WO2006038660A1

WO2006038660A1 - データ通信装置

Info

Publication number: WO2006038660A1
Application number: PCT/JP2005/018471
Authority: WO
Inventors: Masaru Fuse; Satoshi Furusawa; Tsuyoshi Ikushima; Toru Shiozaki
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2004-10-06
Filing date: 2005-10-05
Publication date: 2006-04-13
Also published as: JP4848283B2; EP1804408A1; US20080025511A1; JPWO2006038660A1; US7907731B2; KR20070061915A

Abstract

　盗聴者の暗号文の解読に要する時間を著しく増大させることで、秘匿性の高いデータ通信装置を提供する。データ通信装置は、データ送信装置（１３１０５）とデータ受信装置（１１２０１）とが伝送路（１１０）によって接続されて構成される。データ送信装置（１３１０５）において、多値符号化部（１１１）は、予め定められた所定の第１の初期値（鍵情報）と情報データとを入力し、レベルが略乱数的に変化する多値信号を発生する。ダミー信号重畳部（１１８）は、多値信号にダミー信号を重畳する。変調部（１１２）は、多値信号を所定の変調形式の変調信号に変換して送信する。データ受信装置（１１２０１）は、変調信号を復調して多値信号を出力し、予め定められた所定の第２の初期値（鍵情報）と多値信号とを入力し、情報データを再生する。

Description

明細書

データ通信装置

技術分野

[0001] 本発明は、第 3者による不法な盗聴'傍受を防ぐ秘密通信を行う装置に関する。より特定的には、正規の送受信者間で、特定の符号化 Z復号化 (変調 Z復調)方式を選択 ·設定してデータ通信を行う装置に関する。

背景技術

[0002] 従来、特定者同志でのみ通信を行うには、送信 Z受信間で符号化 Z復号化のための鍵情報を共有し、当該鍵情報に基づいて、伝送すべき情報データ（平文)を数学的に演算 Z逆演算することにより秘密通信を実現する方法が採用されている。図 6 5は、当該方法に基づぐ従来のデータ送信装置の構成を示すブロック図である。図 65において、従来のデータ通信装置は、データ送信装置 90001とデータ受信装置 90002と力 S伝送路 913によって接続された構成である。データ送信装置 90001は、符号化部 911、及び変調部 912を備える。データ受信装置 90002は、復調部 914、及び復号化部 915を備える。従来のデータ通信装置は、符号ィ匕部 911に情報データ 90と第 1の鍵情報 91とを入力し、復号ィ匕部 915に第 2の鍵情報 96を入力すると、復号ィ匕部 915から情報データ 98を出力する。以下、図 65を参照しながら、従来のデータ通信装置の動作にっ、て説明する。

[0003] データ送信装置 90001において、符号ィ匕部 911は、第 1の鍵情報 91に基づいて、情報データ 90を符号化 (暗号化)する。変調部 912は、符号化部 911で符号化された情報データを所定の変調形式で変調して、変調信号 94として伝送路 913を介してデータ受信装置 90002に送出する。データ受信装置 90002において、復調部 914 は、伝送路 913を介して伝送されてきた変調信号 94を所定の復調方式で復調して出力する。復号化部 915は、符号ィ匕部 911との間で共有している第 2の鍵情報 96に基づいて、復調部 914によって復調された信号を復号化 (暗号解読)して、元の情報データ 98を再生する。

[0004] ここで、盗聴者データ受信装置 90003を用いて、第 3者による盗聴行為について説明する。図 65において、盗聴者データ受信装置 90003は、盗聴者復調部 916、及び盗聴者復号化部 917を備える。盗聴者復調部 916は、データ送信装置 90001 とデータ受信装置 90002との間で伝送される変調信号 (情報データ)を盗聴して、盗聴した変調信号を所定の復調方式で復調する。盗聴者復号化部 917は、第 3の鍵情報 99に基づいて、盗聴者復調部 916が復調した信号の復号化を試みる。ここで、盗聴者復号ィ匕部 917は、符号ィ匕部 911との間で鍵情報を共有していないため、第 1の鍵情報 91と異なる第 3の鍵情報 99に基づいて、盗聴者復調部 916が復調した信号の復号ィ匕を試みることになる。このため、盗聴者復号化部 917は、盗聴者復調部 916 が復調した信号を正しく復号化することができず、元の情報データを再生することができない。

[0005] このような数学的な演算に基づく数理暗号 (または、計算暗号、ソフトウェア暗号とも呼ばれる）技術は、例えば、特許文献 1の公報にも記されているように、アクセスシステム等に適用することができる。すなわち、 1つの光送信器力も送出された光信号を光力ブラで分岐し、複数の光加入者宅の光受信器にそれぞれ配信する PON (Passi ve Optical Network)構成では、各光受信器に、所望の光信号以外の他加入者に向けた信号が入力される。そこで、互いに異なる鍵情報を用いて、加入者毎の情報データを暗号化することによって、互いの情報の漏洩'盗聴を防ぎ、安全なデータ通信を実現することができる。

特許文献 1：特開平 9— 205420号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] し力しながら、数理暗号技術に基づく従来のデータ通信装置では、盗聴者は、たとえ鍵情報を共有しなくとも、暗号文 (変調信号、または暗号化された情報データ）に対して、考え得る全ての組み合わせの鍵情報を用いた演算 (総当たり攻撃)や、特殊な解析アルゴリズムの適用を試みれば、原理的に暗号解読が可能である。特に、近年の計算機の処理速度向上は目覚ましぐ将来的に量子コンピュータ等の新しい原理による計算機が実現されれば、有限の時間内で、暗号文を盗聴できるという課題を有していた。 [0007] それ故に、本発明の目的は、盗聴者が暗号文の解析に要する時間を著しく増大させ、天文学的な計算量に基づく秘匿性の高!、データ通信装置を提供することである課題を解決するための手段

[0008] 本発明は、暗号ィ匕通信を行うデータ送信装置に向けられている。そして、上記目的を達成するために、本発明のデータ送信装置は、多値符号化部と、変調部と、ダミー信号重畳部とを備える。多値符号化部は、予め定められた所定の鍵情報と情報データとを入力し、信号レベルが略乱数的に変化する多値信号を発生する。変調部は、多値信号に基づいて、所定の変調形式の変調信号を発生する。ダミー信号重畳部は、情報データ、多値信号、あるいは変調信号のいずれかにダミー信号を重畳する。具体的には、多値符号ィ匕部は、多値符号発生部と、多値処理部とを含む。多値符号発生部は、鍵情報から信号レベルが略乱数的に変化する多値符号列を発生する。多値処理部は、所定の処理に従って、多値符号列と情報データとを合成し、両信号レベルの組み合わせに対応したレベルを有する多値信号を生成する。

[0009] 好ましくは、ダミー信号重畳部は、多値処理部と変調部との間に接続され、多値信号に、第 3者による多値信号のレベル判定を困難とするダミー信号を重畳する。また、ダミー信号は、多値信号の 1タイムスロットの期間内において、振幅が連続的に変化する。

[0010] ダミー信号重畳部は、振幅の変化パターンが相異なる複数の信号を保持し、多値信号の 1タイムスロットごとに複数の信号のうちいずれか 1つを、ダミー信号として多値信号に重畳する。

[0011] ダミー信号重畳部は、ダミー信号を発生するダミー信号発生部と、ダミー信号と多値信号とを合成する重畳部とを含む。また、ダミー信号重畳部は、所定の初期値から、乱数であるダミー生成符号を出力するダミー生成符号発生部をさらに含んでもよい。この場合、ダミー信号発生部は、振幅の変化パターンが相異なる複数の信号を保持し、多値信号の 1タイムスロットごとに、ダミー生成符号に基づいて複数の信号のうちいずれか一つを、ダミー信号として出力する。

[0012] 好ましくは、ダミー信号の振幅は、多値信号の任意のレベルと、任意のレベルに隣接するレベルとの差のいずれか一方より大きぐかつ情報データの振幅より小さい。また、ダミー生成符号は、自然乱数系列である。

[0013] また、ダミー信号重畳部は、多値符号化部の前段に接続され、情報データに所定の雑音を重畳した雑音重畳情報データを、多値符号化部に出力する雑音制御部であってもよい。

[0014] また、ダミー信号重畳部は、多値符号発生部と多値処理部との間に挿入され、多値符号列に所定の雑音を重畳した雑音重畳多値符号列を、多値処理部に出力する雑音制御部であってもよい。

[0015] また、ダミー信号重畳部は、変調部の後段に接続され、変調信号に所定の雑音を重畳した雑音重畳変調信号を発生する雑音制御部であってもよい。

[0016] また、データ送信装置は、以下に示す多値符号化部と、変調部とを備えていてもよい。多値符号化部は、予め定められた所定の鍵情報と情報データとを入力し、信号レベルが略乱数的に変化する多値信号を発生する。変調部は、多値信号に基づいて、所定の変調形式の変調信号を発生する。具体的には、多値符号化部は、多値符号発生部と、多値処理部とを含む。多値符号発生部は、鍵情報から信号レベルが略乱数的に変化する多値符号列を発生する。多値処理部は、所定の処理に従って、多値符号列と情報データとを合成し、両信号レベルの組み合わせに対応したレべルを有する多値信号を生成する。変調部は、多値信号に基づいて、所定の変調形式の変調信号を発生する際に、所定の雑音成分を変調信号に付与する。

[0017] 好ましくは、変調部は、光源を含み、多値信号を光変調信号に変調する光変調部である。この場合、光源には、半導体レーザを用いることができる。

[0018] また、データ送信装置は、光変調信号の信号電力対雑音比を制御する光雑音制御部をさらに備えていてもよい。この場合、光雑音制御部は、所定の光雑音信号を発生する光雑音発生部と、光変調部から出力される光変調信号に、光雑音信号を重畳する光合成部とを含む。また、光雑音制御部は、光ファイバ増幅器であってもよい。また、光雑音制御部は、光変調信号を複数に分割し、複数に分割した光変調信号を互 V、に干渉させる光干渉部であってもよ、。

[0019] また、光雑音制御部は、複数の反射点を有し、光変調信号を多重反射させる光多重反射部であってもよい。また、光雑音制御部は、光変調信号の一部を、光変調部に注入してもよい。光雑音制御部は、光変調信号の一部を反射して、光変調部に注入してもよい。また、光雑音制御部は、光変調部に所定の光信号を注入してもよい。

[0020] 光雑音制御部は、所定の雑音信号を発生する雑音発生部と、雑音信号を光雑音信号に変換するとともに、光雑音信号を光変調部に注入する注入光発生部とを含む。好ましくは、光変調部が出力する光変調信号は、複数の波長の光からなる多モード光である。この場合、光雑音制御部は、多モード光の各波長の光の相対的な振幅関係または位相関係を変更することによって、光変調信号に雑音を発生させる。

[0021] 好ましくは、光変調部が出力する光変調信号は、複数の波長の光からなる多モード光である。この場合、光雑音制御部は、多モード光から少なくとも一つの特定の波長の光を除去することによって、光変調信号に雑音を発生させる。

[0022] また、ダミー信号重畳部は、多値処理部と変調部との間に接続される同期部であつてもよい。この場合、同期部は、入力された同期信号を多値信号に多重して、同期多値信号を生成する信号同期部と、同期信号の信号対雑音比が多値信号の信号対雑音比より高くなるように雑音を発生させて、雑音を同期雑音信号として出力する雑音同期部と、同期多値信号と同期雑音信号とを合成する雑音合成部とを含む。

[0023] 好ましくは、雑音同期部が発生する雑音は、略ガウス分布の振幅分布を有する雑音である。また、同期信号の最大振幅は、多値信号の最大振幅より大きい。また、同期信号の最大振幅と多値信号の最大振幅との比率が一定である。

[0024] 好ましくは、信号同期部は、多値信号と同期信号とを時分割多重する。また、信号同期部は、多値信号と同期信号とを周波数分割多重してもよい。また、信号同期部は、多値信号と同期信号とを空間分割多重してもよい。また、信号同期部は、多値信号と同期信号とを符号分割多重してもよい。

[0025] また、データ送信装置は、所定周期のタイミング信号を発生するタイミング信号発生部と、情報データ、多値符号列、あるいは多値信号のいずれかに対して、タイミング信号による振幅変調あるいはレベル変動を施す振幅変調部とをさらに備えてもよい。この場合、多値符号発生部は、タイミング信号に同期した多値符号列を発生する。

[0026] 好ましくは、振幅変調部は、多値符号ィ匕部の前段に接続され、タイミング信号に基づいて、情報データに所定の振幅変動またはレベル変動を付与して、多値符号化部に出力する。

[0027] あるいは、振幅変調部は、多値符号発生部と多値処理部との間に挿入され、タイミング信号に基づ!/、て、多値符号列に所定の振幅変動またはレベル変動を付与して、多値処理部に出力してもよ、。

[0028] あるいは、振幅変調部は、多値符号ィ匕部と変調部との間に挿入され、タイミング信号に基づいて、多値信号に所定の振幅変動またはレベル変動を付与して、変調部に出力してもよい。

[0029] あるいは、振幅変調部は、変調部の後段に接続され、タイミング信号に基づいて、変調信号に所定形式の振幅変調を施してもょ、。

[0030] 好ましくは、振幅変調部は、タイミング信号に基づいて、情報データに情報データの振幅よりも大きい振幅変動またはレベル変動を付与する。また、振幅変調部は、タイミング信号に基づいて、多値符号列に多値符号列の最大振幅よりも大きい振幅変動またはレベル変動を付与する。また、振幅変調部は、タイミング信号に基づいて、多値信号に多値信号の最大振幅よりも大きい振幅変動またはレベル変動を付与する。また、振幅変調部は、タイミング信号に基づいて、変調信号に変調信号の最大振幅よりも大きい振幅変動またはレベル変動を付与する。

[0031] 好ましくは、情報データは、予め定められた所定期間において一定のレベルである。好ましくは、多値符号列は、予め定められた所定期間において一定のレベルである。好ましくは、多値信号は、予め定められた所定期間において一定のレベルである。好ましくは、変調信号は、予め定められた所定期間において一定のレベルである。

[0032] 好ましくは、タイミング信号は、情報データ、多値符号列、あるいは多値信号に同期したクロックである。好ましくは、振幅変調部における所定の変調形式は、変調部における変調形式と異なる。

[0033] 好ましくは、変調部における変調形式、及び振幅変調部における変調形式は、いずれか一方が強度変調または振幅変調であり、他方が角度変調である。

[0034] また、データ送信装置は、予め定められた所定の振幅制御鍵情報から、値が略乱数的に変化する振幅制御信号を発生する振幅制御信号発生部と、多値符号化部の前段に接続され、振幅制御信号に基づいて、情報データに振幅変調を施して、多値符号ィ匕部に出力する振幅変調部とをさらに備えていてもよい。

[0035] また、データ送信装置は、予め定められた所定の振幅制御鍵情報から、値が略乱数的に変化する振幅制御信号を発生する振幅制御信号発生部と、多値符号化部と変調部との間に挿入され、振幅制御信号に基づいて、多値信号に振幅変調を施して、変調部に出力する振幅変調部とをさらに備えていてもよい。

[0036] また、データ送信装置は、予め定められた所定の振幅制御鍵情報から、値が略乱数的に変化する振幅制御信号を発生する振幅制御信号発生部と、変調部の後段に接続され、振幅制御信号に基いて、変調信号に所定形式の変調を施して、出力する振幅変調部とをさらに備えていてもよい。

[0037] 好ましくは、振幅変調部は、変調信号に振幅変調又は強度変調を施す。

[0038] また、データ送信装置は、予め定められた所定の鍵情報から、値が略乱数的に変化する多値符号列を発生する多値符号発生部と、多値符号列に基づいて、所定の変調形式の第 1の変調信号を発生する第 1の変調部と、情報データを入力し、所定の変調形式の第 2の変調信号を発生する第 2の変調部と、第 1の変調信号と第 2の変調信号とを合波する合波部とを備えて、てもよ、。

[0039] 好ましくは、データ送信装置は、予め定められた所定の振幅制御鍵情報から、値が略乱数的に変化する振幅制御信号を発生する振幅制御信号発生部と、第 2の変調部の前段に挿入され、振幅制御信号に基づいて、情報データに振幅変調を施して、出力する振幅変調部とをさらに備える。

[0040] 好ましくは、データ送信装置は、予め定められた所定の振幅制御鍵情報から、値が略乱数的に変化する振幅制御信号を発生する振幅制御信号発生部と、第 1の変調部の前段に挿入され、振幅制御信号に基づいて、多値符号列に振幅変調を施して、出力する振幅変調部とをさらに備える。

[0041] また、データ送信装置は、予め定められた所定の鍵情報から、信号レベルが略乱数的に変化する多値符号列を発生する多値符号発生部と、多値符号列に基づいて、所定の変調形式の第 1の変調信号を発生する第 1の変調部と、情報データを入力し、第 1の変調信号を情報データで変調して、所定の変調形式の第 2の変調信号を発生する第 2の変調部とを備えて、てもよ、。

[0042] 好ましくは、データ送信装置は、予め定められた所定の振幅制御鍵情報から、値が略乱数的に変化する振幅制御信号を発生する振幅制御信号発生部と、第 2の変調部の前段に挿入され、振幅制御信号に基づいて、情報データに振幅変調を施して、出力する振幅変調部とをさらに備える。

[0043] 好ましくは、データ送信装置は、予め定められた所定の振幅制御鍵情報から、値が略乱数的に変化する振幅制御信号を発生する振幅制御信号発生部と、第 1の変調部の前段に挿入され、振幅制御信号に基づいて、多値符号列に振幅変調を施して、出力する振幅変調部とをさらに備える。

[0044] 好ましくは、データ送信装置は、多値符号ィ匕部の前段に接続され、複数の情報デ一タカなる情報データ群を、所定の処理に従って任意の進数に符号化し、 N進符号ィ匕信号として多値符号ィ匕部に出力する N進符号ィ匕部をさらに備える。

[0045] N進符号化部は、情報データ群を任意の進数に符号ィヒするのに、複数の情報データによる論理の組み合わせによって、 N進符号化信号の多値レベルを変動させる。 N進符号化部は、鍵情報に基づいて、情報データ群から N進符号化信号を出力する。 N進符号化部は、鍵情報とは異なる鍵情報に基づいて、情報データ群力も N進符号化信号を出力する。

[0046] 好ましくは、多値符号ィ匕部は、予め定められた所定の期間ごとに、予め定められた複数の多値数のうち、いずれか 1つの多値数の多値信号を発生する。

[0047] また、データ送信装置は、多値信号に対応する所定の同期信号を出力する同期信号発生部と、同期信号に基づいて、多値数を指示する多値処理制御信号を出力する多値処理制御部とをさらに備える。

[0048] 好ましくは、多値符号ィ匕部は、少なくともいずれかの所定の期間において、 2値の多値信号を出力する。好ましくは、多値符号ィ匕部は、 2値の多値信号を、複数の多値数のうち、最大の多値数の多値信号の振幅以上の振幅にして、 2値の多値信号を出力す。好ましくは、多値符号ィ匕部は、情報データを 2値の多値信号として出力する。

[0049] 好ましくは、データ送信装置は、多値数に応じて、情報データ、多値符号列、または多値信号の転送レートを変更する。好ましくは、データ送信装置は、多値数が小さくなるにつれて、情報データ、多値符号列、または多値信号の転送レートを大きくする。

[0050] また、本発明は、暗号ィ匕通信を行うデータ受信装置にも向けられている。そして、上記目的を達成するために、本発明のデータ受信装置は、所定の変調形式の変調信号を復調し、多値信号として出力する復調部と、予め定められた所定の鍵情報と多値信号とを入力し、情報データを出力する多値復号ィ匕部とを備える。具体的には、多値復号ィ匕部は、鍵情報から、信号レベルが略乱数的に変化する多値符号列を発生する多値符号発生部と、多値符号列に基づいて多値信号を識別し、情報データを出力する多値識別部とを含む。

[0051] 好ましくは、データ受信装置は、復調部と多値復号化部との間に接続され、多値信号に含まれる第 3者による多値信号のレベル判定を困難とするダミー信号成分を相殺可能なダミー信号を生成し、ダミー信号成分とダミー信号とを相殺するダミー信号相殺部をさらに備える。また、ダミー信号は、多値信号の 1タイムスロットの期間内において、振幅が連続的に変化する。

[0052] 好ましくは、ダミー信号相殺部は、振幅の変化パターンが相異なる複数の信号を保持し、多値信号の 1タイムスロットごとに複数の信号のうちいずれか一つを、ダミー信号として、ダミー信号成分と相殺させる。

[0053] 好ましくは、ダミー信号相殺部は、ダミー信号を発生するダミー信号発生部と、ダミ一信号とダミー信号成分とを相殺する相殺部とを含む。

[0054] 好ましくは、ダミー信号相殺部は、所定の初期値から、乱数であるダミー生成符号を出力するダミー生成符号発生部をさらに含む。この場合、ダミー信号発生部は、振幅の変化パターンが相異なる複数の信号を保持し、多値信号の 1タイムスロットごとに、ダミー生成符号に基づいて複数の信号のうちいずれか一つを、ダミー信号として、ダミー信号成分と相殺させる。

[0055] 好ましくは、多値信号は、同期をとるための同期信号成分と、情報データを鍵情報によって暗号化して得られる多値信号成分とを含む。この場合、同期信号成分の最大振幅は、多値信号成分の最大振幅より大きい値である。また、多値復号化部は、多値信号の振幅を表す振幅検出値に基づ、て、多値信号の最大振幅を所定の値に制御する振幅制御部と、振幅制御部が出力する多値信号の振幅を検出し、検出した振幅を振幅検出値として振幅制御部に出力する検出部と、振幅制御部が出力する多値信号を閾値で識別し、閾値より大きい振幅の信号が同期信号成分であると判定し、同期信号成分を同期信号として抽出する同期抽出部とをさらに備える。多値符号発生部は、同期信号に基づいて、多値符号列を発生する。

[0056] 好ましくは、多値信号は、同期をとるための同期信号成分と情報データを所定の鍵情報によって暗号化して得られる多値信号成分とを含む。この場合、同期信号成分の最大振幅は、多値信号成分の最大振幅より大きい値である。また、多値復号化部は、多値信号の振幅を検出し、検出した振幅を振幅検出値として出力する検出部と、振幅検出値に基づいて閾値を設定し、閾値より振幅の大きい信号成分を同期信号成分であると判定し、同期信号成分を同期信号として抽出する同期抽出部と、多値符号列の最大振幅を、振幅検出値に基づいて制御する振幅制御部とをさらに備える。多値符号発生部は、同期信号に基づいて、多値符号列を発生する。

[0057] 好ましくは、検出部は、多値信号の最大振幅を、振幅検出値とする。また、検出部は、多値信号の振幅の平均値を、振幅検出値としてもよい。

[0058] 好ましくは、同期抽出部は、同期信号成分の最大振幅と多値信号成分の最大振幅との比率を予め保持し、振幅検出値と比率とを用いて、閾値を決定する。

[0059] また、データ受信装置は、復調部から出力される多値信号を入力し、タイミング信号を再生するタイミング信号再生部をさらに備えてもよい。この場合、多値符号発生部は、タイミング信号に同期して、多値符号列を出力する。

[0060] また、データ受信装置は、変調信号を分岐し、一方を復調部に出力すると共に、他方を分岐出力する分岐部と、分岐部力出力される他方の変調信号を復調し、出力する第 2の復調部と、第 2の復調部から出力される電気信号から、タイミング信号を再生するタイミング信号再生部をさらに備えてもよい。この場合、多値符号発生部は、タイミング信号に同期して、多値符号列を出力する。

[0061] 好ましくは、タイミング信号再生部は、タイミング信号に対応する周波数帯を透過する透過部である。

[0062] 好ましくは、タイミング信号再生部は、タイミング信号に対応する周波数帯を透過する透過部と、透過部からの出力信号に同期したタイミング信号を生成する同期部とからなる。

[0063] 好ましくは、多値復号ィ匕部は、予め定められた所定の振幅制御鍵情報から、値が略乱数的に変化する振幅制御信号を発生する振幅制御信号発生部をさらに含む。多値識別部は、多値符号列および振幅制御信号に基づいて多値信号を識別し、情報データを出力する。

[0064] 好ましくは、多値識別部は、予め定められた所定の期間において入力される多値信号の多値数に基づいて、多値信号を識別するための閾値を切り替える。

[0065] また、データ受信装置は、多値信号に対応する所定の同期信号を再生する同期信号発生部と、同期信号に基づいて、多値識別部における閾値を変更する多値識別制御信号とを出力する多値識別制御部をさらに備えてもよい。

