JPH0332127A - 秘話通信方式 - 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】 （発明の属する技術分野） 本発明は、アナログ信号形式で互いに音声通信を行なっ
ている当事者以外の第３者が盗聴した場合でも、その内
容を解読することが困難な秘話音声通信を行なうことの
できる秘話通信方式に関するものである。

（従来技術とその問題点） アナログ音声通信回線に秘話信号を伝送するための秘話
装置には、アナログ信号の伝送周波数帯域を複数個に分
割しその分割された複数の帯域信号を相互に置換する周
波数置換方式、信号を時間軸上で分割しそれら分割され
た信号ブロックを置換する時間軸上置換方式、又はこれ
ら両者の混合方式等があり、これらは秘話性の大なるも
のとして知られている。これらの方式において、秘話性
を更に増すためには置換の配置を時々刻々変更すれば効
果があり、そのためにはその置換の配列順序を示す置換
情報としての同期信号が必要となり、その同期信号はあ
る特定の周波数成分をもつ信号として、定められた周波
数に配置されていた。しかしながら、この同期信号の周
波数成分に雑音が重畳したり周波数特性の劣化が起こる
と、同期信号の抽出が困難となり、秘話音声の適切な復
元が困難となる等の不具合が生じていた。

（発明の目的） 本発明の目的は、これらの問題点を解決るために、置換
情報としての同期信号に関する弱点を解消するとともに
更に秘話性を高めた秘話通信方式を提供することにある
。

（発明の構成および作用） 本発明による秘話通信方式は、周波数置換による秘話方
式の置換情報としての同期信号を従来のように一定の周
波数で送出するものではなく、その中心周波数を時々刻
々変化させることによって同期信号に関する弱点を解消
するとともに、同期信号に、分割された帯域信号の置換
配列の情報とダミー信号の挿入帯域の情報だけでなく、
指定した周波数帯域の信号レベルの変換係数等の情報を
持たせることによって、更に秘話性を高めたことを特徴
とするものである。

本発明を実施する装置の回路系統図を第１図。

第２図に示す。第１図は送信部、第２図は受信部の回路
系統図を示す。以下この系統図に従って本発明の詳細な
説明する。

先ず、第１図の送信部の構成について説明する。

音声人力信号は送信部の入力端子Ａに入力される。

この入力信号は、それぞれ中心周波数が異なりそれら全
体で音声周波数の伝送帯域を形成するｎ個の帯域通過ろ
波器（Ｂ　Ｐ　Ｆ、−Ｂ　Ｐ　Ｆ、）を有する帯域通過
ろ波器群（ＢＰＦ）１に入力され周波数分割される。周
波数分割された帯域信号は、それぞれのエネルギーを計
測するレベル検出器７と第１のスイッチ回路２に入力さ
れる。第１のスイッチ回路２は送信制御器１１で決めら
れる周波数置換のためのパターンに従って切替えられる
。第１のスイッチ回路２のｎ個の出力は、ｎ＋ｍ個の周
波数変換器（Ｆ、〜Ｆａ＋Ｆ＋＋１．〜Ｆイ１．）を持
つ周波数変換器群３の周波数変換器Ｆ　ｔ　”　Ｆ−に
それぞれ入力される。なお、ここでの例はｍ＝２とした
。

周波数変換器群３のｎ＋ｍ個の出力は第２のスイッチ回
路４によってｎ個の出力となりＢＰＦ　１と同じｎ個の
帯域通過ろ波器群５を経て出力合成器６に入力され、そ
こで各出力が台底されて秘話信号として出力信号端子Ｂ
から出力される。

