JPS60141041A - 秘話通信装置の信号同期方法 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は有線又は無線の秘話通信装置の信号同期方法に
関するものである。

（ロ１−従来技術 有線又は無線通信においては、適当な受信装置を使用す
れば、通信内容が誰にでも傍受されるという問題がある
。そこで送信信号に持株な信号処理を施としてこれが傍
受されても内容が理解できないようにし、前記処理信号
の再生手段を有する特定の受信者のみがこれを受信し得
るようないわゆる秘話（Ｓｃｒｅ、ｍｂｌｅ）回路方式
が必要に応じて用いられる。この秘話方式としては、従
来より周波数分割反転方式などが公知であり、広く用い
られている。例えは「無線工学ハンドザック」（昭和６
９年５月２５日発行、オーム社）、第３１−３ないしＭ
’ｒ　３　ｉ　−５頁記載の「第６１編特殊信信、第１
章秘宋通信」を参照されたい。どれらは回路が複雑で比
較的規模の大きな装置であって、携帯電話やコードレス
電話な）：１可搬性を要求される移動通信には適してい
ない。

そこで、本願出願人は先に昭和５８年５月２０日付で特
願和５Ｂ−８９５００号「秘話通信装置」を提案した。

即ち回路規模が比較的単純でしかも秘話性能の高い方式
として、音声信号の時間軸を圧縮伸長して伝送する方法
を提案した。これは音声信号をクロックに従ってサンプ
リングし、クロックに従って音声を出力する記憶回路を
用い、これら入出力クロック周波数が等しくなければ、
その比に応じて該記憶回路を通過する音声信号の時間軸
が圧伸する。即ち信号の周波数が変化することを利用し
、通信の送信側および受信側にかかる記憶回路を設けて
送信側受信側で相補な時間軸圧伸処理を行うものである
。

この方式の原性を第１図に示す。同図［ａｌは送信側を
示し、入力端子（１１に入力した送信音声信号は低域フ
ィルタ（ＬＰＦ）＋２１を経てクロック回路＋３１のク
ロッグに従って音声をサンプリングして記憶すると同時
に、Ｍ標本点以前にサンプリング記憶されたサンプリン
グ値を順次出力する記憶容量１間の記憶回路（４）に入
力し、該記憶回路の出力はＬＰＦ（５）を通って同期信
号回路（６）の出方と加算回路（Ａ”（１）（７１で加
算され、続いて伝送の為の変媚増幅を行う送信回路（８
）によって伝送系（９）に送出される。

第１図１１）ｌの受信側では伝送系（９）から伝送され
てきた受信信号は、増幅・復調回路を含む受信回路（１
０）で７３７１１１＆、ｔ、ｐＦ（Ｉｌｉ経て、記憶容
ｉｔ　、ｌＮＩ　Ｏ記憶回路（１２１に入出力し、ＬＰ
Ｆ（１３より出力端子ａルに出力する。記憶回路１１２
１は受信側のクロック発生回路（＋６１の出力によって
クロック制御される。その際、受信側のクロック発生回
路ａ６１は受信信号中から同期信号を分離抽出する同期
分離回路（１５）に応動して送（ｉ　側のクロックと見
かけ上向−のクロックを発生する。これら送受側のクロ
ッグ周波数を／　ｔｔｌ　（ｔは時間）とし、標本時点
（ｔｌ）に於けるクロッグ周波数／（ｔｉ）を ／（ｔｉ）＝／（ｔｉ十舅十Ｎ）　・・・・・・・・・
（１）／（１１）＼／　（ｔ、ｉ＋ｍ）　・・・・・・
・・・（２）となるように選べば、任意の時刻にサンプ
リングされた入力！−）（１１の音声は、伝送系（９）
に周波数が７（ｔｔｌＭ）／／（ｔｉ）（違１）の比に
変換されて出力する。よく知られているように信号の周
波数が変化した場合、信号が楽音信号ならば、その周波
数が一様に変化しても単に音の高さが変るだけであるが
１人間の音声信号の周波数が変化すると、その程度に応
じて音声として理解できなくなる。

さて、次に送信側の記憶回路（４）と受信側の記憶回路
＋１２１は上記の如く見かけ上向−のクロック／　ｌｔ
ｌでクロック制御されるので、伝送系（９）の時間的遅
延量が無視できる程度に微少であるなら、任意の時刻に
サンプリングされた入力端子（１１の音声は、（Ｍ＋Ｎ
　）クロック後に受信側の出力端子■にクロックアクト
されるため、＋１１式によりこれら入出力クロック周波
数が等しく、従って、入出力音声信号に周波数的な変化
は発生せずに時間遅延ｆＴ＋、即ち を有するのみで出力端子■に音声出力する。

