JPS63279631A - 音声包絡線スクランブル秘話通信方法 - Google Patents

音声包絡線スクランブル秘話通信方法

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JPS63279631A
JPS63279631A JP62112621A JP11262187A JPS63279631A JP S63279631 A JPS63279631 A JP S63279631A JP 62112621 A JP62112621 A JP 62112621A JP 11262187 A JP11262187 A JP 11262187A JP S63279631 A JPS63279631 A JP S63279631A
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Kiyohito Tokuda
清仁 徳田
Takuro Sato
拓朗 佐藤
Tatsumasa Yoshida
吉田 達正
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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、有線通信または無線通信において通信の秘密
性を保持するための秘話通信方法に関するものである。
(従来の技術) 従来の秘話通信装置の一構成例が、文献「特開昭61−
1988・39号公報」に開示されている。
この文献に基づく方法を要約すれば秘話信号を得るため
に送信側で音声信号を音声帯域外のSSBに変換した後
、N分周して再び音声帯域内の分周波に変換すると共に
、音声信号の包絡線成分を抽出し、これで副搬送波を変
調し、この変調波と分周波からなる合成波で更に搬送波
を周波数変調して外部に送出するといつたものである。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、この方法では、音声信号を一度音声帯域
外のSSBに変換するために、一般に音声のディソタル
信号処理で用いられるサングリング周波数8kHzでは
不足しよシ高いサンプリング周波数が必要であるという
欠点があシ、また分周器および逓倍器等の周波数変換器
の特性が広帯域に保証されない、更に副搬送波、搬送波
に対する振幅、周波数変調では、受信側で復調する際に
帯域j4jIJ限フィルタの特性に大きく左右され復調
音声の明瞭度が劣下する七いった問題点があった。また
、装置規模が大きくなるといった問題点もあった。
この発明は、以上述べたサンプリング周波数の高速化、
周波数変換器の特性不良、変復調方式に伴う復調音声の
明瞭度の劣下といった問題点を除去し、狭帯域、ディジ
タル信号処理向き、良好な復調明瞭度等の特長を有する
音声秘話装置を提供することを目的とする。
(問題点を解決するだめの手段) 本発明は、入力信号に基づいて、振幅が一定で互に直交
する同相成分X と直交成分xeとを作成し、暗号鍵に
対応したランダムな位相値を取るランダム信号に基づい
て、振幅が一定で互いに直交する同相成分reと直交成
分reとを作成し、前記入力信号の同相成分X8及び直
交成分xeと前記ランダム信号の同相成分子 及び直交
成分子とを、e                  
  Q同相成分同士及び直交成分同士乗積して同相成分
乗積値U。と直交成分乗積値uoとを作成し、当該同相
成分乗積値ueと当該直交成分乗積値U。
とを加算して加算値を作成し、 前記入力信号の振幅成分を抽出してその振幅成分を非線
形に圧縮し、 当該圧縮値と前記加算値とを乗積して秘話信号を作成す
るようにしたものである。
(作用) 時点nTaについて、θ1と・Tを位相成分として、!