[0066] 好ましくは、多値復号ィ匕部は、少なくともいずれかの所定期間において、 2値の多値信号の識別を行う。

[0067] また、本発明は、データ送信装置とデータ受信装置とが暗号通信を行うデータ通信装置にも向けられている。そして、上記目的を達成するために、本発明のデータ送信装置は、多値符号化部と、変調部と、ダミー信号重畳部とを備える。多値符号化部は、予め定められた所定の鍵情報と情報データとを入力し、信号レベルが略乱数的に変化する多値信号を発生する。変調部は、多値信号に基づいて、所定の変調形式の変調信号を発生する。ダミー信号重畳部は、情報データ、多値信号、あるいは変調信号のいずれかにダミー信号を重畳する。具体的には、多値符号化部は、多値符号発生部と、多値処理部とを含む。多値符号発生部は、鍵情報から信号レベルが略乱数的に変化する多値符号列を発生する。多値処理部は、所定の処理に従って、多値符号列と情報データとを合成し、両信号レベルの組み合わせに対応したレベルを有する多値信号を生成する。

また、データ受信装置は、所定の変調形式の変調信号を復調し、多値信号として出力する復調部と、予め定められた所定の鍵情報と多値信号とを入力し、情報データを出力する多値復号ィ匕部とを備える。具体的には、多値復号ィ匕部は、鍵情報から、信号レベルが略乱数的に変化する多値符号列を発生する多値符号発生部と、多値符号列に基づいて多値信号を識別し、情報データを出力する多値識別部とを含む。

[0068] 好ましくは、ダミー信号重畳部は、多値処理部と変調部との間に接続され、多値信号に、第 3者による多値信号のレベル判定を困難とするダミー信号を重畳する。また、ダミー信号は、多値信号の 1タイムスロットの期間内において、振幅が連続的に変化する。

[0069] ダミー信号重畳部は、振幅の変化パターンが相異なる複数の信号を保持し、多値信号の 1タイムスロットごとに複数の信号のうちいずれか 1つを、ダミー信号として多値信号に重畳する。

[0070] ダミー信号重畳部は、ダミー信号を発生するダミー信号発生部と、ダミー信号と多値信号とを合成する重畳部とを含む。また、ダミー信号重畳部は、所定の初期値から、乱数であるダミー生成符号を出力するダミー生成符号発生部をさらに含んでもよい。この場合、ダミー信号発生部は、振幅の変化パターンが相異なる複数の信号を保持し、多値信号の 1タイムスロットごとに、ダミー生成符号に基づいて複数の信号のうちいずれか一つを、ダミー信号として出力する。

[0071] 好ましくは、ダミー信号の振幅は、多値信号の任意のレベルと、任意のレベルに隣接するレベルとの差のいずれか一方より大きぐかつ情報データの振幅より小さい。また、ダミー生成符号は、自然乱数系列である。

[0072] また、ダミー信号重畳部は、多値符号化部の前段に接続され、情報データに所定の雑音を重畳した雑音重畳情報データを、多値符号化部に出力する雑音制御部であってもよい。

[0073] また、ダミー信号重畳部は、多値符号発生部と多値処理部との間に挿入され、多値符号列に所定の雑音を重畳した雑音重畳多値符号列を、多値処理部に出力する雑音制御部であってもよい。

[0074] また、ダミー信号重畳部は、変調部の後段に接続され、変調信号に所定の雑音を重畳した雑音重畳変調信号を発生する雑音制御部であってもよい。

[0075] また、データ送信装置は、以下に示す多値符号化部と、変調部とを備えていてもよい。多値符号化部は、予め定められた所定の鍵情報と情報データとを入力し、信号レベルが略乱数的に変化する多値信号を発生する。変調部は、多値信号に基づいて、所定の変調形式の変調信号を発生する。具体的には、多値符号化部は、多値符号発生部と、多値処理部とを含む。多値符号発生部は、鍵情報から信号レベルが略乱数的に変化する多値符号列を発生する。多値処理部は、所定の処理に従って、多値符号列と情報データとを合成し、両信号レベルの組み合わせに対応したレべルを有する多値信号を生成する。変調部は、多値信号に基づいて、所定の変調形式の変調信号を発生する際に、所定の雑音成分を変調信号に付与する。

[0076] 好ましくは、変調部は、光源を含み、多値信号を光変調信号に変調する光変調部である。この場合、光源には、半導体レーザを用いることができる。

[0077] また、データ送信装置は、光変調信号の信号電力対雑音比を制御する光雑音制御部をさらに備えていてもよい。この場合、光雑音制御部は、所定の光雑音信号を発生する光雑音発生部と、光変調部から出力される光変調信号に、光雑音信号を重畳する光合成部とを含む。また、光雑音制御部は、光ファイバ増幅器であってもよい。また、光雑音制御部は、光変調信号を複数に分割し、複数に分割した光変調信号を互 V、に干渉させる光干渉部であってもよ、。

[0078] また、光雑音制御部は、複数の反射点を有し、光変調信号を多重反射させる光多重反射部であってもよい。また、光雑音制御部は、光変調信号の一部を、光変調部に注入してもよい。光雑音制御部は、光変調信号の一部を反射して、光変調部に注入してもよい。また、光雑音制御部は、光変調部に所定の光信号を注入してもよい。

[0079] 光雑音制御部は、所定の雑音信号を発生する雑音発生部と、雑音信号を光雑音信号に変換するとともに、光雑音信号を光変調部に注入する注入光発生部とを含む。好ましくは、光変調部が出力する光変調信号は、複数の波長の光からなる多モード光である。この場合、光雑音制御部は、多モード光の各波長の光の相対的な振幅関係または位相関係を変更することによって、光変調信号に雑音を発生させる。

[0080] 好ましくは、光変調部が出力する光変調信号は、複数の波長の光からなる多モード光である。この場合、光雑音制御部は、多モード光から少なくとも一つの特定の波長の光を除去することによって、光変調信号に雑音を発生させる。

[0081] また、ダミー信号重畳部は、多値処理部と変調部との間に接続される同期部であつてもよい。この場合、同期部は、入力された同期信号を多値信号に多重して、同期多値信号を生成する信号同期部と、同期信号の信号対雑音比が多値信号の信号対雑音比より高くなるように雑音を発生させて、雑音を同期雑音信号として出力する雑音同期部と、同期多値信号と同期雑音信号とを合成する雑音合成部とを含む。

[0082] 好ましくは、雑音同期部が発生する雑音は、略ガウス分布の振幅分布を有する雑音である。また、同期信号の最大振幅は、多値信号の最大振幅より大きい。また、同期信号の最大振幅と多値信号の最大振幅との比率が一定である。

[0083] 好ましくは、信号同期部は、多値信号と同期信号とを時分割多重する。また、信号同期部は、多値信号と同期信号とを周波数分割多重してもよい。また、信号同期部は、多値信号と同期信号とを空間分割多重してもよい。また、信号同期部は、多値信号と同期信号とを符号分割多重してもよい。

[0084] また、データ送信装置は、所定周期のタイミング信号を発生するタイミング信号発生部と、情報データ、多値符号列、あるいは多値信号のいずれかに対して、タイミング信号による振幅変調あるいはレベル変動を施す振幅変調部とをさらに備えてもよい。この場合、多値符号発生部は、タイミング信号に同期した多値符号列を発生する。

[0085] 好ましくは、振幅変調部は、多値符号ィ匕部の前段に接続され、タイミング信号に基づいて、情報データに所定の振幅変動またはレベル変動を付与して、多値符号化部に出力する。

[0086] あるいは、振幅変調部は、多値符号発生部と多値処理部との間に挿入され、タイミング信号に基づ!/、て、多値符号列に所定の振幅変動またはレベル変動を付与して、多値処理部に出力してもよ、。

[0087] あるいは、振幅変調部は、多値符号ィ匕部と変調部との間に挿入され、タイミング信号に基づいて、多値信号に所定の振幅変動またはレベル変動を付与して、変調部に出力してもよい。

[0088] あるいは、振幅変調部は、変調部の後段に接続され、タイミング信号に基づいて、変調信号に所定形式の振幅変調を施してもょ、。

[0089] 好ましくは、振幅変調部は、タイミング信号に基づいて、情報データに情報データの振幅よりも大きい振幅変動またはレベル変動を付与する。また、振幅変調部は、タイミング信号に基づいて、多値符号列に多値符号列の最大振幅よりも大きい振幅変動またはレベル変動を付与する。また、振幅変調部は、タイミング信号に基づいて、多値信号に多値信号の最大振幅よりも大きい振幅変動またはレベル変動を付与する。また、振幅変調部は、タイミング信号に基づいて、変調信号に変調信号の最大振幅よりも大きい振幅変動またはレベル変動を付与する。

[0090] 好ましくは、情報データは、予め定められた所定期間において一定のレベルである。好ましくは、多値符号列は、予め定められた所定期間において一定のレベルである。好ましくは、多値信号は、予め定められた所定期間において一定のレベルである。好ましくは、変調信号は、予め定められた所定期間において一定のレベルである。

[0091] 好ましくは、タイミング信号は、情報データ、多値符号列、あるいは多値信号に同期したクロックである。好ましくは、振幅変調部における所定の変調形式は、変調部における変調形式と異なる。

[0092] 好ましくは、変調部における変調形式、及び振幅変調部における変調形式は、いずれか一方が強度変調または振幅変調であり、他方が角度変調である。

[0093] また、データ送信装置は、予め定められた所定の振幅制御鍵情報から、値が略乱数的に変化する振幅制御信号を発生する振幅制御信号発生部と、多値符号化部の前段に接続され、振幅制御信号に基づいて、情報データに振幅変調を施して、多値符号ィ匕部に出力する振幅変調部とをさらに備えていてもよい。

[0094] また、データ送信装置は、予め定められた所定の振幅制御鍵情報から、値が略乱数的に変化する振幅制御信号を発生する振幅制御信号発生部と、多値符号化部と変調部との間に挿入され、振幅制御信号に基づいて、多値信号に振幅変調を施して、変調部に出力する振幅変調部とをさらに備えていてもよい。

[0095] また、データ送信装置は、予め定められた所定の振幅制御鍵情報から、値が略乱数的に変化する振幅制御信号を発生する振幅制御信号発生部と、変調部の後段に接続され、振幅制御信号に基いて、変調信号に所定形式の変調を施して、出力する振幅変調部とをさらに備えていてもよい。

[0096] 好ましくは、振幅変調部は、変調信号に振幅変調又は強度変調を施す。

[0097] また、データ送信装置は、予め定められた所定の鍵情報から、値が略乱数的に変化する多値符号列を発生する多値符号発生部と、多値符号列に基づいて、所定の変調形式の第 1の変調信号を発生する第 1の変調部と、情報データを入力し、所定の変調形式の第 2の変調信号を発生する第 2の変調部と、第 1の変調信号と第 2の変調信号とを合波する合波部とを備えて、てもよ、。

[0098] 好ましくは、データ送信装置は、予め定められた所定の振幅制御鍵情報から、値が略乱数的に変化する振幅制御信号を発生する振幅制御信号発生部と、第 2の変調部の前段に挿入され、振幅制御信号に基づいて、情報データに振幅変調を施して、出力する振幅変調部とをさらに備える。

[0099] 好ましくは、データ送信装置は、予め定められた所定の振幅制御鍵情報から、値が略乱数的に変化する振幅制御信号を発生する振幅制御信号発生部と、第 1の変調部の前段に挿入され、振幅制御信号に基づいて、多値符号列に振幅変調を施して、出力する振幅変調部とをさらに備える。

[0100] また、データ送信装置は、予め定められた所定の鍵情報から、信号レベルが略乱数的に変化する多値符号列を発生する多値符号発生部と、多値符号列に基づいて、所定の変調形式の第 1の変調信号を発生する第 1の変調部と、情報データを入力し、第 1の変調信号を情報データで変調して、所定の変調形式の第 2の変調信号を発生する第 2の変調部とを備えて、てもよ、。

[0101] 好ましくは、データ送信装置は、予め定められた所定の振幅制御鍵情報から、値が略乱数的に変化する振幅制御信号を発生する振幅制御信号発生部と、第 2の変調部の前段に挿入され、振幅制御信号に基づいて、情報データに振幅変調を施して、出力する振幅変調部とをさらに備える。

[0102] 好ましくは、データ送信装置は、予め定められた所定の振幅制御鍵情報から、値が略乱数的に変化する振幅制御信号を発生する振幅制御信号発生部と、第 1の変調部の前段に挿入され、振幅制御信号に基づいて、多値符号列に振幅変調を施して、出力する振幅変調部とをさらに備える。

[0103] 好ましくは、データ送信装置は、多値符号ィ匕部の前段に接続され、複数の情報デ一タカなる情報データ群を、所定の処理に従って任意の進数に符号化し、 N進符号ィ匕信号として多値符号ィ匕部に出力する N進符号ィ匕部をさらに備える。

[0104] N進符号化部は、情報データ群を任意の進数に符号ィ匕するのに、複数の情報データによる論理の組み合わせによって、 N進符号化信号の多値レベルを変動させる。 N進符号化部は、鍵情報に基づいて、情報データ群から N進符号化信号を出力する。 N進符号化部は、鍵情報とは異なる鍵情報に基づいて、情報データ群力も N進符号化信号を出力する。

[0105] 好ましくは、多値符号ィ匕部は、予め定められた所定の期間ごとに、予め定められた複数の多値数のうち、いずれか 1つの多値数の多値信号を発生する。

[0106] また、データ送信装置は、多値信号に対応する所定の同期信号を出力する同期信号発生部と、同期信号に基づいて、多値数を指示する多値処理制御信号を出力する多値処理制御部とをさらに備える。

[0107] 好ましくは、多値符号ィ匕部は、少なくともいずれかの所定の期間において、 2値の多値信号を出力する。好ましくは、多値符号ィ匕部は、 2値の多値信号を、複数の多値数のうち、最大の多値数の多値信号の振幅以上の振幅にして、 2値の多値信号を出力す。好ましくは、多値符号ィ匕部は、情報データを 2値の多値信号として出力する。

[0108] 好ましくは、データ送信装置は、多値数に応じて、情報データ、多値符号列、または多値信号の転送レートを変更する。好ましくは、データ送信装置は、多値数が小さくなるにつれて、情報データ、多値符号列、または多値信号の転送レートを大きくする。

発明の効果

[0109] 本発明のデータ送信装置によれば、ダミー信号重畳部が、情報データ、多値信号、あるいは変調信号のいずれかに、第 3者による多値信号のレベル判定を困難にするダミー信号を重畳する。これにより、データ送信装置は、第 3者による盗聴時の受信信号品質に対して決定的な劣化を与えて、第 3者による多値信号の解読'復号化を困難にし、より安全なデータ通信を行うことができる。

[0110] また、ダミー信号重畳部が雑音制御部である場合、雑音制御部は、情報データ、多値信号、あるいは変調信号のいずれかに、雑音によるレベル変動を第 3者による盗聴が不可能となるように適切に与える。これにより、データ送信装置は、第 3者による盗聴時の受信信号品質に対して決定的な劣化を与えて、第 3者による多値信号の解読'復号ィ匕をより困難にし、より安全なデータ通信を行うことができる。 [0111] また、データ送信装置は、雑音制御部の代わりに、伝送すべき情報データを多値信号として符号化して、符号化した多値信号を光変調信号として伝送することで、多値信号に物理的な性質によって不可避な量子雑音を付与する。また、データ送信装置は、光変調信号にさらに所定の雑音を付与してもよい。また、データ送信装置は、多値信号を複数の波長で発振する光変調信号に変換することで、多値信号に物理的な性質によって不可避な揺らぎを付与してもよい。これにより、データ送信装置は、第 3者による盗聴時の受信信号品質に対して決定的な劣化を与えて、第 3者による多値信号の解読'復号ィ匕をさらに困難にし、より安全なデータ通信を行うことができる

[0112] 本発明のデータ通信装置によれば、鍵情報に基づいて情報データを多値信号に符号ィ匕 ·変調して送信し、受信した多値信号を同一の鍵情報に基づヽて復調 ·復号化し、多値信号の信号対雑音電力比を適正化する。これにより、データ通信装置は、暗号文の解析に要する時間を著しく増大させ、天文学的計算量に基づく秘匿性の高 Vヽデータ通信を行うことができる。

図面の簡単な説明

[0113] [図 1]図 1は、本発明の第 1の実施形態に係るデータ通信装置の構成を示すブロック図である。

[図 2]図 2は、本発明の第 1の実施形態に係るデータ通信装置の伝送信号の波形を説明する模式図である。

[図 3]図 3は、本発明の第 1の実施形態に係るデータ通信装置の伝送信号の波形を説明する模式図である。

[図 4]図 4は、本発明の第 1の実施形態に係るデータ通信装置の伝送信号品質を説明する模式図である。

[図 5]図 5は、本発明の第 2の実施形態に係るデータ通信装置の構成を示すブロック図である。

[図 6]図 6は、本発明の第 3の実施形態に係るデータ通信装置の構成を示すブロック図である。

[図 7]図 7は、本発明の第 4の実施形態に係るデータ通信装置の伝送信号パラメータを説明する模式図である。

[図 8]図 8は、本発明の第 5の実施形態に係るデータ通信装置の構成を示すブロック図である。

[図 9]図 9は、ダミー信号重畳部 118の詳細な動作を説明する図である。

[図 10]図 10は、本発明の第 5の実施形態に係るデータ通信装置における、情報データ 10、多値信号 13、及び変調信号 14との対応関係を示す図である。

[図 11]図 11は、本発明の第 5の実施形態に係るデータ通信装置における、データ送信装置 13105の他の構成を示す図である。

[図 12]図 12は、本発明の第 5の実施形態に係るデータ通信装置における、データ受信装置 13205の構成を示すブロック図である。

[図 13]図 13は、本発明の第 6の実施形態に係るデータ通信装置の構成を示すブロック図である。

[図 14]図 14は、本発明の第 6の実施形態に係るデータ通信装置の他の構成を示すブロック図である。

[図 15]図 15は、本発明の第 6の実施形態に係るデータ通信装置の他の構成を示すブロック図である。

[図 16]図 16は、本発明の第 7の実施形態に係るデータ通信装置の構成を示すブロック図である。

[図 17]図 17は、本発明の第 7の実施形態に係るデータ通信装置の他の構成を示すブロック図である。

[図 18]図 18は、本発明の第 7の実施形態に係るデータ通信装置の他の構成を示すブロック図である。

[図 19]図 19は、本発明の第 8の実施形態に係るデータ通信装置の構成を示すブロック図である。

[図 20]図 20は、本発明の第 9の実施形態に係るデータ通信装置の構成を示すブロック図である。

[図 21]図 21は、本発明の第 10の実施形態に係るデータ通信装置の構成を示すプロック図である。 [図 22]図 22は、本発明の第 10の実施形態に係る第 3の雑音制御部の動作を説明する図である。

[図 23]図 23は、本発明の第 10の実施形態に係る第 3の雑音制御部の動作を説明する図である。

[図 24]図 24は、本発明の第 11の実施形態に係るデータ通信装置の構成を示すプロック図である。

[図 25]図 25は、情報データ 10の時間波形の一例を示す図である。

[図 26]図 26は、同期信号 72の時間波形の一例を示す図である。

[図 27]図 27は、多値信号 13の時間波形の一例を示す図である。

[図 28]図 28は、同期信号 72と多値信号 13とを合成した同期多値信号 74の時間波形の一例を示す図である。

[図 29]図 29は、同期雑音信号 73の時間波形の一例を示す図である。

[図 30]図 30は、雑音重畳同期多値信号 75の時間波形を示す図である。

[図 31]図 31は、同期多値信号 76の時間波形の一例を示す図である。

[図 32]図 32は、本発明の第 12の実施形態に係るデータ通信装置の構成を示すプロック図である。

[図 33]図 33は、本発明の第 13の実施形態に係るデータ通信装置の構成を示すプロック図である。

[図 34]図 34は、本発明の第 13の実施形態に係るデータ通信装置の信号波形を説明する模式図である。

[図 35]図 35は、振幅変調部 131への入力信号を所定期間一定レベルとした場合のデータ通信装置の信号波形を説明する模式図である。

[図 36]図 36は、本発明の第 13の実施形態に係るデータ通信装置の第 2の構成を示すブロック図である。

[図 37]図 37は、本発明の第 13の実施形態に係るデータ通信装置の第 3の構成を示すブロック図である。

[図 38]図 38は、本発明の第 13の実施形態に係るデータ通信装置の第 4の構成を示すブロック図である。 [図 39]図 39は、本発明の第 14の実施形態に係るデータ通信装置の構成を示すプロック図である。

[図 40]図 40は、本発明の第 15の実施形態に係るデータ通信装置の構成例を示すブロック図である。

[図 41]図 41は、本発明の第 15の実施形態に係るデータ通信装置の各部の信号波形を説明するための模式図である。

[図 42]図 42は、本発明の第 15の実施形態に係るデータ通信装置の伝送信号品質を説明する模式図である。

[図 43]図 43は、本発明の第 15の実施形態に係るデータ通信装置の第 2の構成例を示すブロック図である。

[図 44]図 44は、本発明の第 15の実施形態に係るデータ通信装置の第 3の構成例を示すブロック図である。

[図 45]図 45は、本発明の第 15の実施形態に係るデータ通信装置の第 4の構成例を示すブロック図である。

[図 46]図 46は、本発明の第 15の実施形態に係るデータ通信装置の第 5の構成例を示すブロック図である。

圆 47A]図 47Aは、本発明の第 16の実施形態に係るデータ通信装置の構成例を示すブロック図である。

圆 47B]図 47Bは、本発明の第 16の実施形態に係るデータ通信装置の別の構成例を示すブロック図である。

圆 48A]図 48Aは、本発明の第 16の実施形態に係るデータ通信装置の別の構成例を示すブロック図である。

圆 48B]図 48Bは、本発明の第 16の実施形態に係るデータ通信装置の別の構成例を示すブロック図である。

[図 49]図 49は、本発明の第 17の実施形態に係るデータ通信装置の構成を示すプロック図である。

[図 50]図 50は、 N進符号化部 131に入力される情報データ群の波形例を示す図である。 [図 51]図 51は、 N進符号ィ匕部 131から出力される N進符号ィ匕信号 52の波形例を示す図である。

[図 52]図 52は、多値処理部 11 lbから出力される多値信号 13の波形例を示す図である。

[図 53]図 53は、多値識別部 212bにおける多値信号 15の識別動作の一例を説明する図である。

[図 54]図 54は、雑音が重畳された多値信号 15の波形を示す図である。

[図 55]図 55は、本発明の第 18の実施形態に係るデータ通信装置の構成例を示すブロック図である。

[図 56]図 56は、本発明の第 18の実施形態に係るデータ通信装置のその他の構成例を示すブロック図である。

[図 57]図 57は、本発明の第 19の実施形態に係るデータ通信装置の構成を示すプロック図である。

[図 58]図 58は、多値符号ィ匕部 111から出力される信号波形を説明するための模式図である。

[図 59]図 59は、本発明の第 20の実施形態に係るデータ通信装置の構成を示すプロック図である。

[図 60]図 60は、本発明の第 20の実施形態に係るデータ通信装置の伝送信号は系を説明する模式図である。

[図 61]図 61は、本発明の第 21の実施形態に係るデータ通信装置の構成を示すプロック図である。

[図 62]図 62は、本発明の第 22の実施形態に係るデータ通信装置の構成を示すプロック図である。

[図 63]図 63は、本発明の各実施形態の特徴を組み合わせたデータ通信装置の構成例を示すブロック図である。

圆 64A]図 64Aは、本発明の各実施形態の特徴を組み合わせたデータ通信装置の構成例を示すブロック図である。

圆 64B]図 64Bは、本発明の各実施形態の特徴を組み合わせたデータ通信装置の構成例を示すブロック図である。

[図 64C]図 64Cは、本発明の各実施形態の特徴を組み合わせたデータ通信構成例を示すブロック図である。

[図 65]図 65は、従来のデータ通信装置の構成を示すブロック図である。符号の説明

10、 18 情報データ

11、 16、 91、 96、 99 鍵情報

12、 17 多値符号列

13、 15 多値信号

14、 94 変調信号

110 伝送路

111 多値符号化部

111a 第 1の多値符号発生部

11 1b 多値処理部

112、 122、 123、 912 変調部

113 第 1のデータ反転部

114 雑音制御部

114a 雑音発生部

114b 合成部

118 ダミー信号重畳部

118a ダミー生成符号発生部

118b ダミー信号発生部

118c 重畳部

122 第 1の変調部

123 第 2の変調部

120 振幅制御部

120a 第 1の振幅信号発生部

20b 振幅変調部 125、 127 光変調部

127a 光源

127b 外部光変調部

128、 129、 130 光雑音制御部

128a 光雑音発生部

128b 光合成部

129a 雑音発生部

129b 注入光発生部

131、 132 N進符号化部

134 同期信号発生部

135 多値処理制御部

211、 914、 916 復調部

212、 218 多値復号化部 212a 第 2の多値符号発生部 212b 多値識別部

212c 第 2の振幅信号発生部 213 第 2のデータ反転部 214 ダミー信号相殺部

214a ダミー生成符号発生部 214b ダミー信号発生部 214c 相殺部

219 光復調部

220、 221 N進復号ィ匕部 233 同期信号再生部

234 多値識別制御部

236 副復調部

237 識別部 240 検出部

241 振幅制御部

242 同期抽出部

914 符号化部

915、 917 復号化部

10101〜19108 データ送信装置

10201〜19207 データ受信装置

発明を実施するための最良の形態

[0115] (第 1の実施形態）

図 1は、本発明の第 1の実施形態に係るデータ通信装置の構成を示すブロック図である。図 1において、第 1の実施形態にデータ通信装置は、データ送信装置 10101とデータ受信装置 10201とが伝送路 110によって接続された構成である。データ送信装置 10101は、多値符号ィ匕部 111、及び変調部 112を備える。多値符号化部 111 は、第 1の多値符号発生部 l l la、及び多値処理部 11 lbを含む。データ受信装置 1 0201は、復調部 211、及び多値復号化部 212を備える。多値復号ィ匕部 212は、第 2 の多値符号発生部 212a、及び多値識別部 212bを含む。伝送路 110には、 LANケ一ブルや同軸ケーブル等の金属路線や、光ファイバケーブル等の光導波路を用いることができる。また、伝送路 110は、 LANケーブル等の有線ケーブルに限られず、無線信号を伝搬することが可能な自由空間であってもよい。