さて、かかる回路装置では送受側で厳密にクロ７り周波
数／　［ｔｌを一致させる事が必要であるが、その為に
は送受信装置の一方から他方に適当な時間周期の同期信
号を送り、双方の所謂「時刻」を合わせなければならな
い。この為に従来は送信側の同期信号発生回路（６）を
、角３２図に示す如く分周回路＋２０と正弦波発振器（
２１）と可変利得回路（２２１とで構成している。そし
て、分周回路ｔ２１は送信側のクロック／　ｔｔｌを８
１数（カウント）して（Ｍ＋Ｎ）クロック毎に立上り又
は立下りのあるパルス波（矩形波）を出力する。可変利
得回路（２２は分周回路（至）の出力に応動して発振周
波数（ｆＰ）の定振幅車−周波数正ＩＪ玄波発振器（２
１１の出力を例えば該出力が、°１°のとき振幅（ＨＩ
　Ｉで、まだ“０°のときＨ′（＝０．１〜０．５Ｈ）
に振幅変調する。そして可変利得回路Ｃ２２Ｊの振幅変
１ｆｆｉ出力を同期信号として加算回路（第１図（７）
参照）にて送信信号に重畳送出する方式が用いられてい
た。又受信側の同期分離回路（１５１では第３図に示す
ように第１図の受信回路０ω（第５図には図示せず）で
儂調されたベースバンド信号から前記同期信号が中心周
波数（／ｐ）の帯域通過フィルタ（ＢｐＦ）Ｃ，Ｉで分
離され、続いて全波整流、平滑回路を含む波形整形回路
（２４）、コンパレータ回路Ｃつにより、入力振幅ｆＨ
１に対し“１“が再生され、また（Ｈ）に対し°０”が
再生される。これら再生パルス波は送信側の同期信号発
生回路（６）と同期した矩形波信号であるので、該同期
回路出力によって受信クロック発生回路（１６１を制御
すれば、送受信側で時間的同期のとれた所望のクロック
を得ることができる。

しかしながら、上記の如き従来の同期方式は同期信号に
よって搬送波である周波数（ｆＰ）の正弦波信号を振幅
変調するものであるので、この振幅の急激な変化が振幅
変ＩＡＩ搬送波のスペクトルの広がりとして音声帯域内
に入り、ノイズとして音声信号のＳＮ比を劣化させると
いう欠点があった。

また一般に振幅変調は外来雑音に弱く、パルス性の雑音
が伝送系に於いて送信信号に重畳した場合、受信側の同
期回路が例えば第３図の如き：１７パレータで構成され
たとき、これが容易に誤動作するという欠点があった。

（ハ）　目　的 本発明は上述の如き従来の同期方式の欠点を解決できる
信号同期方法を提供するものである。

に）構　成 本発明は送信グロ７りと同期したクロック制御信号によ
り周波数シフ？　（Ｆ、ｒｅｇｕｅｎｃｙ　５ｈｉｆｔ
：ＦＳ）された同期信号を送信信号に重畳して伝送し、
これを受信側で受信復誌し、これにより受信側のクロッ
ク回路を同期制御するもので、かつこの周波数の切換を
クロック周波数の増紘と同期させて同期信号と音声信号
の周波数帯岐の分離を容易ならしめるものである。