、(nT5+) =CO5(nTs)、xo(nTs 
) == seaθt (nTs)、re(nTs) 
=cos 9)(nTs)、ro(nTs) = sf
n 9+’(nTs)で表わし、振幅成分の圧縮値をa
。(nTs)とすると、秘話信号p (nTs )ld
 a、 (nTs ) as (θ1 (n’l’s)
 −97(nTs ))となる。
θt (nTs) −ql(nTs)はランダムな位相
であシ、高い秘話強度を有する。
ac(nTs)は、入力信号の振幅成分を非線形圧縮し
たものであシ、換言すれば包路線スクランブルを施した
ものであり、秘話出力では、例えば音声の強弱や音節の
情報が弱まり、スクランブル化される。
(実施例) 第1図は、この発明の実施例を示すブロック図である。
第1図において、1と18はアナログディジタル変換部
、2と16と19と33は音声帯域制限フィルタ部、3
と20は送受信器入力信号直交化フィルタ部、4と21
は振幅成分抽出部、5と6と22と23は同相、直交信
号変換部、7と24は同一の暗号鍵、8と25は同一の
暗号データ発生部、9と26は同一のランダム信号発生
部、lOと27はランダム信号帯域制限フィルタ部、1
1と28はランダム信号直交化フィルタ部、12と13
と29と30は乗積変調部、14と31は加算部、15
と32は乗積部、17と34はディジタル・アナログ変
換部、35は圧縮部、36と40は基準トーン信号発生
部、37と41は合成部、38は帯域制限フィルタ部、
39はパワー検出部である。
先ず、音声入力信号v(1)は、第1図のアナログディ
ジタル(A/D )変換部1によシ、一定すンプリング
周波数f8サンプリング周期T8でサンプリングされデ
ィジタル信号となシ、帯域制限フィルタ(BPF、) 
zで、周波数帯域が、fBLからfB□までの音声帯域
信号x(nTs)となる。
この音声帯域信号x(nTs )は、直交化フィルタ部
3によシ、直交信号x(nTs)に変換される。ここで
、直交化フィルタ部3はヒルベルト変換型トランスバー
サルフィルタを用いており、x (nTs) t 実部
x(nTs)を虚部とする信号X(nTs)は、 X(
nTs )=x(nTs )+ jx (nTs )=
 a 1 (nTs) e ”’(nTS)で表わされ
、その振幅成分a1(nTs)= x(nTa!+x(
nTs)’、位相成分θ1(nTs)=tm−’ (x
 (nTs) / x(nTs) )である。従って、
x(nTs)=a、(nTs)cosθ(nTs) *
 x (nTs)=a1(nTs)sfnθ(nTs)
と表現でき、振幅成分抽出部4でal(nTs)を求め
、同相信号変換部5と直交信号変換部6で同相信号xe
(nTs)=ccsθ1(nTs)と直交信号xe(n
Ts)−4oθ1(nTs)tc算出する。暗号鍵7と
24は、1+O”ターンが同一の64ビツト長の暗号鍵
で、暗号部8と25により、暗号鍵7と24を初期デー
タとした64ピツトごとのブロック暗号データとなる。
この64ビット暗号データの全部または一部tt−用い
て作られる整数値に各々異なる位相値ψ(nTs)を1
割シ尚てることによシランダム信号発生部9と26で送
受同一のランダム信号r(nTa)=b(nTs)co
sψ(nTs)を発生する。このランダム信号r (n
Ts )は、送受同一の周波数帯域fRすなわちfR≦
fR<f、□のランダム信号帯域制限フィルタ部10と
27を通過後分岐され、一方は同相成分子。(nTs)
=房ψ(nTs)また、他方は、ランダム信号直交化部
11と28によりr。(nTa)=s>ψ(nTs)に
変換される。乗積変調部12と13では入力音声信号の
同相成分X。(nTa)とランダム信号の同相成分の積
u、(nTs)=xe(nTs)。
r、(nTa)及び入力音声信号の直交成分X。(nT
 s )とランダム信号の直交成分の積uo(nTs)
=xe(nTs) ro(nTs )が算出され、合成
部14において両乗積値の和u(nTs)=u (nT
s)+uo(nTs)dX算出される。更に、振幅成分
抽出部4で抽出された入力音声信号の包絡線成分a1(
nTs)は、圧縮部35において、包絡線が一定になる
方向方向に包絡線レベル変動が非線形圧縮され、ac(
nTs)となシ、乗積部15において、圧縮部35の出
力ac(nTs)と合成部14の出力u(nTs)の積