[0116] 図 2及び図 3は、変調部 112から出力される変調信号の波形を説明するための模式図である。以下に、第 1の実施形態に係るデータ通信装置について、図 1〜3を用いながら、その動作を説明する。

[0117] 第 1の多値符号発生部 111aは、予め定められた所定の第 1の鍵情報 11に基づいて、信号レベルが略乱数的に変化する多値符号列 12 (図 2 (b) )を発生する。多値処理部 111bは、多値符号列 12 (図 2 (b) )と情報データ 10 (図 2 (a) )とを入力し、所定の手順に従って両信号を合成し、両信号レベルの組み合わせに一意に対応したレベルを有する多値信号 13 (図 2 (c) )を生成する。例えば、多値処理部 11 lbは、タイムスロット tlZt2Zt3Zt4に対して、多値符号列 12のレベルが clZc5Zc3Zc4に変化する場合、この多値符号列 12をバイアスレベルとして、情報データ 10を加算することで、 L1ZL8ZL6ZL4にレベルが変化する多値信号 13を生成する。

[0118] ここで、図 3に示すように、情報データ 10の振幅を"情報振幅"、多値信号 13の全振幅を"多値信号振幅"、多値符号列 12のレベル clZc2Zc3Zc4Zc5に対応して多値信号 13が取り得るレベルの組 (Ll、 L4)Z(L2、 L5)Z(L3、 L6)Z(L4、 L7) Z(L5、 L8)をそれぞれ第 1〜第 5の"基底"、多値信号 13の最小信号点間距離を" ステップ幅"と呼称する。

[0119] 変調部 112は、多値信号 13を所定の変調形式で変調して、変調信号 14として伝送路 110に送出する。復調部 211は、伝送路 110を介して伝送されてきた変調信号 14を復調し、多値信号 15を再生する。第 2の多値符号発生部 212aは、第 1の鍵情報 11と同一の第 2の鍵情報 16を予め共有しており、第 2の鍵情報 16に基づいて、多値符号列 12に相当する多値符号列 17を発生する。多値識別部 212bは、多値符号列 17を閾値として、多値信号 15の識別（2値判定)を行い、情報データ 18を再生する。ここで、変調部 112と復調部 211とが、伝送路 110を介して送受信する所定の変調形式の変調信号 14は、電磁波（電磁界)または光波を多値信号 13で変調して得られたものである。

[0120] なお、多値処理部 11 lbは、上述したように、多値符号列 12と情報データ 10との加算処理によって多値信号 13を生成する以外に、いかなる方法を用いて多値信号 13 を生成してもよいものとする。例えば、多値処理部 11 lbは、情報データ 10に基づいて、多値符号列 12のレベルを振幅変調することで多値信号 13を生成してもよい。あるいは、多値処理部 11 lbは、多値信号 13のレベルを予め記憶させたメモリから、情報データ 10と多値符号列 12との組み合わせに対応した多値信号 13のレベルを逐次読み出すことで多値信号 13を生成してもよい。

[0121] また、図 2及び図 3では、多値信号 13のレベルを 8段階で表記した力多値信号 13 のレベルは、この表記に限定されるものではない。また、情報振幅を多値信号 13のステップ幅の 3倍、もしくは整数倍として表記したが、情報振幅は、この表記に限定されるものではない。情報振幅は、多値信号 13のステップ幅のいかなる整数倍であつてもよいし、また整数倍でなくてもよい。さらに、これに関連して、図 2及び図 3では、多値符号列 12の各レベル力多値信号 13の各レベル間の略中心になるよう配置した力多値符号列 12の各レベルは、この配置に限定されるものではない。例えば、多値符号列 12の各レベルは、多値信号 13の各レベル間の略中心でなくてもよいし、多値信号 13の各レベルに一致するものであってもよい。また、上述した説明では、多値符号列 12と情報データ 10とは、変化レートが互いに等しぐかつ同期関係にあることを前提としたが、一方の変化レートが他方の変化レートよりも高速 (または低速)であってもよいし、また非同期であってもよいものとする。

[0122] 次に、第 3者による変調信号 14の盗聴動作について説明する。盗聴者である第 3 者は、正規の受信者が備えるデータ受信装置 10201に準じた構成、もしくはさらに高性能なデータ受信装置 (盗聴者データ受信装置)を用いて変調信号 14を解読することが想定される。盗聴者データ受信装置は、変調信号 14を復調することにより多値信号 15を再生する。しかし、盗聴者データ受信装置は、データ送信装置 10101との間で鍵情報を共有しないため、データ受信装置 10201のように、鍵情報から多値符号列 17を発生させることができない。このため、盗聴者データ受信装置は、多値符号列 17を基準とした多値信号 15の 2値判定を行うことができない。

[0123] このような場合に考えられる盗聴動作としては、多値信号 15の全レベルに対する識別を同時に行う方法 (一般に「総当たり攻撃」と呼ばれる）がある。即ち、盗聴者データ受信装置は、多値信号 15が取り得る全ての信号点間に対する閾値を用意して多値信号 15の同時判定を行い、当該判定結果を解析することにより、正しい鍵情報または情報データの抽出を試みる。例えば、盗聴者データ受信装置は、図 2に示した、多値符号列 12のレベル cOZclZc2Zc3Zc4Zc5Zc6を閾値として、多値信号 1 5に対する多値判定を行うことにより、正しい鍵情報または情報データの抽出を試みる。

[0124] し力しながら、実際の伝送系では、種々の要因により雑音が発生し、この雑音が変調信号 14に重畳されることによって、多値信号 15のレベルは、図 4に示すように時間的'瞬時的に変動する。このような場合、正規受信者 (データ受信装置 10201)が判定する被判定信号 (多値信号 15)の SN比 (信号対雑音強度比）は、多値信号 15の情報振幅と雑音量との比によって決まることになる。これに対して、盗聴者データ受信装置が判定する被判定信号 (多値信号 15)の SN比は、多値信号 15のステップ幅と雑音量との比によって決まることになる。

[0125] このため、被判定信号が有する雑音レベルが同一条件下においては、盗聴者データ受信装置の方がデータ受信装置よりも、被判定信号の SN比が相対的に小さくなり、伝送特性 (誤り率)が劣化することになる。すなわち、データ通信装置は、この特性を利用することで、第 3者の全閾値を用いた総当たり攻撃に対して識別誤りを誘発させて、盗聴を困難にすることができる。特に、データ通信装置は、多値信号 15のステップ幅を、当該雑音振幅 (雑音強度分布の拡がり）に対して同オーダ、もしくはより小さく設定すれば、第 3者による多値判定を事実上不可能にして、理想的な盗聴防止を実現できる。

[0126] なお、被判定信号 (多値信号 15、または変調信号 14)に重畳される雑音としては、変調信号 14に無線信号等の電磁波を用いた場合は空間場や電子部品等が有する熱雑音 (ガウス性雑音)を、光波を用いた場合は熱雑音に加えて光子が発生する際の光子数ゆらぎ (量子雑音)を利用できる。特に、量子雑音を利用した信号には、その記録や複製等の信号処理を行うことができないことから、データ通信装置は、雑音量を基準にして多値信号 15のステップ幅を設定することで、第 3者による盗聴を不可能として、データ通信の絶対的な安全性を確保することができる。

[0127] 以上説明したように、本実施形態によれば、伝送すべき情報データを多値信号として符号化するとき、多値信号の信号点間距離を雑音量に対して、第 3者による盗聴が不可能となるように適切に設定する。これにより、第 3者による盗聴時の受信信号品質に対して決定的な劣化を与えて、第 3者による多値信号の解読'復号ィ匕を困難にする、より安全なデータ通信装置を提供することができる。

[0128] (第 2の実施形態）

図 5は、本発明の第 2の実施形態に係るデータ通信装置の構成を示すブロック図である。図 5において、第 2の実施形態に係るデータ通信装置は、第 1の実施形態に係るデータ通信装置（図 1)と比較して、データ送信装置 10102が第 1のデータ反転部 113を、データ受信装置 10202が第 2のデータ反転部 213をさらに備える。以下に、第 2の実施形態に係るデータ通信装置について説明する。なお、本実施形態の構成は、第 1の実施形態（図 1)に順ずるため、第 1の実施形態と同一の動作を行うブロックに関しては、同一の参照符号を付してその説明を省略する。

[0129] 第 1のデータ反転部 113は、図 2 (a)に示す情報データ 10が有する" OZl"と、 "Lo wZHigh"との対応関係を固定せず、所定の手順で当該対応関係を略ランダムに変更する。例えば、第 1のデータ反転部 113は、多値符号ィ匕部 111と同様に、所定の初期値に基づいて発生させた乱数系列 (疑似乱数列）と情報データ 10との排他的論理和 (Exclusive OR)の演算を行い、その演算結果を多値符号化部 111に出力する。第 2のデータ反転部 213は、多値復号ィ匕部 212から出力されたデータについて、第 1のデータ反転部 113と逆の手順で、当該" 0Z 1 "ど' LowZHigh"の対応関係を変更する。例えば、第 2のデータ反転部 213は、第 1のデータ反転部 113が備える初期値と同一の初期値を共有し、これに基づいて発生させた乱数のビット反転系列と、多値復号ィ匕部 212から出力されたデータとの排他的論理和の演算を行い、その演算結果を情報データ 18として再生する。

[0130] 以上説明したように、本実施形態によれば、伝送すべき情報データの反転を略ランダムに行うことで、暗号としての多値信号の複雑性を大きくする。これにより、第 3者による多値信号の解読'復号ィ匕をさらに困難とし、より安全なデータ通信装置を提供することがでさる。

[0131] (第 3の実施形態）

図 6は、本発明の第 3の実施形態に係るデータ通信装置の構成を示すブロック図である。図 6において、第 3の実施形態に係るデータ通信装置は、第 1の実施形態に係るデータ通信装置（図 1)と比較して、データ通信装置 10103が雑音制御部 114をさらに備える。雑音制御部 114は、雑音発生部 114a、及び合成部 114bを含む。以下、第 3の実施形態に係るデータ通信装置について説明する。なお、本実施形態の構成は、第 1の実施形態（図 1)に準ずるため、第 1の実施形態と同一の動作を行うプロックに関しては、同一の参照符号を付してその説明を省略する。

[0132] 雑音発生部 114aは、所定の雑音を発生する。合成部 114bは、多値信号 13と雑音とを合成して、変調部 112に出力する。すなわち、雑音制御部 114は、図 4を用いて説明した多値信号 13のレベル変動を故意に生じさせて、多値信号 13の SN比を任意の値に制御する。なお、上述したように、雑音発生部 114aが発生する雑音としては、熱雑音や量子雑音等が用いられる。また、雑音が合成 (重畳)された多値信号を雑音重畳多値信号と呼ぶことにする。

[0133] 以上説明したように、本実施形態によれば、伝送すべき情報データを多値信号として符号化して、符号ィ匕した多値信号の SN比を任意に制御する。これにより、第 3者による盗聴時の受信信号品質に対して決定的な劣化を与えて、第 3者による多値信号の解読'復号ィ匕をさらに困難にする、より安全なデータ通信装置を提供することができる。

[0134] (第 4の実施形態）

図 7は、本発明の第 4の実施形態に係るデータ通信装置の伝送信号パラメータを説明する模式図である。第 4の実施形態に係るデータ通信装置は、第 1の実施形態（図 1)、または第 3の実施形態（図 6)に準ずる構成である。以下、図 7を用いて本発明の第 4の実施形態に係るデータ通信装置について説明する。

[0135] 図 1または図 6を参照して、多値符号ィ匕部 111は、図 7に示すように、多値信号 13 の各ステップ幅（S1〜S7)を、各レベルの変動量（すなわち、各レベルに重畳されている雑音強度分布）に従って設定する。具体的には、多値符号ィ匕部 111は、多値識別部 212bに入力される被判定信号 (すなわち、多値信号 15)の隣り合う 2つの信号点間の SN比が略均一になるように、当該信号点間距離を配分する。なお、多値符号化部 111は、多値信号 15の各レベルに重畳される雑音量が等しい場合には、各ステップ幅を均等に設定することになる。

[0136] 一般に、変調部 112から出力される変調信号 14として、半導体レーザ (LD)を光源とした光強度変調信号を想定した場合、 LDに入力される多値信号 13のレベルに依存して、変調信号 14の変動幅 (雑音量)は変化する。これは、 LDが自然放出光を「種光」とした誘導放出の原理に基づいて発光することに起因しており、その雑音量は、誘導放出光量に対する自然放出光量の相対比で定義されている。ここで、励起率（ LDに注入するバイアス電流に対応）が高い程、誘導放出光量の割合が大きくなるため、雑音量は小さくなり、逆に、励起率が低い程、自然放出光量の割合が大きくなるため、雑音量は大きくなる。そこで、多値符号ィ匕部 111は、図 7に示すように、多値信号のレベルが小さ、領域ではステップ幅を大きく、多値信号のレベルが大き!/、領域ではステップ幅を小さすなわち、非線形に)設定することにより、被判定信号の隣り合う信号点間の SN比を略均一に設定する。

[0137] また、変調信号 14として光変調信号を利用した場合でも、上記の自然放出光による雑音や光受信器に用いる熱雑音が充分小さい条件下では、受信信号の SN比は、主にショット雑音で決定されることになる。このような条件下では、多値信号のレベルが大きい程、多値信号に含まれる雑音量が大きくなる。このため、多値符号化部 111 は、図 7の場合とは逆に、多値信号のレベルが小さい領域ではステップ幅を小さぐ多値信号のレベルが大き、領域ではステップ幅を大きく設定することにより、被判定信号の隣り合う信号点間の SN比を略均一に設定する。

[0138] 以上説明したように、本実施形態によれば、伝送すべき情報データを多値信号として符号ィ匕するとき、被判定信号の隣り合う信号点間の SN比が略均一になるように、多値信号の信号点間距離を設定する。これにより、第 3者による盗聴時の受信信号品質に対して決定的な劣化を与えて、第 3者による多値信号の解読'復号ィ匕をさらに困難にする、より安全なデータ通信装置を提供することができる。

[0139] (第 5の実施形態）

図 8は、本発明の第 5の実施形態に係るデータ通信装置の構成を示すブロック図である。図 8において、第 5の実施形態に係るデータ通信装置は、第 1の実施形態に係るデータ通信装置（図 1)と比較して、データ通信装置 13105がダミー信号重畳部 11 8をさらに備える。ダミー信号重畳部 118は、ダミー生成符号発生部 118a、ダミー信号発生部 118b、及び重畳部 118cを含む。なお、本実施形態の構成は、第 1の実施形態（図 1)に準ずるため、第 1の実施形態と同一の動作を行うブロックに関しては、同一の参照符号を付してその説明を省略する。以下の説明において、「信号点間距離」とは、多値信号または多値符号列が取り得る任意の信号レベルと、隣接する信号レベルとのレベル差のことを、う。

[0140] また、図 8では、第 3者による盗聴動作を説明するために、第 2のデータ受信装置 1 3305を示している。第 2のデータ受信装置 13305は、第 2の復調部 401、及び第 2 の多値復号ィ匕部 402を備える。ただし、第 2のデータ受信装置 13305は、第 3者による盗聴動作を説明するための構成であり、本発明のデータ通信装置にとって必要な構成でない。

[0141] ダミー信号重畳部 118は、多値処理部 111bから入力される多値信号 13に、ダミー信号 32を重畳する。ダミー信号とは、第 3者による多値信号 13のレベルの判定を困難にするために、多値信号 13に重畳する信号のことである。ダミー信号重畳部 118 において、ダミー生成符号発生部 118aには、ダミー信号鍵情報 30が入力される。ダミー生成符号発生部 118aは、ダミー信号鍵情報 30から、ダミー生成符号 31を生成し、ダミー信号発生部 118bに出力する。ダミー信号発生部 118bは、ダミー生成符号 31の値に対応するダミー信号 32を出力する。重畳部 118cは、多値信号 13とダミー信号 32とを重畳し、ダミー信号重畳多値信号 33を変調部 112に出力する。

[0142] 図 9を用いて、ダミー信号重畳部 118の動作の一例を説明する。図 9 (a)は、ダミー生成符号発生部 118aが出力するダミー生成符号 31の一例を示す図である。ダミー生成符号発生部 118aは、入力されたダミー信号鍵情報 30から、図 9 (a)に示すようなダミー生成符号 31を生成するとともに、多値信号 13の 1タイムスロット Tに同期させて、ダミー生成符号 31を 1ビットずつダミー信号発生部 118bに出力する。

[0143] ダミー信号発生部 118bは、多値信号 13の 1タイムスロットの長さに応じた振幅の変ィ匕パターンが異なる信号 (以下、「保持信号」という）を複数保持している。保持信号は、振幅が連続的に変化する。また、保持信号のそれぞれの振幅は、多値信号 13の信号点間距離より大きぐかつ多値信号 13の情報振幅より十分小さいものとする。また、保持信号の振幅の平均レベルは、他の信号の平均レベルと互いに異なる値である。本実施形態では、保持信号の振幅の変化パターンは、図 9 (c)に示す P1〜P4の 4つであるものとする。なお、保持信号の振幅の変化パターンは、 4種類でなくてもよい。

[0144] ダミー信号発生部 118bは、入力されたダミー生成符号 31の値に対応したダミー信号を出力する。ダミー信号発生部 118bは、 2ビットの信号値と、保持信号とを対応づけている。ダミー信号発生部 118bは、入力されたダミー生成符号 31の直前の 2ビットの値に応じた保持信号をダミー信号 32として出力する。例えば、図 9 (b)のダミー生成符号 31の直前 2ビットが、 "01"であった場合、ダミー信号発生部 118bは、図 9 (c) に示す保持信号 PIをダミー信号 32として出力する。なお、ダミー信号 32において、ダミー信号 32の出現パターンを第 3者に解読されることを避けるため、ダミー生成符号 31は、擬似乱数又は自然乱数などであることが望ましい。また、ダミー生成符号 3 1と保持信号との対応関係は、図 9に示す関係でなくてもよい。重畳部 118cは、入力される多値信号 13にダミー信号 32を重畳し、ダミー信号重畳多値信号 33を出力する。

[0145] 図 10は、データ送信装置 13105における、情報データ 10、多値信号 13、ダミー信号重畳多値信号 33、及び変調信号 14との対応関係を示す図である。図 10 (a)は、多値処理部 11 lbに入力される情報データ 10の一例を示す図である。図 10 (b)は、多値処理部 11 lbから出力される多値信号 13を示す図である。図 10 (c)は、ダミー信号重畳多値信号 33を示す図である。図 10 (d)は、変調信号 14を示す図である。

[0146] 多値処理部 111bは、図 10 (a)に示す情報データ 10と、多値符号列 12とを加算処理することによって、図 10 (b)に示す多値信号 13を出力する。なお、多値処理部 11 lbは、情報データ 10の符号を反転させた情報データ 10と多値符号列 12との加算処理をおこなってもよい。また、情報データ 10の振幅の調整を行った上で、多値符号列 12との加算処理をおこなってもよい。ダミー信号重畳部 118において、重畳部 11 8cは、多値信号 13と、ダミー信号 32とを重畳し、図 10 (c)に示すようなダミー信号重畳多値信号 33を変調部 112に出力する。

[0147] 変調部 112は、ダミー信号重畳多値信号 33を、伝送路 110に適した信号形態に変換し、変調信号 14を伝送路 110に送信する。例えば、伝送路 110が光伝送路の場合、変調部 112は、ダミー信号重畳多値信号 33を光信号に変換する。変調部 112 において、ダミー信号重畳多値信号 33を変調信号 14に変調する際、熱雑音や量子雑音などの雑音信号がさらに変調信号 14に重畳される。このため、変調信号 14は、図 10 (d)に示すような波形となる。

[0148] データ受信装置 11201の動作について説明する。伝送路 110を介して入力された変調信号 14は、復調部 211によって、ダミー信号重畳多値信号 34に復調される。ダミー信号重畳多値信号 34は、多値識別部 212bに入力される。図 10 (d)に示すように、ダミー信号重畳多値信号 34におけるダミー信号成分の振幅は、多値信号 15の情報振幅より十分小さぐ多値信号 15の多値識別レベル (多値符号列 12のレベル）を超えない。このため、多値識別部 212bは、ダミー信号成分の影響をほとんど受けることなぐダミー信号重畳多値信号 34の 2値判定を行い、情報データ 18に復号することができる。従って、データ受信装置 11201は、ダミー信号重畳多値信号 34からダミー信号成分を取り除く必要がない。多値識別部 212bは、ダミー信号成分が重畳された状態で、ダミー信号重畳多値信号 34の 2値判定が可能である。このため、ダミ一信号鍵情報 30は、人為的に生成できる擬似乱数系列だけでなぐ人為的に生成することが不可能な完全乱数である自然乱数を用いることができる。

[0149] 第 3者が、第 2のデータ受信装置 13305を用いて、変調信号 14を傍受する場合を考える。第 3者は、第 2の復調部 401において、変調信号 14を、ダミー信号重畳多値信号 41に復調する。続いて、第 3者は、ダミー信号重畳多値信号 41から 2値判定を試みる。しかし、第 3者は、データ送信装置 13105との間で第 1の鍵情報 11を共有していない。従って、第 3者は、第 1の鍵情報に基づいて、多値信号 13の 2値判定を行うことはできない。このため、第 3者は、第 2の多値復号ィ匕部 402において、ダミー信号重畳多値信号 41の取り得る全ての信号レベルを判別することによって、多値判定を試みる。多値信号 13の信号レベルを正確に取得することができた場合、第 3者は、総当り攻撃による第 iの鍵情報 11の解読が可能になる。

[0150] ところが、ダミー信号重畳多値信号 41には、図 10 (c)に示すように、振幅が多値信号の信号点間距離より大きいダミー信号が重畳されている。このため、第 2の多値復号化部 402は、ダミー信号重畳多値信号 41から、多値信号 13のレベルの正確な多値判定を行うことができない。従って、第 3者は、第 1の鍵情報 11の解読も不可能となるとともに、傍受した変調信号 14から情報データ 10を復号することができない。

[0151] 以上のように、本実施形態によれば、送信する多値信号に、多値信号の信号点間距離より振幅の平均値が大きぐかつ多値信号の情報振幅より振幅の小さい複数のダミー信号を重畳する。これにより、第 3者による盗聴時の受信信号品質に対して決定的な劣化を与えて、第 3者による多値信号の解読'復号ィ匕を困難にする、より安全なデータ通信装置を提供することができる。

[0152] なお、ダミー信号の期間は、多値信号 13の 1タイムスロットより長く設定してもよい。この場合、ダミー信号が 1種類であっても、上記と同様の効果を得ることができる。この場合、ダミー生成符号発生部 118aは不要になる。

[0153] また、ダミー信号 32の振幅の平均レベルの差は、多値信号 13の信号点間距離より大きくしてもよい。ダミー信号 32の振幅の平均レベルの差を多値信号 13の信号点間距離より大きくすることによって、多値信号 13に重畳されるダミー信号 32の振幅が、信号点間距離より大きい値でランダムに変化することになるため、第 3者の多値判定を妨げる効果をより大きくすることができる。

[0154] また、ダミー信号重畳部 118は、図 11に示すように、ダミー生成符号発生部 118a を含まない構成としてもよい。この場合、ダミー信号発生部 118bには、多値符号列 1 2が入力される。ダミー信号発生部 118bは、入力される多値符号列 12のそれぞれの値とダミー信号の種類とを対応付けて、ダミー信号 32を出力する。

