KR910004405B1 - 비밀 통화장치 - Google Patents

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KR910004405B1
KR910004405B1 KR1019880006603A KR880006603A KR910004405B1 KR 910004405 B1 KR910004405 B1 KR 910004405B1 KR 1019880006603 A KR1019880006603 A KR 1019880006603A KR 880006603 A KR880006603 A KR 880006603A KR 910004405 B1 KR910004405 B1 KR 910004405B1
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미쓰히로 아즈마
후미오 아마노
료따 아끼야마
나오야 도리이
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후지쓰 가부시끼가이샤
야마모도 다꾸마
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Abstract

내용 없음.

Description

비밀 통화장치
제 1 도는 본 발명의 배경인 대역분할 주파수 암호와 방법을 설명하는 도면.
제 2 도는 종래의 주파수 분할 암호화 장치의 개통도.
제 3a-3g 도는 제 2 도에 나타낸 종래의 장치의 동작을 설명하는 도면.
제 4 도는 종래의 트랜스멀티플렉스(transmultiplex)기술의 도면.
제 5 도는 본 발명의 근본 개념을 나타내는 장치의 개통도.
제 6 도는 제 5 도의 개념을 사용하는 장치의 일예의 개통도.
제 7a-7j 도는 제 6 도에 보인 장치의 각 지점의 주파수 스펙트럼도.
제 8 도는 제 6 도에 보인 장치의 치환(permutation)을 설명하는 도면.
제 9 도는 제 5 도에 보인 TDM-FDM의 종래예의 개통도.
제 10 도는 본 발명에 의한 대역분할 주파수 암호화형 비밀통화장치의 원리를 나타내는 개통도.
제 11 도는 제 10 도에 보인 장치에 응용할 수 있는 트랜스멀티플렉스 암호화기의 원리를 나타내는 도면.
제 12 도는 본 발명에 의한 대역분할 주파수 암호화형 비밀통화장치의 기본구성을 나타내는 개통도.
제 13 도는 본 발명의 제 1 실시예를 나타내는 개통도.
제 14a-14d 도는 제 13 도에 보인 장치의 동작을 설명하는 파형도.
제 15 도는 데시메이션(decimation)의 기능을 설명하는 도면.
제 16 도는 본 발명의 제 2 실시예를 나타내는 개통도.
제 17 도는 제 16 도에 보인 장치내의 제어부의 동작을 설명하기 위한 후로우 차트.
제 18 도는 제 17 도의 후로우 챠트내의 단계들 114-116의 동작의 일예를 설명하는 도면.
제 19 도는 제 17 도에 보인 방법에 의해 암호화 방법을 설명하는 도면.
제 20 도는 본 발명의 제 3 실시예를 나타내는 개통도.
제 21 도는 제 20 도에 보인 장치내의 전력계산(power calculation)을 설명하는 도면.
제 22a-22e 도는 제 20 도에 보인 장치의 더미(dummy) 스펙트럼의 삽입 및 삭제를 설명하는 도면.
제 23 도는 전력 스펙트럼의 콘스탄트 엔벨로프(constantenvelope)를 설명하는 후로우 챠트.
제 24a-24c 도는 각종 형의 더미 스펙트럼을 나타내는 도면.
제 25 도는 제 24a 도내에 보인 방법을 설명하는 후로우 챠트.
제 26 도는 제 24b 도에 보인 방법을 설명하는 후로우 챠트.
제 27 도는 제 24c 도에 보인 방법을 설명하는 후로우 챠트.
제 28 도는 복합신호 처리의 대표적인 예들을 설명하는 도면
본 발명은 아나로그 음성신호의 비밀을 보장하기 위한 비밀통화장치에 관한 것으로 특히, 아나로그 음성신호의 디지탈 신호처리 후 대역분할 주파수 암호화를 수행하기 위한 비밀통화장치에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 입력샘플링 신호들을 저속샘플링 신호들로 변환시킨 다음, 저속샘플링 신호들을 디지탈 신호처리 및 주파수 분할과 치환을 행하는 통화 암호화기 또는 통신 안전장치에 관한 것이다.
통화비밀을 보장하기 위해 오랜동안 아나로그 암호화 기술이 사용되어 왔으며, 이 기술은 현재 아나로그 전화 및 자동차 라디오 시스템과 같은 아나로그 채널을 사용하는 음성통신 시스템에 널리 사용되고 있다. 그러나 이 음성통신시스템들에서는 암호화된 음성을 대역폭이 확장되지 않아야 하므로 결국 대부분의 암호화 기술들은 암호화된 음성에 대한 안전레벨(security level)이 불만족스럽다. 즉, 만일 고레벨의 안전이 보장될 수 있는 경우조차 비암호화된 음성의 질은 항상 양호하지 못하고 또한 코스트가 높다.
공지된 종래의 아나로그 통화 암호화기의 한 형은 주파수 분할 및 치환장치이다. 그러한 종래의 아나로그 통화 암호화기에서, 입력통화 대역은 아나로그 그 대역통과 필터들에 의해 분할되며, 또한 각각의 분할된 대역들은 주파수들을 변조기들에 의해 변환되고 또한 복조기들에 의해 역변환을 수행함으로써 치환되므로 결국 회로규모가 커지는 것을 피할 수 있다.
따라서, 현재 사용되는 통화 암호화기에서는, 입력 아나로그 신호의 A/D변환을 수행한 다음 디지탈 필터 뱅크에 의해 주파수 분할과 치환을 수행한다.
그러한 디지탈 필터 뱅크를 사용하는 종래의 통화 암호화기에서는 각 주파수 대역에 대한 신호처리 속도가 입력신호의 샘플링 속도와 동일하기 때문에 분할된 대역의 수가 증가되어야만 하고, 그에 따라 크리토그램(crytogram)의 안전레벨이 상승될 때 처리된 신호의 양이 많아지게 되는 단점이 발생한다.
즉, 좀 더 큰 통화비밀을 보장하기 위해 분할 또는 나뉜 대역들의 수가 증가될 때, 디지탈 필터들의 수가 그에 따라 증가되어야 하며, 또한 사프차단(sharp cutoff) 특성을 갖는 필터들이 요구되기 때문에 대역폭이 좁을 때 필터 탭(tap)들의 수가 증가된다. 결과적으로, 신호처리의 전체량이 증가되는 문제점이 발생한다.
본 발명의 목적은 상술한 문제점들을 해결하고 또한 분할된 대역들의 수가 증가될 때 조차 신호처리 계산수가 감소될 수 있는 디지탈 신호처리를 사용하는 비밀통화장치를 제공하는데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의하면, 아나로그 음성신호의 디지탈 신호처리 후 얻어진 대역분할 주파수 암호화 디지탈 샘플들을 사용함으로서 아나로그 음성신호의 비밀을 보장하기 위한 비밀통화장치가 제공된다.
이 장치는 주파수 다중화 신호들을 다수의 주파수 대역들로 분할하여 각각의 부대역신호들이 저주파 대역으로부터 고주파 대역순으로, 또는 그 반대순으로 놓이는 주파수 대역들의 부대역(sub band)신호들을 얻도록 디지탈 샘플들을 동작 가능하게 수신하여, 주파수 다중화된 음성 스펙트럼 신호들로서 디지탈 샘플들을 처리하는 부대역신호 발생수단과, 부대역신호 발생수단에 의해 얻은 부대역신호들의 순서를 치환시키기 위해 부대역신호 발생수단에 연결되는 부대역신호 치환수단과, 그리고 치환된 부대역신호들을 다중화하기 위해 부대역신호 치환수단에 연결되는 부대역신호 다중화 수단을 포함한다.
바람직하게는 부대역신호 발생수단은 다수의 대역통과 필터와, 다수의 대역통과 필터에 디지탈 샘풀들을 분배하기 위해 대역통과 필터들에 연결되는 분배수단과, 그리고 각각의 부대역신호들을 얻도록 대역통과 필터들의 출력들에 상이한 위상정보를 제공하기 위해 대역통과 필터들에 연결되는 역고속 후리에르 변환수단을 포함한다.
바람직하게는, 부대역신호 치환수단은 치환된 부대역신호들을 출력시키도록 예정된 순서로 부대역 신호들의 순서를 치환시키기 위한 스위칭 수단을 포함한다.
바람직하게는, 부대역신호 다중화 수단은 저주파수 대역으로부터 고주파수 대역순으로 또는 그 반대순으로 배열되는 예정된 대역신호를 각 부대역신호들로부터 취출하기 위한 취출수단과, 예정된 시간동안 취출된 대역신호들 각각을 지연시키기 위해 취출수단에 연결되는 지연수단과, 그리고 지연된 신호들을 순차적으로 합성하기 위해 지연회로에 연결되는 합성수단을 포함한다.
