JPH01194538A - 多重秘密通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、多重化された情報に対して秘匿性を有する
通信方式に関するものであり、特に、ステレオ、二ヶ国
語等の音声情報を秘匿性を有して伝送する通信方式に好
適な多重秘密通信方式に関するものである。

〔従来の技術〕

秘匿性を有する通信方式としては、特殊なコードを用い
る方式や９周波数拡散（Ｓｐｒｅａｄ　Ｓｐｅｃｔｒｕ
ｍ）を用いる方式等が知られているが、このような方式
のものは、伝送信号を多重化すると装置が大型化し、例
えば、近距離間で使用する民生用の送受信装置に利用す
ることが困難になる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

すなわち、上記したように秘匿性を有する通信方式にあ
っては、まず、第１に送受信装置間のタイミングをとる
ための同期装置が必要であり、次に多重化する際にも独
自の多重同期装置が必要になるから、少なくとも２種類
の同期装置が必要になるため機器の大型化とコストアッ
プを招くという問題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、周波数拡散のためのＰ　Ｎ　（Ｐｓｅｕｄ
。

Ｎｏ１ｓｅ）コードを発生する回路からのパルス信号を
利用して、多重化回路に同期をかけるようにすることに
より、ＰＮコードの同期がとれた時に、多重化回路の同
期もとれるようにしたものである。

〔作用〕

例えば、ＰＮコードを発生するクロック信号によって二
系統の入力信号を切換えて１時分側条重すると多重化の
２イミングはＰＮコードに同期するものとなるので、多
重のための特別の同期装置が不用となる。

〔実施例〕

第１図に示したものは、本発明の多重秘密通信装置の送
信部の一実施例を示すブロック図である。

この第１図において、１１　ｔ　ｌ　２は例えば２チヤ
ンネルの入力信号ＩＮ、及びＩＮ２に対するプリエンフ
ァシス回路であり、ＦＭ変調時の三角ノイズの影響を低
減するためのものである。２はスイ・ッチング回路で、
スイッチ２１　＋　２２は相補的に切換えられる。この
スイッチング回路２のスイッチ２１１２２の出力は合成
されて、時分割多重化回路を形成する。３はＦＭ変調器
であり、発振器５の出力がキャリア信号として注入され
ている。４は乗算器であり、ＰＮコード発生器６の出力
に応じてＦＭ変調器３の出力の位相を反転させ入力信号
のスペクトラムを拡散させるように動作する。７はクロ
ック発生器であり、その出力であるクロック信号はＰＮ
コード発生器６に加えられると共に、分周器８に加えら
れる。そして、分周器８でクロック信号をｌ／Ｎに逓分
して前記スイッチング回路２の切換タイミングを制御す
る制御パルスとしている。

次に、第１図の動作を説明する。

異なる入力信号Ｉ　Ｎｌ、Ｉ　Ｎ２は、プリエンファシ
ス回路１１１１２で高域成分が強調されて、スイッチン
グ回路２に入力される。スイッチング回路２に入力され
た入力信号Ｉ　Ｎ　＋　＊　Ｉ　Ｎ　２は各々スイッチ
２１．２２　でスイッチングされる。スイッチ２１１２
２は分周器８出力によって、相補的にスイッチングされ
る。相補的にスイッチングするためにインバータ９で分
周器８出力を反転し、スイッチ２２に印加している。

入力信号Ｉ　Ｎｌ、Ｉ　Ｎ２はスイッチング回路２で相
補的にスイッチングされた結果、時分割多重された信号
が、スイッチング回路２から出力される０時分側条重さ
れた信号は、ＦＭ変調器３で発振器５の出力をキャリア
信号としてＦＭ変調される。

ＦＭ変調された多重信号は乗算器４で、ＰＮコード発生
器６からのＰＮコードと乗算される。この様子を第２図
に示す、第２因において、（ａ）はＦＭ変調波形であり
、（ｂ）はＰＮコード波形であり、（Ｃ）はＦＭ変調波
とＰＮコードとを乗算した波形である。（Ｃ）図を見れ
ば容易に理解できるように、ＰＮコードのレベルに応じ
てＦＭ変調波の位相が反転されている。この（Ｃ）図の
波形のスペクトラムはよく知られているようにＰＮコー
ドによって周波数スペクトラムが拡散されたものとなり
、通常のＦＭ受信機ではその内容を把握することができ
ないものである。

ＰＮコード発生器６はクロック発生器７から発生された
クロックで駆動されてＰＮコードを発生するもので、こ
のようなＰＮコード発生器６としては従来から知られて
いる構成のものが使用できる。

