CN1147733A

CN1147733A - 解扰装置

Info

Publication number: CN1147733A
Application number: CN96111392A
Authority: CN
Inventors: 木村和广; 林部茂明; 小泽利行; 平松达夫; 富田义数
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1995-09-11
Filing date: 1996-09-10
Publication date: 1997-04-16
Anticipated expiration: 2016-09-10
Also published as: KR100196306B1; JP3625540B2; KR970019143A; CN1130048C; US5825888A; JPH0983511A

Abstract

在包分析电路101中，检出数据中第一和第二关键码数据。第一和第二关键码生成电路106和107产生第一和第二关键码，借助于其“异或”运算产生加扰关键码。随机数发生器109产生加扰中所使用的PN码，通过将其与数据相加，进行解扰。借助于控制信号CON。控制第一关键码生成电路106，使之只在必要的时间才产生加扰关键码。使得调频数字数据多工广播中接收机内的加扰关键码难于被破译。

Description

解扰装置

本发明涉及在对由给定个数的数字数据构成的数据包进行加扰并将其叠加到一般调频(FM)广播上播送的调频多工广播的接收机中使用的用于解扰的解扰装置，尤其是在传送数据中包括解扰用关键码数据的调频广播接收机中所使用的解扰装置。

在调频广播的发射电波上叠加数字数据的调频多工广播正在实用化，借此，可以传送图文数据。还正在规划在这种调频多工广播中提供交通阻塞信息等，由车辆的导向***把送来的数字数据交通阻塞信息取入、用于途径导向等的交通信息业务(VICS)也正在进行研究。

这里，对于所提出的VICS，其业务对象只限于会员，所以在这种情况下，应发送加扰后的数据。作为这样的加扰方式有，例如1993年6月由广播技术开发协会出版的“关于卫星广播的数据广播的技术条件”中所描述的方式。而且，在该出版物中，描述了卫星广播中具体的加扰和解扰方法。

因此，可以认为，按照上述出版物中所述的方法，能够实现卫星广播中的加扰和解扰。但是，在调频多工广播中所传送的数据包的构成与卫星广播的数据包不同。因此，必须开发适合于调频多工广播的加扰和解扰方式。

本申请人在特愿平7-72740号中提出了适合于调频多工广播的加扰和解扰方式。在该方式中，首先决定在一部分数据包中所包括的关键码数据，基于该关键码数据生成加扰关键码。其次，把该加扰关键码作为起始值，产生给定的随机数，并将该随机数用作对数据进行加扰的PN(伪随机)码。而且，利用所得到的PN码，对给定范围的应该传送的数据包进行加扰。并且，使关键码数据预先包括在不加扰的部分中。

另一方面，在接收端，从接收到的传送数据中取出关键码数据，基于该关键码数据，以与发送端同样的方法，生成加扰关键码和PN码。而且，利用所提到的PN码，对接收到的数据包给定范围的数据进行解扰。

由此，能够进行适于调频多工广播的加扰和解扰。

在这样的***中，加扰关键码是用于解扰的重要数据，必须提高其保密性。但是，在过去的***中，从每个数据包所传送的关键码数据生成加扰关键码，将其作为信号输出。而且，一直到接收到下一个数据包、关键码数据更新之前，所得到的加扰键不变。因而，其间输入的关键码数据和加扰数据成为恒定的了，存在着从关键码数据产生加扰数据的逻辑容易被破译的问题。特别是，虽然这样的装置大多由半导体大规模集成电路(LSI)构成，但是，即使在这种情况下，也存在着通过将装置打开、观测其信号状态，容易破译加扰数据的问题。

本发明是鉴于上述课题而提出的，其目的在于提供解扰结构难于破译的解扰装置。

本发明的解扰装置，在对由给定个数的数字数据构成的数据包进行加扰并将其叠加到一般调频广播上播送的调频多工广播接收机中用于进行解扰，该解扰装置的特征在于，它具有：保持从传送过来的数据包中预定的位置上取出的关键码数据的关键码数据保持电路；基于关键码数据保持电路中保持的关键码数据，产生加扰关键码的加扰关键码生成电路；把由加扰关键码生成电路产生的加扰关键码作为起始值，产生随机数的随机数发生器；基于随机数发生器输出的随机数，对传送数据进行解扰的逻辑电路；根据传送过来的数据包内数据的接收时序输出时序信号的时序发生电路，按照来自上述时序发生电路的时序信号，控制前述加扰关键码生成电路中产生加扰关键码的时间。这样，在本发明中，由时序发生电路控制产生加扰关键码的时间。因此，能够限定产生加扰键所需的条件，例如，只在必要的期间内产生，能够改善加扰的保密性。