바람직하게는, 그 장치는 부대역신호 치환수단을 제어하기 위한 제어수단과, 예정된 시간에 난수(random number)를 발생시키기 위한 난수 발생수단과, 그리고 부대역신호 치환수단에 사용되는 치환키(key)들을 기억하기 위한 치환표를 더 포함하며, 난수 발생수단으로부터의 출력신호는 치환표로부터의 치환키를 판독하기 위한 판독어드레스이며, 또한 독출치환키는 주파수 대역들에 대한 교환키로서 사용된다,
바람직하게는, 부대역신호들을 실부(real part)와 허부(imaginary part)로 구성되는 복합신호들이며, 그 장치는 부대역신호 치환수단에 입력되는 복합신호들내의 예정된 주파수 대역들내로 더미 스펙트럼을 삽입하기 위한 더미 스펙트럼 삽입수단을 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 태양에 의하면, 주파수 다중화된 신호들을 다수의 주파수 대역들로 분할한 다음 그에 의해 각각의 부대역신호들이 저주파수 대역으로부터 고주파수 대역순으로 또는 그 반대순으로 배열되는 식으로 주파수 대역들의 부대역신호들을 얻도록 주파수 다중화된 음성 스펙트럼 신호들로서 디지탈 샘플들을 처리하기 위해 디지탈 샘플들을 동작가능하게 수신하는 부대역신호 발생수단과, 부대역신호 발생수단에 의해 얻은 부대역신호들의 순서를 치환하기 위해 부대역신호 발생수단에 연결되는 부대역신호 치환수단과, 치환된 부대역신호들을 다중화하기 위해 부대역신호 치환수단에 연결되는 부대역신호 다중화 수단과, 부대역신호 치환수단을 제어하기 위한 제어수단과, 예정된 시간에 난수를 발생시키기 위한 난수 발생수단과, 그리고 부대역신호 치환수단내에 사용되는 치환키들을 기억하기 위한 치환표를 포함하되, 난수 발생수단으로부터의 출력신호는 치환표로부터 치환키를 판독하기 위한 판독어드레스이며, 또한 독출된 치환키는 주파수 대역들에 대한 교환키로서 사용되는 비밀통화장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 태양에 의하면, 주파수 다중화된 신호들을 다수의 주파수 대역들로 분할한 다음 그에 의해, 각각의 부대역신호들이 저주파수 대역으로부터 고주파수 대역순으로 또는 그 반대순으로 배열되는 식으로 주파수 대역들의 부대역신호들을 얻도록 주파수 다중화된 음성 스펙트럼 신호들로서 디지탈 샘플들을 처리하기 위해 디지탈 샘플들을 동작가능하게 수신하는 부대역신호 발생수단과, 부대역신호 발생수단에 의해 얻은 부대역신호들의 순서를 치환하기 위해 부대역신호 발생수단에 연결되는 부대역신호 치환수단과, 치환된 부대역신호들을 다중화하기 위해 부대역신호 치환수단에 연결되는 부대역신호 다중화 수단을 포함하는 비밀통화장치가 제공되며, 여기서 부대역신호들은 실부와 허부로 구성되는 복합신호들이며, 또한 상기 장치는 부대역신호 치환수단에 입력되는 복합신호들내의 예정된 주파수 대역들내로 더미 스펙트럼을 삽입하는 수단을 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 태양에 의하면, 음성 대역을 포함하는 예정된 주파수 대역의 신호를 암호화하는 대역분할 주파수에 의해 통화비밀을 보장하기 위해 비밀통화장치가 제공된다. 그 장치는 입력샘플링 신호들을 1/
Figure kpo00001
샘플의 입력샘플링 신호로 데시메이팅하기 위한 데시메이팅 수단(여기서,
Figure kpo00002
은 음성대역을 포함하는 예정된 주파수 대역의 분할수임)과, 데시메이션 수단에 의해 얻은
Figure kpo00003
출력신호들을
Figure kpo00004
주파수 대역신호들로 변환시키고 또한 그
Figure kpo00005
주파수 대역신호들을 출력시키기 위한 신호출력수단과, 일정 공간영역내에서 신호출력수단으로부터
Figure kpo00006
주파수 대역신호들을 순서적으로 수신하고 또한 일정 주파수 영역내에서 순서적으로 치환된 출력신호들을 제공하도록 수신된
Figure kpo00007
주파수 대역신호들의 순서를 변경시키기 위한 치환수단과, 각각의 치환된 출력신호들로부터 각각의 주파수 대역신호를 취출하기 위한 주파수 대역신호 취출수단과, 그리고 취출된 주파수 대역신호들을 다중화 및 합성시키기 위한 개재수단을 포함한다.
바람직하게는, 신호출력수단은 데시메이팅 수단에 의해 얻은
Figure kpo00008
출력신호들을 실부와 허부를 갖는
Figure kpo00009
복합 주파수 대역신호들로 변환시키기 위해 다상필터들과 역고속 후리에르 변환기를 포함하는 복합신호 출력수단이며, 치환수단은 복합 주파수 대역신호들을 치환시키기 위한 수단이며, 주파수 대역신호 취출수단은 각각의 치환된 복합 주파수 대역신호들로부터 각각의 주파수 대역신호를 취출하기 위한 수단이며, 그리고 개재수단은 취출된 복합 주파수 대역신호들을 다중화 및 합성하기 위한 수단이다.
본 발명의 또 다른 태양에 의하면, 음성 대역을 포함하는 예정된 주파수 대역의 신호를 암호화하는 대역분할된 주파수에 의해 통화비밀을 보장하기 위한 비밀통화장치가 제공된다. 그 장치는 음성대역을 포함하는 예정된 주파수 대역의 신호를 암호화하는 대역분할 주파수에 의해 통화비밀을 보장하기 위한 비밀통화장치가 제공된다. 그 장치는 입력샘플링 신호들을 1/
Figure kpo00010
샘플의 입력샘플링 신호로 데시메이팅하기 위한 데시메이팅 수단(여기서,
Figure kpo00011
은 음성대역을 포함하는 예정된 주파수 대역의 분할수임)과, 데시메이션 수단에 의해 얻은
Figure kpo00012
출력신호들을
Figure kpo00013
주파수 대역신호들로 변환시키고 또한 그
Figure kpo00014
주파수 대역신호들을 출력시키기 위한 신호출력수단과, 일정 공간영역내에서 신호출력 수단으로부터
Figure kpo00015
주파수 대역신호들을 순서적으로 수신하고 또한 일정 주파수 영역내에서 순서적으로 치환된 출력신호들을 제공하도록 수신된
Figure kpo00016
주파수 대역신호들의 순서를 변경시키기 위한 치환수단과, 각각의 치환된 출력신호들로부터 각각의 주파수 대역신호를 취출하기 위한 주파수 대역신호 취출수단과, 그리고 취출된 주파수 대역신호들을 다중화 및 합성시키기 위한 개재수단을 포함하며, 여기서 신호출력수단은 데시메이팅 수단에 의해 얻은
Figure kpo00017
출력신호들을 실부와 허부를 갖는
Figure kpo00018
복합 주파수 대역신호들로 변환시키기 위해 다상필터들과 역고속 후리에르 변환기를 포함하는 복합신호 출력수단이며, 치환수단은 복합 주파수 대역신호들을 치환시키기 위한 수단이며, 주파수 대역신호 취출수단은 각각의 치환된 복합 주파수 대역신호들로부터 각각의 주파수 대역신호를 취출하기 위한 수단이며, 그리고 개재수단은 취출된 복합 주파수 대역신호들을 다중화 및 합성시키기 위한 수단인 장치이다.
본 발명의 또 다른 태양에 의하면, 아나로그 음성신호의 디지탈 신호처리 후 얻은 디지탈 샘플들을 암호화하는 대역분할된 주파수에 의해 아나로그 음성신호의 비밀을 보장하기 위한 비밀통화장치가 제공된다. 그 장치는 주기 T를 갖는 입력샘플링 신호의
Figure kpo00019
샘플들마다 순서적으로 부합되어, 주기 2T를 각각 갖는 샘플링 신호들의
Figure kpo00020
시간 서열을 형성하기 위한 데시메이션 수단과, 음성신호의
Figure kpo00021
-분할된 주파수 대역들 중 하나를 통과시키기 위해 데시메이션 수단의 출력을 수신하기 위한 2n 제1다상필터들과, 각각 대응주파수 대역의
Figure kpo00022
-다중화된 신호인 복합신호들을 얻을 수 있도록 다상 필터들의 출력들의 위상특성을 변경시키기 위한 제1역고속 후리에르 변환기와, 그 주파수 영역에서 복합신호들의 주파수 대역들을 치환시키기 위한 치환수단과, 치환수단의 출력들에 대해 제1역고속 후리에르 변환기의 것과 반대동작을 시키기 위한 제2역고속 후리에르 변환기와, 각각의 주파수 대역들의 신호들을 출력시키도록 제2역고속 후리에르 변환기의 출력들을 처리하기 위해 제1다상필터들과 동일한 특성을 갖는 제2다상필터들과, 그리고 제2다상필터들의 출력에서 얻은 각각의 주파수 대역들의 신호를 다중화 및 합성하기 위한 개재(interleaving)수단을 포함한다.
본 발명의 상기 목적 및 특징들을 명확히 이해하기 위해 첨부도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예들을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 소수의 신호처리기에 의해 음성신호 대역을 부대역들로 순간적으로 효과적으로 분할할 수 있게 하는 T-MUX(트랜스멜티플렉서)기술을 사용하는 새로운 대역분할 주파수 암호화기를 제안한다. 이 기술은 또한 부대역들을 치환 및 합성시킴으로서 고레벨의 안전이 제공될 수 있는 암호화된 신호들을 발생시키는 데도 사용된다.
비암호화된 음성신호들도 또한 그 암호화기에서 사용되는 동일방법으로 얻을 수 있으나 신호의 질은 채널특성들에 크게 좌우되지 않는다. 이 하드웨어를 실행할 때, 한 DSP(디지탈 신호처리기)칩은 25개 부대역들을 처리하는 대역분할 암호화기를 수행할 수 있는 능력이 있으므로 결국 이 형의 처리는 비교적 경제적이다.
다음의 내용은 본 발명의 실시예들에 의한 T-MUX 암호화기의 원리, 형태, 안전레벨 및 비암호화된 음성품질을 설명한다. 본 발명의 이해를 도모하기 위해, 우선 본 발명의 배경, 종래의 비밀통화장치 및 그의 문제점들을 제 1-4 도를 참조하여 설명한다.