ところで、本発明の多重秘密通信装置の場合は、このク
ロック発生器７のクロック信号は分周器８でｌ／Ｎに分
周されて、分周された信′号と。

その反転した信号とがスイッチング回路２の各スイッチ
２１．２２に印加される。

したがって、スイッチング回路２で多重化されるタイミ
ングと、ＰＮコード発生器６で発生されるＰＮコードと
のタイミングが一致することになる。

このように、本発明の多重秘密通信装置の場合は、同一
のクロック発生器によって信号が多重化され、さらにＰ
Ｎコードで周波数拡散された信号が出力端子ＯＵＴに出
力されて伝送されることになる。

このように、ＰＮコードで拡散されて伝送された信号は
、ケーブル又は無線方式で第゛３図に示す受信部に入力
される。

第３図において、受信信号はまず、乗算器１１に入力さ
れてＰＮコード発生器１８から発生されたＰＮコードと
乗算される。送信部と受信部とで発生されるＰＮコード
は同じパターンのＰＮコードとされる。すなわち、ＰＮ
コード発生器６とＰＮコード発生器１８との構成は同ｉ
の構成となっている。

したがって、ＰＮコード発生器６で発生されるＰＮコー
ドとＰＮコード発生器１８で発生されるＰＮコードとの
同期が後述するような手段によって一致すると、乗算器
１１から出力される信号はＰＮコードで復調した信号（
逆拡散した信号）になり、送信側から送られて来たＦＭ
変調された信号が得られることになる。

この様子を第２図を用いて説明すると、乗算器１１に入
力される信号は（Ｃ）図の波形信号であり、ＰＮコード
発生器１８は（ｂ）図のＰＮニードを発生している。そ
して、（Ｃ）図の波形信号と（ｂ）図のＰＮコードとを
乗算すると、もとの（ａ）図の波形信号が得られる。

このように、乗算器１１からは（ａ）図のＦＭ変調信号
が得られることが理解できるであろう。

乗算器１１の出力であるＦＭ変調信号は、中間周波数処
理部１２で中間周波数に変換され、増幅される。中間周
波数処理部１２で変換・増幅された信号はディスクリミ
ネータ１３でＦＭ復調されてベースバンド信号となる。

上記ベースンくンド信号は、増幅器１４を介してスイッ
チング回路１５からなるデマルチプレクサで、それぞれ
のチャンネル信号に振り分けられてデイエンファシス回
路１６．、ｌ　６２　を介して出力端子０ＵＴ１，０Ｕ
Ｔ２に２チヤンネルの信号として出力される。

スイッチング回路１５は２つのスイッチ１５１゜１５２
から成り、２つのスイッチ１５１，１５２　は分周器１
９の出力及びインバータ１０を用いて反転した分周器１
９の反転出力で駆動される。

このスイッチ１５１，１５２は、後述するように送信部
のスイッチ２１．２２　と同期して駆動するようにする
ために、分周器１９と分周器８の分周数は等しくされて
いる。

点線で示した２０は同期回路であり、この回路の出力で
クロック発生器１７を制御してＰＮコード発生器１８の
出力であるＰＮコードの周波数及び位相を送信側のＰＮ
コードと一致するように制御している。

以下、この同期方法について説明する。

同期回路２０には中間周波処理部１２からの信％がＢＰ
Ｆ（バンドパスフィルタ）２０１を介して取り込まれ、
検波器２０２で検波される。

検波された信号の低域成分がＬＰＦ　（ローパスフィル
タ）２０３から取り出されて、Ａ／Ｄ変換ｒＡ２０４で
、その電圧レベルがデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ
変換器２０４の出力はＣＰＵ２０５に印加されており、
ＣＰＵ２０５はその入力デジタル値から同期状態を検出
するように動作し、同期状態に応じたデジタル信号をＩ
）／Ａ変換器２０６に出力する。

同期回路２０の出力であるＤ／Ａ変換器２０６のアナロ
グ電圧出力により、電圧−周波数変換器で構成されたク
ロック発生器１７から発生されるクロック信号の発振位
相が制御され、そのクロック信号の位相が送信側のクロ
ック発生器と一致するようにコントロールされる。

このようなコントロールを行うＣＰＵ２０５の動作を第
４図のフローチャートで説明する。

ＰＮコードの相関関数特性は第５図（ａ）に示すように
、位相がクロック信号のｌ／４ずれると、出力レベルが
急激に低下する。そこで、クロック発生器１７のクロッ
ク信号の出力周波数を送信部のクロック発生器７のクロ
ック周波数とほぼ同一周波数になるように調整しておく
と、第５図（ｂ）の１に示すようにＰＮコードの同期関
係が確立した瞬間に最大の出力がローパスフィルタ２０
３から出力され、同期関係がずれるとスペクトルが拡散
するため、バンドバスタフィルタ２０１及びローパスフ
ィルタ２０２の出力は第５図（ｂ）の２に示すように低
下する。第５図から明らかなように位相のずれの方向に
よる検波レベルの違いはないので線形な制御をすること
はできない。