[0155] さらに、図 8に示すデータ通信装置は、データ受信装置 11201に代えて、図 12に示すデータ受信装置 13205を用いてもよい。図 12に示すデータ受信装置 13205は、図 1に示すデータ受信装置 11201に、さらにダミー信号相殺部 214を備えた構成である。ダミー信号相殺部 214は、復調部 211と多値識別部 212bとの間に設置される。ダミー信号相殺部 214は、第 2のダミー生成符号発生部 214a、第 2のダミー信号発生部 214b、及び相殺部 214cを含む。第 2のダミー生成符号発生部 214aの動作は、ダミー生成符号発生部 118aの動作と同じである。また、第 2のダミー信号発生部 214bの動作は、ダミー信号発生部 118bの動作と同じである。第 2のダミー生成符号発生部 214aは、データ送信装置 13105のダミー信号鍵情報 30と同じダミー信号鍵情報 35に基づいて、ダミー生成符号 36を出力する。第 2のダミー信号発生部 214b は、ダミー信号 37を生成する。相殺部 214cは、生成したダミー信号 37と、復調部 21 1から出力されるダミー信号重畳多値信号 34に含まれるダミー信号成分とを相殺し、多値信号 15を多値識別部 212bに出力する。

[0156] ダミー信号相殺部 214が、ダミー信号重畳多値信号 34のダミー信号成分を相殺するため、データ送信装置 13105において、ダミー信号重畳部 118は、多値信号 13の情報振幅に制限されない大きい振幅のダミー信号を重畳することが可能となる。これにより、第 3者の多値判定を妨げる効果をより大きくすることができる。ただし、図 12に示すダミー信号相殺部 214を用いる場合、データ送信装置及びデータ受信装置で用いるダミー信号鍵情報は、自然乱数を用いず、人為的に生成できる擬似乱数系列を用いる。

[0157] (第 6の実施形態）

図 13は、本発明の第 6の実施形態に係るデータ通信装置の構成を示すブロック図である。図 13において、第 6の実施形態に係るデータ通信装置は、第 3の実施形態に係るデータ通信装置（図 6)と比較して、データ通信装置 15105が備える雑音制御部 114の位置が異なる。以下、この異なる部分を中心に、第 5の実施形態に係るデータ通信装置について説明する。なお、本実施形態の構成は、第 3の実施形態（図 6) に準ずるため、第 3の実施形態と同一の動作を行うブロックに関しては、同一の参照符号を付してその説明を省略する。

[0158] データ送信装置 15105において、雑音発生部 114aは、所定の雑音である雑音信号 21を発生する。合成部 114bは、情報データ 10と雑音信号 21とを合成し、雑音重畳情報データ 43を出力する。すなわち、雑音制御部 114は、情報データ 10にレべル変動を与え、情報データ 10の雑音量を任意に制御する。多値処理部 11 lbは、雑音重畳情報データ 43と多値符号列 12とを用いて、多値信号を生成する。このとき、多値処理部 11 lbが生成する多値信号は、図 4に示すようなレベル変動が生じた雑音重畳多値信号 22となる。なお、雑音発生部 114aで発生する雑音には、熱雑音や量子雑音等が用いられる。変調部 112は、雑音重畳多値信号 22を変調した変調信号 14を、伝送路 110に送出する。

[0159] データ受信装置 10201において、復調部 211は、伝送路 110を介して伝送されてきた変調信号 14を復調して、雑音重畳多値信号 23を出力する。多値識別部 212b は、雑音重畳多値信号 23の 2値判定を行い、情報データ 18に再生する。このように、本実施形態において、データ送信装置 15105は、情報データ 10に雑音信号 21を重畳した雑音重畳情報データ 43を用いて、多値信号を生成する。これにより、データ送信装置 15105は、データ受信装置 10201における多値識別部 212bに入力する雑音重畳多値信号 23 (被判定信号)の SN比を制御する。

[0160] 以上のように、本実施形態によれば、伝送すべき情報データに雑音によるレベル変動を与えて、情報データの雑音量を任意に制御する。これにより、第 3者による盗聴時の受信信号品質に対して決定的な劣化を与えて、第 3者による多値信号の解読 · 復号ィ匕をより困難にする、より安全なデータ通信装置を提供することができる。

[0161] なお、変調信号 14を復調することによって得られる多値信号の SN比を制御できるのであれば、雑音制御部 114を図 13で示す位置と異なる位置に挿入または接続してもよい。例えば、図 14に示すデータ送信装置 15105aように、雑音制御部 114を第 1の多値符号発生部 11 laと多値処理部 11 lbとの間に挿入してもよヽ。この場合、雑音制御部 114は、多値符号列に雑音信号が重畳された雑音重畳多値符号列 44 を多値処理部 11 lbに出力する。これによつて、データ受信装置 10201の多値識別部 212bに入力される雑音重畳多値信号 23の SN比を制御することができる。

[0162] また、図 15に示すデータ送信装置 15105bように、雑音制御部 114を変調部 112 の後段に接続して、変調信号 14に所定の雑音を付与する構成としてもよい。この場合、雑音制御部 114は、変調信号 14に雑音信号 21が重畳された雑音重畳変調信号 45を、伝送路 110に送出する。これによつて、データ受信装置 10201の多値識別部 212bに入力される雑音重畳多値信号 23の SN比を制御することができる。

[0163] また、雑音制御部 114が情報データ 10、多値符号列 12、あるいは変調信号 14に重畳する雑音信号 21は、第 3者による多値信号のレベル判定を困難にする信号であるため、上述したダミー信号の 1つとして捉えることもできる。このため、雑音制御部 114は、ダミー信号重畳部と呼ぶことができる。

[0164] (第 7の実施形態）

図 16は、本発明の第 6の実施形態に係るデータ通信装置の構成を示すブロック図である。図 6において、データ送信装置 15106は、多値符号ィ匕部 111、及び第 1の光変調部 125を備える。第 1の光変調部 125は、光源 125aを含む。データ受信装置 15206は、光復調部 219、及び多値復号化部 212を備える。多値復号ィ匕部 212は、第 2の多値符号発生部 212a、及び多値識別部 212bを含む。データ送信装置 1510 6とデータ受信装置 15206とは、光伝送路 126を介して接続される。

[0165] 図 16から分力るように、データ送信装置 15106は、図 1に示すデータ送信装置 10 101の変調部 112に代えて、第 1の光変調部 125を備える。また、データ受信装置 1 5206は、図 1に示すデータ受信装置 10201の復調部 211に代えて、光復調部 219 を備える。データ送信装置 15106とデータ受信装置 15206とは、伝送路 110に代えて、光伝送路 126を介して接続する。これまでの実施形態では、伝送路の媒体を特定しなかったが、本実施形態のデータ通信装置は、光信号を用いて信号の伝送を行う。以下、この異なる部分を中心に、第 7の実施形態について説明する。なお、本実施形態の構成は、第 1の実施形態（図 1)に準ずるため、第 1の実施形態と同一の動作を行うブロックに関しては、同一の参照符号を付してその説明を省略する。

[0166] 光源 125aは、多値符号ィ匕部 111から入力された多値信号 13を、光変調信号 46に変調する。光源 125aには、光を発生させる素子であれば、どれを用いてもよい。例えば、光源 125aとしては、半導体レーザ、気体レーザ、発光ダイオードなどの光発生素子が用いられる。第 1の光変調部 125から出力された光変調信号 46は、光伝送路 126を介して、光復調部 219へ伝送される。光復調部 219は、光変調信号 46を復調して、雑音重畳多値信号 23を出力する。

[0167] 光復調部 219が、雑音重畳多値信号 23を出力する理由について以下に説明する。光源 125aで用いられる光発生素子は、物性的な性質として、例え定常的な動作条件であっても、量子力学的な「場の揺らぎ」の影響を受ける。このため、光発生素子が出力する光信号の強度 (または光発生素子が発生する光子数）は、不可避の場のゆらぎによる雑音（量子雑音）を伴うことが知られている。このため、光源 125aが、多値信号 13を光変調信号 46に直接変調する際に、光変調信号 46には、量子雑音が雑音成分として付与される。光変調信号 46に付与された量子雑音は、多値信号の SN 比を劣化させる。このため、光復調部 219の出力する信号は、雑音重畳多値信号 23 となる。従って、データ送信装置 15106は、図 13に示すデータ送信装置 15105と同様の効果を得ることができる。

[0168] 多値信号の多値数を大きくした場合、多値信号の多値レベルと判定閾値とのレべル差は小さくなる。多値信号の判定閾値を超えるような雑音信号が多値信号に重畳された場合、多値信号の多値判定は、不可能となる。しかし、量子雑音は、後述する自然放出光などによる雑音と比較して雑音量は小さい。このため、量子雑音は、多値数が多ぐ多値信号の多値レベルと判定閾値とのレベル差は小さ!ヽ多値信号に重畳する雑音として有効である。

[0169] 以上説明したように、本実施形態によれば、図 13に示すデータ通信装置のように雑音制御部 114を備えなくても、第 6の実施形態に係るデータ送信装置 15105と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態によれば、伝送すべき情報データを多値信号として符号化して、符号化した多値信号を光変調信号として伝送することで、多値信号に物理的な性質によって不可避な量子雑音を付与する。これにより、第 3 者による盗聴時の受信信号品質に対して決定的な劣化を与えて、第 3者による多値信号の解読'復号化をさらに困難にする、より安全なデータ通信装置を提供することができる。

[0170] なお、データ送信装置 16105は、図 17に示すデータ送信装置 16105bのように、第 1の光変調部 125に代えて、第 2の光変調部 127を備える構成としてもよい。第 2の光変調部 127は、光源 127a、及び外部光変調部 127bを含む。外部光変調部 127b は、光源 127aから出力される光を、多値信号 13によって変調を行う。第 2の光変調部 127のような外部変調方式によって得られる効果は、第 1の光変調部 125を用いて直接変調方式を用いた場合と同じである。

[0171] また、データ送信装置 15106は、雑音制御部 114を図 6及び図 13〜15で示す位置に挿入してもよい。これにより、第 1の光変調部 125は、多値信号 13に雑音が重畳された雑音重畳多値信号 22を光変調信号 46に変調する。従って、データ送信装置 15106は、雑音制御部 114をさらに備えた場合、データ受信装置 15206の多値識別部 212bに入力される雑音重畳多値信号 23の SN比を制御することができる。

[0172] さらに、データ送信装置 15106は、図 18に示すデータ送信装置 15106cのように、雑音発生部 125cをさらに備える構成としてもよい。雑音発生部 125cは、光源 125a に直接接続される。この場合、データ送信装置 15106c及びデータ送信装置 15105 の機能及び効果は、同じである。

[0173] (第 8の実施形態）

図 19は、本発明の第 8の実施形態に係るデータ通信装置の構成を示すブロック図である。図 19において、データ送信装置 15107は、多値符号ィ匕部 111、第 1の光変調部 125、及び第 1の光雑音制御部 128を備える。第 1の光雑音制御部 128は、光雑音発生部 128a、及び光合成部 128bを含む。データ受信装置 15206は、光復調部 219、及び多値復号化部 212を備える。多値復号ィ匕部 212は、第 2の多値符号発生部 212a、及び多値識別部 212bを含む。データ送信装置 15106とデータ受信装置 15206とは、光伝送路 126を介して接続される。

[0174] 図 19から分力るように、データ送信装置 15107は、図 16に示すデータ送信装置 1 5106に、第 1の光雑音制御部 128をさらに備えた構成である。以下、この異なる部分を中心に、第 8の実施形態について説明する。なお、本実施形態の構成は、第 7 の実施形態（図 16)に準ずるため、第 7の実施形態と同一の動作を行うブロックには、同一の参照符号を付与してその説明を省略する。

[0175] 第 1の光雑音制御部 128において、光雑音発生部 128aは、自然放出光雑音などのゆらぎ性の大きな光を、所定の光雑音信号 47として光合成部 128bに出力する。なお、光雑音発生部 128aは、 LEDまたは光ファイバ増幅器 (EDFA)などを用いてもよい。光合成部 128bは、第 1の光変調部 125が出力した光変調信号 46と、光雑音信号 47とを合成して、雑音重畳光変調信号 48を光伝送路 126に送出する。第 1の光変調部 125は、第 6の実施形態と同様に、直接変調方式及び外部変調方式のどちらを用いてもよい。

[0176] データ送信装置 15107は、光変調信号 46に光雑音信号 47を重畳することによつて、多値信号 13の SN比を任意の値に制御する。これにより、多値識別部 212bに入力する被判定信号 (雑音重畳多値信号 23)の SN比を制御する。また、第 76の実施形態で説明したように、第 1の光変調部 125の光源は、量子雑音を発生させる。このため、光変調信号 46には、量子雑音が重畳される。これによつて、データ送信装置 1 5107は、図 16に示すデータ送信装置 15106と同様の効果も得ることができる。

[0177] なお、第 1の光雑音制御部 128は、光変調信号 46に対して光雑音信号 47を重畳させること、または光変調信号 46の SN比を制御することができれば、図 19に示す構成と異なる原理または構成を用いてもよい。また、データ送信装置 15107は、第 1の光変調部 125に代えて、第 2の光変調部 127を用ヽてもよヽ。

[0178] 例えば、第 1の光雑音制御部 128は、光の干渉性を利用して、光変調信号 46に過剰な雑音を発生させてもよい。光の干渉性を利用する場合、第 1の光雑音制御部 12 8は、光変調信号 46を複数に分岐し、分岐した光変調信号 46に遅延差を与えた後、再合波する光干渉計などを用いてもよい。また、第 1の光雑音制御部 128は、光伝送路 126上に複数の反射点を設け、当該反射点間で光変調信号 46を多重反射させる構成としてもよい。

[0179] また、第 1の光雑音制御部 128は、第 1の光変調部 125の光源として半導体レーザレーザ等を用いる場合、半導体レーザの出力光の一部を再度半導体レーザに注入する構成によって過剰な雑音を発生させてもよい。半導体レーザに再度注入された半導体レーザの出力光は、光共振器等の発振パラメータに擾乱を与えるため、光変調信号 46の強度、波長に対して大きなゆらぎを発生させる。

[0180] 以上説明したように、本実施形態によれば、伝送すべき情報データを多値信号として符号化し、符号化した多値信号を光変調信号に変換して、光領域で多値信号に雑音を付与する。これにより、第 3者による盗聴時の受信信号品質に対して決定的な劣化を与えて、第 3者による多値信号の解読'復号ィ匕をさらに困難にする、より安全なデータ通信装置を提供することができる。

[0181] (第 9の実施形態）

図 20は、本発明の第 9の実施形態に係るデータ通信装置の構成を示すブロック図である。図 20において、データ送信装置 15108は、多値符号ィ匕部 111、第 2の光雑音制御部 129、及び第 2の光変調部 127を備える。第 2の光雑音制御部 129は、雑音発生部 129a、及び注入光発生部 129bを含む。第 2の光変調部 127は、光源 127 a、及び外部光変調部 127bを含む。データ受信装置 15206は、光復調部 219、及び多値復号ィ匕部 212を備える。多値復号ィ匕部 212は、第 2の多値符号発生部 212a 、及び多値識別部 212bを含む。データ送信装置 15108とデータ受信装置 15206とは、光伝送路 126を介して接続される。

[0182] 図 20から分力るように、データ送信装置 15108は、図 16に示すデータ送信装置 1 5106の第 1の光雑音制御部 127に代えて、第 2の光雑音制御部 129を備える。また、データ送信装置 15108は、第 1の光変調部 125に代えて、第 2の光変調部 127を備える。以下、この異なる部分を中心に、第 9の実施形態について説明する。なお、本実施形態の構成は、第 7の実施形態（図 16)に準ずるため、第 7の実施形態と同一の動作を行うブロックには、同一の参照符号を付与してその説明を省略する。

[0183] 第 2の光雑音制御部 129において、雑音発生部 129aは、熱雑音などの所定の雑音信号 21を発生する。注入光発生部 129bは、雑音発生部 129aから入力された雑音信号 21を、光雑音信号 47に変換する。光雑音信号 47は、光強度または光周波数などのパラメータに関して大きなゆらぎを持つ。

[0184] 注入光発生部 129bから出力された光雑音信号 47は、光源 127aに注入される。光源 127aは、注入光発生部 129bから入力された光信号によって、光源 127aの発振条件に擾乱が与えられる。この結果、光源 127aが出力する光信号は、大きなゆらぎを持つ。外部光変調部 127bは、光源 127aが出力する大きなゆらぎを持つ光信号を、多値信号 13に基づいて光変調を行い、光伝送路 126に送出する。このように、光変調信号 46は、大きなゆらぎを持った状態、すなわち雑音重畳光変調信号 48として伝送される。従って、本実施形態のデータ送信装置 15108は、図 8に示すデータ送信装置 15105と同様の効果を得ることができる。

[0185] 以上に説明したように、本実施形態によれば、伝送すべき情報データを多値信号として符号ィ匕して、符号ィ匕した多値信号をゆらぎ性の大きな光変調信号に変換する。これにより、第 3者による盗聴時の受信信号品質に対して決定的な劣化を故意に与えて、第 3者による多値信号の解読'復号ィ匕をさらに困難にする、より安全なデータ通信装置を提供することができる。

[0186] なお、第 2の光雑音制御部 129は、光源 127aの発振条件に擾乱を与える光を発生させることができれば、他の構成または原理を用いてもよい。また、本実施形態では、光を発振する光源 127aと、多値信号 13に基づいて光源 127aからの出力光を変調する外部光変調部 127bとを独立に備える外部光変調構成としたが、第 7の実施形態と同様に、データ送信装置 15108は、光源に直接的に多値信号を入力して光変調信号に変換する直接光変調構成であってもよヽ。

[0187] (第 10の実施形態）

図 21は、本発明の第 10の実施形態に係るデータ通信装置の構成を示すブロック図である。図 21において、データ送信装置 15109は、多値符号ィ匕部 111、第 1の光変調部 125、及び第 3の光雑音制御部 130を備える。多値符号ィ匕部 111は、第 1の多値符号発生部 11 laと多値処理部 11 lbとを含む。データ受信装置 15206は、光復調部 219と多値復号ィ匕部 212とを備える。多値復号ィ匕部 212は、第 2の多値符号発生部 212aと、多値識別部 212bとを含む。データ送信装置 15109とデータ受信装置 15206とは、光伝送路 126を介して接続される。

[0188] 図 21から分力るように、データ送信装置 15109は、図 16に示すデータ送信装置 1 5106に、第 3の光雑音制御部 130をさらに備えた構成である。以下、この異なる部分を中心に、第 7の実施形態について説明する。なお、本実施形態の構成は、第 7 の実施形態（図 16)に準ずるため、同一の動作を行うブロックには、同一の参照符号を付与してその説明を省略する。

[0189] 第 1の光変調部 125は、入力された多値信号 13を光変調信号 46に直接変調する。第 1の光変調部 125の光源 125a (図示せず）には、発光ダイオード (LED)や、ファブリペロー (Fabry -Perot)レーザなどが用いられる。 LED及びフアブリペローレーザは、複数の波長で発振するため、複数の波長の光 (モード光)からなる多モード光を出力する。第 3の光雑音制御部 130は、第 1の光変調部 125から出力された光変調信号 46に対して所定の雑音を付与した、雑音重畳光変調信号 48を光伝送路 12 6に出力する。

[0190] 本実施形態におけるデータ送信装置 15109が、雑音の付与する方法について詳細に説明する。第 1の光変調部 125は、光源 125aに発光ダイオードまたはフアブリペローレーザなどを用いるため、第 1の光変調部 125が出力する光変調信号 46は、図 22 (a)に示すような、複数の波長の光力もなる多モード光となる。図 22 (a)に示すように、光変調信号 46は、モードが ml〜m8の 8種類のモード光からなる多モード光であるとする。光変調信号 46において、各モード光は、図 22 (a)に示すように、光強度及び光位相のパラメータが瞬時的に変動する。また、各発振モード光の光強度及び光位相の変動成分は、他のモード光の光強度及び光位相の変動成分と互いに相関性を持っている。このため、各モード光の総光強度は、略一定値を示すという性質がある。従って、光変調信号 46の光強度も略一定値となる。

[0191] 第 3の光雑音制御部 130は、光フィルタなどが用いられる。第 3の光雑音制御部 13 0の光フィルタは、光変調信号 46の少なくとも一つのモード光を遮断する。図 22 (b) は、第 3の光雑音制御部 130における、光フィルタの透過特性の一例を示す図である。図 22 (b)に示す例において、第 3の光雑音制御部 130の光フィルタは、 m6のモ一ド光を遮断し、その他のモード光を透過させる。

[0192] 図 22 (c)は、第 3の光雑音制御部 130によって、一部のモード光が欠如した多モード光を示す図である。多モード光は、一部のモード光が欠如すると、光検波時に各モード光の変動成分の相関性が崩れる。このため、光変調信号 46には、モードパーテイシヨンノイズ (モード分配雑音）が発生する。このため、第 3の光雑音制御部 130から出力される雑音重畳光変調信号 48には、モード分配雑音が重畳された状態で、光伝送路 126に出力されることになる。このように、第 3の光雑音制御部 130は、雑音重畳光変調信号 48の雑音をより効率的に増大させ、雑音重畳多値信号 23により大きなレベル変動を与えて、当該 SN比を制御する。

[0193] 以上説明したように、本実施形態によれば、伝送すべき情報データを多値信号として符号化して、符号化した多値信号を複数の波長で発振する光変調信号に変換することで、多値信号に物理的な性質によって不可避な揺らぎを付与する。これにより、第 3者による盗聴時の受信信号品質に対して決定的な劣化を故意に与えて、第 3者による多値信号の解読'復号ィ匕をさらに困難にする、より安全なデータ通信装置を提供することができる。

[0194] なお、データ送信装置 15109は、第 1の光変調部 125に代えて、第 2の光変調部 1 27を用いてもよい。

[0195] また、第 3の光雑音制御部 130は、図 23 (b)に示すように、各モード光に対して所定のパターンの透過特性を与えるフィルタでもよい。図 23 (b)に示す透過特性を持つフィルタを透過した各モード光は、図 23 (c)に示すような、各モードによって異なる光スペクトルを生成する。これによつて、各モード光は、光信号としてのコヒーレント性が変質する。このため、光復調部 219において、多モード光は、光検波時に過剰な雑音を発生することになる。これによつて、データ受信装置 15206の多値識別部 21 2bに入力される雑音重畳多値信号 23の SN比を制御する。

[0196] (第 11の実施形態）

図 24は、本発明の第 11の実施形態に係るデータ通信装置の構成を示すブロック図である。図 24に示すデータ送信装置 21105は、同期部 139を新たに有する点が、第 1の実施形態のデータ送信装置 10101 (図 1)と異なる。また、データ受信装置 2 1205は、多値復号化部 212が、検出部 240、振幅制御部 241、及び同期抽出部 24 2を新たに有する点が、第 1の実施形態のデータ受信装置 10201 (図 1)と異なる。

[0197] データ送信装置 21105において、第 1の多値符号発生部 11 laは、第 1の鍵情報 1 1及び同期信号 72に基づいて、多値符号列 12を生成する。多値処理部 11 lbは、情報データ 10と多値符号列 12とを合成し、多値信号 13を生成する。同期部 139は、多値信号 13に同期信号 72を多重した同期多値信号 74を生成し、同期多値信号 74 に同期雑音信号 73を重畳した雑音重畳同期多値信号 75を生成する。なお、同期部 139の詳細な動作については、後述する。変調部 112は、雑音重畳同期多値信号 7 5を所定の変調形式の変調信号 14に変換して、伝送路 110に送出する。

[0198] なお、同期部 139が生成する雑音重畳同期多値信号 75は、第 3者による多値信号のレベル判定を困難にする信号であるため、上述したダミー信号の 1つとして捉えることができる。このため、同期部 139は、ダミー信号重畳部と呼ぶことができる。

[0199] データ受信装置 21205において、復調部 211は、伝送路 110を介して伝送された変調信号 14を復調し、多値信号 15を再生する。なお、多値信号 15は、データ送信装置 21105において多重された同期信号成分を含むため、以下の説明では、多値信号 15を同期多値信号 76と記載する。検出部 240は、同期多値信号 76の最大振幅を検出する。振幅制御部 241は、検出部 240の検出結果に基づいて、同期多値信号 76の最大振幅を所定値に制御する。同期抽出部 242は、同期多値信号 76から同期信号 77を抽出する。第 2の多値符号発生部 212aは、第 2の鍵情報 16及び同期信号 77に基づいて、多値符号列 17を生成する。多値識別部 212bは、多値符号列 17を閾値として同期多値信号 76の識別を行い、情報データ 18を再生する。

[0200] 図 25〜30を用いて、データ送信装置 21105の詳細な動作を説明する。図 25は、情報データ 10の時間波形の一例を示す図である。図 26は、同期信号 72の時間波形の一例を示す図である。図 27は、図 25に示す情報データ 10と多値符号列 17とを合成した多値信号 13の時間波形を示す図である。図 28は、図 26に示す同期信号 7 2と図 27に示す多値信号 13とを合成した同期多値信号 74の時間波形を示す図である。図 29、雑音同期部 141が出力する同期雑音信号 73の時間波形の一例を示す図である。図 30は、雑音合成部 142が出力する雑音重畳同期多値信号 75の時間波形を示す図である。以下の説明では、多値信号 13の多値数を 8とする。なお、図 25 〜30の横軸は、タイムスロットを単位としている。図 25〜30は、時間が一致しているものとして説明を行う。