제 1 도는 본 발명에 대한 배경으로서 대역분할 주파수 암호화 방법을 나타낸다. 제 1 도에서, 암호화기측에는 4KHz 음성대역과 부대역들 1-5가 암호화된 음성으로서 채널들로 무질서하게 치환되고, 합성되고 또한 출력된다. 비암호화기측에서는 암호화기측의 처리와 비슷한 처리가 수행되나 치환방법은 암호화 방법과 반대이다. 이 방법에서 치환은 부호화기의 키들을 통해 수행되며 또한 송신 및 수신측간에 미리 정해진다. 채널상의 암호화된 음성신호들은 다음과 같은 특색을 가져야 한다.
(1) 대역폭이 확장되지 않아야 한다.
(2) 부대역들이 무질서하게 치환될 때 그의 스펙트럼은 균일하게 분포되어야 한다.
(3) 음성 인토네이숀 엔벨로우프가 보지되어야 한다.
(4) 암호화의 안전레벨은 부대역들의 수가 증가될수록 더욱 강해져야 한다.
[종래 방법들의 문제점]
종래의 대역분할 암호화기들은 그들의 대역분할 방법에 특징이 있는 것으로 대출 두가지형으로 분류할 수가 있다.
(a) 음성대역을 고속 후리에르 변환기(FFT)를 사용하여 신호 스펙트럼 계수들로 분해한 다음 그 계수들을 치환시키는 방법
(b) 음성대역을 디지탈 필터에 의해 부대역들로 분할한 다음 그 부대역들을 치환시키는 방법
방법(a)에서, FFT를 사용함으로써 한 대역을 여러 작은 분절들로 나눌 수는 있으나 비암호화된 음성이 채널 특성에 의해, 특히 그룹지연에 의해 임계적으로 영향을 받으므로 FFT 프레임 잡음으로 인해 듣기가 좋지 않다.
그 밖에, FFT 암호화기에 의해 프레임 합성오차는 비암호화된 음성의 질을 크게 저하시킨다. 즉, 시스템을 암호화기와 비암호화기간에서 단 1샘플(125초) 이내에서 동기시켜야 한다. 이러한 잡음을 방지하기 위해 값비싼 자동 채널 이퀄라이저 또는 동기회로를 설비해야 되므로 장치의 사이즈와 코스트가 증가한다.
방법(b)에서 적당한 크기의 장치(예, 테스크톱 유니트 : desk-top unit)를 사용하고 또한 디지탈 필터들을 LSI로 사용한다고 가정할 때 한 대역을 10개 이상의 부대역들로 분할할 수 없다. 최근에, DSP를 사용함으로서 프로그램될 수 있는 디지탈 필터를 만드는 방법을 고려하고 있으나 장치를 전매 하드웨어보다 작게 만들 수 없다.
제 2 도는 상술한 아나로그 장치의 결점을 극복하는 종래의 디지탈 신호처리형 주파수 분할 암호화기를 나타낸다. 제 2 도에서, 숫자 11-1-11-7은 복합 배율기들을 나타내며, 12-1-12-7은 한정 임펄스 응답(FIR)형 디지탈 필터들과 같은 디지탈 필터들을, 13-1-13-7은 복합 배율기들을 그리고 14는 가산기를 제각기 나타낸다.
아나로그 입력신호는 예를 들어 8KHz에서 샘플되어 일련의 입력샘플들 X(
Figure kpo00023
)의 A/D변환된 디지탈 신호들로 변환되어, 배율기들 11-1, 11-2, ... 및 11-7내로 입력되어, 그 샘플들을 각각 위상전이 파라메터들
Figure kpo00024
,
Figure kpo00025
, ... 및 e-2jx(3.5/8)n만큼 증배해준다. 그 결과들은 디지탈 필터들 12-1, 12-2, ... 및 12-7로 입력된다.
디지탈 필터들 12-1, 12-2, ... 및 12-7의 출력은 배율기들 13-1, 13-2, ... 및 13-7에 입력되어 위상전이 파라메터들
Figure kpo00026
,
Figure kpo00027
, ... 및
Figure kpo00028
만큼 각각 증배된다. 그 다음 증배된 결과들의 출력들내의 실성분은 가산기 4에서 합산되어 출력
Figure kpo00029
을 얻는다.
제 2 도에 보인 주파수 대역분할 및 암호화 장비의 동작은 제 3a-3g 도를 참조하여 설명한다. 제 3a-3g 도의 좌측은 복합신호로서 부호화되고 또한 배율기 11-1-11-7에 의해 전이된 통화 스펙트럼 신호 a(즉, 입력 Xn)을 나타낸다. 또한 좌측에서, 빗금부분들은 디지탈 필터들 12-1-12-7에 의해 취출될 대역들을 나타낸다. 도면의 우측은 필터들 12-1-12-7에 의해 취출되고 변위되고 또한 배율기들 13-1-13-7에 의해 전이될 스펙트럼들을 나타낸다. 동일한 시스템 함수 H(Z) 즉, 변환함수 H(Z)는 디지탈 필터들 12-1-12-7용으로 사용된다.
예를 들면, 통화 스펙트럼 신호 A는 제 2 도내의 배율기 11-1내의 e-j2x(0.5/8)n만큼 증배되므로, 결국 제 3a 도의 좌측에 보인 바와 같이 -0.5KHz만큼 전이된다. 그 다음, 제 2 도의 디지탈 필터 12-1은 제 3a 도내의 빗금부분의 주파수 대역을 출력시키며 또한 디지탈 필터 12-1로부터 출력되는 주파수 대역은 배율기 13-1에서
Figure kpo00030
만큼 증배되어 제 3a 도의 우측에 보인 바와 같이 +1.5KHz만큼 전이되는 스펙트럼 성분 1이 된다.
마찬가지로 통화 스펙트럼 신호 a는 배율기 11-2에서
Figure kpo00031
만큼 증배되므로, 결국 제 3b 도의 좌측에 보인 바와 같이 -1KHz만큼 전이된다. 그 다음, 디지탈 필터 12-2는 제 3b 도의 빗금부분의 주파수 대역을 출력시키며 또한 디지탈 필터 12-2로부터 출력된 주파수 대역은 배율기 13-2에서
Figure kpo00032
만큼 증배되어 제 3b 도의 우측에 보인 바와 같이 +3KHz만큼 전이되는 스펙트럼 성분 2가 된다. 이러한 식으로, 도면의 우측에 보인 바와 같이 전이된 스펙트럼 성분들 3-7이 얻어지며, 이들은 가산기 4에서 합산되므로, 결국 제 3b 도에 보인 바와 같은 주파수 대역분할 및 암호화 동작을 성취할 수 있다.
그럼에도 불구하고, 이러한 디지탈 신호처리를 사용하는 상술한 종래의 비밀통화장치에서는 디지탈 필터들의 뱅크가 사용되므로, 결국 분할된 대역들의 수가 더 큰 통화비밀을 보장하기 위해 증가될 경우, 디지탈 필터들의 수는 그에 따라 전술한 바와 같이 증가되어야 한다.
상술한 종래의 디지탈 처리형 비밀통화장치내의 결점들을 극복하기 위해, 본 발명의 발명자들은 공지된 T-MUX(트랜스멀티플렉스)기술에 대한 조사를 수행하였다.
T-MUX 기술은 전화 서비스를 사용하는 통신시스템의 분야에서 주파수 다중화 처리를 위해 적용된다(예를 들어, 일본의 전자정보 및 통신공학 연구소에서 1983년 7월 10일에 발행한 3집 121-134페이지 "디지탈 신호 처리의 응용"을 참조). T-MUX에서는 TDM-FDM 변환기 와 FDM-TDM 변환기가 시분할 다중화(TDM) 신호와 주파수 분할 다중화(FDM) 신호를 상호 변환시키기 위해 사용된다. T-MUX를 제 4 도를 참조하여 설명한다.
제 4 도에서, 전화기 41-2, 41-2, ... 및 41-N과 같은 아나로그 터미날 장비는 아나로그 다중화라인 42에 연결되며, 이를 통해 전화기 41-2. 41-2 ... 및 41-N으로부터 아나로그 신호들이 주파수 분할 다중화(FDM)에 의해 전송된다. 그다음 주파수 분할 다중화된 신호들은 트랜스멀티플렉서 43에 의해 시분할 다중화(TDM)신호로 변환된다. 그 다음 TDM신호는 디지탈 다중화라인 44를 통해 전화기 45-1, 45-2, ... 및 45-N으로 전달되어 결국 전화기는 각각의 타임슬로트(time slot)들 1, 2, ... 및 N의 데이터를 수신한다. 전화기들 45-1-45-N으로부터 전화기들 41-1-41-N으로의 통신은 상술한 경로의 역으로 된다.
본 발명의 발명자들은 상술한 T-MUX 기술을 근거로 본 발명의 근본개념을 창출시켰다. 이를 제 5-10 도를 참조하여 설명한다.
제 5 도는 본 발명의 근본개념을 나타내는 장치를 나타내는 개통도이다. 제 5 도에서, 입력음성 아나로그 신호는 주파수 다중화된 신호인 것으로 간주되며 또한 입력주파수 다중화된 신호는 변환기 51에 의해 TDM신호로 변환된다.
그 다음 TDM 신호내의 타임슬로트들은 예정된 키에 따라 교환, 즉 치환되며, 치환된 신호는 FDM신호로 변환되므로 결국 암호화된 신호가 얻어진다.