第１のスイッチ回路２はｎ個に分割された帯域信号の周
波数置換を行なうスイッチ群であり、ｎ個の入力がｎ個
の出力に切替え接続される。第２のスイッチ回路４はｎ
＋ｍ個（第１図の例ではｍ−２）の入力がｎ個の出力に
切替え接続するものである。これは、出力の秘話信号に
音声信号の中に同期信号と、情報としての意味を持たな
いが秘話強度を高めるためのダミー信号とを混合するた
めである。第１図の例では同期信号とダミー信号とをそ
れぞれ１チヤネルずつ用いたのでｍ＝２となる。従って
、この場合は音声信号のｎ個の帯域の内の２個は同期信
号とダミー信号に置換されるため伝送されないことにな
る。この説明については後で第３図等を用いて述べる。

同期信号は、送信制御器１１から制御情報と同期情報と
を入力して変調器９によって発生し、周波数変換器（Ｆ
ｎ。１）に入力される。一方、ダミー信号として実施例
のように狭帯域擬似雑音信号を用いる場合は、狭帯域雑
音発生器８によって発生させた狭帯域擬似雑音信号を周
波数変換器（Ｆイ。２）に入力する。周波数変換器群３
には上述の信号の他に局部信号発生部１０から局部信号
が入力され、それによって希望の帯域の信号に周波数変
換されるが、その局部信号の周波数は送信制御器１１に
よって指定される。

この指定は、第１のスイッチ回路２のスイッチ位置と第
２のスイッチ回路４のスイッチ位置とが−意的な関係に
なるように設定される。

次に、第２図の受信部の構成について述べる。

通信回線からの秘話信号は受信端子Ｃに人力され送信部
のＢＰＦＩ及び５と同じ帯域ろ波器群（ＢＰＦ）２１で
周波数分割される。そのｎ個の出力は第３のスイッチ回
路２２に入力される。第３のスイッチ回路２２は送信部
の第３のスイッチ回路２の逆の切替え接続を行なうもの
であり、これによって、周波数置換されて人力した信号
かもとの位置に戻る。この信号を周波数変換器群２３で
もとの周波数帯域にもどし、前述のＢＰＦ２１と同じ帯
域ろ波器群（ＢＰＦ）２５を経て出力合成器２６で合成
されて秘話信号が復元された元の音声信号になる。送信
部で付加された同期信号は第３のスイッチ回路２２で、
周波数変換器群２３の中のｎ＋１番目の周波数変換器（
Ｆ　、、、）に入力され、その出力は、同期信号用帯域
通過ろ波器（ＢＰＦ）２Ｂを経て復調器２９によって同
期情報と制御情報に復調され受信制御器３０に人力され
る。受信制御器３０はこの情報をもとに第３のスイッチ
回路２２と局部信号発生回路２７を制御する。ダミー信
号は第３のスイッチ回路２２でその信号成分を通過させ
ないように制御され、復元された音声信号はダミー信号
が挿入されていた信号帯域が欠落したスペクトルとなる
。送信部と受信部は、同期信号の挿入位置は互いに既知
の規則に従って時々刻々変化するものであるから、受信
部はどの周波数帯に同期信号が挿入されているかを知る
ことは可能であり初期同期引き込みができる。

次に、上述の構成で如何に秘話処理が実行されるかを、
音声信号の周波数軸上の表現で説明する。

なお、以下の説明では帯域分割数ｎ＝８とし、同期信号
を１個、ダミー信号を１個とし合計でｍ＝２とする。ま
た、音声信号の伝送周波数帯域幅を３００Ｈｚ〜２７０
０Ｈｚとし、それを周波数分割する８個の帯域通過ろ波
器の帯域幅はそれぞれ３００Ｈｚとする。

第３図は、本発明による秘話処理を説明するための周波
数スペクトルである。第３図（ａ）は人力音声信号のス
ペクトルを示す。第３図（ロ）は送信部帯域通過ろ波器
群１で周波数分割したときの分割区分（１）〜（８）と
帯域信号■〜■を示す、第３図（Ｃ）は第１のスイッチ
回路２のスイッチ切換の例を示している。ここでは、■
→■、■→■・・・・というように帯域信号を入れ換え
る例を示している。第３図（ｄ）はスイッチ回路２の出
力信号の周波数スペクトルを示している。このようにし
て、周波数置換がなされる。従って受信部の第３のスイ
ッチ回路２２では、この逆、即ち第３図（Ｃ）に示した
矢印の逆に下から上向きの変換を実施するともとの信号
が得られることがわかる。以上が周波数置換による秘話
処理の原理である。