[0201] 第 1の多値符号発生部 111aは、同期信号 72の入力がない時間に、第 1の鍵情報 11を用いて生成した多値符号列 12を出力する。図 26に示す同期信号 72の場合、第 1の多値符号発生部 111aは、同期信号の入力がない時間 tl〜t6に、多値符号列 12を多値処理部 11 lbに出力する。

[0202] 多値処理部 11 lbは、図 25に示す情報データ 10と多値符号列 12とを合成して多値信号 13を生成する。多値処理部 11 lbは、多値符号列 12が入力されるタイミングに基づいて多値信号 13を生成する。図 27に示す例では、多値処理部 11 lbは、時間 tl〜t6において多値信号 13を出力する。

[0203] 信号同期部 140は、図 26に示す同期信号 72と図 27に示す多値信号 13とを合成して、図 28に示す同期多値信号 74を生成する。図 26に示す同期信号 72は、時間 t 3〜tOに信号同期部 140に入力される。図 27に示す多値信号 13は、時間 tl〜t6 に信号同期部 140に入力される。このように、信号同期部 140は、異なるタイミングで入力される同期信号 72と多値信号 13とを合成して、同期多値信号 74を生成する。なお、同期信号 72の最大振幅は、図 28に示すように、多値信号 13の最大振幅より大きい。

[0204] 雑音同期部 141は、白色雑音等を生成し、同期信号 72の入力がない時間に、雑音を同期雑音信号 73として出力する。図 29に示す例では、雑音同期部 141は、同期信号 72が入力される時間 t— 2〜t0に、同期雑音信号 73を出力しない。なお、雑音同期部 141は、同期信号 72に基づいて、雑音量を変化させた同期雑音信号 73を出力してもよい。具体的には、雑音同期部 141は、同期信号 72が入力される時間に出力する同期雑音信号 73の雑音量を、同期信号 72が入力されない時間に出力する同期雑音信号 73の雑音量より少なくして出力すればよい。

[0205] 雑音合成部 142は、同期多値信号 74と同期雑音信号 73とを合成して、雑音重畳同期多値信号 75を生成する。図 30に示すように、雑音重畳同期多値信号 75は、同期信号に該当する信号成分に雑音が重畳されず、同期多値信号に該当する信号成分にのみ雑音が重畳さる。すなわち、雑音合成部 142は、同期信号に該当する信号成分の信号対雑音比を、多値信号に該当する信号成分の信号対雑音比より常に高い状態にして、雑音重畳同期多値信号 75を出力する。

[0206] 図 31を用いて、データ受信装置 21205の詳細な動作を説明する。図 31は、復調部 211が変調信号を復調して再生した同期多値信号 76の時間波形の一例を示す図である。

[0207] 検出部 240は、同期多値信号 76の最大振幅を検出し、検出結果を振幅検出値として振幅制御部 241に出力する。すなわち、検出部 240は、図 31に示すように、同期多値信号 76の同期信号に該当する信号成分 (以下、同期信号成分という）（図 31 の時間 t— 2〜t0の信号)を検出する。同期信号成分は、データ送信装置 21205において同期雑音信号が重畳されないため、同期多値信号 76の多値信号に該当する信号成分 (以下、多値信号成分という)よりも信号対雑音比が高い。従って、検出部 2 40は、同期多値信号 76の最大振幅を高精度に検出することができる。

[0208] 振幅制御部 241は、振幅検出値に基づいて、入力される同期多値信号 76の最大振幅 (すなわち、同期信号成分の最大振幅）が一定の値になるように制御する。このように、データ受信装置 21205は、検出部 240及び振幅制御部 241を用いて、同期多値信号 76の最大振幅をフィードバック制御する。データ受信装置 21205は、データ受信装置 21205に入力される変調信号 14のレベルが変動しても、同期信号成分の最大振幅を制御することによって、同期多値信号 76の波形を高精度に再生することがでさる。

[0209] 同期抽出部 242は、図 31に示す同期多値信号 76から、同期信号判定レベルを超える振幅を持つ信号を同期信号 77として抽出し、第 2の多値符号発生部 212aに出力する。すなわち、同期抽出部 242は、同期信号成分を同期信号 77として抽出する。同期抽出部 242は、多値信号成分の最大振幅を予め保持しており、多値信号成分の最大振幅より大きい値を、同期信号判定レベルとして設定する。このため、同期抽出部 242は、同期信号成分を容易に抽出することができる。 [0210] 第 2の多値符号発生部 212aは、同期信号 77が入力されるタイミングに基づいて、生成した多値符号列 17を出力する。具体的には、図 31に示す時間 tl〜t4において、多値符号列 17を多値識別部 212bに出力する。

[0211] 多値識別部 212bは、多値符号列 17を用いて、多値符号列 17が入力されたタイミングと同じタイミングで入力された多値信号成分の識別を行ヽ、情報データ 18を再生する。このように、多値識別部 212bは、振幅制御部 241が同期多値信号 76の最大振幅を振幅制御部 241において一定値に制御することによって、最大振幅が一定である多値符号列 17を用いて同期多値信号 76を高精度に識別できる。

[0212] 不特定の第 3者が、変調信号 14を傍受する場合を考える。第 3者は、傍受した変調信号 14から同期多値信号 76を再生し、同期多値信号 76を識別することによって、情報データの再生を試みる。しかし、第 3者は、第 1の鍵情報 11をデータ送信装置 2 1205と共有していない。このため、第 3者は、秘匿性の低い同期信号成分を検出できるが、多値信号成分を識別するための多値符号列 17を生成することができない。従って、第 3者は、多値信号成分の全レベルに対する識別を同時に行うことによって、第 1の鍵情報 11または情報データを抽出する必要がある。

[0213] し力しながら、データ送信装置 21205の雑音合成部 142が同期多値信号 74と同期雑音信号 73とを合成するため、多値信号成分の信号対雑音比は低下する。多値信号成分の信号対雑音比の低下に伴ヽ、多値信号成分のレベルの判定の精度が制限されるため、第 3者は、多値信号成分のレベルの判定誤りを避けることができない。第 3者は、多値信号成分のレベルを正しく判定できず、誤って判定した結果に対して解読を試みることになる。このため、第 3者は、多値信号成分から情報データを正しく再生できない。従って、第 11の実施形態に係るデータ通信装置は、情報データの秘匿ィ匕を実現することができる。

[0214] 以上説明したように、本実施形態によれば、データ送信装置 21205は、秘匿性の低い同期信号に該当する信号成分の信号対雑音比を、多値信号に該当する信号成分の信号対雑音比より高く設定する。このため、データ受信装置 21205は、精度の高い同期信号を抽出することができる。従って、データ受信装置 21205は、情報データを精度よく再生することができる。また、データ受信装置 21205は、同期多値信号 76の最大振幅を所定の値に制御する。これにより、データ受信装置 21205は、最大振幅が一定である多値符号列 17を用いて、最大振幅が一定の同期多値信号 76 を識別することができるため、最大振幅が変動する同期多値信号 76の識別よりも、判定誤りを少なくすることができる。

[0215] なお、第 11の実施形態において、多値符号ィ匕部 111は、多値信号 13に同期信号 72を多重する際に時分割多重を用いるものとして説明したが、周波数多重や空間分割多重、符号分割多重などを用いてもよい。

[0216] また、第 11の実施形態において、第 1の多値符号発生部 111aに同期信号を入力しなくてもよい。この場合、信号同期部 140は、同期信号 72が入力されるタイミングに、多値信号 13に同期信号 72を挿入すればよい。これにより、信号同期部 140は、同期多値信号 74と同じ信号を生成することができる。

[0217] また、第 5の実施形態において、データ送信装置 21105は、同期多値信号 74の多値信号に該当する信号成分にのみ雑音を与えることによって、同期多値信号 74の同期信号に該当する信号成分の信号対雑音比を、同期多値信号 74の多値信号に該当する信号成分の信号対雑音比より高くするものとして説明した。しかし、データ送信装置 21105は、同期信号 72の最大振幅を多値信号 13の最大振幅を所定の比率より大きくすることによって、同期多値信号 74の同期信号に該当する信号成分の信号対雑音比を、同期多値信号の多値信号に該当する信号成分の信号対雑音比より大さくしてちょい。

[0218] また、第 11の実施形態において、検出部 240は、同期多値信号 76の振幅の平均値を振幅検出値としてもよい。この場合、振幅制御部 241は、同期信号 72の最大振幅と多値信号 13の最大振幅との比である最大振幅比を予め保持する。振幅制御部 241は、最大振幅比と振幅検出値とを用いて、同期多値信号 76の最大振幅を決定する。通常、同期多値信号 74において、同期信号 72が割り当てられる時間は、多値信号 13が割り当てられる時間より短い。このため、同期多値信号 76の振幅の平均値は、多値信号成分の平均値とみなすことができる。これにより、振幅制御部 241は、同期多値信号の振幅の平均値の変化に応じて同期多値信号 76の最大振幅を制御することができる。このため、同期多値信号 76の最大振幅（同期信号成分の最大振幅)を検出する場合よりも、データ受信装置 21205を簡易な構成とすることがすることが可能となる。

[0219] (第 12の実施形態）

図 32は、本発明の第 12の実施形態に係るデータ通信装置の構成を示すブロック図である。図 32に示すデータ通信装置は、データ受信装置 21206のみが第 11の実施形態（図 24)と異なっている。データ受信装置 21206において、多値符号化部 11 1は、第 1の多値符号発生部 l l la、多値処理部 l l lb、及び同期部 139を有する。同期部 139は、信号同期部 140、雑音同期部 141、及び雑音合成部 142を有する。多値復号ィ匕部 212は、第 2の多値符号発生部 212a、多値識別部 212b、検出部 24 3、同期抽出部 244、及び振幅制御部 245を含む。なお、本実施形態のデータ送信装置 21206は、第 11の実施形態のデータ送信装置 21205 (図 24)と同じ構成であるため、その説明を省略する。

[0220] データ受信装置 21206において、復調部 211は、伝送路 110を介して伝送された変調信号 14を復調し、同期多値信号 76を再生する。検出部 243は、同期多値信号 76の最大振幅を検出する。

[0221] 同期抽出部 244は、同期信号 72の最大振幅と多値信号 13の最大振幅との比率である第 1の最大振幅比を予め保持している。同期抽出部 244は、検出部 243が検出した同期多値信号の最大振幅 (すなわち、同期信号成分の最大振幅)と最大振幅比と力ゝら、同期信号判定レベルを設定する。同期信号判定レベルは、多値信号成分の最大振幅より大きくなるように設定される。同期抽出部 244は、同期信号判定レベルより振幅の大きい信号を同期信号 77として抽出し、第 2の多値符号発生部 212aに出力する。

[0222] 第 2の多値符号発生部 212aは、同期信号 77が入力されるタイミングに基づいて、多値符号列 17を出力する。振幅制御部 245は、検出部 240の検出結果に基づいて、多値符号列 17の最大振幅を制御する。多値識別部 212bは、振幅が制御された多値符号列 17を閾値として同期多値信号 76の識別を行い、情報データ 18を再生する

[0223] 第 11の実施形態では、最大振幅を制御した同期多値信号 76の識別を行っていた。しかし、第 12の実施形態において、データ受信装置 21206は、同期多値信号 76 の最大振幅を制御せず、検出部 243の検出結果に基づいて多値符号列 17の最大振幅を制御する点が異なる。そして、データ受信装置 21206は、最大振幅を制御した多値符号列 17を用いて、同期多値信号 76を直接識別する。

[0224] 以上説明したように、本実施形態によれば、データ受信装置 21206は、同期多値信号 76の最大振幅に基づいて、同期多値信号 76の最大振幅の変化に応じて同期多値信号 76の識別を行うために、多値符号列 17の最大振幅を制御する。また、データ受信装置 21206は、第 11の実施形態にように同期多値信号 76の最大振幅のフィードバック制御を行わない。このため、データ受信装置 21206は、同期多値信号 76の最大振幅の急激な変化に対しても、高速に同期多値信号 76の振幅制御を対応させることが可會となる。

[0225] なお、第 12の実施形態において、検出部 243は、第 11の実施形態に係る検出部 2 40と同様に、同期多値信号 76の振幅の平均値を振幅検出値としてもよい。この場合、同期抽出部 244は、第 1の最大振幅比を予め保持する。同期抽出部 244は、振幅検出値と値と第 1の最大振幅比とを用いて、同期信号判定レベルを決定する。また、振幅制御部 245は、同期信号 72の最大振幅と多値符号列 17の最大振幅との比率である第 2の最大振幅比を予め保持する。振幅制御部 245は、振幅検出値と第 2の最大振幅比とを用いて、多値符号列 17の最大振幅を決定する。この場合も、最大振幅を検出する場合よりも、データ受信装置 21206を簡易な構成とすることがすることが可能となる。

[0226] (第 13の実施形態）

図 33は、本発明の第 13の実施形態に係るデータ通信装置の構成を示すブロック図である。図 33において、データ通信装置は、データ送信装置 18105とデータ受信装置 18205とが伝送路 110によって接続された構成である。データ送信装置 18105 は、多値符号ィ匕部 111、変調部 112、タイミング信号発生部 132、及び振幅変調部 1 31を備える。多値符号ィ匕部 111は、第 1の多値符号発生部 l l la、及び多値処理部 11 lbを含む。データ受信装置 18205は、復調部 211、多値復号ィ匕部 212、及びタイミング信号再生部 230を備える。多値復号ィ匕部 212は、第 2の多値符号発生部 21 2a、及び多値識別部 212bを含む。すなわち、第 13の実施形態に係るデータ通信装置は、第 1の実施形態に係るデータ通信装置（図 1)と比較して、データ送信装置 18 105がタイミング信号発生部 132と振幅変調部 131とを、データ受信装置 18205がタイミング信号再生部 230をさらに備える点が異なっている。

[0227] 図 34は、本発明の第 13の実施形態に係るデータ通信装置の各部の信号波形を説明するための模式図である。図 34 (a)は、タイミング発生部 132から出力されるタイミング信号 60の波形例を示している。図 34 (b)は、第 1の多値符号発生部 11 laから出力される多値符号列 12の波形例を示している。図 34 (c)は、振幅変調部 131から出力される振幅変調情報データ 36の波形例を示している。なお、図 34 (c)の点線は、振幅変調部 131に入力される情報データ 10の波形例を示している。図 34 (d)は、多値処理部 11 lbから出力される多値信号 13の波形例を示している。なお、図 34 (d )の点線は、図 34 (b)で示される多値符号列 12の波形例を示している。図 34 (e)は、タイミング信号再生部 230で再生されるタイミング信号 61の波形例を示す図である。

[0228] 以下に、第 13の実施形態に係るデータ通信装置について、図 34を用いて、その動作を説明する。なお、本実施形態の構成は、第 1の実施形態（図 1)に準ずるため、第 1の実施形態と同一の動作を行うブロックに関しては、同一の参照符号を付してその説明を省略する。

[0229] データ送信装置 16105において、タイミング信号発生部 132は、所定周期のタイミング信号 60 (図 34 (a) )を発生し、第 1の多値符号発生部 111a及び振幅変調部 131 に出力する。第 1の多値符号発生部 111aは、タイミング信号 60に同期して多値符号列 12 (図 34 (b) )を発生する。振幅変調部 131は、情報データ 10にタイミング信号 6 0に基づく振幅変調を施し、振幅変調情報データ 36 (図 34 (c) )として多値符号ィ匕部 111に出力する。多値符号ィ匕部 111は、振幅変調情報データ 36と多値符号列 12とを合成して、多値信号 13 (図 34 (d) )を生成する。なお、タイミング信号 60としては、多値符号列 12 (または多値信号 13)に対応するクロック信号やフレーム信号が用いられる。

[0230] データ受信装置 18205において、タイミング信号再生部 230は、復調部 211から多値信号 15を受信する。タイミング信号再生部 230は、多値信号 15から上述したタイミング信号 60に相当するタイミング信号 61 (図 34 (e) )を抽出し、第 2の多値符号発生部 212aに出力する。第 2の多値符号発生部 212aは、タイミング信号 61に同期して、上述した多値符号列 12に相当する多値符号列 17を発生させる。

[0231] なお、タイミング信号再生部 230は、多値信号 15からタイミング信号 61を抽出できればどのような構成でもよい。例えば、タイミング信号再生部 230は、タイミング信号 6 1に対応する周波数帯のみを透過するフィルタ等で構成されてもょヽし、さらに透過された信号に対して周波数同期をかけて、より正確なタイミング信号 61を再生するように構成されてもよい。

[0232] また、振幅変調部 131は、多値信号 13に対して、タイミング信号 60に同期した振幅変動もしくはレベル変動を与えられるのであれば、図 33と異なるいずれの部位に揷入 ·接続されても良い。例えば、振幅変調部 131は、多値符号化部 111と変調部 11 2との間に挿入され、多値信号 13に振幅変調を施しても良いし（図 36参照)。また、振幅変調部 131は、第 1の多値符号発生部 11 laと多値処理部 11 lbとの間に挿入され、多値符号列 12に振幅変調を施しても良い（図 37参照)。

[0233] また、振幅変調部 131は、変調部 112の後段に接続され、変調信号 14に振幅変調を施しても良い（図 38参照)。この場合、振幅変調部 131における変調形式と、変調部 112における変調形式とは、異なるものであることが望ましい。例えば、データ通信装置は、一方を強度変調形式として、他方を角度変調形式とすることにより、情報データ 10とタイミング信号 60との間の干渉による波形劣化を低減し、より高品質な伝送を行うことができる。

[0234] また、振幅変調部 131は、タイミング信号再生部 230でのタイミング信号 61の再生品質の観点から、タイミング信号 60に基づいた入力信号 (情報データ 10、多値符号列 12、多値信号 13、あるいは変調信号 14)の振幅変調を、入力信号の最大振幅に対して十分に大きくすることが望ま、。

[0235] また、データ通信装置は、タイミング信号再生部 230でのタイミング信号 61の再生品質の観点から、振幅変調部 131への入力信号 (情報データ 10、多値符号列 12、多値信号 13、あるいは変調信号 14)を所定の期間一定レベルとすることが望ましい。図 35は、振幅変調部 131への入力信号を所定の期間一定レベルとした場合のデータ通信装置の信号波形を説明する模式図である。図 35を参照して、データ送信装置 18105は、振幅変調部 131への入力信号 (この例では、情報データ 10)を、所定の期間一定のレベルとする。これにより、データ受信装置 18205は、より高品質なタイミング信号 61を再生することができる。

[0236] 以上説明したように、本実施形態によれば、伝送すべき情報データを多値信号として符号化し、さらにタイミング信号に同期した振幅変動もしくはレベル変動を多値信号に付与することで、多値信号復調時の同期処理を容易にすることができる。これにより、簡易な構成によるデータ通信装置を提供することができる。

[0237] (第 14の実施形態）

図 39は、本発明の第 14の実施形態に係るデータ通信装置の構成を示すブロック図である。図 39において、データ通信装置は、データ送信装置 18106とデータ受信装置 18206とが伝送路 110によって接続された構成である。データ送信装置 18106 は、第 13の実施形態に係るデータ送信装置 18105と同様であるので説明を省略する。データ受信装置 18206は、第 13の実施形態に係るデータ受信装置 18205に対して、分岐部 231と第 2の復調部 232とをさらに備える。

[0238] 以下に、第 14の実施形態に係るデータ通信装置について説明する。なお、本実施形態の構成は、第 13の実施形態（図 33)に準ずるため、第 13の実施形態と同一の動作を行うブロックに関しては、同一の参照符号を付してその説明を省略する。

[0239] データ受信装置 18206において、分岐部 231は、伝送路 110を介して伝送されてきた変調信号 14を分岐し、一方を復調部 211に、他方を第 2の復調部 232に出力する。第 2の復調部 232は、変調信号 14を復調し、多値信号 15を再生する。タイミング信号再生部 230は、第 2の復調部 232から出力された多値信号 15から、上述したタイミング信号 60に相当するタイミング信号 61を抽出し、第 2の多値符号発生部 212a に出力する。

[0240] 以上説明したように、本実施形態によれば、伝送すべき情報データを多値信号として符号化し、さらにタイミング信号に同期した振幅変動もしくはレベル変動を多値信号に付与することで、多値信号復調時の同期処理を容易にすることができる。これにより、簡易な構成によるデータ通信装置を提供することができる。 [0241] (第 15の実施形態）

図 40は、本発明の第 15の実施形態に係るデータ通信装置の構成例を示すブロック図である。図 40において、第 15の実施形態に係るデータ通信装置は、第 1の実施形態に係るデータ通信装置（図 1)と比較して、データ送信装置 14105が振幅制御部 120をさらに備える点が異なる。振幅制御部 120は、第 1の振幅制御信号発生部 1 20a、及び振幅変調部 120bを含む。

[0242] 図 41は、本発明の第 15の実施形態に係るデータ通信装置の各部の信号波形を説明するための模式図である。図 41 (a)は、情報データ 10の波形の一例を示している。図 41 (b)は、振幅変調部 120bから出力される振幅変調情報データ 36の波形の一例を示している。なお、図 41 (b)の点線は、図 41 (a)で示される情報データ 10の波形である。図 41 (c)は、第 1の多値符号発生部 111aから出力される多値符号列 12 の波形の一例を示している。図 41 (d)は、多値処理部 11 lbから出力される多値信号 13の波形の一例を示している。なお、図 41 (d)の点線は、図 26 (c)で示される多値信号 13の波形を示している。以下に、第 15の実施形態に係るデータ通信装置の動作について、図 41を用いて説明する。なお、本実施形態の構成は、第 1の実施形態（図 1)に準ずるため、第 1の実施形態と同一の動作を行うブロックに関しては、同一の参照符号を付してその説明を省略する。

[0243] データ送信装置 14105において、第 1の振幅制御信号発生部 120aには、第 1の鍵情報 11が入力される。第 1の振幅制御信号発生部 120aは、第 1の鍵情報 11に基づいて、当該値が略乱数的に変化する振幅制御信号 35を発生する。振幅制御信号 35は、振幅変調部 120bに入力される。また、振幅変調部 120bには、情報データ 10 (図 41 (a) )が入力される。振幅変調部 120bは、振幅制御信号 35に基づいて、情報データ 10 (図 41 (a) )に対して略ランダムな振幅変調を施し、振幅変調情報データ 3 6 (図 41 (b) )を出力する。なお、振幅変調部 120bは、図 41 (a)および図 41 (b)に示すように、元信号である情報データ 10の振幅中心レベルを基準レベル Rとして、当該極性を変更しな!ヽ範囲で振幅変調を施す。

[0244] 多値処理部 11 lbには、振幅変調情報データ 36 (図 41 (b) )と多値符号列 12 (図 4 1 (c) )とが入力される。多値処理部 111bは、多値符号列 12のレベルを、振幅情報変調データ 36の基準レベル Rに対するバイアスレベルと見なして、多値符号列 12と振幅変調情報データ 36とを加算することで、多値信号 13 (図 41 (d) )を生成する。

[0245] データ受信装置 10201において、多値識別部 212bは、復調部 211から多値信号 15を受信する。多値識別部 212bは、第 1の鍵情報 11と同一の第 2の鍵情報 16に基づ、て生成された多値符号列 17 (図 41 (c)に同じ)を閾値 (基準レベル)として、多値信号 15の識別（2値判定)を行う。ここで、振幅変調部 120bは、上述したように元信号 (情報データ 10)の極性を変更していない。そのため、多値識別部 212bは、多値符号列 12と同等の多値符号列 17を基準とした識別を行うことにより、情報データ 18 を正しく再生することができる。

[0246] 次に、第 3者による変調信号の盗聴動作について説明する。上述したように、第 3者は、データ受信装置 10201に準じた構成、もしくはさらに高性能なデータ受信装置（盗聴者データ受信装置)を用いて変調信号を解読することが想定される。盗聴者データ受信装置は、変調信号 14を復調することにより多値信号を再生する。しかし、盗聴者データ受信装置は、データ送信装置 10101との間で鍵情報を共有しないため、データ受信装置 10201のように、鍵情報から多値符号列を発生させることができない。このため、盗聴者データ受信装置は、多値符号列を基準とした多値信号の 2値判定を行うことができない。

[0247] このような場合に考えられる盗聴動作としては、多値信号の全レベルに対する識別を同時に行う方法 (一般に「総当たり攻撃」と呼ばれる）がある。即ち、盗聴者データ受信装置は、多値信号が取り得る全ての信号点間に対する閾値を用意して多値信号の同時判定を行い、当該判定結果を解析することにより、正しい鍵情報または情報データの抽出を試みる。例えば、盗聴者データ受信装置は、図 2に示した、多値符号列 12のレベル cOZclZc2Zc3Zc4Zc5Zc6を閾値として用いて、多値信号に対する多値判定を行うことにより、正しい鍵情報または情報データの抽出を試みる。