제 6 도는 제 5 도에 보인 개념을 적용한 장치를 나타낸다. 제 6 도에서, 제 5 도의 FDM-TDM 변환기 51로 대치된 FDM-TDM 변환기 51a는 다상 필터들 (H0(Z)-H7(Z)) 620-627 및 16개의 결과 샘플들 중 하나를 데시메이팅하는 데시메이션부 610-607로 구성된다. TDM-FDM 변환기 53에 의해 대치된 TDM-FDM 변환기 53a는 다상 필터들(H0(Z)-H7(Z)) 620-627과 가산기 63으로 구성된다.
제 7a-7j 도는 제 6 도의 각 지점에서의 주파수 스펙트럼과 제 6 도에 보인 장치내의 필터들의 주파수 특성들을 나타낸다.
제 6 및 제 7a-7j 도에서, 입력샘플시리즈 X(Z)의 각 샘플은 제 7a 도에서 보인 바와 같이 0-4KHz의 범위의 음성대역을 갖는 스펙트럼에 의해 표현될 수 있다.
음성대역이 부대역들 0-8을 갖는 주파수 다중화된 신호이며, 또한 주파수 다중화된 신호가 다상필터들 H0(Z)-H7(Z)에 입력되므로 결국 신호는 제 7b-7e 도에 보인 바와 같이 각각 그 필터들을 통과하게 된다고 하자. 그에 따라, 이 예에서는 4KHz의 음성대역이 동일한 대역폭을 갖는 8개의 작은 부대역들로 분할된다. 그 다음 각 필터출력의 샘플링 신호서열들(이후 채널들로 칭함)은 매 16샘플들마다 데시메이트되며 또한 데시메이트된 샘플들은 부대역신호들로서 사용된다. 결과적으로, 제 7f-7h 도에 보인 바와 같이, 데시메이트 된 부대역들은 각 채널들의 주파수 영역들상의 복합신호들로서 정렬된다. 데시메이트된 복합신호들은 제 7f-7h 도에 보인 바와 같이 각각의 채널들의 주파수 영역들 상에서 반복되는 신호들이다. 채널 0은 음성대역에는 필요없기 때문에 도면에 나타내지 않았다.
제 8 도에 보인 바와 같이 예정된 치환키에 의해 이 채널들을 치환시킨 후, 치환된 신호들은 제 6 도에 보인 TDM-FDM 변환기 53a내의 다상필터들 H0(Z) 620-Hω(Z) 627에 입력되며, 이 다상필터들을 통과한 신호들은 가산기 14에 의해 합성되며, 그 결과로서 암호화된 신호 Z(Z)는 제 7i 도에 보인 바와 같이 가산기 63의 출력에서 얻어진다. 복합(합성)신호 Z(Z)의 실부의 스펙트럼은 제 7j 도에 보인 바와 같이 주파수 0에 대해 대칭으로 중첩된 신호이다.
FDM TDM 변환기 53의 구성의 실용예로서 역고속 후리에르 변환기(IFFT)와 다상필터들을 조합하여 실현된 회로는 1974년에 벨란저(Bellanger)에 의해 제한된 바와 같이 공지이다. 벨란저 TDM-FDM은 제 9 도에 나타낸다. 입력과 출력이 제 9 도에 보인 TDM-FDM 변환기와 반대인 회로가 FDM-TDM 변환기 51로서 사용될 수 있다.
제 9 도에서, CPX 61은 입력된 PCM 음성신호를 실부와 허부를 갖는 복합신호로 형성하고 또한 단축파대 신호를 얻기 위한 복합신호 형성장치이며, N-포인트 IFFT 62는 오리지날 필터의 주파수 특성들을 변환시키기 위한 역고속 후리에르 변환기이며, H0(ZN)-HN-1(ZN) 63은 다상필터들이며, Z-1-Z-(N-1)63은 지연소자들이며, 또한 65는 부대역들을 합성하기 위한 개재장치이다.
여기서 주지해야 되는 것은 벨란저 회로를 제 6 도에 보인 회로의 구성에 적용할 경우, 복합신호 형성을 위한 CPX 61을 생략할 수 있다는 것이다. 왜냐하면 출력들 Y0'(Z16), Y0'(Z16), ... 및 Y7'(Z16)이 복합신호이기 때문이다.
[FDM-TDM 변환]
제 9 도에 보인 벨란저 TDM-FDM 변환기를 제 5 도에 보인 TDM-FDM 변환기 53에 적용하고 또한 전단에서 다상필터들 H0(Z)-H7(Z)이 치환부분 52a의 후단내의 다상필터들 H0(Z)-H7(Z)의 것과 동일한 특성들을 갖고 있다고 가정하면, 그 때 오리지날 필터 H0(Z)는 다음과 같은 변환함수 H(Z)로 나타낼 수 있다.
Figure kpo00033
여기서, Z는 exp(j2πf/8)을 나타내며, Hm은 다상부필터이다. 오리지날 필터 H0(Z)를 기준으로 하여 다상필터들 H1(Z)-HN(Z)가 형성된다.
이 경우에 각각의 부필터 Hm의 필터링 대역은 1대역폭씩 이동된다. 이는 Z가 변환 Zexp(J2πi/16)을 행함을 뜻한다. 필터특성을 i번째 부대역으로 전이시키기 위해 다음식이 얻어지며,
Figure kpo00034
또한 입력신호의 Z-변환을 X(Z)로서 나타낼 때 다음 식이 얻어진다.
Figure kpo00035
그러므로, 필터출력 Y1(Z)=(i=0,1,2,...,7)은 다음 식으로부터 얻어진다.
Figure kpo00036
Y1(Z)16-겹을 데시메이트시킨 신호 Y1'(Z)는 n=15-m을 치환시킬 때 다음과 같이 표현된다.
Figure kpo00037
만일 W=esp(-j2π/16)일 경우, 식(5)는 다음과 같은 매트릭스형으로 나타낼 수 있다.
Figure kpo00038
[부대역신호의 치환]
데시메이트된 신호서열(신호벡터) Yo'(Z16)은 8×8의 치환 매트릭스(T)에 의해 그것을 증배시킴으로써 치환된다. 이 경우에, 치환 미매트릭스의 로우(row) 요소는 0 또는 1(합은 1임)이며, 또한 이 매트릭스의 칼럼(column)의 요소는 0 또는 1(합은 1임)이다. 치환 매트릭스는 시간에 따라 일정할 경우 고정된 치환이며, 또한 시간에 따라 변할 경우 가변치환이다. 암호가능 처리에서, 이 매트릭스의 로우들은 무질서하게 치환되며 또한 조합의 수는 n×n 매트릭스에 대해 통상적으로 n ! 이다.
[TDM-FDM 변환]
이 변환은 제 5 도에 보인 TDM-FDM 변환기 51에서 수행된다. 일련의 Y1'(Z)(치환 매트릭스에 의해 치환된 것임)는 다시 대역분할 필터들(H0-H7) 620-627을 통해 부대역들로 분할된다. 이 처리에서, 4KHz-8KHz의 모든 성분들은 0이 된다.
Z(Z)의 실부는 최종 합성처리를 통해 암호화된 음성출력이 되며, 또한 이 처리들은 다음 식으로 나타낼 수 있다.
Figure kpo00039
만일, W=esp(-j2π/16)일 경우, 식(7)은 다음 매트릭스형으로 나타낼 수 있다.
Figure kpo00040
상기 식들 (1)-(8)은 제 7b-7i 도에 보인 상태들과 일치한다. 상술한 고찰들을 근거로 하여 본 발명의 실시예들을 설명하면 다음과 같다.
제 10 도는 본 발명의 원리를 나타낸다. 제 10 도에서, 본 발명의 디지탈 신호처리 비밀통화시스템은 주파수 분할 다중화(FDM) 신호들을 부대역신호들(SSB)로 변환시키기 위한 FDM-SSB 변환기 1과, FDM-SSB 변환기 10으로부터 출력된 다수의 SSB 신호들을 치환하기 위한 SSB 신호치환부 11과, 그리고 결국 치환된 신호들을 FDM 신호들로 변환시키기 위한 SSB-FDM 변환기 12를 포함한다.
본 발명에 의하면, 예를 들어 제 1 도에 보인 신호와 같은 입력통화 스펙트럼 신호는 예를 들어 주파수 대역들 1-N을 포함하는 주파수 다중화된 신호인 것으로 생각된다.
FDM-SSB 변환기 10은 그 대역들 1-N으로부터 SSB 신호들을 뽑아내며 또한 대역들 1-N의 SSB 신호들의 위치들은 예를 들어 SSB 신호치환부 11에 의해 제 1 도에 보인 바와 같이 치환된다. 이 치환된 상태하에서, SSB-FDM 변환기 12는 비밀통화신호로서 출력되는 FDM 신호를 만든다.
이 경우에 트랜스 멀티플렉서(T-MUX) 기술과 마찬가지로 고속 후리에르 변환기가 FDM-SSB 변환용 또는 SSB-FDM 변환용으로 사용될 수 있다. 그 밖에, 데시메이션 처리가 신호 처리의 전체양을 현저히 감소시키도록 수행될 수 있다.
여기서, 주지해야 되는 것은 T-MUX 기술에 사용된 SSB 신호들은 아나로그 변조 분야에서 통상의 단축파대 신호로부터 분리되어야 한다는 것이다. 즉, T-MUX 기술에서의 SSB 신호들 각각은 4KHz의 음성대역으로부터 유도된 분할된 부대역이다. 그러므로, 다음 설명에서는 T-MUX 기술에 사용되는 SSB 신호를 부대역신호들로서 칭한다.