另外，上述加扰关键码生成电路的特征在于，根据来自上述时序发生电路的时序信号，只在给定的期间内才产生加扰关键码。因而，通过对信号的观察来观测加扰关键码的时间很短，难于破译。

另外，本发明的解扰装置，在对由给定个数数字数据构成的数据包进行加扰，并将其叠加到一般调频广播上播送的调频多工广播接收机中用来进行解扰，该解扰装置的特征在于，它具有：保持从传送过来的数据包内的第一给定位置上提取的第一关键码数据的第一关键码数据保持电路；保持从传送过来的数据包内的第二给定位置上提取的第二关键码数据的第二关键码数据保持电路；基于第一关键码数据保持电路中保持的第一关键码数据，产生第一关键码的第一关键码生成电路；基于第二关键码数据保持电路中保持的第二关键码数据，产生第二关键码的第二关键码生成电路；对第一和第二关键码生成电路中产生的第一和第二关键码进行逻辑运算处理，产生加扰关键码的逻辑电路；把逻辑电路中产生的加扰关键码作为起始值，产生随机数的随机数发生器；基于来自随机数发生器的随机数，对传送数据进行解扰的逻辑电路；根据传送过来的数据包内数据的接收时序，输出时序信号的时序发生电路，通过来自上述时序发生电路的时序信号，控制前述第一关键码生成电路中产生第一关键码的时间。这样，通过设置两种关键码数据，使加扰变得更高级了。而且，通过控制第一关键码的产生，利用比较简单的装置，就能对可靠的加扰关键码的产生进行控制。

还有，上述第一关键码生成电路的特征在于，根据来自上述时序发生电路的时序信号，只在规定的期间内才产生第一关键码。

还有，上述时序发生电路的特征在于，具有传送数据中数据包前缀数据的分析装置；基于由该分析装置分析后的前缀数据的内容，对解扰操作进行控制。在前缀数据中，加入数据包序号。而且，在数据包中，存在着不加扰的部分。因此，根据前缀的内容、控制加扰关键码的产生，通过对解扰操作进行控制，可以停止不需要的解扰操作。

另外，上述时序发生电路的特征在于，具有识别数据包内各数据位置的位位置识别电路，基于该位位置识别电路的识别结果，对解扰操作进行控制。按照各数据包的位位置，有加扰的地方和不加扰的地方。通过位位置的识别，可以控制解扰的操作。

上述时序发生电路的特征还在于，具有：传送数据中数据包前缀数据的分析装置；和识别数据包内各数据位置的位位置识别电路，基于由上述分析装置分析后的前缀数据的内容、和上述位位置识别电路的识别结果这两个方面，对解扰操作进行控制。

还有，前述随机数发生器的特征在于，它包括：把加扰关键码作为起始值接受的给定位数的移位寄存器；和在对该移位寄存器给定的多位输出进行逻辑运算以后，把运算结果反馈回去的逻辑反馈电路。

下面，基于附图，说明适于本发明的实施形态。

图1为示出实施形态整体构成的方框图；

图2为示出实施形态操作的流程图；

图3为示出实施形态操作的流程图；

图4为示出数据包构成的图；

图5为示出实施形态操作定时的时序图；

图6为示出第一关键码生成电路构成的图；

图7为示出第一关键码生成电路真值表的图；

图8为示出随机数发生器构成的方框图；

图9为示出随机数发生部分构成的方框图。

图1为示出实施形态的构成的方框图，利用调频多工接收机接收以后，通过带通滤波器取出的多工数据，在进行数据解调和纠错的LSI中接受处理，作为给定的形式，从数据输入端DIN输入到包分析电路101上。再者，一直到多工数据的解调和纠错，其构成可从现有技术知道，在这里，省略其说明。包分析电路101从输入数据(数据以包为单位)取出在其规定位置上的前缀。然后，把取出的前缀提供到前缀分析电路102上。前缀分析电路102从前缀的数据内容分析数据包的序号等。

包分析电路101把包数据提供到位位置识别电路103上。位位置识别电路103从输入数据识别包内数据中各数据的位位置。

另一方面，包分析电路101取出在数据包的给定位位置上所包括的第一关键码数据，将其提供到第一关键码数据寄存器104上，还取出在数据包的其它给定位位置上所包括的第二关键码数据，将其提供到第二关键码数据寄存器105上。而且，第一关键码数据寄存器104保持该第一关键码数据，第二关键码数据寄存器105保持第二关键码数据。