p o (n T a )が算出される。乗積部15の
出力p(nTg)に対して、基準トーン信号発生部36
で発生さオた周波数f、固定のトーン信号Q(nTs)
= qcff12πft nT s (q−固定)を受
信側秘話装置におけるタイミング再生用として合成部3
7で付加する。
このタイミング再生用トーン信号の固定周波数f。
は、fBL< f、≦fBHの音声帯域にあシ、従って
、秘話強度を更に高める作用がある。合成部37の出力
p、(nTs)は、音声帯域制限フィルタ部16を通過
してp2(nTs)となシ、ディジタル・アナログ■/
A)変換部17によシ、アナログの周波数がfvLから
fvHまでに帯域制限された秘話信号p(t)となる。
秘話信号p(nTs)=ac(nTs)u(nTs)+
 Q(nTs)=a、(n’rs)(CQIθ、(nT
s)easψ(nTs)噛θ、(nTs)shp(nT
s))+qas2πf、nTs= ac(nTs)cm
(θ1 (nTs)−ψ(nTs) +qcos2πf
tnTsであシ、位相θ、 (nT s )−9r (
nTs )は、ランダムな位相であシ、秘話信号p(t
)は、ランダムな信号かつ余計なトーン信また、入力音
声信号が有する周波数帯域をfVLからf□までとする
と、ランダム位相θ1(nTs) −ψCnTs)=2
KCfvfr)nTttとな、り p(nTs) ==
 ac(nTo)邸2πCfv−f 、 )nTs+ 
Q(nTs) == ac(nTs) ・cm2KCf
、−f、)nTs+ Q(nTs)よシ、”BL≦fr
−fv≦fBHとなるように、ランダム信号制限フィル
タ部10と27の帯域特性fRLとfRHと調整すれば
、帯域がfBLからfBHまでの狭帯域な秘話信号が得
られる。
次に、受信側ではアナログ秘話信号p(nTs)は、A
/D変換部18でディジタル信号y。(nTs)となシ
、帯域制限フィルタ部19で、送信側と同じ<fBLか
らf□までに制限された信号y、 (nTs )となる
この信号y、(nTs)は、まず、基準トーン信号抽出
用の帯域制限フィルタ38を通過しy2(nTs)とな
シ、更にパワー検出部39によシ、y2(nTs)のレ
ベルがあらかじめ設定しであるレベルに到達した時に、
スタートクロック信号Tm1を基準トーン信号発生部4
0に伝える。このスタートクロック信号Tm、を受けた
後、基準トーン信号発生部40は、送信側の基準トーン
信号発生部36と同期のとれた同じ基準トーン信号Q(
nTs)を発生する。合成部41において、y 、(n
T s )からQ(nTs)を除去し。
yl(nTa)−Q(nTs)=a、(nTs)cas
2f(fr  7.)nTs=y3(nTs)となる。
この信号y3 (nTs )は、送信側と同一の特性を
有する直交化フィルタ部20によシ、;(nTs)に変
換され、y(nTs) = 73(nTs)を実部、9
(nTs)を虚部とする信号Y(nTs )=y (n
Ta )+ jy (nTs)= a (nTs)ej
θ2 (nTs)の振幅成分a2(nTs)が、振幅成
分抽出部21によりa2(nTs)= y(nTs)’
+9(nTs)’として算出される。また、位相成分θ
2(nTs)=tan−1(9(nTs)/ y(nT
s)を用いてy (nTs)= a 2(nTa )(
2)θ2(nTs ) 、 9(nTs)=a2(nT
s) smθ2(nTs)と表現でき、同相信号変換部
22でy、(n’l’5)=cosθ2 (nT s 
)、直交信号変換部23でyo (nTa)= sin
θ2(nTs)が得られる。
この同相、直交成分y、 (n:Ts )と70(nT
s)は送信部で既に述べたランダム信号の同相成分子。
(nTs)と直交成分子。(nT a )とを用いて1
乗積変調部29及び30によシ乗積変調され同相成分出
力s、(nTs)=Ye(nTs) re(nTs )
 、直交成分出力s。(nTs)−y。(nTs)ro
(nTs)を得る。ここでランダム信号は上述のパワー
検出部39の出力であるスタートクロック信号Tm2で
送信側のランダム信号と同期されている。
上記2成分出力5e(nTs) 、 5o(nTs)は
、合成部31によp 5(nTs)=se(nTs)+
+o(nTs)となり、更に乗積部32で上記振幅成分
a2(nTs)を伸長部42で送信側の圧縮部25の逆
