JPH0746225A - 秘話通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い秘話性能を確保しながら高品質の復元音
声でスムーズな会話を達成することができる秘話通信シ
ステムを提供する。 【構成】 第三者に伝送情報の内容を理解させない様に
伝送情報に秘話性を持たせて送信側と受信側との間で通
信を行う秘話通信システムであって、送信側において、
送信すべき伝送情報に対して、時間軸上における所定の
細分化音片数の音片入れ替え処理と周波軸上におけるス
ペクトラム配置変換処理とを組み合わせて暗号化処理を
行う構成となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車電話、携帯電
話、あるいはコードレス電話等においてプライバシーを
確保すべく第三者に通信を傍聴されてもその内容を知ら
れないようにするために音声伝送情報に秘話効果を持た
せた秘話通信システムに関し、特に、高い性能を確保し
ながら高品質の復元音声でスムーズな会話を達成するこ
とができる秘話通信システムに関する。

【０００２】

【従来技術】従来から、自動車電話、携帯電話、あるい
はコードレス電話等においてプライバシーを確保すべく
第三者に通信を傍聴されてもその内容を知られないよう
にするために音声伝送情報に秘話性を持たせて通信する
秘話通信システムが知られている。従来の秘話方法とし
ては、音声のスペクトル周波数配列を所定の規則で入れ
替えて送信し、受信側で元の配列に戻して復元音声を得
る方法が知られていた。しかし、上記秘話方法において
は、音声のスペクトル周波数配列を入れ替えるために、
無線送受信機の周波数特性または位相特性によりスペク
トル周波数配列を変更した部分の復元音声の品質が悪く
なると共に、秘話性が低いといった欠点があった。

【０００３】さらに、他の秘話方法としては、音声を一
定時間毎（例えば、０．２秒毎）に区切り、その区切ら
れた各区間を、さらに８〜１０個の音片に分割し、その
分割された音片の配置を所定の規則で入れ替えて送信
し、受信側で元の配列に戻して復元音声を得る方法が知
られていた。しかしながら、この秘話方法においても、
上記音声の細分化および復元処理のために、送話者が話
し始めてから受話者にその音声が届いて聴こえ始めるま
での時間遅れ（通常、約０．４秒）が生じ、通信衛星中
継で通話をする場合の様に会話がちぐはぐになり、スム
ーズに会話が出来ない欠点があった。この様な不具合を
回避するためには、細分化音片数を減らしたり、音片の
時間を更に短縮したりすることが考えられるが、そうす
ると今度は秘話性能が劣化してしまい傍聴される危険が
あった。

【０００４】

【発明の目的】本発明は、上記事情に鑑みてなされたも
のであって、高い秘話性能を確保しながら高品質の復元
音声でスムーズな会話を達成することができる秘話通信
システムを提供することを目的とする。

【０００５】

【発明の概要】上記目的を達成するため、本発明は、秘
話通信システムの送信側において、送信すべき伝送情報
に対して、時間軸上における所定の細分化音片数の音片
入れ替え処理と周波軸上におけるスペクトラム配置変換
処理とを組み合わせて暗号化処理を行うことを特徴とし
ている。

【０００６】

【実施例】以下、本発明を図示した実施例に基づいて詳
細に説明する。図１は、本発明による秘話通信システム
の一実施例を示す構成図であり、図１（ａ）は送信側、
図１（ｂ）は受信側のブロック構成図である。図１
（ａ）に示す様に、この秘話通信システムの送信側は、
送信すべき音声信号を入力し不要波を除去する第１のバ
ンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１と、その第１のバンドパ
スフィルタ１の出力端に接続された第１のＡ／Ｄ変換器
２と、その第１のＡ／Ｄ変換器２の出力端に接続された
周波数スペクトラムプロセッサ３と、その周波数スペク
トラムプロセッサ３の出力端に接続された音片入れ替え
処理器４と、上記周波数スペクトラムプロセッサ３およ
び音片入れ替え処理器４へ暗号化手順設定信号を供給す
る様に接続された暗号化手順設定器５と、上記音片入れ
替え処理器４の出力端に接続された第１の信号処理回路
６と、その第１の信号処理回路６にクロック信号および
同期信号を供給する様に接続されたクロック制御発振器
７と、上記第１の信号処理回路６の出力端に接続された
第１のＤ／Ａ変換器８と、その第１のＤ／Ａ変換器８で
変換されたアナログ信号を入力し不要波を除去する第２
のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）９とから成り、該フィ
ルタ出力を図示省略した無線送信機等に供給する様に構
成されている。なお、上記第１の信号処理回路６は、図
１（ａ）に示す様に、第１のシフトレジスタ１０と第２
のシフトレジスタ１１とから成っている。