제 11 도는 제 10 도에 보인 것과 동일한 회로구성을 갖는 T-MUX 암호화기의 원리를 나타낸다. 제 11 도에 보인 바와 같이, 그것은 음성입력 대역을 FDM-SSB 변환기 10에 의해 N부대역들로 분할시키고, 그 N부대역들을 치환표 #1, #2, ... 및 #K에 따라 치환시키고, 그 다음 치환된 부대역들을 SSB-FDM 변환기 12에 의해 FDM 신호로 변환시킴으로써 결국 암호화된 음성출력을 얻는다.
제 5 도에 보인 본 발명의 근본개념과 제 10 도에 보인 본 발명의 원리를 비교할 때, 본 발명에서는 입력 FDM 신호를 TDM 신호로 변환시킬 필요가 없이 단순히 SSB 신호들로 변환시키면 된다는 것이 주목된다.
제 12 도는 제 10 도에 보인 원리를 기초한 회로구성의 개발인 본 발명의 기본구성을 나타낸다. 제 12 도는 음성대역을 포함하는 예정된 주파수 대역신호를 분할 및 치환시킴으로써 아나로그 음성신호의 비밀을 보장하기 위한 비밀통화장치를 나타낸다. 음성대역을 포함하는 예정된 주파수 대역내의 분할수
Figure kpo00041
이라고 가정하자.
본 발명의 기본구조에 의한 비밀통화장치는 데시메이션 장치 120과, 다상필터들 120-0-121(2n-1) 및 역고속 후리에르 변환기 123으로 구성되는 복합신호 출력장치 121과, 치환장치 124와, 역고속 후리에르 변환기 126 및 다상필터들 125-0-125(2n-1)을 포함하는 주파수 대역신호 취출수단 125와, 그리고 개재장치 127을 포함한다.
데시메이션 장치 120은 입력샘플링신호 X(Z)의 2n개의 샘플들 X0,...,X1,... 및 X2N-1을 다상필터들 121(2n-1), ... 121-1 및 121-0 각각에 순환식으로 분배하므로 각각의 다상필터들 121-0, 121-1, ... 및 121-(2n-1)은 입력샘플링 신호의 1/2n인 데시메이트된 신호들을 수신한다. 다상필터들내의 분배순서는 하부로부터 상부로이다.
다상필터들 121-0, 121-1, ... 및 121-(2n-1) 및 IFFT 123은 그 데시메이트된 2n개의 출력신호들을 각각의 주파수 대역들을 갖는 n개의 복합신호들 Y0', Y1', ... 및 YN'으로 변환시킨다.
치환장치 124는 복합신호들의 주파수 대역들을 치환해주며, 또한 IFFT 126과 다상필터들 125-0, 125-1, ... 및 125-(2n-1)은 치환된 복합신호들로부터 각각의 주파수 대역신호를 취출하며, 또한 개재장치 127은 결과로 된 주파수 대역신호들을 다중화 또는 합성시켜 준다.
데시메이션장치 120은 그 입력샘플링 신호를 저속샘플링 신호로 데시메이트 해준다. 복합신호 출력장치 121의 출력들인 복합신호들의 주파수 대역들은 비밀동작이 수행될 수 있도록 치환장치 124에서 치환된다. 치환 후 각 주파수 대역신호는 주파수 대역 출력장치 125에 의해 취출되어 합성되거나 또는 개재장치 127에 의해 다중화된다.
제 13 도는 본 발명의 제1실시예에 의한 대역분할 주파수 암호화하는 비밀통화장치를 나타내는 개통도이다. 제 13 도에서, 71은 8KHz/64=125Hz의 샘플링 서열을 갖는 64개 채널들의 출력들을 출력시키도록 8KHz의 입력샘플링 서열을 분배 또는 데시메이팅하기 위한 데시메이션 장치이며, 71-1-71-63은 상호간에 위상을 일치시키도록 데시메이션 장치 71로부터 출력되는 각각의 채널들의 샘플링 서열들의 위상들을 지연시키기 위한 지연소자들 Z-1-Z-63이며, 72-0-72-63은 음성대역내의 각각의 부대역들을 통과시키기 위한 다상필터들(H0-H63)이며, 74는 25-포인트 치환장치이며, 75는 64-포인트 IFFT이며, 76-0-76-63은 다상필터들(H0-H63)이며, 77-1-77-63은 지연소자들(Z-1-Z-63)이, 또한 78은 암호화된 출력들을 합성하기 위하 개재장치이다. 상술한 데시메이팅 처리는 입력샘플들을 다상필터들 모두에 분배하기 위한 분배기능을 수행한다.
이제 제 13 도에 보인 장치의 동작을 제 14a-14d 도에 보인 파형도를 참조하여 설명한다. 데시메이션 장치 71에 입력된 음성신호는 나이퀴스트(Nyquist) 샘플링 이론에 의한 음성대역의 두배인 8KHz의 주파수에 의해 샘플된 샘플링 신호이다. 샘플링 신호들 각각은 제 14a 도에 보인 바와 같이 0-8KHz 범위의 주파수 배열의 반복인 스펙트럼 분배를 갖는다. 이 실시예에서, 음성대역은 32개 부대역들 0-31로 분할되고 그에 따라 0-8KHz 범위의 주파수내에 64부대역들이 있는 것으로 간주된다.
만일 그 장치내의 신호처리 속도가 입력음성신호의 8KHz의 샘플링 주파수와 동일한 경우, 각 장치내에서 처리될 신호들의 양은 상당히 커지게 된다. 그러므로 본 실시예에 의하면, 8KHz의 입력샘플링 신호는 각각 125Hz의 샘플링 주파수를 갖는 64개 저속샘플링 신호들로 변환된다. 샘플링 속도를 낮추는 처리를 데시메이션으로서 칭한다.
데시메이션 71내에 부합되는 입력샘플들의 순서는 화살표로 나타낸 바와 같이 다상필터들 72-0-72-63의 배열순서의 역이다. 즉, 제1샘플링 신호는 하부 지연소자(Z-63) 71-63에 공급되며, 제2샘플링 신호는 하부로부터 그 다음 지연소자(Z-62) 71-62에 공급되며, ...62번째 샘플링 신호는 지연소자(Z-2) 71-2에 공급되며, 63번째 샘플링 신호는 상부 지연소자(Z-1) 71-1에 공급되며, 64번째 샘플링 신호는 지연소자를 통과하지 않고 직접 다상필터(H0) 72-0에 공급되며, 또한 65번째 샘플링 신호는 다시 하부 지연소자(Z-63) 71-63에 공급된다. 지연소자들(Z-1) 71-1-(Z-63) 71-63은 입력 저속샘플링 신호의 위상들을 지연시키기 위한 것으로, 이 위상들을 상부 다상필터(H0) 72-0에 공급되는 샘플링 신호의 위상과 일치시켜 준다.
다상필터들(H0) 72-0-(H63) 72-63과 64-포인트 IFFT 73은 상술한 저속샘플링 신호들을 처리하므로 IFFT 73의 출력들에서 각각 제 14b 도에 보인 바와 같은 주파수 배열을 갖는 복합신호들 ch1-ch31이 얻어질 수 있다. 여기서, 각각의 다상필터들(H0) 72-0-(H63) 72-63은 0-8KHz 범위의 음성대역을 분할시켜 유출된 64개 부대역들 중 하나를 통과시키며 또한 IFFT 73은 입력부대역들의 위상특성들을 변경시킨다. IFFT 74의 출력들에서, 0-8KHz 범위의 부대역들의 64개 복합신호들이 얻어진다. 그러나 음성대역은 0-4KHz이다. 또한 3.6KHz 이상의 고주파수 범위는 실제적으로 통신용으로 필요없기 때문에, 25개 복합신호들만이 제 13 도에 보인 바와 같이 치환장치 74에 의해 치환된다. 이들 25-포인트 복합신호들은 제 14c 도에 나타낸 바와 같이 0-4KHz 범위의 주파수 영역상에 배열된다.
치환된 복합신호들은 IFFT 75에 입력되며, IFFT 75의 나머지 입력들에는 "0"들이 입력된다. IFFT 75, 다상필터들 76-0-76-63 및 지연소자들 77-1-77-63은 치환장치 74의 전단에서의 처리와 반대인 처리를 수행한다. 개재장치 78은 화살표로 나타낸 바와 같이 정상순서로 부대역신호들을 합성하므로 결국 제 14d 도에 나타낸 바와 같이 암호화된 출력은 실부의 다중화된 또는 합성된 신호를 얻는다.
각 장치에서 디지탈 신호처리는 데시메이션장치 71에 의하여 8KHz 샘플링 신호의 125Hz의 저속샘플링 신호로 변환시킨 후 수행되기 때문에 그 장치내의 각 장치내에서 처리될 신호량은 감소될 수 있다.
제 15 도는 분배 또는 데시메이션의 기능을 설명하는 도면이다. 도면에서, 일예로서, 샘플링 속도는 1/4로 줄어든다. 입력샘플들 (1),(2),(3),...의 서열이 각 시간 T에서 보인 순서로 도착될 때 분배장치는 입력샘플들 (1),(5),...를 마지막 채널 ch4로, 입력샘플들 (2),(6)...을 제3채널 ch3으로, 입력샘플들 (3),(7)...을 제2채널 ch2로, 그리고 입력샘플들 (4),(8)...을 제1채널로 인도한다. 결과적으로, 각 채널내의 샘플 서열은 주기 4T를 갖고 있다. 이는 샘플링 속도가 입력샘플링 속도의 1/4로 줄어든다.
