JPH04249934A - 秘話信号伝送方式 - 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】 ［産業上の利用分野］本発明は、伝送路に送出された信
号を容易に第三者に傍受・理解されないようにした秘話
信号伝送方式に関するものである。

［発明の概要］本発明は、送信側と受信側にそれぞれ全
く同一の波形を出力する雑音発生器を備え、送信側では
信号にその雑音を重畳し、受信側ではその雑音を消去す
るようにしたものである。

［従来の技術］近年、無線通信技術の発達により、自動
車電話，携帯電話，コードレス電話等の移動電話サービ
スが一般に普及してきている。　　これに伴い、電話サ
ービスの利便性は大幅に向上したが、一方、一部マニア
等を対象としたワイドバンドの無線受信機も多数販売さ
れるようになり、電波を利用したこれらのサービスは、
その通信の内容を第三者に容易に傍受されることが、一
種の社会問題となってきている。このような状況に対処
するため、従来、たとえば参考文献（１）にに示すよう
な種々の方式が考えられ、一部導入されているが、いず
れも、その効果が十分でない、信号の品質が劣化する、
高価である等の理由で、十分な対策が取られていない状
況にある。

［発明の目的］本発明の目的は、このような従来の問題
を解決し、伝送路上の信号が第三者には容易に傍受・理
解されず、受信側では品質を損うことなく信号が再現で
きる秘話信号伝送方式を提供することにある。

［発明の構成］上記目的を達成するため、本発明の秘話
信号伝送方式は、雑音の重畳、消去に関しては、送信側
に「送信側雑音発生器」と「加算器」を、受信側に「受
信側雑音発生器」と「減算器」を備え、送信側では信号
と雑音を加算して伝送路に送出し、受信側では雑音の重
畳された信号から送信側と全く同一の雑音波形を減算処
理して信号のみを抽出することに特徴がある。　　また
同期信号の伝送方法に関しては、送信側に「送信側帯域
削除フィルタ」と「同期信号発生器」を、受信側に「受
信側帯域削除フィルタ」と「同期信号受信器」を備え、
送信側ではビット同期信号を時間情報として、またフレ
ーム同期信号を振幅情報として伝送路に送出し、受信側
ではこれらの情報を受信・再生して受信側雑音発生器を
動作させることに特徴がある。

［実施例］以下、本発明の実施例を図面により詳細に説
明する。第１図は本発明の実施例を示すブロック系構成
図である。　　第１図の構成を基に、伝送路が現在一般
に使用されている０．３〜３．０ｋＨｚを音声伝送帯域
とした無線回線である場合を例にとって以下の説明を行
う。信号入力端子１から入力された音声信号は、送信側
帯域削除フィルタ２（以下ＢＥＦ２と記す）により、そ
の帯域の一部周波数ｆ０を除去され、加算器３に入力さ
れる。　　除去する帯域は、０．３〜３．０ｋＨｚの内
どの部分でも可能であるが、一般には、音声エネルギー
の少ない高域部分を除去するのが音声品質の面からは好
ましい。　　本説明では、一例としてｆ０＝２．９ｋＨ
ｚとし、ＢＥＦ２により通話帯域の高域部分２．８〜３
．０ｋＨｚを除去するものとして説明する。　　この場
合は、ＢＥＦ２の実際の構成は、遮断周波数ｆｃ＝２．
８ｋＨｚのローパスフィルタ（ＬＰＦ）を用いることが
でき、その出力音声信号は、帯域を２．８ｋＨｚ以下に
制限された波形となる。同期信号発生器４は、ＢＥＦ２
で削除した帯域２．８〜３．０ｋＨｚで伝送可能な同期
信号５を発生して、加算器３に入力するとともに、ビッ
ト同期信号６及びフレーム同期信号７を発生し、送信側
雑音発生器８を駆動する。第２図は、伝送路９を通して
受信側に伝送される同期信号５と、送信側雑音発生器８
を駆動するビット同期信号６及びフレーム同期信号７と
の関係を示したものである。　　同期信号５には、第２
図−（ａ）に示すような周波数ｆ０の正弦波信号を用い
る。