咋１実施例 第４図は本発明の秘話通信装置の送信側を示す回路図で
ある。同図に於て、ＢＯｌは送信背戸信号の入力端子、
Ｃ３１）はＬＰＦ、（３２１は記憶容量Ｎのアナログシ
フトレジスタで、該シフトレジスタはクロックに従って
入力信号ちサンプリングしてこれを順次転送する。ここ
では１３　）３　］）　（Ｂｅ、ｃｋｅｔ　１３ｒｉｇ
ｅ、ａｅＤθｖｉＣｅ）電荷転送素子を用いる。この電
荷転送ｉ　子（７）クロックは、周波数（１０）（Ｈｚ
）の発振器（３（支）のマスタクロックをそれぞれｍ、
ｎ分周する分周回路ｔ３４Ｊ、ｃ３（ト）の出力である
周波数／　Ｉ　＝／　０７ｍ、或いはｆ２＝ｆｎ／ｎ　
（ｍ、’　ｎは整数）ノイずれかがＡＮＤゲート（ト）
、ＯＲゲート（３Ｄ、又はＡＮＤゲート側、ＯＲゲート
（３７）′５ｃ介して与えられる。これ　゛らＡＮＤゲ
ートは前記クロックをＮ計数するととに出力を反転する
２Ｎ分周回路Ｃ３１の！ＱｌｔＱ＋出力により制御され
て前記クロック回路Ｃ（４１（ト）の出力を交互に切換
える。このように高低２つの周波数を交互に切換える方
式のグロック制御は、後述する受信側のＮピットのＢＢ
Ｄを同様にクロッグ制御すれば、これらのクロック周波
数／　ｌｔｌは２Ｎクロツクをクロッグ周期とする周期
関数となり、前述の（１１式および（２）式が満足され
る。こくではＮ＝５１２、／＋　＝２０ＫＨｚ、７２＝
１４．ｌＫＨ２として、Ｑ＝−１”の期間、Ｂ　Ｂ　Ｄ
　ｆ３３には高周波数（／１）（＝２０ＫＨｚ）が与え
られ、またＱ；°０°（Ｑ＝”１°）の期間低周波数（
ｆ２）（＝′１ｏＫＨｚ）が与えられるように構成する
。従って、Ｂ　Ｂ　Ｄ　（３２１のクロック周期は５１
２　５１２ ２０Ｘ　１　（Ｊ　５　”Ｉ５不戸＝　２５６”　””
　（ｍＢｅＣ）＝６”””　ｅＣとなる。分周回路−の
ｌＱｌ声力はトランジスタ＋４１と電圧制御発振器（”
ｉ’ｏＯ）（４υとよりな４る電圧制御発振回路（Ｖ−
Ｆコンバータ）に入力する。該Ｖ−Ｆコンバータは前記
分周回路（３傷の（Ｑ＋小出力０・に対し出力周波数（
ｆ＆）を発振し、出力”１・に対しく７１））　（但し
／ｌ＞７１））を発振するＦＢ変変目回路ある。即ち、
前記トランジスタ（４Ｇはそのコレクタに電圧Ｖｌ（Ｖ
ＤＯ）の直流電源端子（４２１より分圧抵抗（４Ｊ（抵
抗値Ｒ１）、Ｇ１４１（抵抗値Ｒ２）を介して直流電源
が供給されているので、そのペース入力である前記分周
回路−の（Ｑ＋小出力°１°のとき、導通してｖｏｏ（
４１）の入力には電圧’Ｖ　２　＝Ｖ　Ｉ　Ｘ　Ｒ２／
（Ｈ＋＋Ｒ２）が印加され、（Ｑｌ小出力°０”のとき
には遮断して電圧（ｖｌ）が印加される。ここでＶＯＯ
卿の特性を、入力電圧（ｖｌ）に対しく／ａ）を発振し
、（ｖ２）に対しく／ｂ）を発振するようにその発振特
性を選択すれば、所望の前記変調特性を得の周波数帯域
の上限を３．４ＫＩ（Ｚ　とすると、上述の様なりロッ
ク制御の結果Ｂ　Ｂ　Ｄ　Ｃ３３の出力ＬＰＦ（４ｃ９
より出力する音声の上限周波数は、Ｑ＝“１′″のとき
、　ｆｓ／ｆ２＝　１．４１倍、即ち４．８ＫＨｚ　に
変化し、またＱ＝”０・のとき、／　２／ｆ　１〜０．
７０７倍、即ち２．４ＫＨ２Ｋ変化しているので、これ
に前記Ｆ８８変調路の出力（／ａ＝９．６ＫＨ２，／ｂ
＝　４．８　ＫＨｚ　）が増幅器（＠、ＢＰＦ（４ηを
介して加算ＫＨｚ　に対し／”＝　９．６ＫＨｚ）に保
たれる。ＢＰＦ（４つはここでは４．８〜９．６　Ｋ）
ＩＺ　１７）Ｆ　Ｅ３３倍ヲ通過させる帯域通過フィル
タである。このように時間軸圧伸された送信音声信号に
Ｆ　Ｓ　Ｋ　（Ｆｒｅｇｕｅｎａｙｓｈｌｆｔ　Ｋｅｙ
ｉｎｇ）同期信号が重畳した伝送信号は続いて増幅度胸
処理を送信回路（４！１で受け、送信アンテナ■よシ送
出される。