把第一关键码数据寄存器104中保持着的第一关键码数据提供到第一关键码生成电路106上，第一关键码发生电路106基于第一关键码数据产生对其有给定关系的第一关键码。还有，把第二关键码数据寄存器105中保持着的第二关键码数据提供到第二关键码生成电路107上，在这里，产生第二关键码。

把来自第一关键码生成电路106和第二关键码生成电路107的第一和第二关键码提供到“异或”电路108上，在这里，进行此二者的“异或”运算。再者，因为“异或”运算与数字数据的相加是相同的，所以，在图中，用加法器表示“异或”电路。

“异或”电路108的输出为加扰关键码(KDATA)，把该加扰关键码提供到随机数发生器109上。随机数发生器109把加扰关键码作为起始值，产生解扰用的码(PNOUT)。

另外，时序发生电路110识别从前缀分析电路102提供的数据包序号和从位位置识别电路103提供的数据包中的位位置，并产生第一关键码生成电路106操作控制用的控制信号(CON)、随机数发生器109的起始值装入信号(LOAD)、随机数发生用的时钟脉冲(CK)。再者，把来自时钟脉冲发生电路111的时钟脉冲信号提供到时序发生电路110上，时序发生电路110基于该时钟脉冲信号而操作。

而且，第一关键码发生电路106根据控制信号(CON)，只在对应于把起始值装入随机数发生器109的时间的规定期间内才产生第一关键码。还有，随机数发生器109在由起始值装入信号(LOAD)决定的时间，取出移位寄存器中的加扰关键码，根据随机数发生用的时钟脉冲(CK)使移位寄存器的数据移位，产生给定的随机数。

虽然把随机数发生器109的输出即PNOUT提供到“异或”电路112上，但是，把来自包分析电路101的包数据也提供到该“异或”电路112上，此二者是同步的。因此，通过“异或”电路112进行解扰，解扰以后的数据DOUT从这里输出。再者，输出不需要解扰的数据时，因为随机数109不产生随机数，所以，包数据直接从“异或”电路112输出。

其次，基于图2和图3的流程图，说明本发明实施形态的操作。

首先，接收到的数据包输入到包分析电路101上时(S1)，包分析电路101就根据位于数据包中1～32位上的前缀的内容，判定该数据包是第一包或是第二包(S2)。在这里，数据包指的是从接收到的数据块中把块识别码和纠错码除掉以后的176位的数据；这种数据包如图4所示，前面的32位为前缀，其后，到176位为数据块。再者，多个包合到一起的数据块构成数据组；在这种数据组内数据组数据的最前头部分上，设置数据标题。

在S2中判定为第一或第二包的情况下，判定是否存在第一关键码数据(S3)，当存在第一关键码数据时，把第一关键码数据存储到第一关键码数据寄存器104(S4)。再者，把紧接在上述数据组数据的数据标题之后的4位分配给第一关键码数据，如图4所示，位于第二包上。而且，因为根据数据的内容就可以明了其位置，所以，取出该位置的数据即可。另外，还考虑了在该位置不***第一关键码数据的数据形式，这时，从该位置取出第一关键码数据即可。还有，对于该第一关键码数据，在预先规定为简易加扰的情况下，在对该简易扰码进行解扰之后，把第一关键码数据取出，将其存储到第一关键码数据寄存器104中。

在S4中已存储了第一关键码数据以及在S2和S3中判定为“否”的情况下，判定是否为第三包以后的包(S5)。如果不是第三包以后的，则返回到S1上，输入下一个数据包。是第三包以后的时，把第二关键码数据存储到第二关键码数据寄存器105中(S6)。如图4所示，可以把该第二关键码数据设定到第三～第七包(包的序号为2～6)的给定位置上。例如，可以把前缀的数据组序号、数据包的序号等作为第二关键码数据。

在把第二键数据存储起来的情况下，判定位位置是否等于40(S7)。这是为了识别解扰的范围，因为加扰的范围是第三～第七包的41位～176位。

如果位位置是第40位，则由第二关键码生成电路107产生第二关键码(S8)。该第二关键码例如可以基于第二关键码数据以给定方法通过随机数化进行。

其次，由第一关键码生成电路106，产生第一关键码(S9)。该第一关键码例如可以通过变换成位数大于将第一关键码数据按序号预先存储后的位数的数据而产生。

然后，通过第一关键码和第二关键码的“异或”运算产生加扰关键码(KDATA)，将其作为起始值输入到随机数发生器109中(S10)。而且，当该加扰关键码的输入终了时，在第一关键码中产生无效数据，将第一关键码消除(S11)。