そこで、第４図に示すように第１段階のフロー４１では
位相を一方向へ連続的にずらすように、連続的に変化す
る電圧をクロック発生器１７に与える。この時、ＣＰＵ
２０５は連続的にパルスをＤ／Ａ変換器２０６に与えて
いる。そして、この場合に得られる最大検波レベルを記
憶しておく。

次に、第２段階であるトラッキング動作に移る。

Ａ／Ｄコンバータ２０４の出力レベルを所定の間隔で逐
次比較検出し、この値が前回の値より大きければフロー
４５に移り、現在のＡ／Ｄコンバータレベルが〔最大検
波レベル−β〕より小さければ、ＣＰＵ２０５は同方向
に同量のパルスを送出する。そして、フロー４７に移り
現在のＡ／Ｄコンバータレベルを前回の値として置き換
えて同じ動作を繰り返す。なお、βはトラッキングの余
裕を表す定数である。

フロー４３において、前回のＡ／Ｄコンバータ出力が現
在のＡ／Ｄコンバータ出力より大きければフロー４４に
移り、ＣＰＵ２０５は逆方向のパルスを出すように動作
し、フロー４７に移る。

また、フロー４５において現在のＡ／Ｄ出力レベルの方
が〔最大検波レベル−β〕より大きければ同期がとれて
いる状態であるから、ＣＰＵ２０５はパルスを発生する
ことなくフロー４７に移る。

以上がＣＰＵ２０５の同期動作であり、上記フローを繰
返し実行することにより、ＰＮコードの同期をとること
ができる。

そして、ＰＮコードの同期がとれた時は、同時にＰＮコ
ード発生器６，１８を駆動するクロック発生器７，１７
の同期がとれたこととなる。その結果、送信側のスイッ
チング回路２と受信側のスイッチング回路１５との切換
タイミングも同期するように動作するので、入力端子Ｉ
ＮＩの入力信号は出力端子ＯＵＴ＋　に、入力端子ＩＮ
２の入力信号は出力端子０ＵＴ２にそれぞれ出力される
こととなる。

〔応用例〕

上記送信部と受信部とを結合した通信機を耳の遠い老人
に持たせ、入力端子ＩＮ＋の入力信号が老人の会話をマ
イクで受けた信号とすると、会話の相手である耳の遠い
老人の所持している通信機から会話内容を聞くことがで
きる。このように、耳の遠い老人同士が上記通信機を用
いれば、周囲の人に会話内容を聞きとられることなく自
由に会話ができることになる。この場合、ＰＮコードは
双方の通信機で一致させておく必要がある。また、ＰＮ
コード発生器は多種類のコードを発生できるようにして
おき、相手の通信機のＰＮコードに合わせて設定できる
ようにすると便利である。

また、入力端子Ｉ　Ｎ１．Ｉ　Ｎ２の信号をステレオ信
号や二ケ国語信号とすることにより、特定の人間に対し
てのみ複数の情報を提供することもできる。

〔実施例２〕 本発明の送信部の他の実施例を第６図に示す。

第６図に示したものは、第１図に示したものと比較して
、分周器８が分周すべきパルス信号をＰＮコード発生器
６の出力から直接得るような構成としたものであり、そ
の他の構成は全て同じである。なお、送信部を第６図の
構成とした時は受信部においても同様の構成とすること
はいうまでもない。

この実施例によると、ＰＮコードの同期がとれた時は、
間違いなくスイッチング回路の同期がとれることになり
、循環するＰＮコードのパルスデューティの変化が少な
い符号の場合に有用である。そして、送受信機間の同期
の確立も比較的早くなるというメリットがある。なお、
分周器８を省略してＰＮコードで直接スイッチングする
ことも可能となり、ＰＮコードの平均的周期が長い場合
（クロック周波数が低いとき）は、分周器８に代えて逓
倍器を使用してもよい。

第７図に示した構成は、多重化数をＮにしたものである
。

第７図においては多重化のスイッチング部分のみが示さ
れ、他の回路ブロックは第１図と同様であるため省略さ
れている。

この実施例では、入力端子Ｉ　Ｎ＋　””Ｉ　Ｎｎから
の入力信号は、それぞれプリエンファシス回路１１〜ｔ
ｎを介して、スイッチング回路２′で順次スイッチング
されて時分割多重される。すなわち、それぞれの入力信
号は順序パルス発生器７０の出力で順次オンとされるス
イッチ２１〜２ｎでサンプリングされ、サンプリングさ
れた各出力は合成されて多重化信号となる。