제 13 도에서, 고정된 키는 암호화를 위한 부대역 치환키로서 필요없다. 제 16 도는 치환장치내의 치환키가 정시에 변경되는 본 발명의 제2실시예를 나타낸다. 도면에서, 치환장치 74a는 타이머 102, 난수 발생장치 103 및 치환표 104에 연결되어 있는 제어장치 101에 의해 제어된다. 제 16 도에 보인 장치의 나머지 구성은 제 13 도와 동일하다.
제 17 도는 제 16 도에 보인 제어장치 101의 동작을 설명하는 후로우 챠트이다. 제 16 및 17 도에서, 단계 111에서 트리거들을 발생시키기 위한 타이머 102내에 예정된 시간 간격이 세트되고 또한 단계 112에서, 타이머 102로부터 중단에 의해 트리거가 제공되는지 여부를 판정한다. 만일 트리거가 제공될 경우, 제어장치 101은 예정된 시간이 경과되었는지를 확인한 다음 처리단계를 단계 113으로 진행시켜서 여기서 치환표 104의 내용들이 변경되어야 하는지 여부를 판정한다. 치환표의 내용들의 변경은 타이머 102에 세트된 시간간격의 매예정된 배수로 수행된다.
만일 표가 변경될 경우, 처리는 단계 114로 진행하고, 또한 만일 표가 변경되지 않을 경우, 처리는 단계 116으로 진행한다. 단계 114에서, 제어장치 101은 치환표 104의 어드레스를 훑어보기 위해 난수 발생장치 103으로부터 난수를 수신하며 또한 단계 115에서, 치환표 104는 어드레스로서 수신된 난수를 사용하여 치환 데이터를 로드(load)시키도록 억세스된다. 그 다음 단계 116에서, 부대역들의 치환은 키로서 치환 데이터를 사용하여 수행된다.
제 18 도는 제 17 도내의 후로우 챠트내의 단계 114-116의 동작예를 설명하는 도면이다. 도면에서, 난수 발생장치 103이 난수 "32"를 발생시킬 때, 그 난수 "32"가 어드레스로서 사용되므로 어드레스 "32"에서의 내용 "25413"은 제어장치 101내로 로드된다. 그 내용 "25413"이 키로서 사용되므로 치환장치 74a에 입력되는 데이터 "12345"는 "25413"으로서 치환된다.
제 18 도에 보인 치환장치 74a의 전단 21과 후단 31은 제 12 또는 제 13 도에 보인 것과 동일함을 주지한다. 제 19 도는 제 18 도에 보인 방법에 의해 동일한 입력 음성신호에 관해 암호화된 신호들의 시간변동을 나타낸다.
도면에서, 상부부분은 송신기측에서 암호화된 음성의 변동을 설명하며 또한 하부부분은 수신기측에서 암호화된 음성의 변동을 설명한다. 송신기측에서, 입력 음성신호의 부대역 서열 "12345"에 관해, 비밀 암호화된 출력부대역 서열은 "31254", "53412", "35214", "43251", "54231", ...과 같은 시간에서 변동된다. 수신기측에서, 암호화된 입력은 오리지날 음성을 디코드된 출력으로서 얻도록 수신기측에서 암호화하기 위해 사용되는 것과 역처리하여 디코드된다.
제 20 도는 본 발명의 제3실시예에 의한 비밀통화장치의 개통도이다. 이 실시예에서, 암호화된 음성신호의 전력 엔벨로프는 비밀레벨을 증가시키도록 일정하게 만들어진다.
도면에서, 치환장치 74b는 전력계산기 142와 타이머 143이 연결되는 제어장치 141에 의해 제어된다. 나머지 구성은 제 13 도에 보인 장치의 구성과 동일하다.
전력계산기 142는 다상필터들에 의해 처리된 각각의 채널 신호들의 음성신호의 총전력을 계산한다. 제어장치 141은 전력계산기 142에 의해 계산된 음성전력에 대응하는 신호전력을 발생시키며 또한 총전력을 일정하게 만들도록 음성 스펙트럼 성분이 비교적 작을 경우, 1.8KHz-2.3KHz의 영역과 같은 음성대역의 영역내로 더미신호들을 삽입한다. 오리지날 신호는 이 더미신호들을 삭제함으로써 수신기측에서 얻어질 수 있다.
제 21 도는 전력계산기 142에서 전력계산용으로 사용되는 방법을 나타내는 도면이다. 도면에서, 음성대역의 주파수 스펙트럼은 실부 R1와 허부 I1로 나타낼 수 있다. 치환장치 74b에서 25-포인트 치환이 수행되는 것으로 가정할 때, i 는 1-25 중 하나이다. 그 수들 가운데, 예를 들어 1.8KHz-2.3KHz 범위의 I13-I16과 주파수 스펙트럼 R13-R16을 0으로 만들고, 그 다음 더미 스펙트럼을 그 범위내로 삽입한다. 더미 스펙트럼을 삽입하기 전의 음성전력 Pv는 다음과 같이 표현된다.
Figure kpo00042
더미 스펙트럼의 전력 Pd는 상관식 PD=Pc-Pv 만족시키도록 계산된다. 여기서 Pc는 일정한 값이므로 결국 더미 스펙트럼을 삽입함으로서, 전력 엔벨로프는 일정하게 만들어진다 더미 스펙트럼의 일예로서 다음 상관식을 만족시키는 더미 스펙트럼이 삽입된다.
Figure kpo00043
제 22a-22e 도는 더미 스펙트럼을 삽입 또는 삭제하기 위한 방법을 나타낸다. 이 도면들에서, 오리지날 음성대역내의 1.8KHz-2.3KHz 범위의 전력(제 22a 도)을 0으로 만든 다음, 더미 스펙트럼을 그 범위내에 삽입한다(제 22b 도). 그 다음, 부대역들의 스펙트럼을 치환장치 74b에 의해 치환시킨 다음(제 20 도), 암호화된 출력신호를 송신한다(제 22c 도). 수신기측에서는 수신된 신호의 스펙트럼을 역으로 위치시키고, (제 22d 도), 그 다음, 1.8KHz-2.3KHz 범위내에 삽입된 더미 스펙트럼의 대역을 0으로 만든다. 결과적으로, 오리지날 더미 스펙트럼의 주파수 스펙트럼의 거의 모두는 디코드된 신호로서 재생된다. 0값의 존재 때문에, 재생된 음성은 오리지날 음성을 항상 그대로 재생하지 못한다. 그러나 듣기에는 충분하다.
제 16 도에 보인 제2실시예와 제 20 도에 보인 제3실시예를 조합함으로서, 비밀 레벨이 좀 더 향상될 수 있다.
제 23 도는 제 17 도의 후로우 챠트와 제3실시예의 전력 스펙트럼의 엔벨로프를 일정하게 만들기 위한 단계들이 혼합된 후로우 챠트이다. 제 23 도에서 단계들 171-178중, 추가된 단계들 173과 176만이 제 17 도에 보인 후로우 챠트의 단계들과 다르다. 단계 173내의 신호전력의 계산시에, 더미대역을 0으로 만든 다음, 총전력을 계산한다. 전력을 계산하는 다음과 같은 여러 가지 방법들이 있다.
제 24a-24c 도는 더미 스펙트럼의 형을 나타내는 도면들이다. 제 24a 도에서, 모든 더미 스펙트럼의 실부 R1와 허부 I1는 일정하게 만들어진다. 즉, R13=R14=R15= R16=R 및 I13=I14=I15=I16=I로 만든다. 이 경우에, 모든 주파수들에 대한 더미 스펙트럼의 진폭들은 일정하다. 그러므로 비밀레벨은 비교적 낮다.
제 24b 도는 더미 스펙트럼의 총전력이 일정하게 만들어진 일예를 나타낸다. 즉,
Figure kpo00044
을 일정하게 만들어진다. R1와 I1는 상기 식을 만족시키도록 난수 발생장치에 의해 발생된다.
제 24c 도에서, R1와 I1는 상관식 Pd〉Pd'를 만족시키도록 발생된다. 즉, 제 24a 및 제 24b 도에 보인 상술한 두 방법들에서의 더미 스펙트럼의 일정 전력 Pd보다 작은 전력 Pd'를 갖는 더미 스펙트럼이 발생된다. 그러므로 Pd'는 다음과 같이 표현된다.
Figure kpo00045
제 25 도는 제 24a 도에 보인 전력계산방법을 설명하는 후로우 챠트이다. 도면에서, 단계 191에서, 더미대역내의 스펙트럼의 실부 R13-R16과 허부 I13-I16을 0으로 만든 다음 단계 192에서, 0-25의 부대역들의 총전력이 다음과 같이 계산된다.
Figure kpo00046
그 다음, 단계 193에서, 각 더미 스펙트럼의 각 값이 계산된다. 이 경우에 만일 Pc와 Pv가 일정할 경우, 각 더미 스펙트럼의 R1와 I1는 일정하게 된다. 즉, R1=I1=(Pc-Pv)/4
Figure kpo00047
이 된다.
