JPH03113929A - 秘密通信の同期復帰方式 - 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、送信側で通信データに乱数による処理を施し
て送信し、受信側で受信信号に同じ乱数による逆処理を
施して通信データを復元するように構成した秘密通信に
おいて、特に移動体間或いは基地局移動体間等の、移動
に伴って生起するフェージング現象や、建物、山岳等に
よる電波障害や、さらにはトンネル通過時等の地勢によ
る電波の受信障害に対して、電波障害復帰時に自動的に
同期を回復させる同期回復方式に関するものである。

〔従来の技術］ 送信側で通信データに乱数による処理を施して送信し、
受信側で受信信号に同じ乱数による逆処理を施して通信
データを復元するように構成した秘密通信方式では、乱
数同期のため、通常は予め使用する同じ乱数を送信側お
よび受信側で定めておき、第３図に示すように、初め乱
数のスタート位置を定めるフレーム信号Ｆを送信し、こ
のフレーム信号Ｆから所定位置に定められた位置から乱
数Ｒをスタートさせ、受信側では、フレーム信号Ｆを受
信した後、所定位置から送信側と同一乱数Ｒをスタート
させて通信を行う。すなわち、第２図に示すように、送
信側では、乱数Ｒスタート後の設定された時点から元デ
ータＤを排他論理和回路４に送り、この排他論理和回路
４で乱数Ｒにより秘密化されたデータである通信データ
Ｃに変換して送信する。受信側では、受信した通信デー
タＣを排他論理和回路４に入力し、この排他論理和回路
４で同一乱数Ｒによる逆処理を施して、通信データＣを
元データＤに復元するのである。

また、通信データＣは、定まった基準信号フォーマット
、例えば第４図に示したように、通信データＣの前に通
信データＣのブラケット信号Ｂを配置し、通信データＣ
の後に同期監視信号Ｍを配置した形態の基準信号フォー
マットＦＳに従ってデータを送出するが、基準信号フォ
ーマットＦＳ中には、乱数Ｒの同期監視信号Ｍを挿入し
、受信側では、この同期監視信号Ｍを抽出して常時乱数
Ｒの同期状態を監視する。

同期外れを同期監視信号Ｍによって知った場合には、再
びフレーム信号Ｆと乱数Ｒのスタートを要求し、改めて
最初の同期確立モードに移行し、再同期を達成する。

すなわち、秘密通信を行うには、最初に乱数Ｒのスター
ト位置に関する同期をとる必要があり、この乱数Ｒの同
期がとれるまで元データＤは送れない。従って、基準信
号フォーマットＦＳを定めておいて、通信データＣ領域
を使用して、この中へ乱数Ｒのスタートを定める信号を
送り、この信号で乱数Ｒの同期をとった後、元データＤ
を通信データＣにする。

同期外れの場合には、同期監視信号Ｍによって同期外れ
は検出される。これが検出される時は、同期監視信号Ｍ
領域に別の同期要求信号（異種符号パターンにより、そ
の機能を区分するようにしても良い）を代用して送信側
に知らせ、初めの同期確立手順を踏む。

［発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、例えばトンネル内に移動体が入った場合
には、受信電波は極端に減衰し、正常な受信は不可能と
なり、むしろ受信不能となるのが普通である。

従って、同期監視信号Ｍも受信されないため、受信側で
は同期外れと判断し、再び通信の同期確立のモードに移
行し、同期確立に必要なフレーム信号Ｆと乱数Ｒのスタ
ートを要求し続けることになる。

トンネル内走行中は、受信できないのであるから、送信
しても届かないのが一般である。トンネル通過後は、送
信側への同期要求信号の到達が達成され、再同期動作が
送信側と受信側との間で開始されることになる。

この場合、当然のことながら、基準信号フォーマツ）Ｆ
Ｓ、同期要求信号および同期確立信号の使用ビット数と
ビットレートで定まる再同期時間が必要で、この間、通
信は不能となり通信速度の実質的な低下となる。

そこで、本発明は、上記した従来技術における問題点を
解消すべく創案されたもので、受信不能状態となっても
、再同期動作を必要とせず、自動的に同期を維持させる
ことにより、通信機能の向上を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するための本発明の手段は、送信側で通
信データに乱数による処理を施して送信し、受信側で受
信信号に前記乱数と同一乱数による逆処理を施して通信
データを復元するように構成した秘密通信に適用される
こと、 同期監視信号として、Ｍ系列等の同期外れが検出できる
信号を使用すること、 受信側で、受信電波から抽出したクロックパルスと同等
のクロックパルスを発生させ、外的条件により電波受信
が適正に受信不能となった状態で、クロックパルスによ
り乱数発生器の動作を継続させること、 受信信号に同期ずれが無い場合には受信出力値よりも小
さく、受信信号に同期ずれが有る場合には受信出力値よ
りも大きい値の第１スレッショールドと、減衰した電波
が受信されている場合には受信出力値よりも小さく、電
波が受信されていない場合には受信出力値よりも大きい
値の第２スレッショールドとを予め設定しておくこと、
にある。

