクトルの並べ替えを行りた後、逆離散フーリエ変換を
行って時間域信号に戻す方法でちゃ、他の１つはフィル
タバンクで帯域分割した後、振幅変調により帯域の並べ
替えを行う方法である。いずれの方法でも受信側におい
ては送信側の逆操作を行う。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来の第１の方法では隣接帯域間のスペクトル
の重なシを小さくするためには離散フーリエ変換のサイ
ズを大きくする必要がある。すなわち、分割帯域の数と
スペクトルの重なシを独立に制御できないという問題が
ある。また、第２の方法ではこのような問題はないが、
送信信号の帯域をｆｃとすると、すべての帯域通過フィ
ルタを標本化周波数ｆｓ　（＞　２　ｆｃ　）で動作さ
せる必要がある。

このため、一般に計算量が多くなシ回路が複雑に力ると
いう問題がある。

本発明の目的は、離散時間回路を前提とし、このような
問題を解決した秘話装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の秘話装置は、送信信号の帯域を複数に分割して
各帯域のスペクトルの並び順を入れ替えることにより秘
話信号を得る秘話装置において、前記送信信号の帯域を
ｆｃとし周波数ｆｓ（＞２ｆｃ）で標本化された送信信
号が入力される周波数ｆｓで動作するＮ個の帯域通過フ
ィルタが並列された第１のフィルタバンクと、この第１
のフィルタバンクからの出力信号が周波数ｆｓ／Ｎで標
本化された後入力されるＮ個の入力端子とＮ個の出力端
子が予め訣められた規則に従って１対１に接続されてい
る変換器と、この変換器からの出力信号が標本値間に零
を（Ｎ−１）個内挿することによ）周波数ｆｓで標本化
されて入力される周波数ｆ、で動作するＮ個の帯域通過
フィルタが並列接続された第２のフィルタバ／りと、こ
の第２のフィルタバンクからのＮ個の出力信号を加算す
る加算器とを備えている。

〔作用〕

第１図（ａ）は本発明の秘話装置の基本構成を示すブロ
ック図、同図（ｂ）は同図（ａ）の各部信号の周波数特
性・を示す図である。これは送信側の構成であるが、受
信側では全く逆の処理が行われる。以下、回路の動作を
図面に従って説明する。

入力信号Ｘ（ｚ）１は周波数ｆｓで標本化されているも
のとする。この入力信号Ｘ（ｚ）１はＨｉ　（ｚ）　（
ここでｉはＯおよび正の整数）を伝達関数とし、ｆｓを
標本周波数とする帯域通過フィルタ２０〜２４によシ帯
域分割される。伝達関数Ｈｉ（ｚ）の振幅特性の例を第
１図１ｂ）のＩＢ）に示す。図中２０〜２４がそれぞれ
伝達関数Ｈ６ｔｚ＋〜Ｈｓ（Ｚｌの振幅特性である。こ
れらの帯域通過フィルタ２０〜２４の出力信号をＸｉ　
（ｚｌとすると、次式（１）で与えられる。

ｊωＴＸ４ｔｚｌ＝Ｈｉ（ｚ）Ｘ（ｚ）、　　ｚ　＝ｅ　　　
、Ｔ＝１／ｆｓ　　（ｉ）出力”号）’Ｈｚ）は周波数
ｆｓ／Ｎで開閉するスイッチ２によシ標本化される。こ
の処理はＮ個に１個の割で標本値を取り出すことに相当
している。このようにして得られた信号をＸ１ｆＺ）と
する。標本化周波数がｆｓからｆｓ／Ｈに低減されてい
るから信号Ｘ１（ｚ）と出力信号ｘｉｆｚｌの関係は次
式（２）で与えられる０第１図（ａ）の回路ではＮ＝５である。式（２）から分
かるように信号Ｘ１（ｚ）はｆｓ　／　Ｎ　ｋ周期とし
て繰シ返す振幅特性を有するから振幅変調と同じ効果が
得られる。第１図（ｂ）の（Ｃ）　、　ｔＯに信号Ｘ、
ｏ　（Ｚ）　、　Ｘ　ｔ（Ｚ）　＋７）振＠特性の例を
示す。信号Ｘ１（ｚ）の配列はブロック５によシ並べ替
えられる。これはスペクトルの並び替えを行うためであ
る。ブロック５の入力端子の番号をｉ、出力端子の番号
をｋとすると、番号ｉからｋへのマツピングｋ　＝　ｆ（ｉ）　　　　　　　　　　　　　　　（３
）は送受信者のみが知っている情報である。第１図（ａ
）の回路ではに：０　１　２　３　４ｉ：１　４　３　０　２である。ブロック５の出力信号Ｘｋ（Ｚ）とする。出力
信号Ｘｋ−（Ｚ）は周波数ｆｓで開閉するスイッチ８に
より標本化される。この処理は零内挿によシ行われる。