　　その振幅を通常はＢ、フレーム周期毎にＡとなるよ
うに振幅変調することにより、ビット同期信号とフレー
ム同期信号を音声信号と同一の伝送路９で周波数分割に
より同時に伝送する。送信側雑音発生器８には、クロッ
ク（＝同期信号）により出力波形が再現できる疑似ラン
ダム雑音発生器を使用する。　　疑似ランダム雑音とし
ては、Ｍ系列符号等が参考文献（２）等により公知とな
っている。　　ビット同期信号６をレジスタのクロック
として疑似ランダム雑音を発生させ、フレーム周期毎に
雑音発生器内のレジスタを特定のパタンにプリセットす
ることにより、一義的に決定された雑音波形が出力可能
である。　　ちなみに、レジスタ段数ｎ＝７としたとき
のフレーム周期Ｔｆは、Ｔｆ＝１／ｆ０＊（２ｎ−１）
＝４４［ｍｓｅｃ］となる。このようにして発生された
雑音は、加算器３により音声信号及び前述の同期信号と
ともに加算されて伝送路９に出力されるが、ディジタル
クロックにより発生された雑音波形は通常矩形波の組合
せであり、非常に高い周波数成分までを含んでいるため
、たどえば無線伝送路のように使用帯域が３ｋＨｚ以下
に制限されている場合には、ＬＰＦで雑音帯域を制限し
てから送出することが好ましい。　　また人間の聴感等
により、特定の周波数の雑音を強調して重畳したい場合
には、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）やローパスフィル
タ（ＬＰＦ）あるいはハイパスフィルタ（ＨＰＦ）等に
より特定の周波数成分を強調あるいは減衰させて加算器
に入力することも有効であるし、また伝送路の制限が無
い場合には、矩形波のまま重畳することも可能である。

このようにして加算された音声と同期信号と雑音の合成
波形は、伝送路９を介して受信側に送られる。　　第３
図に音声と同期信号と雑音との周波数関係を示す。　　
同図では雑音発生器から出力される雑音は、ＬＰＦで２
．７ｋＨｚ以下に帯域制限されている場合を例示してい
る。　　伝送路９には、現状の移動電話サービスでは、
アナログＰＭ（位相変調）方式の無線送・受信機が多く
用いられている。受信側では、同期信号受信器１０によ
り、送信側と全く同様のビット同期信号１１とフレーム
同期信号１２を再生する。　　同期信号受信器１０では
、まず入力された波形を２．８ｋＨｚのハイパスフィル
タ（ＨＰＦ）に通し、これにより第２図（ａ）と同じ波
形が抽出される。　　これを波形の平均値（＝０Ｖ）で
コンパレーションして０Ｖ−＋５Ｖのディジタル信号に
変換することにより、同図（ｂ）のビット同期信号が再
生される。