〔作用〕

電波は、通信を行う意図のある時にだけ発射されるもの
であるから、受信電源からクロックパルスが抽出される
と云うことは、通信者の通信意志を表すと考えて良い。

この前提に立って、フレーム信号が受信され、乱数をス
タートさせて秘密通信同期が確立された後、通信中に、
例えばトンネル内に移動体が突入した場合には、電波受
信が不能となるため、通信信号は勿論のこと、クロック
パルスも中断する。

通信信号が外的条件で中断したならば、予め受信電波か
ら抽出したクロックパルスに従って、このクロックパル
スと同等のクロックパルスを発生するクロック源を用意
しておき、自動的に乱数発生器の作動を、このクロック
源からのクロックパルスに切り換える。このため、乱数
発生器の作動は、電波受信不可能な状態時にあっても、
このクロック源の安定度に従って電波受信可能状態時と
同期して維持される。

また、電波受信が可能である状態では、必ず同期監視信
号が受信できているので、第１スレッショールドにより
乱数発生器の同期が維持されているか否かを判定し、ま
た受信信号と第２スレッショールドとを比較することに
より、受信出力が第２スレッショールドよりも小さい場
合には、電波受信が不可能な状態であり、同期監視信号
の受信出力が第２スレッショールドよりも大きい場合に
は、電波受信が何等かの外的要因で減衰したと判断する
。

すなわち、受信出力が第２スレッショールドよりも小さ
い場合には、外的条件により電波受信が不可能な状態と
なっていると判断し、切り換えられたクロックパルスに
より乱数発生器を走らせたままにしておく。この状態か
ら、例えばトンネルを通過する等の電波受信を不可能と
する外的条件が消滅した後は、再び電波受信が可能とな
り、乱数の同期は維持されているはずであるので、その
ままで通信可能となる。

この通信可能となった状態において、同期監視信号によ
って、受信出力が第１スレッショールドを超えているこ
とを確認することにより、乱数発生器の同期が確立され
ていることを確認できる。

反対に、受信出力が第１スレッショールドよりも小さい
場合、すなわち受信出力が、第２スレッショールドより
も大きく第１スレッショールドよりも小さい場合には、
何等かの原因により乱数発生器の同期が失われたことに
なるので、従来通り、再同期要求モードに入り、再同期
を行う。

このように、例え外的条件により、−時的に、電波受信
が不可能となったとしても、電波受信可能状態への復帰
の度に、再同期要求モード動作を行うのではなく、−度
受信信号から抽出したクロックパルスの状態をそのまま
維持するようにしたクロックパルスにより、電波受信可
能となるまで乱数発生器の動作を継続させておき、これ
により電波受信可能状態になった際の乱数発生器の同期
を維持して、同期を自動的に復帰させるので、そのまま
で通信が可能となり、再同期要求モード動作に要する時
間を不要とすることができる。

また、通信再開時に、第１および第２スレッショールド
と受信出力との比較により、クロックパルスによる乱数
発生器の同期が維持されているか否かを確認できる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施した受信側の構成例を、第１図に従
って説明する。

第１図中、１は電波を送受信するためのアンテナで、ア
ンテナ１で受信された信号は、送受信部２に入力される
。送受信部２では、信号受信と共に受信信号からクロッ
クパルスし、この抽出したクロックパルスと同等のクロ
ックパルスＣＰを発生するクロック源（通常、電圧制御
発信器ＶＣＯを含むフェイズロックループＰＬＬによっ
て実施している。）を有している。

クロックパルスＣＰと一緒に送受信部２から信号分離部
３に送られた基準信号フォーマットＦＳは、この信号分
離部３で、初期同期用の乱数スタートのフレーム信号Ｆ
と、通信データＣと、通信信号Ｃと同期監視信号Ｍとの
識別用のブラケット信号Ｂと、同期監視信号Ｍとに分離
され、乱数スタートのフレーム信号Ｆは乱数発生器５に
、通信データＣは排他論理和回路４に、同期監視信号Ｍ
は同期監視信号判別部６にそれぞれ入力される。