関数演算で伸長して算出したae(nT!+)と、5(
nTs)が乗積され、zo(nTs)= ae(nTs
)s(nTs)となる。ここで秘話信号p(nTs)=
 a、 + (nT s )cos (θt(nTs)
−ψ(nTs) )に対して、a、(nTs)= al
(nTs) + 5e(nTs)=y、(nTs)ro
(nTs)=cas(θ4(nTs)−ψ(nTs)c
mψ(nTs) 5o(nTs)=yo(nTs) r
o(nTs)”5in(θ1(nTs)−ψ(nTs)
)sb+ψ(nTs)より、zo(nTs)=a1(n
Ts )(箕(θ、(nTs)−ψ(nTa)casψ
(nTs)+5fn(θ、(nT s )−ψ(nTs
))・sfnψ(nTs))=a1(nTs)casθ
1(nTs)となシ、zo(nTs)は、帯域制限フィ
ルタ部33を通過後z、(nTs)となり、D/A変換
部34によりアナログの復調音声信号z(1)が得られ
る。帯域制限フィルタ部33の劣下がなければ、Zl 
(nTs) = zo(nTs) =x(nTs ) 
=a、(nTs) crsθ(nTs )となシ完全に
入力音声信号が復調可能である。
なお、本発明におけるランダム信号は、暗号鍵を初期値
としてブロック暗号データを発生するアルゴリズムによ
ることの外、暗号鍵を初期値として一度は暗号データを
発生するが、次からは、初めの暗号データを種として、
構成の簡単な一様乱数発生器によシ、乱数を発生させて
、それを暗号データとして使う方法、或いはブロック暗
号データの下位少数ビートのみ採用して新らたなるブロ
ックデ〜りを発生させる方法などを採用して、作成する
こともできる。
また、第1図の同相直交変換部5,6は、図示の除法回
路の外、振幅可変手段によることもできる。
また、第1図の圧縮部35はμロウ、Aロウなどの通常
の圧縮技術を採用することができる。
(発明の効果) 以上、詳細に説明したように、秘話通信方法において、 (1)送信側の暗号鍵と受信側の暗号鍵を同一のものと
したので、暗号鍵の共有者以外には秘話出力の解読盗聴
が困難であるといった効果が期待できる。
(2ン  秘話出力信号は音声入力信号を非周期性のラ
ンダム位相値で周波数(位相)変調したものであり高い
の秘話強度が保証される。
(3)  サンプリング周波数fs= 8 kHz 、
直交化部をディジタルフィルタとしたので全ディノタル
信号処理が可能で小型化が可能である。
(4)伝送帯域内音声スクランブルとしたので狭帯域音
声秘話装置が実現可能である。
(5)  包絡線圧縮を行なうので、音声の強弱や音節
などの情報のスクランブルが可能である。
(6)  タイミング再生用トーン信号を挿入し、この
信号を妨害波として扱うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図である。 1.18・・・アナログディンタル変換部、 2.16
゜19.33・・・音声帯域制限フィルタ部、3,2゜
・・・送受信器入力信号直交化フィルタ部、4,21・
・・振幅成分抽出部、5,6,22.23・・・同相直
交信号変換部、7.24・・・同一の暗号鍵、8゜25
・・・暗号データ発生部、10j27・・・ランダム信
号帯域制限フィルタ部、11.28・・・ランダム信号
直交化フィルタ部、12,13,29.30・・・乗積
変調部、14.31・・・加算部、15 、32・・・
乗積部、17 # J 4・・・ディジタルアナログ変
換部、35・・・圧縮部、36.40・・・基準トーン
信号発生部、37.41・・・合成部、38・・・帯域
制限フィルタ、39・・・パワー検出部。 特許出願人 沖電気工業株式会社 1、事件の表示 昭和62年 特 許 願第112621号2、発明の名
称 音声包路線スクランブル秘話通信方法 3、補正をする者 事件との関係      特 許 出 願 人任 所(
〒105)  東京都港区虎ノ門1丁目7番12号6、
補正の内容 (1)明細書第3頁第12行目に[ディジタル信号処理
向き、」とあるのを 「全ディジタル信号処理、」と補正する。 (2)同省第4頁第12行目から第19行目に「時点n
Tsについて・・・高い秘話強度を有する。」とあるの
を下記のように補正する。 「時点nTsについて、θとψを位相成分として、X、
(nTs)−θ(nT s )、xo(nTs)−dn
O(nTs)、rll(nTs)−cos9+(nTs