제 26 도는 제 24b 도에 보인 전력계산방법을 설명하는 후로우 챠트이다. 그 도면에서, 단계들 201과 202는 제 25 도에서의 단계들 191과 192와 동일하다. 단계 203에서, 0-1.0 범위의 난수들은 예를 들어 3번 발생된다. 즉, Pd=P13=P14=P15+P16이라고 가정할 때, Pd=Pc-Pv의 경우, 제1시간에서 난수는 예를 들어 (P13+P14)/(P15+P16)이며, 제2시간에서 난수는 예를 들어 P13/P14이며, 또한 제3시간에서 난수는 예를 들어 P15/P16이다. 이 난수들을 기준으로 하여 단계 204에서 각 더미 스펙트럼의 전력 P13, P14, P15및 P16를 계산하고, 단계 205에서, 0-1.0범위의 난수들은 예를 들어 4번 발생된다. 즉, Pi를 Pi=R1 2+I1 2(i=13-16)으로서 가정할 때, 제1시간에서의 난수는 R13/I13이며, 제2시간에서의 난수는 R14/I14이며, 제3시간에서의 난수는 R15-I15이며, 또한 제4시간에서의 난수는 R16/I16이다. 이들 난수들을 기준으로 하여 R13-R16과 I13/I16은 단계 206에서 결정된다.
제 27 도는 제 24c 도에 보인 전력계산방법을 설명하는 후로우 챠트이다. 도면에서, 단계들 211과 212는 제 25 도의 단계들 191과 192와 동일하다. 단계 213에서, 난수들은 8번 발생되고 또한 단계 214에서, 각각의 난수는 값들 R13-R16과 I13-I16를 결정하도록 값들 R13-R16)과 I13-I16중 어느 하나이다. 단계 215에서,
Figure kpo00048
상관적 Pd
Figure kpo00049
Pc-Pv가 만족되는지 여부를 판정하도록 상기식을 계산하여, 만일 이 상관식이 만족될 경우, 더미 스펙트럼을 삽입한다.
본 발명은 상술한 실시예들로 제한되지 않는다. 즉, 본 발명은 어떤 T-MUX 기술을 사용하여 제공된다. T-MUX 기술은 복합신호들을 발생시키는 방법들에 따라 여러 가지 형으로 분류될 수 있다. 즉, 4KHz를 샘플링하기 위해, T-MUX들은 두가지 형, 즉, α형 및 β형으로 분류되고 또한 8KHz를 샘플링하기 위해, T-MUX들은 4가지형, 즉, α, β, γ 및 δ형으로 분류된다. 그러므로, 현재 제 28 도에서 보인 바와 같이 6가지형의 대표적인 예들이 공지되어 있다. 상술한 실시예들에 적용된 벨란저 알고리즘은 4KHz를 샘플링하는 α형으로서 호칭되는 T-MUX 기술이다. 4KHz를 샘플링하는 α형의 T-MUX에서, 웨버 변조 또는 하트레이 변조는 8KHz를 샘플링하는 실신호들로부터 복합신호들을 얻도록 수행된다. 예를 들어, 8KHz 샘플들을 데시메이트함으로써 α형의 웨버변조를 행함으로써 벨란저 4KHz 샘플들의 α형 SSB 복합신호들의 주파수 배열이 얻어질 수 있다.
4KHz 샘플링 형의 장점은 계산처리가 4KHz에 의해 행해질 수 있다는 것이나, 그의 단점은 복합신호들을 만드는 처리들을 위해 필터들이 필요하다는 것이다. 8KHz를 샘플링하는 γ형과 δ형의 장점들은 복합신호들을 만들기 위해 필터들이 필요없고 또한 FDM신호들을 만들기 위한 채널 필터 특성들이 샤프할 필요가 없다는 것이다. 8KHz를 샘플링하는 α형과 β형의 단점은 복합신호들을 만들기 위해 필터가 필요하다는 것이다.
이 T-MUX 장치들에서, 벨란저 4KHz를 샘플링하는 α형이 본 발명에서 사용된다. 왜냐하면 그것은 계산수를 비교적 작게 해주기만 하면 되고, 또한 그의 구조가 비교적 간단하기 때문이다. 그러나, 본 발명의 비밀통화장치는 또한 4KHz β형, 또는 8KHz α, β, γ 또는 δ형과 같이 또 다른 형의 T-MUX를 기초로 하여 구성될 수도 있다.
본 발명에 의하면, 전술한 설명으로부터 비밀통화장치에서 신호처리시에, 고속 후리에르 변환이 사용될 수 있고, 다상부(sub) 필터링 처리가 데시메이트된 신호들에 대해 수행될 수 있으므로, 결국 각각의 필터들의 동작속도들이 감소될 수 있음을 명백히 알 수 있다. 결과적으로, 신호처리의 전체량은 종래의 디지탈 필터 뱅크 시스템에 비해 현저히 감소되며, 그에 의해, 대역분할수가 증가되고 또한 비밀 레벨이 향상될 수 있다.
또한 암호화는 음성대역의 일부를 삭제한 다음, 그 삭제된 부분에 예정된 전력을 삽입한 후 수행되므로, 결국 비밀레벨을 높이기 위해 대역분할수를 증가시키고 또한 디지탈 필터들의 수를 증가할 때 조차, 각 디지탈 필터의 탭수가 줄어들고 또한 처리할 신호들에 대한 계산수가 증가되지 않는다.

Claims (18)

  1. 아나로그 음성신호의 디지탈 신호처리 후 얻은 대역분할 주파수 암호화 디지탈 샘플들에 의해 아나로그 음성신호의 비밀을 보장하기 위해, 상기 디지탈 샘플들을 동작 가능하게 수신하여, 상기 디지탈 샘플들을 음성 스펙트럼의 주파수 다중화 된 신호들로서 처리하고 또한 상기 주파수 다중화된 신호들을 다수의 주파수 대역들로 분할하여, 각각의 부대역신호들이 저주파수 대역으로부터 고주파수 대역순으로 또는 그 반대순으로 배열되는 식으로 상기 주파수 대역들의 부대역신호들을 얻기 위한 부대역신호 발생수단(120,121)과, 상기 부대역신호 발생수단에 의해 얻은 부대역신호들의 서열을 치환하기 위해 상기 부대역신호 발생수단에 연결되는 부대역신호 치환수단(124)과, 치환된 부대역신호들을 다중화하기 위해 상기 부대역신호 치환수단에 연결되는 부대역신호 다중화 수단(125, 127)을 포함하는 것이 특징인 비밀통화장치.
  2. 제 1 항에서, 상기 부대역신호 발생수단(120,121)은, 다수의 대역통과 필터들{121-0, 121-1, ... 121-(2n-1)}과, 상기 다수의 대역통과 필터들(121-0, 121-1...)에 디지탈 샘플들을 분배하기 위해 상기 대역통과 필터들(121-0-121-1, ...)에 연결되는 분배수단(120)과, 그리고 각각의 부대역신호들을 얻도록 상기 대역통과 필터들의 출력들에 상이한 위상정보를 제공하기 위해 상기 대역통과 필터들에 연결되는 역소속 후리에르 변환수단(123)을 포함하는 것이 특징인 비밀통화장치.
  3. 제 1 항에서, 상기 부대역신호 치환수단은 상기 부대역신호들의 서열을 예정된 순으로 치환한 다음 치환된 부대역신호들을 출력시키기 위한 스위칭 수단을 포함하는 것이 특징인 비밀통화장치.
  4. 제 1 항에서, 상기 부대역신호 다중화 수단은, 취출된 대역신호들을 저주파수 대역으로부터 고주파수 대역의 순으로 또는 그 반대순으로 배열하도록 상기 각각의 부대역신호들로부터 예정된 대역신호들을 취출하기 위한 취출수단(75,76-0,...,76-63)과, 취출된 대역신호들 각각을 예정된 시간동안 지연시키기 위해 상기 취출수단에 연결되는 지연수단(77-1, 72-2, ..., 77-63)과, 그리고 지연된 신호들을 순서적으로 합성하기 위해 상기 지연수단에 연결되는 합성수단(78)을 포함하는 것이 특징인 비밀통화장치.
  5. 제 1 항에서, 상기 부대역신호 치환수단을 제어하기 위한 제어수단(101)과, 예정된 시간에 난수들을 발생시키기 위한 난수 발생수단(103)과, 그리고 상기 부대역신호 치환수단내에 사용되는 치환키들을 기억하기 위한 치환표(104)를 더 포함하며, 상기 난수 발생수단(103)으로부터의 출력신호는 상기 치환표(104)로부터 치환키를 판독하기 위한 판독어드레스이며, 또한 독출된 치환키는 상기 주파수 대역들에 대한 교환키로서 사용되는 것이 특징인 비밀통화장치.
  6. 제 1 항에서, 상기 부대역신호들은 실부(Re)와 허부(Im)로 구성되는 복합신호이며, 또한 상기 부대역신호 치환수단내에 입력되는 복합신호들내의 예정된 주파수 대역들로만 더미 스펙트럼을 삽입하기 위한, 더미 스펙트럼 삽입수단(14)을 더 포함하는 것이 특징인 비밀통화장치.
  7. 아나로그 음성신호의 디지탈 신호처리후 얻은 대역분할 주파수 암호화 디지탈 샘플들에 의해 아나로그 음성신호의 비밀을 보장하기 위해, 상기 디지탈 샘플들을 동작 가능하게 수신하여, 상기 디지탈 샘플들을 음성 스펙트럼의 주파수 다중화된 신호들로서 처리하고 또한 상기 주파수 다중화된 신호들을 다수의 주파수 대역들로 분할하여, 각각의 부대역신호들이 저주파수 대역으로부터 고주파수 대역순으로 또는 그 반대순으로 배열되는 식으로 상기 주파수 대역들의 부대역신호들을 얻기 위한 부대역신호 발생수단(120,121)과, 상기 부대역신호 발생수단에 의해 얻은 부대역신호들의 서열을 치환하기 위해 상기 부대역신호 발생수단에 연결되는 부대역신호 치환수단(124)과, 치환된 부대역신호들을 다중화하기 위해 상기 부대역신호 치환수단에 연결되는 부대역신호 다중화 수단(125, 127)과, 상기 부대역신호 치환수단을 제어하기 위한 제어수단(101)과, 예정된 시간에 난수들을 발생시키기 위한 난수 발생수단(103)과, 그리고 상기 부대역신호 치환수단내에 사용되는 치환키들을 기억하기 위한 치환표(104)를 더 포함하며, 상기 난수 발생수단(103)으로부터의 출력신호는 상기 치환표(104)로부터 치환키를 판독하기 위한 판독어드레스이며, 또한 독출된 치환키는 상기 주파수 대역들에 대한 교환키로서 사용되는 것이 특징인 비밀통화장치.