另一方面，在随机数发生器109中，把加扰关键码(KDATA)作为起始值，产生随机数(解扰码)，实际上这是发送数据加扰时使用的代码，一面使用该解扰随机数使包数据移位，一面使解扰一直进行到包的最后一位(S12～S14)。

图5为示出本实施例操作的时序图。示出数据包2～4输入进来的情况。第一关键码数据通常在第二包内，在第三包的输入时刻确定，切换第一关键码数据寄存器104的存储内容。第二关键码在第三～第七包前缀的输入时刻确定数据。因此，在各包中，在该时刻切换第二关键码数据寄存器105的存储内容。

而且，第一关键码生成电路106只在从位位置40到41的期间内，产生第一关键码。另一方面，第二关键码一直到位位置40时确定并切换。只在产生第一关键码的期间内，才输出加扰关键码(KDATA)。

送往随机数发生电路109、指示产生加扰关键码的时间的装入信号(LOAD)，在接受到位位置已经变成为第40位以后才产生。此外，控制第一关键码生成电路106，使之只在该装入信号(LOAD)为H(高电平)时，才产生第一关键码。

还有，解扰操作，即把随机数发生器109的输出与包数据相加(取“异或”)的操作，对加扰的第三包～第七包中第41位～第176位进行。

这样，在本实施形态中，通过只在给定的短期间内产生第一关键码，使得加扰关键码(KDATA)的产生期间也变成为只在短期间内了。因而，即使打开来看具有解扰功能的集成电路，观测内部信号的操作，也难于破译在解码中极为重要的加扰关键码。因而，利用所谓控制第一关键码的产生这样比较简单的装置，可以提高加扰处理的安全性。

图6示出第一关键码生成电路106的构成例。在该例中，第一关键码生成电路106由反相器601和604、“与非”602和605、“异或”门603和606构成，从2位的关键码数据A0和A1输出4位的第一关键码B0、B1、B2、B3。

把A1和由反相器601反相后的A0输入到“与非”门602上。把“与非”门602的输出和控制信号CON输入到“异或”门603上。还有，把A0和由反相器604反相后的A1输入到“与非门”605上，把“与非”门605的输出和控制信号CON输入到“异或”门606上。而且，“异或”门606的输出作为B0和B1，“异或”门603的输出作为B2和B3。

这样的第一关键码生成电路106的真值表，如图7所示。而且，当控制信号CON为零时，为无效输出。通过该电路，从2位的关键码数据得到4位的第一关键码。而且，通过控制信号CON，可得到只在给定的期间内才有效的第一关键码。

再者，在该例中，示出了从2位的第一关键码数据得到4位第一关键码的结构，但是，实际上可以构成从16位的主关键码数据得到32位的主关键码的结构。

图8示出随机数发生器109的构成例。把加扰关键码(KDATA)输入到保持该加扰关键码的随机数发生数据寄存器300上。把随机数发生数据寄存器300中给定部分的数据K1、K2、…Kn分别提供到n个随机数发生部301～30n上。随机数发生部301～30n由移位寄存器构成，把时钟脉冲CK2提供到随机数发生部301～30n上。而且，借助于时钟脉冲CK2，输出分别相应于起始值的随机数NOUT1～NOUTn。随机数NOUT1～NOUTn分别输入到门电路311～31n上。门电路311～31n由“与”、“或”等逻辑电路构成，把各包中数据包序号的一部分(例如，4位)作为修正控制数据提供到门电路311～31n上。因而，在门电路311～31n中，可以修正随机数NOUT1～NOUTn。

把各门电路311～31n的输出输入到门电路320上，在这里，把全部输出按每个位相加，并按每个位输出用于解扰的码PNOUT。

借助于这样的构成，从加扰关键码可以得到用于规定的解扰的码PN。而且，随机数发生数据寄存器300也可这样构成，即它只在必要时才输出正确的数据K1～Kn并将其装入各随机数发生部301～30n中。例如，随机数发生数据寄存器300可在装入信号(LOAD)上升时，输入加扰关键码(KDATA)；随机数发生部301～30n在装入信号下降时输入数据K1～Kn，顺位位置为第41位时，输入下一个无效的加扰关键码。