[0248] し力しながら、上述したように、実際の伝送系では、種々の要因により雑音が発生し、この雑音が変調信号に重畳されるため、多値信号のレベルは、図 4に示すように時間的 '瞬時的に変動する。力！]えて、本実施形態では、多値信号には、第 1の鍵情報 1 1 (すなわち、振幅制御信号 35)に基づいて略ランダムな振幅変調が施されている。図 42は、本発明の第 8の実施形態に係るデータ通信装置の伝送信号品質を説明する模式図である。図 42に示すように、データ受信装置 10201及び盗聴者データ受信装置が受信する多値信号のレベル変動幅（ゆらぎ量）は、第 1の実施形態と比較してさらに大きくなつている。

[0249] 盗聴者データ受信装置が判定する被判定信号 (多値信号)の SN比は、多値信号のステップ幅とゆらぎ量との比によって決まるため、振幅制御信号 35に基づいて施される振幅変調効果によって当該 SN比はさらに減少する。このため、本実施形態のデータ通信装置は、第 3者の全閾値を用いた総当たり攻撃に対して多くの識別誤りを誘発させて、盗聴を困難にすることができる。特に、データ通信装置は、振幅変調によるレベル変動幅を、多値信号のステップ幅と同等、もしくはより大きく設定すれば、第 3者による多値判定を事実上不可能にして、理想的な盗聴防止を実現し、データ通信の絶対的な安全性を確保することができる。

[0250] なお、振幅制御部 120は、盗聴者データ受信装置で判定される多値信号 15にレベル変動を生じさせ、当該 SN比を制御できるのであれば、図 40とは異なるいずれの位置に挿入'接続されても良い。例えば、図 43に示すように、データ通信装置は、振幅制御部 120を多値符号ィ匕部 111と変調部 112との間に挿入し、多値信号 13に所定のレベル変動を付与する構成であってもよ、。

[0251] また、例えば、図 44に示すように、データ通信装置は、振幅制御部 120を変調部 1 12の後段に接続して、変調信号 14にレベル変動を付与する構成であってもよい。この場合、振幅変調部 120bは、伝送路 110を介して送信する信号の種類によって、変調信号 14を振幅変調又は強度変調することになる。第 8の実施形態に係るデータ通信装置は、いずれの構成においても、多値識別時の被判定信号 (多値信号)の S N比を任意の値に制御できる。

[0252] また、図 40において、第 1の振幅制御信号発生部 120aは、第 1の多値符号発生部 111 aに入力される第 1の鍵情報 11に基づ!/、て振幅制御信号 35を発生したが、図 4 5に示すように、第 1の鍵情報 11と異なる所定の第 1の振幅制御鍵情報 38に基づいて振幅制御信号 35を発生しても良い。これにより、多値符号列 12のレベル変化と、振幅変調部 120bによる振幅変調動作との間の相関性を抑圧し、多値信号 13のレべル変化をよりランダム化して、盗聴者データ受信装置による多値判定動作に、より理想的な識別誤りを誘発させることができる。

[0253] なお、現実的には、振幅変調部 120bによる振幅変調動作は、正規受信者のデータ受信装置 10201におヽて識別（2値判定)される被判定信号の SN比を劣化させる場合がある。このような振幅変調動作の影響を抑圧するために、データ受信装置 10 201の構成を変更してもよい。例えば、図 46に示すように、データ受信装置 14205d において、多値復号ィ匕部 218は、第 2の多値符号発生部 212a及び多値識別部 212 bに加えて、第 2の振幅制御信号発生部 212cを含む構成とすることができる。即ち、第 2の振幅制御信号発生部 212cは、第 1の振幅制御鍵情報 38と同一の第 2の振幅制御鍵情報 39を予め共有し、第 2の振幅制御鍵情報 39に基づいて、振幅制御信号 35に相当する振幅制御信号 40を発生する。多値識別部 212bは、第 2の多値符号発生部 212aから出力される多値符号列 17を閾値とし、かつ振幅制御信号 40によつて多値信号 15の瞬時レベル、または SN比をモニタしながら、多値信号 15の最適識別（2値判定)を行い、情報データ 18を再生する。

[0254] 以上説明したように、本実施形態によれば、伝送すべき情報データを多値信号として符号化するとき、多値信号の変動レベル (ゆらぎ量)を任意に制御する。これにより、第 3者による盗聴時の受信信号品質に対して決定的な劣化を故意に与えて、第 3 者による多値信号の解読'復号ィ匕をさらに困難にする、より安全なデータ通信装置を提供することができる。

[0255] (第 16の実施形態）

図 47Aは、本発明の第 16の実施形態に係るデータ通信装置の構成例を示すプロック図である。本実施形態に係るデータ通信装置は、第 15の実施形態において多値処理部 11 lbと変調部 112 (図 40参照）とが行って、た、多値符号列 12と振幅変調情報データ 36とに基づいた変調信号 14への変換処理を別の構成で実現するものである。図 47Aにおいて、第 16の実施形態に係るデータ通信装置は、データ送信装置 14106とデータ受信装置 10201とが伝送路 110によって接続された構成である。データ送信装置 14106は、第 1の多値符号発生部 111aと、振幅制御部 120と、第 1 の変調部 122と、第 2の変調部 123と、合波部 124とを備える。振幅制御部 120は、第 1の振幅制御信号発生部 120aと、振幅変調部 120bとを含む。

[0256] 本実施形態の構成は、第 15の実施形態（図 40)に準ずるため、第 15の実施形態と同一の動作を行うブロックに関しては、同一の参照符号を付してその説明を省略する。図 47Aにおいて、第 1の変調部 122は、第 1の多値符号発生部 11 laから出力された多値符号列 12を元データとして、所定の変調形式に変換して第 1の変調信号 41 を出力する。第 2の変調部 123は、振幅変調部 120bから出力された振幅変調情報データ 36を元データとして、所定の変調形式に変換して第 2の変調信号 42を出力する。第 1の変調信号 41と第 2の変調信号 42とは、合波部 124に入力される。合波部 1 24は、第 1の変調信号 41と第 2の変調信号 42とを、振幅的もしくは強度的に合成して、伝送路 110に送出する。すなわち、第 16の実施形態に係るデータ通信装置は、図 40において多値処理部 11 lbと変調部 112とが行っていた、多値符号列 12と振幅変調情報データ 36とに基づく変調信号 14への変換処理を、第 1の変調部 122と第 2 の変調部 123と合波部 124とで、変調信号レベルで行うことにより融通性の高い回路構成を実現している。

[0257] なお、第 16の実施形態に係るデータ通信装置（図 47A)は、第 1の変調部 122と第 2の変調部 123とを並列的に設置し、第 1の変調信号 41と第 2の変調信号 42とを合波する構成としたが、別の構成とすることもできる。図 47Bは、本発明の第 16の実施形態に係るデータ通信装置の別の構成例を示すブロック図である。図 47Bに示すように、本実施形態に係るデータ通信装置は、第 1の変調部 122と第 2の変調部 123とを直列的に接続して、同一の搬送波を第 1の変調部 122と第 2の変調部 123とで変調する構成としてもよい。第 1の変調部 122で搬送波を多値符号列 12で変調して第 1の変調信号 41を出力し、第 2の変調部 123で第 1の変調信号 41を振幅変調情報データ 36で変調する構成である。すなわち、この構成のデータ通信装置は、図 40において多値処理部 111bと変調部 112とが行っていた、多値符号列 12と振幅変調情報データ 36とに基づく変調信号 14への変換処理を、第 1の変調部 122と第 2の変調部 123とで、変調信号レベルで行うものである。

[0258] 図 47Aのデータ送信装置 14106は、合波部 124で第 1の変調信号 41と第 2の変調信号 42とを加算処理している。これに対して、図 47Bのデータ送信装置 14106b は、第 1の変調部 122と、第 2の変調部 123とで積算処理している。そのため、図 47B のデータ送信装置 14106bは、図 47Aのデータ送信装置 14106と比較して、生成する変調信号 14の信号波形に若干の違いはあるが、多値符号列 12のレベルを基準として、振幅変調情報データ 36の有するレベルを重畳する点において、ほぼ同様の効果を得ることができる。

[0259] また、第 16の実施形態に係るデータ通信装置は、第 15の実施形態と同様に、盗聴者データ受信装置で判定される多値信号 15にレベル変動を生じさせ、当該多値信号の SN比を制御できるのであれば、振幅制御部 120を図 32Aまたは図 33Bと異なるいずれの位置に挿入 Z接続しても良い。例えば、図 47A及び図 47Bにおいて、第 16の実施形態に係るデータ通信装置は、振幅制御部 120を第 1の変調部 122の前段に挿入して、多値符号列 12に所定のレベル変動を付与する構成とすることもできる（図 48A、図 48B参照)。また、第 16の実施形態に係るデータ通信装置は、第 1の変調部 122または第 2の変調部 123の後段、あるヽは合波部 124の後段に接続して、第 1の変調信号 41または第 2の変調信号 42、あるいはそれらの合成信号に対して、レベル変動を付与する構成としても良い。第 16の実施形態に係るデータ通信装置は、いずれの構成においても、多値識別時の被判定信号 (多値信号)の SN比を任意の値に制御できる。

[0260] またさらに、第 16の実施形態に係るデータ通信装置において、第 1の振幅制御信号発生部 120aは、図 45と同様に、第 1の鍵情報 11と異なる所定の第 1の振幅制御鍵情報 38に基づいて振幅制御信号 35を発生しても良い。これにより、第 16の実施形態に係るデータ通信装置は、多値符号列 12のレベル変化と、振幅変調部 120bによる振幅変調動作との間の相関性を抑圧し、多値信号 15のレベル変化をよりランダム化して、盗聴者データ受信装置による多値判定動作に、より理想的な識別誤りを誘発させることができる。

[0261] 以上説明したように、本実施形態によれば、伝送すべき情報データを多値信号として符号化するとき、多値信号の変動レベル (ゆらぎ量)を任意に制御すると共に、情報データと多値符号列とに対して、それぞれ個別の変調部を設ける。これにより、よりフレキシブルな構成で、第 3者による盗聴時の受信信号品質に対して決定的な劣化を与えて、第 3者による多値信号の解読'復号ィ匕をさらに困難にする、より安全なデータ通信装置を提供するきことができる。

[0262] (第 17の実施形態）

図 49は、本発明の第 17の実施形態に係るデータ通信装置の構成を示すブロック図である。図 49において、第 17の実施形態に係るデータ通信装置は、第 1の実施形態に係るデータ通信装置（図 1)と比較して、データ送信装置 16105が N進符号ィ匕部 131を、データ受信装置 16205が N進復号ィ匕部 220をさらに備える点が異なっている。

[0263] 以下、 N進符号化部 131と、 N進復号ィ匕部 220とを中心に、第 10の実施形態に係るデータ通信装置について説明する。なお、本実施形態の構成は、第 1の実施形態 (図 1)に準ずるため、同一の動作を行うブロックに関しては、同一の参照符号を付してその説明を省略する。

[0264] データ送信装置 16105において、 N進符号ィ匕部 131には、複数の情報データから構成される情報データ群が入力される。ここでは、情報データ群として、第 1の情報データ 50と、第 2の情報データ 51とが入力されるものとする。図 50は、 N進符号化部 1 31に入力される情報データ群の波形例を示す図である。図 50 (a)は、 N進符号化部 131に入力される第 1の情報データ 50を示している。図 50 (b)は、 N進符号化部 13 1に入力される第 2の情報データ 51を示して、る。

[0265] N進符号ィ匕部 131は、第 1の情報データ 50及び第 2の情報データ 51を N (この例では、 N = 4)進数に符号化することで、所定の多値レベルを有する N進符号化信号 52として出力する。なお、 Nは任意の自然数である。これによつて、 N進符号化部 13 1は、 1タイムスロットあたりに伝送できる情報量を log N倍に増加させることができる。

2

図 51は、 N進符号化部 131から出力される N進符号ィ匕信号 52の波形例を示す図である。図 51を参照して、例えば、 N進符号ィ匕部 131は、第 1の情報データ 50及び第 2 の情報データ 51における論理の組み合わせが、 {L、 L}の場合に多値レベル 00を、 {L、 H}の場合に多値レベル 01を、 {H、： L}の場合に多値レベル 10を、 {H、H}の場合に多値レベル 11を割り当てることで、 4段階の多値レベルを有する N進符号化信号 52を出力することができる。 N進符号化部 131から出力された N進符号化信号 52 、及び第 1の多値符号発生部 111aから出力された多値符号列 12 (図 2 (b)参照）は、多値処理部 11 lbに入力される。

[0266] 多値処理部 11 lbは、 N進符号化信号 52と多値符号列 12とを所定の手順に従つて合成し、合成した信号を多値信号 13として出力する。例えば、多値処理部 11 lbは、多値符号列 12のレベルをバイアスレベルとして、 N進符号化信号 52を加算することで多値信号 13を生成する。あるいは、多値処理部 11 lbは、多値符号列 12を N進符号ィ匕信号 52で振幅変調することで多値信号 13を生成してもよい。図 52は、多値処理部 11 lbから出力された多値信号 13の波形例を示す図である。図 52において、多値信号 13の多値レベルは、所定のレベル間隔（この例では 3レベル間隔）で 4段階に変動している。なお、点線は、バイアスレベル (多値符号列 12)を基準として、多値信号 13の多値レベルが変動する範囲を示している。

[0267] 多値処理部 11 lbから出力された多値信号 13は、変調部 112に入力される。変調部 112は、多値信号 13を伝送路 110に適した信号形態に変調し、変調した信号を変調信号 14として伝送路 110に送信する。例えば、変調部 12は、伝送路 110が光伝送路の場合、多値信号 13を光信号に変調する。

[0268] データ受信装置 16205において、復調部 211は、伝送路 110を介して変調信号 1 4を受信する。復調部 211は、変調信号 14を復調して多値信号 15を出力する。多値信号 15は、多値識別部 212bに入力される。多値識別部 212bは、第 2の多値符号発生部 212aから出力された多値符号列 17を用いて多値信号 15を識別することで、 N進符号化信号 53を出力する。図 53は、多値識別部 212bにおける多値信号 15の識別動作の一例を説明する図である。図 53において、太実線が多値信号 15の波形を、細実線及び点線が多値信号 15を識別するための判定波形を示している。なお、細実線 (判定波形 2)は、多値符号列 17の波形である。

[0269] 図 53を参照して、多値識別部 212bは、多値符号列 17 (判定波形 2)を中心として、多値符号列 17を所定のレベル間隔だけ上にずらした波形 (判定波形 1)と、所定のレベル間隔だけ下にずらした波形 (判定波形 3)とを生成する。なお、この所定のレベル間隔は、データ送信装置 16105における多値処理部 11 lbとの間で予め定まってヽるものであり、この例では、 3レベル間隔である。そして、多値識別部 212bは、判定波形 1〜3を用いて多値信号 15を識別する。

[0270] 多値識別部 212bは、タイムスロット tlにおいて、判定波形 1と多値信号 15とを比較して、多値信号 15が判定波形 1よりも Lowレベルであると判定する。また、判定波形 2と多値信号 15とを比較して、多値信号 15が判定波形 2よりも Lowレベルであると判定する。また、判定波形 3と多値信号 15とを比較して、多値信号 15が判定波形 3よりも Highレベルであると判定する。すなわち、多値識別部 212bは、タイムスロット tlにおいて、多値信号 15を {Low、 Low, High}と判定する。同様に、多値識別部 212b は、タイムスロット t2で多値信号 15を {Low、 High, High}と、タイムスロット t3で多値信号 15を {Low、 Low, Low}と判定する。タイムスロット t4以降の動作は省略するが同様である。

[0271] そして、多値識別部 212bは、判定した Low及び Highの数と、 N進符号化信号 52 の多値レベルとを対応させることで、 N進符号化信号 52を再生する。例えば、多値識別部 212bは、 {Low, Low, Low}を多値レベル 00に、 {Low、 Low, High}を多値レベル 01に、 {Low、 High, High}を多値レベル 10に、 {High、 High, High}を多値レベル 11に対応させることで、 N進符号化信号 53を再生することができる。多値識別部 212bで再生された N進符号ィ匕信号 53は、 N進復号ィ匕部 220に入力される。

[0272] N進復号ィ匕部 220は、 N進符号化信号 52を復号化して、情報データ群として出力する。具体的には、 N進復号化部 220は、 N進符号ィ匕部 131と逆の動作を行うことで、N進符号ィ匕信号 52から第 1の情報データ 54及び第 2の情報データ 55を出力する。

[0273] 次に、第 3者による変調信号 14の盗聴動作について説明する。第 3者は、第 1の実施形態で説明した場合と同様に、データ送信装置 16105との間で第 1の鍵情報 11 を共有していないため、盗聴した変調信号 14から第 1の情報データ 54及び第 2の情報データ 55を再生することができない。また、実際の伝送系では、種々の要因により雑音が発生し、この雑音が変調信号 14に重畳されることになる。すなわち、変調信号 14を復調した多値信号 15にも雑音が重畳されることになる。図 54は、雑音が重畳された多値信号 15の波形を示す図である。図 54を参照して、第 17の実施形態に係るデータ通信装置は、第 1の実施形態で説明した場合と同様に、多値信号 15に重畳された雑音のために、第 3者の全しきい値を用いた総当たり攻撃に対して識別誤りを誘発させて、盗聴をより困難にすることができる。

[0274] 以上説明したように、本実施形態によれば、 N進符号化部 131で情報データ群を一括して N進符号化信号 52に変換し、 N進復号化部 220で N進符号化信号 53から情報データ群を一括して再生する。これによつて、本実施形態に係るデータ通信装置は、第 1の実施形態に係るデータ通信装置と比較して、 1タイムスロットあたりに伝送できる情報量を増やすことができる。また、情報データ群を N進符号ィ匕信号 52に変換することで、より秘匿性の高いデータ伝送を実現することができる。

[0275] (第 18の実施形態）

図 55は、本発明の第 18の実施形態に係るデータ通信装置の構成例を示すブロック図である。図 55において、第 18の実施形態に係るデータ通信装置は、第 17の実施形態（図 49)と比較して、 N進符号ィ匕部 132及び N進復号ィ匕部 221の動作が異なる。第 18の実施形態において、 N進符号ィ匕部 132は、第 1の鍵情報 11に基づいて、情報データ群から N進符号化信号 52を生成する。また、 N進復号化部 221は、第 2 の鍵情報 16に基づいて、 N進符号化信号 53から情報データ群を生成する。以下、 N進符号化部 132及び N進復号化部 221を中心に、第 18の実施形態に係るデータ通信装置について説明する。なお、本実施形態の構成は、第 17の実施形態（図 49) に準ずるため、同一の動作を行うブロックに関しては、同一の参照符号を付して、その説明を省略する。

[0276] データ送信装置 16106において、 N進符号ィ匕部 132には、第 1の鍵情報 11が入力される。 N進符号ィ匕部 132は、第 1の鍵情報 11に基づいて、情報データ群から N 進符号化信号 52を生成する。例えば、 N進符号ィ匕部 132は、第 1の鍵情報 11によつて、第 1の情報データ 50及び第 2の情報データ 51における論理の組み合わせと、 N 進符号化信号 52の多値レベルとの対応関係を変更する。 N進符号ィ匕部 132から出力された N進符号化信号 52は、多値処理部 11 lbに入力される。

[0277] データ受信装置 16206において、多値識別部 212bから出力された N進符号化信号 53は、 N進復号ィ匕部 221に入力される。また、 N進復号ィ匕部 221には、第 2の鍵情報 16が入力される。 N進復号ィ匕部 221は、第 2の鍵情報 16に基づいて、 N進符号化信号 53から情報データ群を出力する。具体的には、 N進復号ィ匕部 221は、 N進符号化部 132と逆の動作を行うことで、 N進符号ィ匕信号 53から第 1の情報データ 54と第 2 の情報データ 55とを出力する。

[0278] 以上説明したように、本実施形態によれば、 N進符号ィ匕部 132が第 1の鍵情報 11 に基づいて、情報データ群から N進符号化信号 52を生成し、 N進復号ィ匕部 221が第 2の鍵情報 16に基づヽて、 N進符号化部 132と逆の動作で N進符号化信号 53から情報データ群を再生する。これによつて、本実施形態に係るデータ通信装置は、第 17の実施形態に係るデータ通信装置と比較して、より盗聴が困難なデータ通信を実現することができる。

[0279] なお、第 18の実施形態に係るデータ通信装置において、 N進符号ィ匕部 132は、第 1の鍵情報 11と異なる第 3の鍵情報 56を用いて、情報データ群力も N進符号ィ匕信号 52を生成してもよいものとする。また同様に、 N進復号ィ匕部 221は、第 2の鍵情報 16 と異なる第 4の鍵情報 57を用いて、 N進符号ィ匕信号 53から情報データ群を再生してもよいものとする（図 41参照)。ただし、第 3の鍵情報 56と第 4の鍵情報 57とは、同じ鍵情報である。これによつて、本実施形態に係るデータ通信装置は、多値処理部 11 lbで用いる鍵情報と N進符号ィ匕部 132で用いる鍵情報とを分けることができ、より盗聴が困難なデータ通信を実現することができる。

[0280] (第 19の実施形態）

図 57は、本発明の第 19の実施形態に係るデータ通信装置の構成を示すブロック図である。図 57において、第 19の実施形態に係るデータ通信装置は、第 1の実施形態（図 1)と比較して、データ送信装置 19105が同期信号発生部 134と多値処理制御部 135とを、データ受信装置 19205が同期信号再生部 233と多値識別制御部 23 4とをさらに備える点が異なっている。

[0281] 図 58は、多値符号ィ匕部 111から出力される信号波形を説明するための模式図である。以下、第 19の実施形態に係るデータ通信装置について、図 57および図 58を用いて説明する。なお、本実施形態の構成は、第 1の実施形態（図 1)に準ずるため、同一の動作を行うブロックに関しては、同一の参照符号を付してその説明を省略する。

[0282] 図 57において、同期信号発生部 134は、所定周期の同期信号 64を発生して、多値処理制御部 135に出力する。多値処理制御部 135は、同期信号 64に基づいて、多値処理制御信号 65を発生し、多値処理部 11 lbに出力する。多値処理制御信号 65は、多値処理部 11 lbが出力する多値信号 13のレベル数 (以下、多値数という）を指定する信号である。多値処理部 11 lbは、多値処理制御信号 65と多値符号列 12 とに基づいて、情報データ 10から多値信号を生成するとともに、生成した多値信号の多値数を切り替えた信号を多値信号 13として出力する。例えば、図 58に示すように、多値処理部 11 lbは、期間 Aおよび Cにおいて多値数" 8"値の多値信号を出力し、期間 Bにおいて多値数" 2"値の信号を出力する。より、具体的には、多値処理部 11 lbは、期間 Aおよび Cでは、情報データ 10と多値符号列 12とを合成して出力し、期間 Bでは、情報データ 10をそのまま出力しても良い。

[0283] 同期信号再生部 233は、前記同期信号 64に対応する同期信号 66を再生して、多値識別制御部 234に出力する。多値識別制御部 234は、同期信号 66に基づいて、多値識別制御信号 67を発生し、多値識別部 212bに出力する。多値識別部 212bは、多値識別制御信号 67に基づいて、復調部 211から出力される多値信号 15に対する閾値 (多値符号列 17)を切り替えて識別を行い、情報データ 18を再生する。例えば、図 58に示すように、多値識別部 212bは、期間 Aおよび Cにおいて多値数" 8"値の多値信号に対して、当該レベルが逐次変化する多値符号列 17を閾値として識別し、期間 Bにおいて 2値信号に対して所定の一定閾値に基づく識別を行う。

[0284] なお、図 58では、期間 Bの 2値信号に対する閾値 (平均レベル)を、期間 Aおよび C の多値信号の平均レベル（C3)に一致させている力この限りではなぐいかなるレべルに設定しても良い。また、図 58では、期間 Bにおける 2値信号の振幅を、情報データ 10の振幅 (情報振幅）に一致させているが、この限りではなぐ多値識別部 212bにおいて一定閾値で識別できる大きさであれば、いかなる振幅に設定しても良い。さらに、図 58では、期間 Aおよび Cと、期間 Bとにおける多値信号の転送レートを同一としているが、この限りではなぐ異なる転送レートとしても良い。特に、多値数が少ない程、転送レートを大きくすることが、伝送効率の点で好ましい。

[0285] また、図 58において、多値処理部 11 lbは、多値数が 8の多値信号と 2値信号とを切り替えた多値信号 13を出力している。しかし、多値信号 13の多値数の組み合わせは、これに限られず、いかなる多値数の組み合わせでもよい。例えば、多値処理部 1 l ibは、多値数" 8"の多値信号と多値数" 4"の多値信号とを切り替えて出力してもよい。さらに、図 57に示すデータ通信装置は、多値数の値に応じて、情報データ 10および 18と、多値符号列 12および 17と、多値信号 13および 15との転送レートを変更してちよい。