すなわち、出力信号ＸｋｌＺ）の標本値間に（Ｎ−１）
個の零を内挿することにより標本化周波数をｆｓ／Ｎか
らｆｓに変換する。スイッチ８からの信号がＨｌｃ（Ｚ
）を伝達関数とし、ｆｓを標本化周波数とする帯域通過
フィルタ６０〜６４に入力される。

Ｙｋ　（Ｚ）　＝　Ｈｋ　（２１Ｘ　ｋ　（Ｚ）　　　
　　　　　　　（４１伝達関数Ｈｋ　（Ｚ）の振幅特性
は第１図ｆａ）の（Ｂ）と同じである。ブロック５で信
号の配列が変換されているため伝達関数Ｈｋ　（Ｚ）で
取り出されるスペクトルは第１図（ｂ）の（ｑ、　！１
１１に例示するように伝達関数Ｈｉ　（ｚ）の場合と異
なっている。これによシ、スペクトルの並び順が変換さ
れる。帯域通過フィルタ６０〜６４からの出力信号Ｙｋ
　ｔＺ）を加算器９で加算することにより入力信号Ｘ（
ｚ）　ｌのスペクトルを入れ替えた信号Ｙ（ｚ）１０が
得られる。

本発明では帯域分割後、ダウンサンプルすることにより
等価的に振幅変調を行うことができ、変調器が不要とな
る。また、帯域分割フィルタの入出力信号のいずれかの
標本化周波数がｆｓ／Ｎになるため、計算量を低減する
ことが可能となる。

（実施例）次に本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明す
る。

第１図１３＋の入力信号Ｘ１ｚ）から信号ｘｉ（ｚ）を
得る過程と出力信号Ｘｋ（Ｚ）から信号Ｙ（ｚ）を得る
過程は従来のトランスマルチプレクサ−と同様にしてポ
リフェイズフィルタと高速フーリエ変換を用いて実現で
きる（後記の文献〔１〕参照）。第２図は本発明の秘話
装置の一実施例を示すブロック図である。　　゛周波数
ｆｓで標本化されている入力信号ＸｔＺ）１はＮ個のＴ
（１／ｆｓ）秒遅延器Ｚ−１が直列接続されたブロック
１１に入力される。入力信号そのものと各遅延器２−１
からの出力信号が周波数ｆｓ／Ｎで開閉するスイッチ２
によシ標本化される。この処理はＮ個に１個の割で標本
値を取シ出すととに相当している。このスイッチ２から
の信号は、伝達関数がＨｉ（Ｚ）であシ標本化周波数ｆ
ｓ／Ｎで動作するポリフェイズフィルタ３０〜３４に入
力される。伝達関数Ｈ１（ｚＮ）は基本低減通過フィル
タＨ１ｚ）を次のように展開することにより得られる。

Ｈ（ｚ）はｆｓ／４Ｎだけ右方向に周波数シフトするこ
とにょう第１図ｔａ）のＨ６ｔ２）に等しくなる伝達関
数である。非巡回型フィルタの場合伝達関数Ｈｉ（ｚＮ
）は次のように表される。

このフィルタはＮＴ秒の遅延器、　ｈｉ（ｎｌを乗数と
する乗算器および加算器を用いて構成される。４は離散
フーリエ変換器であ勺、入力信号を心（ｚ）、出力信号
をｘｉ（ｚ＋とすると、これらを次式（８）で関係づけ
られる。

このように、出力信号Ｘ１（Ｚ）は入力信号ＸΩ（Ｚ）
の線形結合であるから、離散フーリエ変換器４における
処理は積和演算となシ、乗算器と加算器を用いて構成で
きる。標本化周波数はｆｓ／　Ｎである。離散フーリエ
変換器４からの出力信号はブロック５によシ並び順が変
換される。ブロック５はＮ個の入力端子とＮ個の出力端
子を有し、入力端子と出力端子は予め決められた規則に
従って１対１に接続されている。ブロック５からの出力
信号Ｘｋｆｚ）は逆離散フーリエ変換器６で逆離散７−
リエ変換されて信号ＸｋｔＺ）となる。この処理もやは
シ積和演算で行われ、回路構造は離散フーリエ変換器４
と同じである。標本化周波数はｆｓ／Ｎである。信号ｘ
’Ｑ　（Ｚ）はポリフェイズフィルタ３０〜３４と同じ
伝達関数を有するポリ７エイズフイルタ７０〜７４に並
列に入力される。このポリフェイズフィルタ７０〜７４
からの出力信号は周波数ｆｓで開閉するスイッチ８によ
シ標本化される。この標本化は零内挿によシ行われる。