图9示出随机数发生部301～30n的构成例。在该例中，具有m个移位寄存器401～40m，把前级的输出Q依次输入到次级的输入D上，把末级的输出Q通过“异或”门410输入到第一级的输入D上。还有，在“异或”门410的另一端上，输入移位寄存器401～40m中预先设定的一个寄存器40i(i为1～m中的任一个)的输出Q。

而且，把m位的加扰关键码数据K(在该例中，为K1)提供到各移位寄存器上，通过装入信号(LOAD)把该数据K1作为起始值，送到各移位寄存器上。还有，把时钟CK2输入到各移位寄存器401～40m上，通过该时钟CK2使数据移位，在输出端可以得到规定的输出NOUT(在该例中，为NOUT1)。

再者，如上所述的解扰码的目的在于与发送端所使用的加扰码相同，用于决定该值的构成也与发送端完全相同。但是，在发送端的构成中，不需要限定只在给定期间内发产生第一关键码的结构。

还有，在VICS业务中，有各种业务。按照业务的类别，有时也有可以不加扰，可以认为，也有不加扰就发射的业务。因此，可根据前缀中的业务识别数据的内容，来控制解扰操作。即，业务识别有该规定内容(不加扰的业务)时，可以不产生用于解扰的码PNOUT。

Claims

1.一种解扰装置，在对由给定个数的数字数据构成的数据包进行加扰并将其叠加到一般调频广播上播送的调频多工广播的接收机中用来进行解扰，该解扰装置的特征在于，它具有：

保持从传送过来的数据包中预定的位置上取出的关键码数据的关键码数据保持电路；

基于该关键码数据保持电路中保持的关键码数据，产生加扰关键码的加扰关键码生成电路；

把由该加扰关键码生成电路产生的加扰关键码作为起始值，产生随机数的随机数发生器；

基于从该随机数发生器输出的随机数，对传送数据进行解扰的逻辑电路；

根据传送过来的数据包内数据的接收时序，输出时序信号的时序发生电路，

通过来自上述定时发生电路的时序信号，控制上述加扰关键码生成电路中产生加扰关键码的时间。

2.根据权利要求1所述的解扰装置，其特征在于，所述加扰关键码生成电路根据来自上述时序发生电路的时序信号，只在规定的期间内才产生加扰关键码。

3.一种解扰装置，在对由给定个数的数字数据构成的数据包进行加扰并将其叠加到一般调频广播上播送的调频多工广播的接收机中用来进行解扰，该解扰装置的特征在于，它具有：

保持从传送过来的数据包内的第一给定位置上提取的第一关键码数据的第一关键码数据保持电路；

保持从传送过来的数据包内的第二给定位置上提取的第二关键码数据的第二关键码数据保持电路；

基于第一关键码数据保持电路中保持的第一关键码数据，产生第一关键码的第一关键码生成电路；

基于第二关键码数据保持电路中保持的第二关键码数据，产生第二关键码的第二关键码生成电路；

对第一和第二关键码生成电路中产生的第一和第二关键码进行逻辑运算处理，产生加扰关键码的逻辑电路；

把上述逻辑电路中产生的加扰关键码作为起始值，产生随机数的随机数发生器；

基于来自上述随机数发生器的随机数，对传送数据进行解扰的逻辑电路；

通过来自上述定时发生电路的时序信号，控制上述第一关键码生成电路中产生第一关键码的时间。

4.根据权利要求3中所述的解扰装置，其特征在于，上述第一关键码生成电路根据来自上述时序发生电路的时序信号，只在规定的期间内才产生第一关键码。

5.根据权利要求1～4所述的解扰装置，其特征在于，上述时序发生电路具有传送数据中数据包前缀数据的分析装置，基于由该分析装置检测的前缀数据的内容，对解扰操作进行控制。

6.根据权利要求1～4所述的解扰装置，其特征在于，上述时序发生电路具有识别数据包内各数据位置的位位置识别电路，基于该位位置识别电路的识别结果，对解扰操作进行控制。

7.根据权利要求1～4所述的解扰装置，其特征在于，上述时序发生电路具有：传送数据中数据包前缀数据的分析装置；和识别数据包内各数据位置的位位置识别电路，基于由上述分析装置检测的前缀数据的内容，和上述位位置识别电路的识别结果这两个方面，对解扰操作进行控制。

8.根据权利要求1～7所述的解扰装置，其特征在于，上述随机数发生器包括：把加扰关键码作为起始值接受的给定位数的移位寄存器；和在对该移位寄存器给定的多位输出进行逻辑运算以后，把运算结果反馈回去的逻辑反馈电路。