[0286] 以上説明したように、本実施形態によれば、伝送すべき情報データを多値信号として符号化して、第 3者による盗聴時の受信信号品質に対して決定的な劣化を与え、特定の受信者のみに対する安全な通信路を確保すると共に、当該多値数を適宜減少させること〖こより、安全性を必要としない通信を選択的に実現する。これ〖こより、同一の変復調系および伝送系を利用して、秘匿通信サービスと一般通信サービスを混在して提供し、効率的な通信装置を提供することができる。

[0287] (第 20の実施形態）

図 59は、本発明の第 20の実施形態に係るデータ通信装置の構成を示すブロック図である。図 59において、第 20の実施形態に係るデータ通信装置は、第 19の実施形態（図 57)と比較して、データ受信装置 10201が、同期信号再生部 233と多値識別制御部 234とを備えな、点が異なって、る。

[0288] 図 60は、多値符号ィ匕部 111から出力される信号波形を説明するための模式図である。以下、第 20の実施形態に係るデータ通信装置について、図 59及び図 60を用いて説明する。なお、本実施形態の構成は、第 19の実施形態（図 57)に準ずるため、同一の動作を行うブロックに関しては、同一の参照符号を付してその説明を省略する

[0289] 図 59において、多値処理部 11 lbは、多値処理制御信号 65に基づいて、当該出力信号である多値信号 13の多値数を切り替えて出力すると共に、多値信号 13の多値数を小さくする場合には、当該多値信号振幅を大きく設定する。例えば、図 60〖こ示すように、期間 Aおよび Cにおける多値数" 8"に対して、期間 Bには、多値数" 2"とする一方で、当該振幅を充分大きくする。より、具体的には、期間 Bの 2値信号振幅を、期間 Aおよび Cにおける多値信号振幅と同等もしくはそれ以上に設定して出力する

[0290] 多値識別部 212bは、復調部 211から出力される多値信号 15を、当該多値数に関わらず、多値符号列 17を閾値として識別（2値判定)し、情報データ 18を再生する。例えば、図 60に示すように、期間 Aおよび Cでは、総レベル数" 8"の多値信号に対して、当該レベルが逐次変化する多値符号列 17を閾値として識別を行い、期間 Bにおいても、多値符号列 17に基づいて、 2値信号を識別する。

[0291] 以上説明したように、本実施形態によれば、伝送すべき情報データを多値信号として符号化して、第 3者による盗聴時の受信信号品質に対して決定的な劣化を与え、特定の受信者のみに対する安全な通信路を確保すると共に、当該多値数を適宜減少させると同時に、当該振幅を増大することにより、多値信号受信時の閾値制御を容易にして、より簡便な構成で、安全性を必要としない通信を選択的に実現する。これにより、同一の変復調系および伝送系を利用して、秘匿通信サービスと一般通信サ一ビスを混在して提供し、効率的かつ経済的な通信装置を提供することができる。

[0292] (第 21の実施形態）

図 61は、本発明の第 21の実施形態に係るデータ通信装置の構成を示すブロック図である。図 61において、第 21の実施形態に係るデータ通信装置は、データ送信装置 19105とデータ受信装置 10201と副データ受信装置 19207と力伝送路 110 と分岐部 235とによって接続された構成である。第 21の実施形態に係るデータ通信装置は、第 20の実施形態（図 59)と比較して、分岐部 235と副データ受信装置 1920 7とをさらに備えている点が異なっている。なお、図 61においては省略されているが、多値復号ィ匕部 212は、第 2の多値符号発生部 212aと多値識別部 212bとを含んでいる。以下、第 21の実施形態に係るデータ通信装置について説明する。なお、本実施形態の構成は、第 20の実施形態（図 59)に準ずるため、同一の動作を行うブロックに関しては、同一の参照符号を付してその説明を省略する。

[0293] 図 61において、データ送信装置 19105は、図 60に示す多値信号を変調した変調信号 14を送信する。分岐部 235は、伝送路 110を介して伝送されてきた変調信号 1 4を複数 m (mは、 2以上の整数。図 61では、 m= 2)に分岐し、出力する。データ受信装置 10201は、分岐部 520から出力される mの変調信号の内、 n(nは、 m以下の整数。図 61では、 n= l)の変調信号に対応して設けられる。データ受信装置 10201 は、期間 Aおよび Cにおいて、前記第 1の鍵情報 11と同一鍵として共有する第 2の鍵情報 16に基づいて、当該変調信号を復調および復号化して、情報データ 18を再生する。なお、データ受信装置 10201は、期間 Bにおいて、 2値信号の識別を行ってもよい。

[0294] 副データ受信装置 19207は、分岐部 235から出力される mの変調信号の内、 m— n (図 61では、 m—n= 2— 1 = 1)の変調信号に対応して設けられる。副復調部 236 は、当該変調信号を復調し、前記多値信号 15を再生する。識別部 237は、対応する復調部 236から出力される多値信号 15を、所定の一定閾値に基づいて識別し、図 6 0に示す期間 Bのみにおける情報データ (部分情報データ 68)を再生する。

[0295] なお、図 61では、分岐部 235における分岐数 m= 2とし、その内 n= lの変調信号に対応してデータ受信装置 10201を設け、 m-n= 1の変調信号に対応して副データ受信装置 19207を設ける構成とした力この限りではなぐ m≥nであれば、それぞれ！、かなる数にも設定し、対応する数のデータ受信装置および副データ受信装置を用意すれば良い。

[0296] 以上説明したように、本実施形態によれば、伝送すべき情報データを多値信号として符号化して、第 3者による盗聴時の受信信号品質に対して決定的な劣化を与え、特定の受信者のみに対する安全な通信路を確保すると共に、当該多値数を適宜減少させることにより、不特定多数の受信者に対する一斉通信を選択的に実現する。これにより、同一の変復調系および伝送系を利用して、秘匿通信サービスと一斉同報通信や放送等の通信サービスを混在して提供し、効率的な通信装置を提供することができる。

[0297] (第 22の実施形態）

図 62は、本発明の第 22の実施形態に係るデータ通信装置の構成を示すブロック図である。図 62において、第 22の実施形態に係るデータ通信装置は、データ送信装置 19108と、複数のデータ受信装置 10201a〜bと、副データ受信装置 19207と力伝送路 110と分岐部 235とによって接続された構成である。データ送信装置 191 08は、第 21の実施形態（図 61)と比較して、鍵情報選択部 136をさらに備えている。なお、図 62においては省略されているが、多値復号ィ匕部 212は、第 2の多値符号発生部 212aと多値識別部 212bとを含んでいる。以下、第 22の実施形態に係るデータ通信装置について説明する。なお、本実施形態の構成は、第 21の実施形態（図 61) に準ずるため、同一の動作を行うブロックに関しては、同一の参照符号を付してその説明を省略する。

[0298] 図 62において、鍵情報選択部 136は、予め定められた複数 nの所定の鍵情報（図 62では、 n= 2。第 1の鍵情報 11aおよび第 3の鍵情報 l ib)からいずれかを選択する。多値符号ィ匕部 111は、当該選択された鍵情報に基づいて、図 60に示すような多値信号 13を生成する。データ受信装置は、分岐部 235によって分岐出力された m ( 図 62では、 m= 3)の変調信号の内、 nの変調信号に対応して n個設けられ（10201 aおよび 10201b)、それぞれ対応する前記第 1の鍵情報 11aおよび前記第 3の鍵情報 l ibと同一鍵として共有する第 2の鍵情報 16aと第 4の鍵情報 16bに基づいて、当該変調信号を復調および復号化して、それぞれ対応する情報データ（18aおよび 18 b)を再生する。

[0299] 具体的には、図 60において、データ送信装置 19108が、期間 Aにおいて第 1の鍵情報 11aを用いて多値信号 13を生成した場合、データ受信装置 10201aは、期間 A に入力された変調信号を復調して、第 2の鍵情報 16aを用いて情報データ 18aを再生する。また、データ送信装置 19108が、期間 Cにおいて第 3の鍵情報 l ibを用いて多値信号 13を生成した場合、データ受信装置 10201bは、期間 Cに入力された変調信号を復調して、第 4の鍵情報 16bを用いて情報データ 18bを再生する。なお、データ受信装置 10201a及び 10201bは、期間 Bにおいて入力される変調信号を復調して、部分情報データ 58の再生を行ってもよい。

[0300] 副データ受信装置 19207は、分岐部 235から出力される mの変調信号の内、 m— n (図 62では、 m—n= 3— 2= 1)の変調信号に対応して設けられ、当該変調信号を復調し、所定の一定閾値に基づいて識別して、図 60に示す期間 Bのみにおける情報データ (部分情報データ 58)を再生する。

[0301] なお、図 62では、分岐部 235における分岐数 m= 3とし、その内 n= 2の変調信号に対応してデータ受信装置 10201を設け、 m-n= 1の変調信号に対応して副データ受信装置 19207を設ける構成とした力この限りではなぐ m≥nであれば、それぞれ！、かなる数にも設定し、対応する数のデータ受信装置および副データ受信装置を用意すれば良い。

[0302] 以上説明したように、本実施形態によれば、伝送すべき情報データを多値信号として符号化して、第 3者による盗聴時の受信信号品質に対して決定的な劣化を与え、さらに鍵情報を複数用意して切換使用することにより、特定の複数受信者のみに対する安全な通信路をそれぞれ確保すると共に、当該多値数を適宜減少させること〖こより、不特定多数の受信者に対する一斉通信を選択的に実現する。これにより、同一の変復調系および伝送系を利用して、秘匿通信サービスと一斉同報通信や放送等の通信サービスを混在して提供し、効率的な通信装置を提供することができる。

[0303] なお、上述した第 2〜22の実施形態に係るデータ通信装置は、各実施形態の特徴を互いに組み合わせた構成とすることができるものとする。例えば、第 2〜4、第 6〜2 2の実施形態に係るデータ通信装置は、第 5の実施形態の特徴を備えてもよい (例えば、図 63参照)。例えば、第 2〜12、 14〜22の実施形態に係るデータ通信装置は、第 13の実施形態の特徴を備えてもよい（例えば、図 64A〜図 64C)。

[0304] また、上述した第 1〜第 22の実施形態に係るデータ送信装置、データ受信装置、及びデータ通信装置が行うそれぞれの処理は、一連の処理手順を与えるデータ送信方法、データ受信方法、及びデータ通信方法としても捉えることができる。

[0305] また、上述したデータ通信方法、データ受信方法、及びデータ通信方法は、記憶装置 (ROM、 RAM,ハードディスク等）に格納された上述した処理手順を実施可能な所定のプログラムデータ力 CPUによって解釈実行されることで実現される。この場合、プログラムデータは、記憶媒体を介して記憶装置内に導入されてもよいし、記憶媒体上から直接実行されてもよい。なお、記憶媒体は、 ROMや RAMやフラッシュメモリ等の半導体メモリ、フレキシブルディスクゃノヽードディスク等の磁気ディスクメモリ、 CR—ROMや DVDや BD等の光ディスクメモリ、及びメモリカード等をいう。また、記憶媒体は、電話回線や搬送路等の通信媒体も含む概念である。

産業上の利用可能性

[0306] 本発明に係るデータ通信装置は、盗聴'傍受を受けない安全な秘密通信装置として有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 暗号通信を行うデータ送信装置であって、

予め定められた所定の鍵情報と情報データとを入力し、信号レベルが略乱数的に変化する多値信号を発生する多値符号化部と、

前記多値信号に基づ!/、て、所定の変調形式の変調信号を発生する変調部と、前記情報データ、前記多値信号、あるいは前記変調信号のいずれかにダミー信号を重畳するダミー信号重畳部とを備え、

前記多値符号ィ匕部は、

前記鍵情報力信号レベルが略乱数的に変化する多値符号列を発生する多値符号発生部と、

所定の処理に従って、前記多値符号列と前記情報データとを合成し、両信号レベルの組み合わせに対応したレベルを有する多値信号を生成する多値処理部とを含む、データ送信装置。

[2] 前記ダミー信号重畳部は、前記多値処理部と前記変調部との間に接続され、前記多値信号に、第 3者による前記多値信号のレベル判定を困難とするダミー信号を重畳する、請求項 1に記載のデータ送信装置。

[3] 前記ダミー信号は、前記多値信号の 1タイムスロットの期間内において、振幅が連続的に変化する、請求項 2に記載のデータ送信装置。

[4] 前記ダミー信号重畳部は、振幅の変化パターンが相異なる複数の信号を保持し、前記多値信号の 1タイムスロットごとに当該複数の信号のうちいずれか 1つを、前記ダミー信号として前記多値信号に重畳する、請求項 2に記載のデータ送信装置。

[5] 前記ダミー信号重畳部は、

前記ダミー信号を発生するダミー信号発生部と、

前記ダミー信号と前記多値信号とを合成する重畳部とを含む、請求項 2に記載のデータ送信装置。

[6] 前記ダミー信号重畳部は、所定の初期値から、乱数であるダミー生成符号を出力するダミー生成符号発生部をさらに含み、

前記ダミー信号発生部は、振幅の変化パターンが相異なる複数の信号を保持し、前記多値信号の 1タイムスロットごとに、当該ダミー生成符号に基づいて当該複数の信号のうちいずれか一つを、前記ダミー信号として出力する、請求項 5に記載のデータ送信装置。

[7] 前記ダミー信号の振幅は、前記多値信号の任意のレベルと、当該任意のレベルに隣接するレベルとの差のいずれか一方より大きぐかつ前記情報データの振幅より小さい、請求項 2に記載のデータ送信装置。

[8] 前記ダミー生成符号は、自然乱数系列である、請求項 6に記載のデータ送信装置

[9] 前記ダミー信号重畳部は、前記多値符号化部の前段に接続され、前記情報データに所定の雑音を重畳した雑音重畳情報データを、前記多値符号化部に出力する雑音制御部である、請求項 1に記載のデータ送信装置。

[10] 前記ダミー信号重畳部は、前記多値符号発生部と前記多値処理部との間に挿入され、前記多値符号列に所定の雑音を重畳した雑音重畳多値符号列を、前記多値処理部に出力する雑音制御部である、請求項 1に記載のデータ送信装置。

[11] 前記ダミー信号重畳部は、前記変調部の後段に接続され、前記変調信号に所定の雑音を重畳した雑音重畳変調信号を発生する雑音制御部である、請求項 1に記載のデータ送信装置。

[12] 暗号通信を行うデータ送信装置であって、

前記多値信号に基づ!、て、所定の変調形式の変調信号を発生する変調部とを備え、

前記多値符号ィ匕部は、

所定の処理に従って、前記多値符号列と前記情報データとを合成し、両信号レベルの組み合わせに対応したレベルを有する多値信号を生成する多値処理部とを含み、前記変調部は、前記多値信号に基づいて、所定の変調形式の変調信号を発生する際に、所定の雑音成分を当該変調信号に付与する、データ送信装置。

[13] 前記変調部は、光源を含み、

前記多値信号を光変調信号に変調する光変調部である、請求項 12に記載のデータ送信装置。

[14] 前記光源は、半導体レーザである、請求項 13に記載のデータ送信装置。

[15] 前記光変調信号の信号電力対雑音比を制御する光雑音制御部をさらに備える、請求項 13に記載のデータ送信装置。

[16] 前記光雑音制御部は、

所定の光雑音信号を発生する光雑音発生部と、

前記光変調部から出力される前記光変調信号に、前記光雑音信号を重畳する光合成部とを含む、請求項 15に記載のデータ送信装置。

[17] 前記光雑音制御部は、光ファイバ増幅器である、請求項 15に記載のデータ送信装置。

[18] 前記光雑音制御部は、前記光変調信号を複数に分割し、複数に分割した前記光変調信号を互いに干渉させる光干渉部である、請求項 15に記載のデータ送信装置

[19] 前記光雑音制御部は、複数の反射点を有し、前記光変調信号を多重反射させる光多重反射部である、請求項 15に記載のデータ送信装置。

[20] 前記光雑音制御部は、前記光変調信号の一部を、前記光変調部に注入する、請求項 15に記載のデータ送信装置。

[21] 前記光雑音制御部は、前記光変調信号の一部を反射して、前記光変調部に注入する、請求項 20に記載のデータ送信装置。

[22] 前記光雑音制御部は、前記光変調部に所定の光信号を注入する、請求項 15に記載のデータ送信装置。

[23] 前記光雑音制御部は、

所定の雑音信号を発生する雑音発生部と、

前記雑音信号を光雑音信号に変換するとともに、当該光雑音信号を前記光変調部に注入する注入光発生部とを含む、請求項 22に記載のデータ送信装置。

[24] 前記光変調部が出力する前記光変調信号は、複数の波長の光からなる多モード光であり、

前記光雑音制御部は、前記多モード光の各波長の光の相対的な振幅関係または位相関係を変更することによって、前記光変調信号に雑音を発生させる、請求項 15 に記載のデータ送信装置。

[25] 前記光変調部が出力する前記光変調信号は、複数の波長の光からなる多モード光であり、

前記光雑音制御部は、前記多モード光力少なくとも一つの特定の波長の光を除去することによって、前記光変調信号に雑音を発生させる、請求項 15に記載のデータ送信装置。

[26] 前記ダミー信号重畳部は、前記多値処理部と前記変調部との間に接続される同期部であり、

前記同期部は、

入力された同期信号を前記多値信号に多重して、同期多値信号を生成する信号同期部と、

前記同期信号の信号対雑音比が前記多値信号の信号対雑音比より高くなるように雑音を発生させて、当該雑音を同期雑音信号として出力する雑音同期部と、前記同期多値信号と前記同期雑音信号とを合成する雑音合成部とを含む、請求項 1に記載のデータ送信装置。

[27] 前記雑音同期部が発生する雑音は、略ガウス分布の振幅分布を有する雑音である

、請求項 26に記載のデータ送信装置。

[28] 前記同期信号の最大振幅は、前記多値信号の最大振幅より大きい、請求項 26または 27に記載のデータ送信装置。

[29] 前記同期信号の最大振幅と前記多値信号の最大振幅との比率が一定である、請求項 28に記載のデータ送信装置。

[30] 前記信号同期部は、前記多値信号と前記同期信号とを時分割多重する、請求項 2

6に記載のデータ送信装置。

[31] 前記信号同期部は、前記多値信号と前記同期信号とを周波数分割多重する、請求項 26に記載のデータ送信装置。

[32] 前記信号同期部は、前記多値信号と前記同期信号とを空間分割多重する、請求項 26に記載のデータ送信装置。

[33] 前記信号同期部は、前記多値信号と前記同期信号とを符号分割多重する、請求項 26に記載のデータ送信装置。

[34] 所定周期のタイミング信号を発生するタイミング信号発生部と、

前記情報データ、前記多値符号列、あるいは前記多値信号のいずれかに対して、前記タイミング信号による振幅変調あるいはレベル変動を施す振幅変調部とをさらに備え、

前記多値符号発生部は、前記タイミング信号に同期した前記多値符号列を発生する、請求項 1に記載のデータ送信装置。

[35] 前記振幅変調部は、前記多値符号化部の前段に接続され、前記タイミング信号に基づいて、前記情報データに所定の振幅変動またはレベル変動を付与して、前記多値符号化部に出力する、請求項 34に記載のデータ送信装置。

[36] 前記振幅変調部は、前記多値符号発生部と前記多値処理部との間に挿入され、前記タイミング信号に基づいて、前記多値符号列に所定の振幅変動またはレベル変動を付与して、前記多値処理部に出力する、請求項 34に記載のデータ送信装置。

[37] 前記振幅変調部は、前記多値符号化部と前記変調部との間に挿入され、前記タイミング信号に基づ!/、て、前記多値信号に所定の振幅変動またはレベル変動を付与して、前記変調部に出力する、請求項 34に記載のデータ送信装置。

[38] 前記振幅変調部は、前記変調部の後段に接続され、前記タイミング信号に基づヽて、前記変調信号に所定形式の振幅変調を施す、請求 34に記載のデータ送信装置

[39] 前記振幅変調部は、前記タイミング信号に基づ!、て、前記情報データに前記情報データの振幅よりも大きい振幅変動またはレベル変動を付与する、請求項 35に記載のデータ送信装置。

[40] 前記振幅変調部は、前記タイミング信号に基づいて、前記多値符号列に前記多値符号列の最大振幅よりも大きい振幅変動またはレベル変動を付与する、請求項 36に記載のデータ送信装置。

[41] 前記振幅変調部は、前記タイミング信号に基づ!、て、前記多値信号に前記多値信号の最大振幅よりも大きい振幅変動またはレベル変動を付与する、請求項 37に記載のデータ送信装置。

[42] 前記振幅変調部は、前記タイミング信号に基づ!、て、前記変調信号に前記変調信号の最大振幅よりも大きい振幅変動またはレベル変動を付与する、請求項 38に記載のデータ送信装置。

[43] 前記情報データは、予め定められた所定期間において一定のレベルである、請求項 34〜42の、ずれかに記載のデータ送信装置。

[44] 前記多値符号列は、予め定められた所定期間において一定のレベルである、請求項 34〜42の、ずれかに記載のデータ送信装置。

[45] 前記多値信号は、予め定められた所定期間において一定のレベルである、請求項

34〜42の、ずれかに記載のデータ送信装置。

[46] 前記変調信号は、予め定められた所定期間において一定のレベルである、請求項

34〜42の、ずれかに記載のデータ送信装置。

[47] 前記タイミング信号は、前記情報データ、前記多値符号列、ある!/、は前記多値信号に同期したクロックである、請求項 34〜46のいずれかに記載のデータ送信装置。

[48] 前記振幅変調部における所定の変調形式は、前記変調部における変調形式と異なる、請求項 38に記載のデータ送信装置。

[49] 前記変調部における変調形式、及び前記振幅変調部における変調形式は、いずれか一方が強度変調または振幅変調であり、他方が角度変調である、請求項 48に記載のデータ送信装置。

[50] 予め定められた所定の振幅制御鍵情報から、値が略乱数的に変化する振幅制御信号を発生する振幅制御信号発生部と、

前記多値符号化部の前段に接続され、前記振幅制御信号に基づいて、前記情報データに振幅変調を施して、前記多値符号ィ匕部に出力する振幅変調部とをさらに備える、請求項 1に記載のデータ送信装置。

[51] 予め定められた所定の振幅制御鍵情報から、値が略乱数的に変化する振幅制御信号を発生する振幅制御信号発生部と、

前記多値符号化部と前記変調部との間に挿入され、前記振幅制御信号に基づいて、前記多値信号に振幅変調を施して、前記変調部に出力する振幅変調部とをさらに備える、請求項 1に記載のデータ送信装置。

[52] 予め定められた所定の振幅制御鍵情報から、値が略乱数的に変化する振幅制御信号を発生する振幅制御信号発生部と、

前記変調部の後段に接続され、前記振幅制御信号に基いて、前記変調信号に所定形式の変調を施して、出力する振幅変調部とをさらに備える、請求項 1に記載のデータ送信装置。

[53] 前記振幅変調部は、前記変調信号に振幅変調又は強度変調を施す、請求項 52に記載のデータ送信装置。

[54] 暗号通信を行うデータ送信装置であって、

予め定められた所定の鍵情報から、値が略乱数的に変化する多値符号列を発生する多値符号発生部と、

前記多値符号列に基づいて、所定の変調形式の第 1の変調信号を発生する第 1の変調部と、

情報データを入力し、所定の変調形式の第 2の変調信号を発生する第 2の変調部と、

前記第 1の変調信号と前記第 2の変調信号とを合波する合波部とを備える、データ送信装置。

[55] 予め定められた所定の振幅制御鍵情報から、値が略乱数的に変化する振幅制御信号を発生する振幅制御信号発生部と、

前記第 2の変調部の前段に挿入され、前記振幅制御信号に基づいて、前記情報データに振幅変調を施して、出力する振幅変調部とをさらに備える、請求項 54に記載のデータ送信装置。

[56] 予め定められた所定の振幅制御鍵情報から、値が略乱数的に変化する振幅制御信号を発生する振幅制御信号発生部と、前記第 1の変調部の前段に挿入され、前記振幅制御信号に基づいて、前記多値符号列に振幅変調を施して、出力する振幅変調部とをさらに備える、請求項 54に記載のデータ送信装置。

[57] 暗号通信を行うデータ送信装置であって、

予め定められた所定の鍵情報から、信号レベルが略乱数的に変化する多値符号列を発生する多値符号発生部と、

情報データを入力し、前記第 1の変調信号を前記情報データで変調して、所定の変調形式の第 2の変調信号を発生する第 2の変調部とを備える、データ送信装置。

[58] 予め定められた所定の振幅制御鍵情報から、値が略乱数的に変化する振幅制御信号を発生する振幅制御信号発生部と、

前記第 2の変調部の前段に挿入され、前記振幅制御信号に基づいて、前記情報データに振幅変調を施して、出力する振幅変調部とをさらに備える、請求項 57に記載のデータ送信装置。