【０００７】また、図１（ｂ）に示す様に、上記秘話通
信システムの受信側は、上記送信側より伝送された信号
を無線の場合は図示を省略した受信機により復調した
後、その復調信号を入力し不要波を除去する第３のバン
ドパスフィルタ（ＢＰＦ）１２と、その第３のバンドパ
スフィルタ１２の出力端に接続された第２のＡ／Ｄ変換
器１３と、その第２のＡ／Ｄ変換器１３に接続された同
期信号検出回路１４と、上記第２のＡ／Ｄ変換器１３の
出力端に接続された音片復元処理器１５と、その音片復
元処理器１５の出力端に接続された周波数復元処理器１
６と、上記同期信号検出回路１４よりの同期検出信号に
基づいて上記音片復元処理器１５および周波数復元処理
器１６へ暗号復元手順設定信号を供給する様に接続され
た暗号復元手順設定器１７と、上記周波数復元処理器１
６および同期信号検出回路１４の出力端に接続された第
２の信号処理回路１８と、その第２の信号処理回路１８
の出力端に接続された第２のＤ／Ａ変換器１９と、その
第２のＤ／Ａ変換器１９の出力端に接続された第４のバ
ンドパスフィルタ２０とから成っている。なお、上記第
２の信号処理回路１８は、図１（ｂ）に示す様に、第３
のシフトレジスタ２１および第４のシフトレジスタ２２
とから成っている。

【０００８】次に、上記構成による秘話通信システムの
動作について説明する。まず、送信側装置において、上
記第１のバンドパスフィルタ１によって、送信音声信号
から不要帯域成分が除去され、第１のＡ／Ｄ変換器２に
よってデジタル信号に変換される。そして、上記第１の
Ａ／Ｄ変換器２よりのデジタル信号は、上記周波数スペ
クトラムプロセッサ３によって周波数軸上でのスペクト
ラム配置変換処理が行われ、その後、上記音片入れ替え
処理器４によって、さらに、時間軸上での音片送出順序
の入れ替え処理が行われる。すなわち、上記周波数軸上
の変換処理においては、音声帯域を５つの領域（バン
ド）に分割し、この場合には、全く変換しない場合を含
め、５×４×３×２＝１２０（順列組合せ ₅Ｐ₅ ）で１
２０種類を選択でき、上記音片入れ替え処理において
は、時間軸上で、１フレームを比較的少ない８分割し、
この場合には、無変換を含め、８の階乗通り、すなわち
４０，３２０種類の処理手順が選択できる。従って、上
記周波数軸上の変換処理および音片入れ替え処理の両方
の処理総合で、４，８３８，４００種類の暗号化処理が
実現できる。ここで、上記周波数スペクトラムプロセッ
サ３および音片入れ替え処理器４への暗号化手順設定
は、上記暗号化手順設定器５によって行われる。

【０００９】次に、上記音片入れ替え処理器４よりの信
号は、上記第１の信号処理回路６によってタイミング検
出用の同期信号の挿入処理が行われる。すなわち、上記
音片入れ替え処理器４よりの信号は、あらかじめ定めた
ビット数の１フレーム分の音声デジタル信号を一時記憶
する容量を持つ上記第１のシフトレジスタ１０へ一時的
に記憶され、その１フレーム分のデジタル信号が上記第
１のシフトレジスタ１０に記憶された時点で、その記憶
内容が一斉に上記第２のシフトレジスタ１１へ移し変え
られるが、この移し変えにおいて、上記第１のシフトレ
ジスタ１０の容量に同期信号データの分の容量が加算さ
れた容量を有している上記第２のシフトレジスタ１１の
最前部には、上記クロック制御発振器７より発生された
同期信号データが付加挿入され記憶される。

【００１０】次に、上記最前部に同期信号データの挿入
されたデジタル信号を上記第２のシフトレジスタ１１か
ら読み出すが、この際、同期信号データが付加され増加
した情報を元のフレーム長と同一時間内で読み出すため
に、一定比率（この場合、２５％増）で高速化して読み
出す。すなわち、読み出す際のクロック信号を２５％増
の周波数のクロックレートで読み出している。ここで、
上記クロックスピード（周波数）の２５％増加に伴っ
て、元の音声信号の周波数帯域も増加方向へ移行し、通
過許容帯域から上へはみ出してしまうので、そのはみ出
しを防止するため、元の音声信号の周波数帯域を低めに
設定している。すなわち、元の音声信号の周波数帯域を
３００〜３０００Ｈｚとし、通過許容帯域を３００〜３
０００Ｈｚとすると、上記元の音声信号の周波数帯域３
００〜３０００Ｈｚは、上記クロックスピード増加に伴
って３７５〜３７５０Ｈｚとなって７５０Ｈｚ分だけ許
容帯域からはみ出してしまう。従って、ここでは、元の
音声信号の帯域の上限を２４００Ｈｚ、下限を２４０Ｈ
ｚと設定している。上記高速化信号処理の意味するとこ
ろは、伝送データのスピードを一定率で高めることで生
じた空白部分に同期信号を挿入することといえる。