すなわち、標本値間に（Ｎ−１）個の零を内挿すること
により標本化周波数をｆｓ／Ｎからｆｓに変換する。ス
イッチ８からの信号はＴ秒遅延器Ｚ　−１により順次遅
延されながら加算器９で加算され出力信号Ｙ（ｚ）　１
０を得る。

第２図におけるポリフェイズフィルタ３０〜３４゜７０
〜７４および変換器４．６の離散フーリエ変換の具体的
な実現方法については既に公知であシ、例えば下記の文
献（ｉ）、（２）に詳しく記述されている。

（１）　　ＲｏＭａｒｕｔａ　ｅｔ　ａｌ、、＝２４−
ａｎｄ　１２０−ｃｈａｎｎｅｌｔｒａｎｓｍｕｌｔｉ
ｐｌｅｘｅｒｓ　　ｂｕｉｌｔ　　ｗｉｔｈ　　ｎｅｗ
　ｄｉｇｉｔａｌｓｉｇｎａｌ　　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎ
ｇ　ＬＳＩ’ｓ、＝ｉＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ。

Ｃｏｍｍｕｎ、、　ｖｏｌ　、Ｃ０Ｍ−３０，ｐｐ、　
１５２８−１５３９　。

Ｊｕムｙ１９８２゜（２）　　ＬＪ、Ｒａｂｉｎｅｒ　ａｎｄ　Ｂ、Ｇｏｌ
ｄ、”Ｔｈｅｏｒｙ　ａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　
ｏｆ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　　Ｐｒｏｃｅｓ
ｓｉｎｇ、”Ｐｒｅｎｔｉｃｅ−Ｈａｌｌ、　Ｉｎｃ、
　１９７４　。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、従来の高速フーリエ変換
やフィルタバンクと変調器を組み合わせる方法に比べて
、ポリフェイズフィルタは低速で動作するため計算量、
従って回路規模が大幅に低減できる。例えば、Ｈ（ｚ）
を非巡回型フィルタで構成し、タップ数をＭとすると、
従来の第２の方法では送受信部において各々ＮＭｆｓ［
回／秒〕の計算が必要である。ここで、Ｎは帯域分割数
である。

これに対して本発明では、Ｈｌ（ｚ）のタップ数はＭ／
Ｎ、標本化周波数はｆｓ／Ｎであるから、ポリフェイズ
フィルタでは２Ｍｆｓ／Ｎ（回／秒〕であシ、あるから
２ｆｓ１ｏｇ２ＮＣ回／秒〕となる。一般にＮ（Ｍであ
ることを考慮すれば、計算量は従来方法の約２／Ｎ２に
低減される。また、帯域分割数に関係なく隣接帯域間の
重なシを制御できるため、少ない回路規模で良好な帯域
分割特性を得ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の秘話装置の基本構成を示すブロ
ック図、同図（ｂ）は同図（ａ）の各部信号の周波数特
性を示す図、第２図は本発明の秘話装置の一実施例を示
すブロック図である。１・・・・・・入力信号Ｘ（ｚ）、１１・・・・・・’
Ｉ’＝１７ｆＳ秒遅延器２−１のブロック、２・・・・
・・周波数ｆ、／Ｎで開閉するスイッチ、２０〜２４．
６０〜６４・・・・・・帯域通過フィルタ、３０〜３４
．７０〜７４・・−・・−ポリフェイズフィルタ、４・
・・・・・離散７−リエ変換器、５・・・・・・スペク
トルの並び替えを行うブロック、６・・・・・・逆離散
フーリエ変換器、８・・・・・・周波数ｆ８で開閉する
スイッ離散フーリエ変換器では標本化周波数がｆ３７Ｎ
で箭　／　図とｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

送信信号の帯域を複数に分割して各帯域のスペクトルの
並び順を入れ替えることにより秘話信号を得る秘話装置
において、前記送信信号の帯域をｆ＿ｃとし周波数ｆ＿
ｓ（＞２ｆ＿ｃ）で標本化された送信信号が入力される
周波数ｆ＿ｓで動作するＮ個の帯域通過フィルタが並列
された第１のフィルタバンクと、この第１のフィルタバ
ンクからの出力信号が周波数ｆ＿ｓ／Ｎで標本化された
後入力されるＮ個の入力端子とＮ個の出力端子が予め決
められた規則に従って１対１に接続されている変換器と
、この変換器からの出力信号が標本値間に零を（Ｎ−１
）個内挿することにより周波数ｆ＿ｓで標本化されて入
力される周波数ｆ＿ｓで動作するＮ個の帯域通過フィル
タが並列接続された第２のフィルタバンクと、この第２
のフィルタバンクからのＮ個の出力信号を加算する加算
器とを備え、スペクトルの並べ替えを行った信号を得る
ことを特徴とする秘話装置。