[59] 予め定められた所定の振幅制御鍵情報から、値が略乱数的に変化する振幅制御信号を発生する振幅制御信号発生部と、

前記第 1の変調部の前段に挿入され、前記振幅制御信号に基づいて、前記多値符号列に振幅変調を施して、出力する振幅変調部とをさらに備える、請求項 57に記載のデータ送信装置。

[60] 前記多値符号化部の前段に接続され、複数の前記情報データからなる情報データ群を、所定の処理に従って任意の進数に符号化し、 N進符号ィヒ信号として前記多値符号ィ匕部に出力する N進符号ィ匕部をさらに備える、請求項 1に記載のデータ送信装置。

[61] 前記 N進符号化部は、前記情報データ群を任意の進数に符号化するのに、前記複数の情報データによる論理の組み合わせによって、前記 N進符号化信号の多値レベルを変動させる、請求項 60に記載のデータ送信装置。

[62] 前記 N進符号化部は、前記鍵情報に基づ!/、て、前記情報データ群から前記 N進符号ィ匕信号を出力する、請求項 60に記載のデータ送信装置。

[63] 前記 N進符号化部は、前記鍵情報とは異なる鍵情報に基づ!/ヽて、前記情報データ群力も前記 N進符号ィ匕信号を出力する、請求項 60に記載のデータ送信装置。

[64] 前記多値符号化部は、予め定められた所定の期間ごとに、予め定められた複数の多値数のうち、いずれか 1つの多値数の前記多値信号を発生する、請求項 1に記載のデータ送信装置。

[65] 前記多値信号に対応する所定の同期信号を出力する同期信号発生部と、

前記同期信号に基づいて、前記多値数を指示する多値処理制御信号を出力する多値処理制御部とをさらに備える、請求項 64に記載のデータ送信装置。

[66] 前記多値符号化部は、少なくともいずれかの前記所定の期間において、 2値の多値信号を出力する、請求項 64または 65に記載のデータ送信装置。

[67] 前記多値符号化部は、前記 2値の多値信号を、前記複数の多値数のうち、最大の多値数の多値信号の振幅以上の振幅にして、前記 2値の多値信号を出力する、請求項 66に記載のデータ送信装置。

[68] 前記多値符号化部は、前記情報データを前記 2値の多値信号として出力する、請求項 66に記載のデータ送信装置。

[69] 前記多値数に応じて、前記情報データ、前記多値符号列、または前記多値信号の転送レートを変更する、請求項 65に記載のデータ送信装置。

[70] 前記多値数が小さくなるにつれて、前記情報データ、前記多値符号列、または前記多値信号の転送レートを大きくする、請求項 69に記載のデータ送信装置。

[71] 暗号通信を行うデータ受信装置であって、

所定の変調形式の変調信号を復調し、多値信号として出力する復調部と、予め定められた所定の鍵情報と前記多値信号とを入力し、情報データを出力する多値復号ィ匕部とを備え、

前記多値復号ィ匕部は、

前記鍵情報から、信号レベルが略乱数的に変化する多値符号列を発生する多値符号発生部と、

前記多値符号列に基づいて前記多値信号を識別し、前記情報データを出力する多値識別部とを含む、データ受信装置。

[72] 前記復調部と前記多値復号化部との間に接続され、前記多値信号に含まれる第 3 者による前記多値信号のレベル判定を困難とするダミー信号成分を相殺可能なダミ一信号を生成し、前記ダミー信号成分と当該ダミー信号とを相殺するダミー信号相殺部をさらに備える、請求項 71に記載のデータ受信装置。

[73] 前記ダミー信号は、前記多値信号の 1タイムスロットの期間内において、振幅が連続的に変化する、請求項 72に記載のデータ受信装置。

[74] 前記ダミー信号相殺部は、振幅の変化パターンが相異なる複数の信号を保持し、前記多値信号の 1タイムスロットごとに当該複数の信号のうちいずれか一つを、前記ダミー信号として、前記ダミー信号成分と相殺させる、請求項 72に記載のデータ受信装置。

[75] 前記ダミー信号相殺部は、

前記ダミー信号を発生するダミー信号発生部と、

前記ダミー信号と前記ダミー信号成分とを相殺する相殺部とを含む、請求項 72に記載のデータ受信装置。

[76] 前記ダミー信号相殺部は、

所定の初期値から、乱数であるダミー生成符号を出力するダミー生成符号発生部をさらに含み、

前記ダミー信号発生部は、振幅の変化パターンが相異なる複数の信号を保持し、前記多値信号の 1タイムスロットごとに、当該ダミー生成符号に基づいて当該複数の信号のうちいずれか一つを、前記ダミー信号として、前記ダミー信号成分と相殺させる、請求項 75に記載のデータ受信装置。

[77] 前記多値信号は、同期をとるための同期信号成分と、前記情報データを前記鍵情報によって暗号ィ匕して得られる多値信号成分とを含み、

前記同期信号成分の最大振幅は、前記多値信号成分の最大振幅より大きい値であり、

前記多値復号ィ匕部は、

前記多値信号の振幅を表す振幅検出値に基づ!、て、前記多値信号の最大振幅を所定の値に制御する振幅制御部と、

前記振幅制御部が出力する前記多値信号の振幅を検出し、検出した振幅を前記振幅検出値として前記振幅制御部に出力する検出部と、

前記振幅制御部が出力する前記多値信号を閾値で識別し、当該閾値より大きい振幅の信号が前記同期信号成分であると判定し、前記同期信号成分を同期信号として抽出する同期抽出部とをさらに備え、

前記多値符号発生部は、前記同期信号に基づいて、前記多値符号列を発生する

、請求項 71に記載のデータ受信装置。

[78] 前記多値信号は、同期をとるための同期信号成分と前記情報データを前記所定の鍵情報によって暗号化して得られる多値信号成分とを含み、

前記多値復号ィ匕部は、

前記多値信号の振幅を検出し、検出した振幅を振幅検出値として出力する検出部と、

前記振幅検出値に基づいて閾値を設定し、当該閾値より振幅の大きい信号成分を前記同期信号成分であると判定し、前記同期信号成分を同期信号として抽出する同期抽出部と、

前記多値符号列の最大振幅を、前記振幅検出値に基づ!、て制御する振幅制御部とをさらに備え、

、請求項 71に記載のデータ受信装置。

[79] 前記検出部は、前記多値信号の最大振幅を、前記振幅検出値とする、請求項 77 または 78に記載のデータ受信装置。

[80] 前記検出部は、前記多値信号の振幅の平均値を、前記振幅検出値とする、請求項

77または 78に記載のデータ受信装置。

[81] 前記同期抽出部は、前記同期信号成分の最大振幅と前記多値信号成分の最大振幅との比率を予め保持し、前記振幅検出値と当該比率とを用いて、前記閾値を決定する、請求項 80に記載のデータ受信装置。

[82] 前記復調部力出力される多値信号を入力し、前記タイミング信号を再生するタイミング信号再生部をさらに備え、

前記多値符号発生部は、前記タイミング信号に同期して、前記多値符号列を出力する、請求項 71に記載のデータ受信装置。

[83] 前記変調信号を分岐し、一方を前記復調部に出力すると共に、他方を分岐出力する分岐部と、

前記分岐部から出力される他方の変調信号を復調し、出力する第 2の復調部と、前記第 2の復調部力出力される電気信号から、タイミング信号を再生するタイミング信号再生部をさらに備え、

[84] 前記タイミング信号再生部は、前記タイミング信号に対応する周波数帯を透過する透過部である、請求項 82又は 83のいずれかに記載のデータ受信装置。

[85] 前記タイミング信号再生部は、前記タイミング信号に対応する周波数帯を透過する透過部と、

前記透過部力の出力信号に同期したタイミング信号を生成する同期部とからなる、請求項 82又は 83の、ずれかに記載のデータ受信装置。

[86] 前記多値復号化部は、予め定められた所定の振幅制御鍵情報から、値が略乱数的に変化する振幅制御信号を発生する振幅制御信号発生部をさらに含み、前記多値識別部は、前記多値符号列および前記振幅制御信号に基づ!、て前記多値信号を識別し、前記情報データを出力する、請求項 71に記載のデータ受信装置

[87] 前記多値識別部は、予め定められた所定の期間において入力される前記多値信号の多値数に基づいて、前記多値信号を識別するための閾値を切り替える、請求項 71に記載のデータ受信装置。

[88] 前記多値信号に対応する所定の同期信号を再生する同期信号発生部と、

前記同期信号に基づいて、前記多値識別部における閾値を変更する多値識別制御信号とを出力する多値識別制御部をさらに備える、請求項 87に記載のデータ受信装置。

[89] 前記多値復号化部は、少なくともいずれかの前記所定期間において、 2値の前記多値信号の識別を行う、請求項 87または 88に記載のデータ受信装置。

[90] データ送信装置とデータ受信装置とが暗号通信を行うデータ通信装置であって、前記データ送信装置は、

予め定められた所定の第 1の鍵情報と情報データとを入力し、信号レベルが略乱数的に変化する第 1の多値信号を発生する多値符号化部と、

前記第 1の多値信号に基づ!、て、所定の変調形式の変調信号を発生する変調部と、

前記情報データ、前記多値信号、あるいは前記変調信号のいずれかにダミー信号を重畳するダミー信号重畳部とを備え、

前記多値符号ィ匕部は、

前記第 1の鍵情報から信号レベルが略乱数的に変化する第 1の多値符号列を発生する第 1の多値符号発生部と、

所定の処理に従って、前記第 1の多値符号列と前記情報データとを合成し、両信号レベルの組み合わせに対応したレベルを有する前記第 1の多値信号に変換する多値処理部とを含み、

前記データ受信装置は、

所定の変調形式の変調信号を復調し、第 2の多値信号を出力する復調部と、予め定められた所定の第 2の鍵情報と前記第 2の多値信号とを入力し、情報データを出力する多値復号ィ匕部とを備え、

前記多値復号ィ匕部は、

前記第 2の鍵情報から信号レベルが略乱数的に変化する第 2の多値符号列を発生する第 2の多値符号発生部と、

前記第 2の多値符号列に基づいて前記第 2の多値信号を識別し、前記情報データを出力する多値識別部とを含む、データ通信装置。

[91] 前記ダミー信号重畳部は、前記多値処理部と前記変調部との間に接続され、前記多値信号に、第 3者による前記多値信号のレベル判定を困難とするダミー信号を重畳する、請求項 90に記載のデータ通信装置。

[92] 前記ダミー信号は、前記多値信号の 1タイムスロットの期間内において、振幅が連続的に変化する、請求項 91に記載のデータ通信装置。

[93] 前記ダミー信号重畳部は、振幅の変化パターンが相異なる複数の信号を保持し、前記多値信号の 1タイムスロットごとに当該複数の信号のうちいずれか 1つを、前記ダミー信号として前記多値信号に重畳する、請求項 91に記載のデータ通信装置。

[94] 前記ダミー信号重畳部は、

前記ダミー信号を発生するダミー信号発生部と、

前記ダミー信号と前記多値信号とを合成する重畳部とを含む、請求項 91に記載のデータ通信装置。

[95] 前記ダミー信号重畳部は、所定の初期値から、乱数であるダミー生成符号を出力するダミー生成符号発生部をさらに含み、

前記ダミー信号発生部は、振幅の変化パターンが相異なる複数の信号を保持し、前記多値信号の 1タイムスロットごとに、当該ダミー生成符号に基づいて当該複数の信号のうちいずれか一つを、前記ダミー信号として出力する、請求項 94に記載のデータ通信装置。

[96] 前記ダミー信号の振幅は、前記多値信号の任意のレベルと、当該任意のレベルに隣接するレベルとの差のいずれか一方より大きぐかつ前記情報データの振幅より小さい、請求項 91に記載のデータ通信装置。

[97] 前記ダミー生成符号は、自然乱数系列である、請求項 95に記載のデータ通信装置。

[98] 前記ダミー信号重畳部は、前記多値符号化部の前段に接続され、前記情報データに所定の雑音を重畳した雑音重畳情報データを、前記多値符号化部に出力する雑音制御部である、請求項 90に記載のデータ通信装置。

[99] 前記ダミー信号重畳部は、前記多値符号発生部と前記多値処理部との間に挿入され、前記多値符号列に所定の雑音を重畳した雑音重畳多値符号列を、前記多値処理部に出力する雑音制御部である、請求項 90に記載のデータ通信装置。

[100] 前記ダミー信号重畳部は、前記変調部の後段に接続され、前記変調信号に所定の雑音を重畳した雑音重畳変調信号を発生する雑音制御部である、請求項 90に記載のデータ通信装置。

[101] データ送信装置とデータ受信装置とが暗号通信を行うデータ通信装置であって、前記データ送信装置は、

前記多値符号ィ匕部は、

所定の処理に従って、前記多値符号列と前記情報データとを合成し、両信号レベルの組み合わせに対応したレベルを有する多値信号を生成する多値処理部とを含み、

前記変調部は、前記多値信号に基づいて、所定の変調形式の変調信号を発生する際に、所定の雑音成分を当該変調信号に付与する、データ通信装置。

[102] 前記変調部は、光源を含み、

前記多値信号を光変調信号に変調する光変調部である、請求項 101に記載のデータ通信装置。

[103] 前記光源は、半導体レーザである、請求項 102に記載のデータ通信装置。

[104] 前記光変調信号の信号電力対雑音比を制御する光雑音制御部をさらに備える、請求項 102に記載のデータ通信装置。

[105] 前記光雑音制御部は、

所定の光雑音信号を発生する光雑音発生部と、

前記光変調部から出力される前記光変調信号に、前記光雑音信号を重畳する光合成部とを含む、請求項 104に記載のデータ通信装置。

[106] 前記光雑音制御部は、光ファイバ増幅器である、請求項 104に記載のデータ通信装置。

[107] 前記光雑音制御部は、前記光変調信号を複数に分割し、複数に分割した前記光変調信号を互いに干渉させる光干渉部である、請求項 104に記載のデータ通信装置。

[108] 前記光雑音制御部は、複数の反射点を有し、前記光変調信号を多重反射させる光多重反射部である、請求項 104に記載のデータ通信装置。

[109] 前記光雑音制御部は、前記光変調信号の一部を、前記光変調部に注入する、請求項 104に記載のデータ通信装置。

[110] 前記光雑音制御部は、前記光変調信号の一部を反射して、前記光変調部に注入する、請求項 109に記載のデータ通信装置。

[111] 前記光雑音制御部は、前記光変調部に所定の光信号を注入する、請求項 104に記載のデータ通信装置。

[112] 前記光雑音制御部は、

所定の雑音信号を発生する雑音発生部と、

前記雑音信号を光雑音信号に変換するとともに、当該光雑音信号を前記光変調部に注入する注入光発生部とを含む、請求項 111に記載のデータ通信装置。

[113] 前記光変調部が出力する前記光変調信号は、複数の波長の光力なる多モード光であり、

前記光雑音制御部は、前記多モード光の各波長の光の相対的な振幅関係または位相関係を変更することによって、前記光変調信号に雑音を発生させる、請求項 10 4に記載のデータ通信装置。

[114] 前記光変調部が出力する前記光変調信号は、複数の波長の光力なる多モード光であり、

前記光雑音制御部は、前記多モード光力少なくとも一つの特定の波長の光を除去することによって、前記光変調信号に雑音を発生させる、請求項 104に記載のデータ通信装置。

[115] 前記ダミー信号重畳部は、前記多値処理部と前記変調部との間に接続される同期部であり、前記同期部は、

前記同期信号の信号対雑音比が前記多値信号の信号対雑音比より高くなるように雑音を発生させて、当該雑音を同期雑音信号として出力する雑音同期部と、前記同期多値信号と前記同期雑音信号とを合成する雑音合成部とを含む、請求項 90に記載のデータ通信装置。

[116] 前記雑音同期部が発生する雑音は、略ガウス分布の振幅分布を有する雑音である

、請求項 115に記載のデータ通信装置。

[117] 前記同期信号の最大振幅は、前記多値信号の最大振幅より大きい、請求項 115または 116に記載のデータ通信装置。

[118] 前記同期信号の最大振幅と前記多値信号の最大振幅との比率が一定である、請求項 117に記載のデータ通信装置。

[119] 前記信号同期部は、前記多値信号と前記同期信号とを時分割多重する、請求項 1

15に記載のデータ通信装置。

[120] 前記信号同期部は、前記多値信号と前記同期信号とを周波数分割多重する、請求項 115に記載のデータ通信装置。

[121] 前記信号同期部は、前記多値信号と前記同期信号とを空間分割多重する、請求項 115に記載のデータ通信装置。

[122] 前記信号同期部は、前記多値信号と前記同期信号とを符号分割多重する、請求項 115に記載のデータ通信装置。

[123] 所定周期のタイミング信号を発生するタイミング信号発生部と、

前記多値符号発生部は、前記タイミング信号に同期した前記多値符号列を発生する、請求項 90に記載のデータ通信装置。

[124] 前記振幅変調部は、前記多値符号化部の前段に接続され、前記タイミング信号に基づいて、前記情報データに所定の振幅変動またはレベル変動を付与して、前記多値符号ィ匕部に出力する、請求項 123に記載のデータ通信装置。

[125] 前記振幅変調部は、前記多値符号発生部と前記多値処理部との間に挿入され、前記タイミング信号に基づいて、前記多値符号列に所定の振幅変動またはレベル変動を付与して、前記多値処理部に出力する、請求項 123に記載のデータ通信装置。

[126] 前記振幅変調部は、前記多値符号化部と前記変調部との間に挿入され、前記タイミング信号に基づ!/、て、前記多値信号に所定の振幅変動またはレベル変動を付与して、前記変調部に出力する、請求項 123に記載のデータ通信装置。

[127] 前記振幅変調部は、前記変調部の後段に接続され、前記タイミング信号に基づいて、前記変調信号に所定形式の振幅変調を施す、請求 123に記載のデータ通信装置。

[128] 前記振幅変調部は、前記タイミング信号に基づ!、て、前記情報データに前記情報データの振幅よりも大きい振幅変動またはレベル変動を付与する、請求項 124に記載のデータ通信装置。

[129] 前記振幅変調部は、前記タイミング信号に基づいて、前記多値符号列に前記多値符号列の最大振幅よりも大きい振幅変動またはレベル変動を付与する、請求項 125 に記載のデータ通信装置。

[130] 前記振幅変調部は、前記タイミング信号に基づ!、て、前記多値信号に前記多値信号の最大振幅よりも大きい振幅変動またはレベル変動を付与する、請求項 126に記載のデータ通信装置。

[131] 前記振幅変調部は、前記タイミング信号に基づ!、て、前記変調信号に前記変調信号の最大振幅よりも大きい振幅変動またはレベル変動を付与する、請求項 127に記載のデータ通信装置。

[132] 前記情報データは、予め定められた所定期間において一定のレベルである、請求項 123〜131のいずれかに記載のデータ通信装置。

[133] 前記多値符号列は、予め定められた所定期間において一定のレベルである、請求項 123〜131のいずれかに記載のデータ通信装置。

[134] 前記多値信号は、予め定められた所定期間において一定のレベルである、請求項 123〜131の、ずれかに記載のデータ通信装置。

[135] 前記変調信号は、予め定められた所定期間において一定のレベルである、請求項

123〜131の、ずれかに記載のデータ通信装置。

[136] 前記タイミング信号は、前記情報データ、前記多値符号列、ある!/、は前記多値信号に同期したクロックである、請求項 123〜 135のいずれかに記載のデータ通信装置。

[137] 前記振幅変調部における所定の変調形式は、前記変調部における変調形式と異なる、請求項 127に記載のデータ通信装置。

[138] 前記変調部における変調形式、及び前記振幅変調部における変調形式は、いずれか一方が強度変調または振幅変調であり、他方が角度変調である、請求項 137に記載のデータ通信装置。

[139] 予め定められた所定の振幅制御鍵情報から、値が略乱数的に変化する振幅制御信号を発生する振幅制御信号発生部と、

前記多値符号化部の前段に接続され、前記振幅制御信号に基づいて、前記情報データに振幅変調を施して、前記多値符号ィ匕部に出力する振幅変調部とをさらに備える、請求項 90に記載のデータ通信装置。

[140] 予め定められた所定の振幅制御鍵情報から、値が略乱数的に変化する振幅制御信号を発生する振幅制御信号発生部と、

前記多値符号化部と前記変調部との間に挿入され、前記振幅制御信号に基づいて、前記多値信号に振幅変調を施して、前記変調部に出力する振幅変調部とをさらに備える、請求項 90に記載のデータ通信装置。

[141] 予め定められた所定の振幅制御鍵情報から、値が略乱数的に変化する振幅制御信号を発生する振幅制御信号発生部と、

前記変調部の後段に接続され、前記振幅制御信号に基いて、前記変調信号に所定形式の変調を施して、出力する振幅変調部とをさらに備える、請求項 90に記載のデータ通信装置。

[142] 前記振幅変調部は、前記変調信号に振幅変調又は強度変調を施す、請求項 141 に記載のデータ通信装置。

[143] データ送信装置とデータ受信装置とが暗号通信を行うデータ通信装置であって、前記データ送信装置は、

前記多値符号列に基づいて、所定の変調形式の第 1の変調信号を発生する第 1 の変調部と、

[144] 予め定められた所定の振幅制御鍵情報から、値が略乱数的に変化する振幅制御信号を発生する振幅制御信号発生部と、

前記第 2の変調部の前段に挿入され、前記振幅制御信号に基づいて、前記情報データに振幅変調を施して、出力する振幅変調部とをさらに備える、請求項 143に記載のデータ通信装置。

[145] 予め定められた所定の振幅制御鍵情報から、値が略乱数的に変化する振幅制御信号を発生する振幅制御信号発生部と、

前記第 1の変調部の前段に挿入され、前記振幅制御信号に基づいて、前記多値符号列に振幅変調を施して、出力する振幅変調部とをさらに備える、請求項 143に記載のデータ通信装置。

[146] データ送信装置とデータ受信装置とが暗号通信を行うデータ通信装置であって、前記データ送信装置は、

情報データを入力し、前記第 1の変調信号を前記情報データで変調して、所定の変調形式の第 2の変調信号を発生する第 2の変調部とを備える、データ通信装置。

[147] 予め定められた所定の振幅制御鍵情報から、値が略乱数的に変化する振幅制御信号を発生する振幅制御信号発生部と、

前記第 2の変調部の前段に挿入され、前記振幅制御信号に基づいて、前記情報データに振幅変調を施して、出力する振幅変調部とをさらに備える、請求項 146に記載のデータ通信装置。

[148] 予め定められた所定の振幅制御鍵情報から、値が略乱数的に変化する振幅制御信号を発生する振幅制御信号発生部と、

前記第 1の変調部の前段に挿入され、前記振幅制御信号に基づいて、前記多値符号列に振幅変調を施して、出力する振幅変調部とをさらに備える、請求項 146に記載のデータ通信装置。

[149] 前記多値符号化部の前段に接続され、複数の前記情報データからなる情報データ群を、所定の処理に従って任意の進数に符号化し、 N進符号ィヒ信号として前記多値符号ィ匕部に出力する N進符号ィ匕部をさらに備える、請求項 90に記載のデータ通信装置。

[150] 前記 N進符号化部は、前記情報データ群を任意の進数に符号化するのに、前記複数の情報データによる論理の組み合わせによって、前記 N進符号化信号の多値レベルを変動させる、請求項 149に記載のデータ通信装置。

[151] 前記 N進符号化部は、前記鍵情報に基づいて、前記情報データ群から前記 N進符号ィ匕信号を出力する、請求項 149に記載のデータ通信装置。

[152] 前記 N進符号化部は、前記鍵情報とは異なる鍵情報に基づ!/ヽて、前記情報データ群力前記 N進符号ィ匕信号を出力する、請求項 149に記載のデータ通信装置。

[153] 前記多値符号化部は、予め定められた所定の期間ごとに、予め定められた複数の多値数のうち、いずれか 1つの多値数の前記多値信号を発生する、請求項 90に記載のデータ通信装置。

[154] 前記多値信号に対応する所定の同期信号を出力する同期信号発生部と、

前記同期信号に基づいて、前記多値数を指示する多値処理制御信号を出力する多値処理制御部とをさらに備える、請求項 153に記載のデータ通信装置。

[155] 前記多値符号化部は、少なくともいずれかの前記所定の期間において、 2値の多値信号を出力する、請求項 153または 154に記載のデータ通信装置。

[156] 前記多値符号化部は、前記 2値の多値信号を、前記複数の多値数のうち、最大の多値数の多値信号の振幅以上の振幅にして、前記 2値の多値信号を出力する、請求項 155に記載のデータ通信装置。

[157] 前記多値符号化部は、前記情報データを前記 2値の多値信号として出力する、請求項 155に記載のデータ通信装置。

[158] 前記多値数に応じて、前記情報データ、前記多値符号列、または前記多値信号の転送レートを変更する、請求項 154に記載のデータ通信装置。

[159] 前記多値数が小さくなるにつれて、前記情報データ、前記多値符号列、または前記多値信号の転送レートを大きくする、請求項 158に記載のデータ通信装置。