また振幅ＡとＢの平均値Ｃ（＝（Ａ＋Ｂ）／２）でコン
パレーションすることにより、同図（ｃ）のフレーム同
期信号が再生される。　　これらの同期信号を用いて受
信側雑音発生器１３を駆動すると、送信側で重畳したの
と全く同一波形の雑音を再現させることができる。減算
器１４により、伝送路から入力された「音声＋同期信号
＋雑音」の合成波形から送信側と全く同一波形の雑音を
減算処理することにより、その出力には、「音声＋同期
信号」がとり出される。これをさらに受信側帯域削除フ
ィルタ１５（以下ＢＥＦ１５と記す）に通すことにより
、同期信号の周波数成分（２．８〜３．０ｋＨｚ）を除
去して信号出力端子１６に出力する。　　ＢＥＦ１５の
特性は、一般には送信側ＢＥＦ２と同じものが使用可能
であるが、同期信号のレベルが低い場合や、通話音声の
品質にあまり影響が無い場合には、特性をゆるやかにし
たものでも良く、また場合によっては省略することも可
能である。以上の例では、ビット同期信号として２．９
ｋＨｚを伝送し、雑音発生器のクロックも同じ２．９ｋ
Ｈｚを使用する場合について説明したが、たとえば受信
側にＰＬＬ（フェーズロックドループ）等を用いてこれ
を逓倍し、より高いクロック周波数を用いた、すなわち
より複雑なパタンの雑音を発生させることももちろん可
能である。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、
無線伝送路上には音声信号と雑音が重畳された波形が伝
送されるので、第三者がこれを傍受してもそのままでは
音声信号のみを復調することができないため、通信内容
を理解されることがないという利点がある。　　また本
発明の信号伝送方式では、音声レベルと雑音レベルの相
対関係は、伝送路特性の許容範囲内で自由に設定できる
ため、通話内容の重要性の大小により、重畳する雑音の
割合を変更できるという特長もある。

［参考文献］（１）日経ＢＰ社発行、日経コミュニケー
ション、１９８６．７．２８、Ｐ３１〜Ｐ３６、「電波
の有効利用政策に追いつかない無線通信のセキュリティ
確保策」 （２）東京大学出版会発行、「相関函数およびスペクト
ル」、Ｐ１７０〜Ｐ１８１

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例、第２図は同期信号の波形例、
第３図は音声と雑音と同期信号の周波数関係である。 １：信号入力端子、２：送信側帯域削除フィルタ、３：
加算器、４：同期信号発生器、５：伝送路に送出する同
期信号、６：ビット同期信号、７：フレーム同期信号、
８：送信側雑音発生器、９：伝送路、１０：同期信号受
信器、１１：ビット同期信号、１２：フレーム同期信号
、１３：受信側雑音発生器、１４：減算器、１５：受信
側帯域削除フィルタ、１６：信号出力端子。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）送信側に「信号入力端子」と「送信側雑音発生器
   」と「信号入力端子からの信号と送信側雑音発生器から
   出力される雑音を入力として出力端子を伝送路に接続し
   た加算器」とを備え、受信側に「信号出力端子」と「送
   信側雑音発生器と全く同じ雑音波形を出力する受信側雑
   音発生器」と「伝送路からの入力信号と入力側雑音発生
   器から出力される雑音を入力として出力端子を信号出力
   端子に接続した減算器」とを備え、送信側では上記入力
   信号と送信側雑音発生器で発生させた雑音とを加算して
   伝送路に送出し、受信側では伝送路より入力された雑音
   が重畳された信号から受信側雑音発生器で発生させた雑
   音波形を減算処理して信号出力端子に出力することを特
   徴とする秘話信号伝送方式。
2. （２）送信側雑音発生器と受信側雑音発生器が全く同じ
   雑音波形を出力するよう動作させるのに必要な同期信号
   を伝送するために、送信側に「上記信号入力端子と加算
   器との間に設置され、信号帯域内の特定の周波数ｆ０を
   除去する送信側帯域削除フィルタ」と上記加算器入力に
   その出力信号を送出する同期信号発生器」を備え、受信
   側に「伝送路に接続された入力端子を持つ同期信号受信
   器」と「上記減算器と出力端子との間に設置され周波数
   ｆ０を除去する受信側帯域削除フィルタ」を備え、同期
   信号発生器は送信側雑音発生器の動作に必要なビット同
   期信号とフレーム同期信号を供給するとともに、伝送路
   に対してはビット同期信号を時間情報として、またフレ
   ーム同期信号を振幅情報として送出し、同期信号受信器
   はこれらの情報からビット同期信号及びフレーム同期信
   号を再生して受信側雑音発生器を動作させることを特徴
   とする特許請求の範囲（１）に記載した秘話信号伝送方
   式。