次に、本発明の特徴である同期信号■とダミー信号■の
挿入等について説明する。

同期信号■の挿入位置を、例えば、第３図（ロ）の（７
）の位置に設定する場合、（７）の帯域信号■のエネル
ギーが図のように非常に大きいとき、これを除去して同
期信号■を挿入すると復元した音声の明瞭度の劣化が大
きいことが考えられる。従って、この場合は信号エネル
ギーの小さい帯域即ち第３図（ｄ）の（４）の帯域の帯
域信号■を除去して帯域信号■を移すと同時に同期信号
■にその情報を担わせる。

一方、周波数置換方式で秘話強度を大きく出来ない要因
として包絡線情報が保存されるという現象がある。その
対策として、本考案ではダミー信号の挿入及び帯域信号
エネルギーの変換を付加する。

先ず、エネルギーが小さく復元した信号の明瞭度に大き
な影響を及ぼさない帯域の信号■を除去し、その代わり
にダ名−信号■を挿入する。この場合、受信側では、前
述の置換情報を示す同期情報と同時にどの帯域にダミー
信号が挿入されたかを示す情報が必要なる。

次に、信号エネルギーの変換について、例えば、最大の
エネルギーをもつ帯域の信号レベルを常に１０ｄＢ低下
させるという規則を定めると、第３図（イ）の帯域信号
■は（ｅ）の■゛　となる。この場合、受信側ではどの
帯域の信号が１０ｄＢ低下させられた信号であるかを示
すレベルに関する情報が必要となる。

これら受信側で必要な情報を整理するとと次のようにな
る。

イ、同期信号■が挿入されている帯域のもとの帯域の帯
域信号の変更先の帯域を示す情報。

ロ、ダξ−信号■が挿入された信号帯域を示す情報。

ハ、最大エネルギーをもつと判定され、レベルが１０ｄ
Ｂ下げられた信号帯域を示す情報。

これらは、従来の分割帯域の置換情報に付加される本発
明による付加価値情報である。上記イ。

口、ハはそれぞれ信号帯域の番号を指定すればよいから
、実施例では帯域（１）〜（８）のいずれかであり２３
＝８であるから情報量としてはそれぞれ３ビツトあれば
充分である。従って、イのみを付加する場合３ビツト、
イ１ロ、ハのうちいずれか２つを付加する場合６ビツト
、イ９９ロ、ハすべてを付加する場合は９ビツトとなる
。

また、分割帯域の置換の種類（組み合わせ）の総数は８
　！＝４０３２０種であるが、そのうち有効な数は経験
的に１００種程度といわれているので、１００種とした
場合２’＝１２８すなわち７ビツトの情報量があれば十
分である。

従って、従来の分割帯域の置換情報として７ビツト、本
発明により付加される付加置換情報として最大９ビツト
、合計１６ビツトの置換情報を同期信号として伝送すれ
ばよい。

このように分割周波数帯域の置換、ダミー信号及び同期
信号の挿入、信号レベルの変換等を施した秘話処理後の
信号すなわち送信部の出力端子Ｂに現れる秘話信号のス
ペクトラムは第３図（ｅ）に示すようになる。すなわち
次のような帯域信号の配置になっている。

また、同期信号■の担うべき情報としては、次の通りで
ある。

イ、帯域信号の置換情報「例えば、■→■、■→■・・
・■→■」 口、同期信号の挿入位置に存在するべき信号■の移動先
の帯域（４）を示す情報。

ハ、ダミー信号の挿入帯域（１）を示す情報。

二、レベル変換されている帯域（６）を示す情報。

従って、受信側でこれらの情報を得て復元した音声信号
スペクトルは、第３図（ｆ）に示すように、これらの情
報が付加された置換情報としての同期信号と、ダミー信
号とが挿入された帯域（５）と（８）の帯域信号が削ら
れた形のスペクトラムとなる。