１８５図はこのようなＦＳＳ日日回路他の実施例である
。同図に於て、（５１）はマスタクロック発生器（慢を
に分周して周波数（／Ｂ）に低下させる分周回路、（５
２）はこれを更に２分周して周波数（／１））を得る分
周回路であって、該各分周出力を前記２Ｎ分周回路（３
９の［Ｑｌ　ｆＱｌ出力に応動するＡＮＤゲート（５５
）（５４）により交互に切換えて出力させ、これを通過
帯域がそれぞれ（／ｅ）（／ｌ））でこの高周波成分を
充分に減衰させるＢＰＦ（５５）、及び（５６）を通過
させて、加算器（５７）で加算させれば、同様の７８変
調回路が構成できる。

＠６図は本発明の秘話通信装置の受信側を示す回路図で
ある。受信アンテナ（６０）で受信され、続く受信回路
（６１）で受信増幅・検波後脚されたベースバンド信号
から前記周波数シフト信号が中心周波数（ｆ８）又は（
／１））のＢＰＦ（６２）で分離され、整流回路（６３
）、コンパレータ（６４）で波形整形された後１例えば
シフトレジスタの如き遅延回路（６５）を経て、リセッ
トパルス発生回路（６６）に入力する。受信側の受信音
声の時間軸を復調するＮビットのＢＢＤ（６７）はＬＰ
Ｆ（６Ｂ）（６９）が前後に配置され、送信側と同様周
波数（１０）のマスタクロック回路（７０）、ｍ、ｎ分
周回路（７？　）（７２）、ＡＮＤゲー　）（７３）（
７４）　、　ＯＲゲー　ト　（７５）。

２Ｎ分周回路（７６）より成る受（ε（１１！クロック
回路によってクロック制御される。しかして２Ｎ分周回
路（７６）がリセットパルス発生回路（６６）のリセッ
トパルスによυ周期的にリセットされることにより送受
双方の所期の同期制御が達成される。ここで前記シフト
レジスタ（６５）はｈｐＦ（６２）、整流回路（６６）
、コンパレータ（６４）等で発生する受信側同期信号の
時（拠ズレを補正する遅延回路である。

このような同柚制砲により受信行声はＢＥＤ（％も７　
）でもとの周波数構造に槻誌せられ、出力端子（％’７
７）より元の診声信号が出力される。

尚上記構成に於てＢＢ１３（６７）の入出力側のＬＰＦ
Ｉ３＋１（６Ｂ）及びＣ１１（６９）はそれぞれ折り返
し雑音や出力に含まれる高１！Ｍｌ波雑音の除去の為に
必要である。

紀７図は受信側で周波数シフト信号を分離し同期信号を
得る本発明の良に他の実施例である。同図に於て（７Ｂ
）（７９）は周波数（／ａ）及び（／ｂ）のＦ’　Ｓ信
号を通過させるＢＰＦ、（８０）は周波数弁別器、（８
１）は該周波数弁別器の出力に応動し受信側の同期信号
を発生させる前記遅延回路を含む同期信号回路である。

かかる周波数弁別器（８０）としては例えばレシオ検波
器などを用いることができる。

上述の実施例では記憶手段のクロック周波数変化が高低
２局波数（ｆす、ｃ／２）で切換る場合について述べた
が、クロック周波数／　ｌｔｌが（１１、（２）式の条
件下で次第に増加し、次に減少するような、例えば二角
波状や正弦波状の如きクロック変化でも、同様にクロッ
ク周波数が高いとき、高い周波数シフト信号（周波数（
／ａ））を選択し、かつクロック周波数が低いとき、周
波数シフト信号周波数（ｆｌｌ）を低く選択することは
当然である。

また、上述においては記憶回路（４）（１２１Ｃ３ａ　
（６７）としてアナログシフト・レジスタ（例えばＢＢ
Ｄや００Ｄ）を用いる例について説明したが、更にＲＡ
Ｍ等のゲイジタル・メモリー回路を使用する際にはＤ’
／Ａ　回路やＡ／Ｄ　回路と糺み合わせて回路を適当に
組み変えればよい。