順序パルス発生器７０は第８図に示すように、分周器８
の出力パルス信号から、ｌ−Ｎの順で発生する順次パル
スを発生するものであるが、この順序パルス発生器７０
とＰＮコード発生器６はスタートパルス等によって同期
関係が保たれるようになされている。

なお、受信部においても、同様な順序パルス発生器を用
いて多重化信号を振り分けるようにする。

この第７図の実施例の場合も、ＰＮコードの同期がとれ
ると、順序パルス発生器７０から出力されるパルスの順
序も自動的に同期し、本発明の特徴をより有効に利用す
ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば秘匿性を保つため
に用いたＰＮコードの同期をとるのみで、多重化の同期
を同時にとることができるので、秘匿性を有する多重通
信装置を簡易化し、かつ、小型化することができるとい
う効果がある。

また、多重化する信号としてステレオ信号を用いれば、
３８ＫＨｚのサブキャリアを必要とすることなくステレ
オ信号を伝送することができる。

さらに、例えば耳の遠い老人の会話にこの発明を応用し
た補聴器を使用すれば、小さな声で相手に会話を伝える
ことができ、座談会等では無線伝送方式を使用しても多
数の人が同時に会話内容を漏らすことなく安心して会話
をかわすことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の送信部のブロック図、
第２図は周波数拡散の波形図、第３図は第１の実施例の
受信部のブロック図、第４図はＰＮコードの同期フロー
チャート、第５図（ａ）。 （ｂ）はＰＮコードの相関関数特性と搬送波出力の特性
図、第６図は本発明の他の実施例の送信部のブロック図
、第７図は本発明の他の多重化回路を示すブロック図、
第８図は順序パルス発生器の出力パルスの波形図である
。 図中、ｌはプリエンファシス回路、２，１５はスイッチ
ング回路、３はＦＭ変調器、４．１１は乗算器、５は発
振器、６，１８はＰＮコード発生器、７，１７はクロッ
ク発生器、８，１９は分周器、９．ｌＯはインバータ、
２０は同期回路、７０は順序パルス発生器を示す。 第５図 第８図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の入力信号をスイッチンング手段によって時
   分割で多重化し、さらに周波数変調したのちＰＮコード
   で拡散して伝送する送信装置として、クロック発生器の
   出力クロック信号により駆動されるＰＮコード発生器か
   ら、前記ＰＮコードを発生すると共に、上記クロック発
   生器の出力クロック信号に基づいて、上記時分割多重の
   ためのスイッチンング信号を発生するようにしたことを
   特徴とする送信装置。
2. （２）複数の入力信号をスイッチンング手段によって時
   分割で多重化し、さらに周波数変調したのちＰＮコード
   で拡散して伝送された伝送信号と、前記ＰＮコードと同
   一のパターンのＰＮコードとを乗算する乗算器と、前記
   乗算器の出力を復調した後、時分割多重された信号を各
   チャンネルに信号を振り分けるスイッチング回路を有す
   る受信装置において、伝送信号のクロック信号とほぼ同
   じ周波数のクロック信号を発生するクロック発生器の出
   力クロック信号により駆動されるＰＮコード発生器から
   、前記乗算器に供給するＰＮコードを発生すると共に、
   前記クロック信号発生器の出力クロック信号に基づいて
   発生したスイッチング信号を前記スイッチング回路に供
   給する手段を設け、乗算器の出力レベルを検出した信号
   に基づいて前記クロック発生器の出力クロック信号の位
   相を制御する手段により、拡散されている伝送信号と受
   信側のＰＮコードとの同期をとり、伝送信号を逆拡散す
   るようにしたことを特徴とする受信装置。
3. （３）特許請求の範囲第（１）項記載の送信装置におい
   て、クロック発生器の出力クロック信号を分周した分周
   クロックをスイッチング信号とするようにしたことを特
   徴とする送信装置。
4. （４）特許請求の範囲第（１）項記載の送信装置におい
   て、ＰＮコード発生器の出力ＰＮコードパターンをスイ
   ッチング回路の開閉パターンとするようにしたことを特
   徴とする送信装置。
5. （５）特許請求の範囲第（２）項記載の受信装置におい
   て、クロック発生器の出力クロック信号を分周した分周
   クロックをスイッチング信号とするようにしたことを特
   徴とする受信装置。
6. （６）特許請求の範囲第（２）項記載の受信装置におい
   て、ＰＮコード発生器の出力ＰＮコードパターンをスイ
   ッチング回路の開閉パターンとするようにしたことを特
   徴とする受信装置。