この削られた帯域のもとの信号■と■のエネルギーは小
さいために明瞭度の劣化による影響は小さい。

信号レベルの変換はスイッチ回路に減衰器又は増幅器を
設けることによって容易に実現することができる。

同期信号の変調形式として多値変調を用いると、ｌＨｚ
当たり２　ｂｐｓ以上の情報を伝送することができるか
ら、帯域幅が３００Ｈｚで２ｂｐｓ　／Ｈｚの多値変調
を用いると６００ｂｐｓのデータを伝送することができ
る。ここで説明した実施例の場合の全情報量はフレーム
当たり１６ビツトであり、冗長性を付加してフレーム当
たり４０ビット程度とすると１フレーム６６ｍ５ｅｃと
なり、これは音声の１音節（母音でＬｏｏｍｓｅｃ前後
〉程度となり秘話処理を行うのに適当な長さとなる。

帯域分割数を更に増し、挿入するダミー信号の数を増す
場合には、多値変調の度合を増すか、または同期信号の
数を増すことによって対処することができる。

また、ここでのダミー信号は狭帯域雑音信号を用いた場
合について説明したが、同期信号と同じ特性をもつダミ
ー信号、又は音声信号の一部の帯域を再生したダミー信
号を用いることも可能である。

（発明の効果） 本発明により、周波数分割置換秘話装置において、秘話
のための周波数置換等の情報を担う重要な同期信号を挿
入する周波数帯域を時々刻々と変化させることによって
、盗聴者が同期信号を検出して解読を試みようとする作
業の困難さを増すと同時に、更にダミー信号を挿入し、
そのダミー信号の属性を選定することによって同様な効
果を得ることができる。更に、周波数分割された帯域信
号の一部の信号のレベルを変換し、その変換に関する情
報を同期信号に担わせることによって盗聴者による秘話
信号の解読をさらに困難ならしめることができ、その効
果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による秘話装置送信部のブロック図、第
２図は本発明による秘話装置受信部のブロック図、第３
図は本発明の詳細な説明する周波数スペクトルである。 １、５．２１．２５・・・ＢＰＦ群、　２．４．２２・
・・スイッチ回路、　３，２３・・・周波数変換器、６
．２６・・・出力合成器、　７・・・レベル検出器、８
・・・狭帯域雑音発生器、−９・・・変調器、１０、２
７・・・局部信号発生回路、　１１・・・送信制御器、
２８・・・ＢＰＦ、　２９・・・復調器、　３０・・・
受信制御器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 アナログ音声通信回線に、アナログ音声信号が複数の帯
   域に分割され相互に置換配列された複数の帯域信号と、
   該置換配列の内容を示し該複数の帯域信号のうちの１つ
   と置換して挿入すべき帯域を予め定めた順序で変化させ
   る内容を示す置換情報とを伝送する周波数分割置換秘話
   通信方式において、 前記置換情報に、 該置換情報を挿入する帯域の置換対象となる帯域信号の
   信号レベルが予め定めた値を超えたとき他の最小レベル
   として検知された帯域信号の帯域に置換することを示す
   第１の付加置換情報と、少なくとも１つのダミー信号を
   前記複数の帯域信号のうち信号レベルが最小として検知
   された帯域信号を除去して置換挿入する帯域を示す第２
   の付加置換情報と、 前記複数の帯域信号のうち少なくとも１つの帯域信号の
   レベルを予め定めた値と比較して低下又は増幅したこと
   を示すレベル変換情報と、 の少なくとも１つを付加することによって前記アナログ
   音声通信回線における秘話性を高めたことを特徴とする
   秘話通信方式。