【００１１】次に、上記第２のシフトレジスタ１１より
高速化して読み出されたデジタル信号は、上記第１のＤ
／Ａ変換器８によりアナログ信号に変換され、上記第２
のバンドパスフィルタ９を経て、受信側へ送信される。
ここで、上記送信側から受信側へ送られる信号は、変調
されて無線によって送信されても良いし、モデムを介し
て電話線等の有線通信手段で送信されても良い。次に、
受信側では、上記送信側よりの信号が、第３のバンドパ
スフィルタ１２によって、その不要信号成分が除去さ
れ、第２のＡ／Ｄ変換器１３によってデジタル信号化さ
れ、同期信号検出回路１４および音片復元処理器１５へ
送られる。上記音片復元処理器１５へ送られたデジタル
信号は、ここで、前記音片入れ替え処理器４で行われた
音片入れ替え処理と逆の入れ替え処理が行われ、時間軸
上における音声信号が復元され上記周波数復元処理器１
６へ送られる。

【００１２】そして、この周波数復元処理器１６へ送ら
れた信号は、前記周波数スペクトラムプロセッサ３と逆
のスペクトラム配置変換が行われ、周波数軸上における
音声信号が復元される。ここで、上記音片復元処理器１
５および周波数復元処理器１６への暗号復元手順設定
は、上記同期信号検出回路１４よりの周期検出信号に基
づく復元手順設定器１７によって行われる。上記周波数
復元処理器１６よりのデジタル信号は、上記同期信号検
出回路１４によって検出された同期成分によって、上記
第３のシフトレジスタ２１のデジタル信号の読み込みゲ
ートが作られ、上記第３のシフトレジスタ２１によるデ
ジタル信号の読み込みが行われる。

【００１３】一方、上記同期信号検出回路１４の他の出
力は、上記第３のシフトレジスタ２１の記憶内容から同
期信号成分を取り除くためのタイミングを制御し、選別
された音声データは、第４のシフトレジスタ２２に移し
変えられ、送信側でサンプルしたタイミングで読み出さ
れ、第２のＤ／Ａ変換器１９でアナログ信号に戻され、
さらに、第４のバンドパスフィルタ２０で不要雑音が除
去され、正しい音声信号が復元され出力される。そし
て、この音声信号は図示しないレシーバまたはスピーカ
へ供給され音声として出力される。なお、この実施例で
は、伝送データとして音声信号を使用した場合について
説明したが、本発明はこれに限らずアナログ信号につい
て広く利用可能であり他の種類のデータでも良いことは
言うまでもない。

【００１４】

【発明の効果】本発明は、以上説明した様に、細分化音
片数の少ない時間軸上の音片入れ替え処理と、再現音声
品質の変化の少ない、周波数軸上のスペクトラム配置変
換処理とを組み合わせると共に、音声成分を断続させる
ことなく、フレーム同期信号を毎フレームに挿入する方
法の採用により、高い秘話性能を確保しながら高品質の
復元音声でスムーズな会話を達成することができる。ま
た、通話の途中頻繁に同期信号を挿入することから、同
期はずれによる復調の欠落が大幅に減少する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による秘話通信システムの一実施例を示
す構成図であり、図１（ａ）は送信側、図１（ｂ）は受
信側の構成図である。

【符号の説明】

１、９、１２、２０…第１、第２、第３、第４のバンド
パスフィルタ、２、１３…第１、第２のＡ／Ｄ変換器、
３…周波数スペクトラムプロセッサ、４…音片入れ替え
処理器、 ５…暗号化手順設定器、６、１８…第
１、第２の信号処理回路、７…クロック制御発振器、
８、１９…第１、第２のＤ／Ａ変換器、１０、１
１、２１、２２…第１、第２、第３、第４のシフトレジ
スタ、１４…同期信号検出回路、 １５…音片復元
処理器、１６…周波数復元処理器、 １７…暗号復
元手順設定器、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第三者に伝送情報の内容を理解させない
   様に伝送情報に秘話性を持たせて送信側と受信側との間
   で通信を行う秘話通信システムであって、送信側におい
   て、送信すべき伝送情報に対して、時間軸上における所
   定の細分化音片数の音片入れ替え処理と周波軸上におけ
   るスペクトラム配置変換処理とを組み合わせて暗号化処
   理を行うことを特徴とする秘話通信システム。
2. 【請求項２】 上記秘話性を高める上で有効な暗号処理
   を行うため、伝送情報のデータ速度を一定比率で高速化
   して同期信号挿入余地を作り、その余地に同期信号を挿
   入して送信して送信側と受信側との間の同期を取ること
   を特徴とする請求項１に記載の秘話通信システム。