  8. 아나로그 음성신호의 디지탈 신호처리 후 얻은 대역분할 주파수 암호화 디지탈 샘플들에 의해 아나로그 음성신호의 비밀을 보장하기 위해, 상기 디지탈 샘플들을 동작 가능하게 수신하며, 상기 디지탈 샘플들을 음성 스펙트럼의 주파수 다중화된 신호들로서 처리하고 또한 상기 주파수 다중화된 신호들을 다수의 주파수 대역들로 분할하여, 각각의 부대역신호들이 저주파수 대역으로부터 고주파수 대역순으로 또는 그 반대순으로 배열되는 식으로 상기 주파수 대역들의 부대역신호들을 얻기 위한 부대역신호 발생수단(120,121)과, 상기 부대역신호 발생수단에 의해 얻은 부대역신호들의 서열을 치환하기 위해 상기 부대역신호 발생수단에 연결되는 부대역신호 치환수단(124)과, 치환된 부대역신호들을 다중화하기 위해 상기 부대역신호 치환수단에 연결되는 부대역신호 다중화 수단(125, 127)을 포함하며, 상기 부대역신호들은 실부(Re)와 허부(Im)로 구성되는 복합신호이며, 또한 상기 부대역신호 치환수단내에 입력되는 복합신호들내의 예정된 주파수 대역들내로 더미 스펙트럼을 삽입하기 위한, 더미 스펙트럼 삽입수단(141)을 더 포함하는 것이 특징인 비밀통화장치.
  9. 음성대역을 포함하는 예정된 주파수 대역의 신호를 대역분할 주파수 암호화함으로서 통화비밀을 보장하기 위해, 입력샘플링 신호들을 상기 입력샘플링 신호의 1/ (2n)(n은 음성대역을 표합하는 상기 예정된 주파수 대역의 분할수이며) 샘플들로 데시메이팅하기 위한 데시메이팅 수단(120)과, 상기 데시메이션 수단의 데시메이션에 의해 얻은 출력신호들을 n주파수 대역신호들로 변환시켜 출력시키기 위한 신호출력수단(121)과, 공간영역내에서 순서적으로 상기 신호출력수단으로부터 n주파수 대역신호들을 수신하여, 그 수신된 신호들의 순서를 변경하여 주파수 영역내에서 순서적으로 치환된 출력신호들을 출력시키기 위한 치환수단(124)과, 상기 치환된 출력신호들 각각으로부터 각각의 주파수 대역신호를 취출하기 위한 주파수 대역신호 취출수단(125)과, 그리고 상기 취출된 주파수 대역신호들을 다중화 및 합성하기 위한 개재수단(127)을 포함하는 것이 특징인 비밀통화장치.
  10. 제 9 항에서, 상기 신호출력수단(121)은 상기 데시메이팅 수단에 의해 얻은 2n 출력신호들을 실부와 허부를 갖는 n복합주파수 대역신호들로 변환시키기 위해 다상필터들{121-0, ..., 121-(2n-1)}과 역고속 후리에르 변환기(123)를 포함하는 복합신호 출력수단이며, 상기 치환수단(124)은 상기 복합주파수 대역신호들을 치환하며, 상기 주파수 대역신호 취출수단(125)은 상기 치환된 복합주파수 대역신호들 각각으로부터 각각의 주파수 대역신호를 취출하기 위한 수단이며, 그리고 상기 개재수단(127)은 취출된 복합주파수 대역 신호들을 다중화 및 합성하기 위한 수단인 것이 특징인 비밀통화장치.
  11. 제 9 항에서, 상기 치환수단을 제어하기 위한 제어수단(101)과, 예정된 시간에 난수들을 발생시키기 위한 난수 발생수단(103)과, 그리고 상기 치환수단내에 사용되는 치환키들을 기억하기 위한 치환표(104)를 더 포함하며, 상기 난수 발생수단(103)으로부터의 출력신호는 상기 치환표(104)로부터 치환키를 판독하기 위한 판독어드레스이며, 또한 판독된 치환키를 상기 주파수 대역들을 위한 교환키로서 사용되는 것이 특징인 비밀통화장치.
  12. 제 9 항에서, 더미 스펙트럼을 상기 치환수단에 입력된 복합신호들내의 예정된 주파수 대역들내로 삽입하기 위한, 더미 스펙트럼 삽입수단(141)을 더 포함하는 것이 특징인 비밀통화장치.
  13. 음성대역을 포함하는 예정된 주파수 대역의 신호를 대역분할 주파수 암호화함으로서 통화비밀을 보장하기 위해, 입력샘플링 신호들을 상기 입력샘플링 신호의 1/ (2n)(n은 음성대역을 포함하는 상기 예정된 주파수 대역의 분할수이며) 샘플들로 데시메이팅하기 위한 데시메이팅 수단(120)과, 상기 데시메이션 수단의 데시메이션에 의해 얻은 출력신호들을 n주파수 대역신호들로 변환시켜 출력시키기 위한, 신호출력수단(121)과, 공간영역내에서 순서적으로 상시 신호출력 수단으로부터 n주파수 대역신호들을 수신하여, 그 수신된 신호들의 순서를 변경하여 주파수 영역내에서 순서적으로 치환된 출력신호들을 출력시키기 위한 치환수단(124)과, 상기 치환된 출력신호들 각각으로부터 각각의 주파수 대역신호를 취출하기 위한 주파수 대역신호 취출수단(125)과, 그리고 상기 취출된 주파수 대역신호들을 다중화 및 합성하기 위한 개재수단(127)을 포함하며, 상기 신호출력수단(121)은 상기 데시메이팅 수단에 의해 얻은 2n 출력신호들을 실부와 허부를 갖는 n복합주파수 대역신호들로 변환시키기 위해 다상필터들{121-0, ..., 121-(2n-1)}과 역고속 후리에르 변환기(123)를 포함하는 복합신호 출력수단이며, 상기 치환수단(124)은 상기 복합주파수 대역신호들을 치환하며, 상기 주파수 대역신호 취출수단(125)은 상기 치환된 복합주파수 대역신호들 각각으로부터 각각의 주파수 대역신호를 취출하기 위한 수단이며, 그리고 상기 개재수단(127)은 취출된 복합주파수 대역신호들을 다중화 및 합성하기 위한 수단인 것이 특징인 비밀통화장치.
  14. 아나로그 음성신호의 디지탈 신호처리 후 얻은 대역분할 주파수 암호화 디지탈 샘플들에 의해 아나로그 음성신호의 비밀을 보장하기 위해, 주기 T를 갖는 입력샘플링 신호의 매 2n 샘플들마다 순서적으로 혼합하여 주기 2T를 각각 갖는 샘플링 신호들의 2n시간 서열을 형성하기 위한 데시메이션 수단(120)과, 음성신호의 한 n-분할주파수 대역을 통과시키기 위해 상기 데시메이션 수단의 출력을 수신하기 위한 2n 제1다상필터들{121-0, ..., 121-(2n-1)}과, 각각 대응주파수 대역의 2n-다중화된 신호인 다수의 복합신호들을 얻기 위해 상기 다상필터들의 출력들의 위상 특성들을 변경시키는 제1역고속 후리에르 변환기(123)와, 주파수 영역상에서 상기 복합신호들의 주파수 대역들을 치환시키기 위한 치환수단(124)과, 상기 치환수단의 출력들에 대해 상기 제1역고속 후리에르 변환기의 동작과 반대동작을 하는 제2역고속 후리에르 변환기(126)와, 각각의 주파수 대역들의 출력신호들에 대해 상기 제2역고속 후리에르 변환기와 동일한 특성을 갖는 제2다상필터들{125-0, ..., 125-(2n-1)}과, 그리고 상기 제2다상필터들의 출력에서 얻은 각각의 주파수 대역들의 신호들을 다중화 및 합성하기 위한 개재수단(127)을 포함하는 것이 특징인 비밀통화장치.
  15. 제 14 항에서, 상기 치환수단을 제어하기 위한 제어수단(101)과, 예정된 시간에 난수들을 발생시키기 위한 난수 발생수단(103)과, 상기 치환수단내에 사용되는 치환키들을 기억시키기 위한 치환표(104)를 더 포함하며, 상기 난수 발생수단으로부터의 출력신호는 상기 치환표로부터 치환키를 판독하기 위한 판독어드레스이며, 또한 판독된 치환키는 상기 주파수 대역들을 위한 교환키로서 사용되는 것이 특징인 비밀통화장치.
  16. 제 14 항에서, 더미 스펙트럼을 상기 치환수단에 입력된 복합신호들내의 예정된 주파수 대역들내로 삽입하기 위한 더미 스펙트럼 삽입수단(141)을 더 포함하는 것이 특징인 비밀통화장치.
  17. 제 16 항에서, 상기 더미 스펙트럼의 진폭은 일정한 것이 특징인 비밀통화장치.
  18. 제 16 항에서, 상기 더미 스펙트럼의 전력들의 합은 일정한 것이 특징인 비밀통화장치.
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