乱数発生器５は、フレーム信号Ｆの入力に従って、一定
タイミングで作動して、乱数Ｒを排他論理和回路４に出
力し、この排他論理和回路４で通信データＣを元データ
Ｄに復元する。

同期監視信号Ｍを入力する同期監視信号判別部６には、
予め第１スレッショールドＳ１と第２スレッショールド
Ｓ２とが設定されていると共に、送受信部２からクロッ
クパルスＣＰが入力されている。

この同期監視信号判別部６では、第１および第２スレッ
ショールドＳ１、Ｓ２と同期監視信号Ｍとを比較するこ
とにより、信号受信状態の判断、乱数発生器５の同期を
監視、受信不能状態時のクロックパルスＣＰである乱数
発生器動作制御パルスＥによる乱数発生器５の作動制御
等をおこない、同期監視信号Ｍとの比較により、乱数発
生器５の同期が失われたと判断した場合は、再同期要求
部７に作動指令を送り、再同期要求モード動作を行わせ
ることになる。

なお、この同期監視信号判別部６における同期監視信号
Ｍによる乱数発生器５の同期の確認の手法としては、種
々の方法が適用可能であるが、例えば、本願出願人が平
成１年８月３０日付けで出側した平１−特ｌｌ−２２４
１２２号に示したように、受信側で同期監視信号Ｍと同
じビットパターンの基準信号を作成しておき、受信され
た同期監視信号Ｍとこの基準信号とのビットパターンを
比較し、その時の一致ビット数から同期監視信号Ｍの同
期外れの有無を判断するのが良い。

〔発明の効果〕

本発明は、上記した構成となっているので、以下に示す
効果を奏する。

外的条件による一時的な受信不能状態時に、受信電波か
ら抽出したクロックパルスと同じクロックパルスを作り
、このクロックパルスにより乱数発生器の作動を継続さ
せるので、受信可能状態に復帰した際に、乱数発生器の
同期をそのままで復帰させることができることになり、
これにより面倒で時間の掛かる再同期要求モード動作を
行う必要がない。

再同期要求モード動作が不要であるので、再同期要求モ
ード動作に必要とする通信不能状態となる時間を無くす
ことができ、これにより通信速度を向上させることがで
きる。

受信信号を、常に第１および第２スレッショールドと比
較するので、信号の受信状態を常に正確に把握しておく
ことができ、これにより正確な動作を得ることかできる
と共に、無駄な再同期要求モード動作を極力起こさない
ようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施した受信側の回路構成の一例を
示すブロック図である。 第２図は、本発明が実施される秘密通信方式を説明する
ための説明図である。 第３図は、第２図に示した秘密通信に使用される通信信
号を模型的に説明するための説明図である。 第４図は、第２図に示した秘密通信における基準信号フ
ォーマットを示す図面である。 符号の説明 １；アンテナ、２；送受信部、３；信号分離部、４；排
他論理和回路、５：乱数発生器、６；同期監視信号判別
部、７；再同期要求部、Ｂ；データのブラケット信号、
Ｃ；通信データ、Ｄ；元データ、Ｅ；乱数発生器動作制
御パルス、Ｆ；フレーム信号、Ｍ：同期監視信号、Ｒ；
乱数、ＦＳ；基準信号フォーマット、ＣＰ；クロックパ
ルス、Ｓｌｉ第１スレッシシールド、Ｓ２；第２スレッ
ショールド。 ブ釣４鍜 ５１−−一謄′スンツン含−７シＦ Ｓ２−−−噌レクツ（Ｖツシう−ノシＦカ馬ろ勿 乙 （送　イ富ン ベ （受ｆ＃） ｙシカ辺

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）送信側で通信データに乱数による処理を施して送
   信し、受信側で受信信号に前記乱数と同一乱数による逆
   処理を施して通信データを復元するように構成した秘密
   通信において、 同期監視信号として、Ｍ系列等の同期外れが検出できる
   信号を使用し、 受信側で、受信電波から抽出したクロックパルスと同等
   のクロックパルス（ＣＰ）を発生させ、外的条件により
   電波受信が適正に受信不能となった状態で、前記クロッ
   クパルス（ＣＰ）により乱数発生器（５）の動作を継続
   させ、 受信信号に同期ずれが無い場合には受信出力値よりも小
   さく、受信信号に同期ずれが有る場合には受信出力値よ
   りも大きい第１スレッショールド（Ｓ１）と、減衰した
   電波が受信されている場合には受信出力値よりも小さく
   、電波が受信されていない場合には受信出力値よりも大
   きい第２スレッショールド（Ｓ２）とを予め設定し、て
   成る秘密通信の同期復帰方式。