)、ro(nTg)−sfnψ(nTs)で表わし、振
幅成分の圧縮呟をac(nTs)とすると、秘話信号p
(nTs )はa(、(nTs)cos(θ(nTs)
−9+(nTs))となる。 θ(nTs)−ψ(nTs)はランダムな位相であり、
高い秘話強度を有する。」 (3)同省第6頁第15行目にr =a、(nTs)c
osθ(nTs) # x(nTs)=a1(nTs)
dnO(nTs)Jとあるのを 「= al(nTs)cosθ、(nTs) 、 x(
nTs)=a、(nTs)虐θ+(nTs) J  と
補正する。 (4)同書同頁箱18行目から第19行目に「x□(n
Ts) =s11θ4(nTs)tc算出する。」とあ
るのを r xo(nTs) =sinθ1(nTs) f算出
する。」と補正する。 (5)同書第8頁第1行目に「一定になる方向方向に」
とあるのを 「一定になるように」と補正する。 (6)同書同頁箱18行目にr−ac(nTs)cos
(θ1(nTs)−ψ(nT s )+qcos2πf
、nTsであり、」とあるのをr = ac(nTs)
cas(θ、(nTs)−cpc nTs ))+qc
as21”t nTSであり、」と補正する。 (7)同書第11頁第13行目から第15行目にr−ψ
(nTa)cas9)(nTs)so(nTa)=y□
(nTs)r(、(nTa)モ(θ1(nTs)−ψ(
nTs))sinψ(nTs)より、zo(nTs)=
a、 (nTsXcos(θ1(nTs) 9)(nT
s)cosψ(nTs) +5in(θ1(nTS)」
とあるノヲ 「9’(nTs))cos+バnTs)、 5o(nT
s)=yoCnTsル0(nTs)=sjn(θ1(n
Ts)−ψ(nTs))slnψ(nTs)より5.z
□0(nTs)=a1(nTs)(cos(θ1(nT
 s )−ψ(nTs))cos9’(nTs) +5
in(θ1(nTs )J と補正する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 a)入力信号に基づいて、振幅が一定で互に直交する同
    相成分x_eと直交成分x_oとを作成し、b)暗号鍵
    を元にしたランダムな位相値を取るランダム信号に基づ
    いて、振幅が一定で互いに直交する同相成分r_eと直
    交成分r_oとを作成し、c)前記入力信号の同相成分
    x_e及び直交成分x_oと前記ランダム信号の同相成
    分r_e及び直交成分r_oとを、同相成分同士及び直
    交成分同士乗積して同相成分乗積値u_eと直交成分乗
    積値u_oとを作成し、d)当該同相成分乗積値u_e
    と当該直交成分乗積値u_oとを加算して加算値を作成
    し、 e)前記入力信号の振幅成分を抽出してその振幅成分を
    非線形に圧縮し、 f)当該圧縮値と前記加算値とを乗積して秘話信号を作
    成する、 ことを特徴とした音声包絡線スクランブル秘話通信方法
JP62112621A 1987-05-11 1987-05-11 音声包絡線スクランブル秘話通信方法 Expired - Lifetime JPH0754927B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008514159A (ja) * 2004-09-23 2008-05-01 モトローラ・インコーポレイテッド 無線通信システムにおいて無線通信を暗号化する方法及び装置
JP2008515281A (ja) * 2004-09-23 2008-05-08 モトローラ・インコーポレイテッド 無線通信システムにおいて無線通信を暗号化する方法及び装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008514159A (ja) * 2004-09-23 2008-05-01 モトローラ・インコーポレイテッド 無線通信システムにおいて無線通信を暗号化する方法及び装置
JP2008515281A (ja) * 2004-09-23 2008-05-08 モトローラ・インコーポレイテッド 無線通信システムにおいて無線通信を暗号化する方法及び装置

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