（へ）効　果 このように本発明の秘話通信装置の信号同期方法は送信
信号をグロックに従って順次サンプリングして記憶する
と同時に出力する送信側の記憶手段を周波数が周期的に
変化するクロックにもとづいてクロック制御するときに
該クロック信号と同期した信号により周波数シフト信号
を発生させ、かつ該周波数シフト信号周波数を前記記憶
手段のクロック変化にもとづく送信信号周波数の周波数
帯域の上下変化に合わせるものであり、受信側でこれを
分離して同期信号を得てこれにより受信側のクロック発
生回路を同期制御することによって送信側の記憶手段に
送信信号が入力するときの入力クロックと当該信号が受
信側の記憶手段より出力するときの出力りσククとが同
一周波数となるようにクロック周波数変化及び送受クロ
ックの同期関係を維持する。この場合送受信側のクロッ
ク回路の前記同期関係を厳密に維持することが重要でか
っこの為の同期信号を含めた伝送信号帯域はできるだけ
狭いことが望ましいが、本発明に於いては同期信号全周
波数シフト変調すると同時にとのマーク、スペース信号
を伝送背戸信号の周波数帯域変化に応動して選択するも
のであってノイズ等伝送系の電気的雑音等の外乱に妨害
されることがなく、安定した同期が保たれ、比較的狭帯
域でとｉｔら伝送信号の送受が可能となる。

【図面の簡単な説明】

勇１ｔ２ＪＦｉ従来の時ｔ…軸軸圧力方式秘話通信装置
を示す回路図、＠２図は同装置の送信側同期信号発生回
路２ボす回路図、第６図は同装置の受信側同期−分離回
路を示す回路図、第４図は本発明の秘話通信装置の信号
同期方法を示す送信側の回路図、第５図は同装置のき借
倒の回路図、ｉも６図および第７図はそれぞれ本発明の
秘話・巾信装置の受信側回路の他の実施例金示す回路図
である。 ） Ｃ（１−ａ４ｉ側の記憶手段（Ｂ　Ｂ　Ｄ　）　、（３
３ＪＣ４４）Ｃ（５１１陶１１１７］１、迎ｌ′３ｇ−
・・送信側の周期グロック発生手段、１．１（ｊ　ｆ４
１１（（２１＜４３（、＋４１ｆ１５Ｈ１ｌｌＤｆ４７
）および（５１）（５２）（５３）（５４）（５５）（
５６）（５７）−ＦＳ変調回路で構成された同期手段、
（６７）・・・受信側の記憶手段、（７０）（７１）（
７２）（７３）（７４）（７５）（７６）・・・受信側
のグロックパルス発生手段、（６２）（６３）（６４）
（６５）（６６）および（７８）（７９）（８０）（８
１）−ＦＳ復調回路で構成された同期手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｆｌｌｆａｌ　信号をクロックパルスに従ってＩｌｉ次
   ナノナンプリング記憶し且つ出力する信号の記憶手段と
   、 １１）ｌ　前記クロッグパルスの周波数を制御する周期
   クロック発生手段と、 ｌｃｌ　送信側と受信側の前記周期グロックパルス発生
   手段を同期させるための同期手段とを通信系の送信側と
   受信側とに備え、送信側に於いて送信側の記憶手段に信
   号を記憶入力する際のクロックパルスの周波数と該手段
   から信号を出力する際のクロックパルスの周波数とを異
   ならせることにより送信信号の周波数を変換して送信側
   から伝送系に送出し、 一方、受信側に於いて受信側の記憶手段に入力された受
   信信号を該記憶手段よ、り出力する際のグロックパルス
   周波数と当該受信信号が先に前記送信側の記憶手段に記
   憶入力された際のクロックパルス周波数と等しくなるよ
   う前記同期手段により送信側および受信側のグロックパ
   ルス発生手段を同期させて、受信側に於いて信号の周波
   数を相補に変換して元信号を再生させ；更に、送信側の
   前記同期手段は前記記憶手段をクロッ沙制御するクロッ
   クパルスと同期した制御信号により周波数シフト信号（
   ＦＳ信号）を発生するＦＳｉＳｉ調合路み、前記受信側
   の前記同期手段は前記送信側から伝送される前記Ｆ８変
   脆回路の出力ＦＳ信号を復調するｒｒＨＨ調回路全回路
   ことを特徴とする秘話通信装置の信号同期方法。 （２）前記記憶手段のクロックパルスの変化にもとすく
   送信信号周波数帯域の変化に応じて前記周波数シフト信
   号の周波数を変動させることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の翔・話通信装置の信号同期方法。