JPH0334704B2 - - Google Patents

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JPH0334704B2
JPH0334704B2 JP21736884A JP21736884A JPH0334704B2 JP H0334704 B2 JPH0334704 B2 JP H0334704B2 JP 21736884 A JP21736884 A JP 21736884A JP 21736884 A JP21736884 A JP 21736884A JP H0334704 B2 JPH0334704 B2 JP H0334704B2
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JP
Japan
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signal
frequency
pass filter
band
filter
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JP21736884A
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Japanese (ja)
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JPS6196843A (en
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Ryukichi Tomita
Kazuyoshi Watanabe
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Anritsu Corp
Original Assignee
Anritsu Corp
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04KSECRET COMMUNICATION; JAMMING OF COMMUNICATION
    • H04K1/00Secret communication
    • H04K1/04Secret communication by frequency scrambling, i.e. by transposing or inverting parts of the frequency band or by inverting the whole band

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、有線、無線、その他の伝送媒体を
介して伝送される情報を秘匿するための信号処理
装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a signal processing device for concealing information transmitted via wired, wireless, or other transmission media.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

通信媒体を介して送信されている音声信号、画
像信号等を第3者に傍受されたときでも、その情
報がどのような内容のものか容易に理解できない
ように秘匿(以下、単に秘話という)する各種秘
話装置が提案されている。
Concealing audio signals, image signals, etc. transmitted via communication media so that even if they are intercepted by a third party, the information cannot be easily understood (hereinafter simply referred to as confidential information) Various confidential communication devices have been proposed.

第3図はかゝる秘話方式の簡便な一例を示すブ
ロツク図で、1は送信側の増幅器、2は発振器、
3は送信信号と前記発振器2の出力を混合する混
合器、4は前記混合器3で形成されたビート周波
数から所定の帯域内にある信号を通過させるフイ
ルタ、5は送信装置である。
Fig. 3 is a block diagram showing a simple example of such a confidential communication system, in which 1 is an amplifier on the transmitting side, 2 is an oscillator,
3 is a mixer that mixes the transmission signal and the output of the oscillator 2; 4 is a filter that passes signals within a predetermined band from the beat frequency formed by the mixer 3; and 5 is a transmitter.

又、6は送信側から通信媒体Lを介して送られ
てきた信号を受信する受信装置、7は発振器8の
信号と受信された信号を混合する混合器、9は前
記混合器7から所定の帯域の信号を通過するフイ
ルタを示す。
Further, 6 is a receiving device that receives a signal sent from the transmitting side via the communication medium L, 7 is a mixer that mixes the signal from the oscillator 8 and the received signal, and 9 is a predetermined signal from the mixer 7. This shows a filter that passes band signals.

このような装置で送信情報が音声信号fV(0.3〜
3KHz)の場合は、発振器2の発振周波数を例え
ば3.3KHzに設定すると、混合器3より3.3KHz−fV
の信号がフイルタ4を介して出力される。
In such a device, the transmitted information is an audio signal f V (0.3 ~
3KHz), if the oscillation frequency of oscillator 2 is set to 3.3KHz, mixer 3 will generate 3.3KHz−f V
The signal is outputted via the filter 4.

この3.3KHz−fVの信号はもとの音声信号fVの周
波数を反転したものになるから、この信号を送信
装置5より送信すると、第3者がこれを傍受した
ときも内容が理解できないものになる。
This 3.3KHz-f V signal is the inverted frequency of the original audio signal f V , so if this signal is transmitted from the transmitter 5, even if a third party intercepts it, it will not be able to understand the content. Become something.

受信側では送信されてきた3.3KHz−fVの信号を
混合器7入力し、送信側と同一の発振周波数とな
つている発振器8の出力と混合すると、フイルタ
9からもとの音声信号fVを抽出することができ
る。
On the receiving side, the transmitted 3.3KHz-f V signal is input to the mixer 7 and mixed with the output of the oscillator 8, which has the same oscillation frequency as the transmitting side, and the filter 9 outputs the original audio signal f V. can be extracted.

母音を特徴づける優勢な周波数成分をホルマン
トと言うが、母音には数個のホルマントがあり周
波数の低いほうから第1ホルマント、第2ホルマ
ント、…という。第4図は横軸を第1ホルマント
F1、縦軸を第2ホルマントF2にとつた各日本語
母音のホルマントアイウエオの周波数分布を示す
図である。つまり、頻度が集中する領域は、0.3
〜1.0KHz付近に集中していることが分かる。
The dominant frequency component that characterizes a vowel is called a formant, and a vowel has several formants, starting from the lowest frequency: the first formant, the second formant, etc. In Figure 4, the horizontal axis is the first formant.
FIG . 3 is a diagram showing the frequency distribution of the formant Aiueo of each Japanese vowel, with F 1 and the vertical axis taken as the second formant F 2 . In other words, the area where the frequency is concentrated is 0.3
It can be seen that it is concentrated around ~1.0KHz.

そのため、音声信号fVの周波数スペクトルは第
5図aに示すように0.5〜1.0KHz附近をピークと
する3角形波で表示されることになるが、この音
声信号fVが前述した発振器2、及び混合器3によ
つて周波数反転処理され第5図bのようになり、
さらに第5図cに示すような帯域制限のある通信
媒体を通過して受信されたときには斜線で示した
信号領域が劣化したものになる。
Therefore, the frequency spectrum of the audio signal f V is displayed as a triangular wave with a peak around 0.5 to 1.0 KHz as shown in FIG. 5a . and is subjected to frequency inversion processing by the mixer 3, resulting in the result as shown in FIG. 5b,
Furthermore, when the signal is received through a band-limited communication medium as shown in FIG. 5c, the signal area shown by diagonal lines becomes degraded.

したがつて、受信側で発振器8、混合器7によ
つて、再び周波数反転処理を行い、原信号を再現
しても第5図dに示すように音声のエネルギーが
集中している一部分0.3〜0.6KHz領域の信号が劣
化した出力が得られるから、音質が著るしく悪く
なるという問題がある。
Therefore, even if the frequency inversion process is performed again by the oscillator 8 and mixer 7 on the receiving side and the original signal is reproduced, as shown in FIG. Since the output is obtained in which the signal in the 0.6KHz region is degraded, there is a problem in that the sound quality deteriorates significantly.

又、上述した周波数反転方式に対して、第6図
aに示すように音声信号fVを周波数領域f1〜f10
周波数分割し、これを第6図bのように置き換え
る周波数分割置換方式による秘話装置も考えられ
ているが、この場合も、例えばSSB無線方式にみ
られるように伝送帯域の上側、及び下側で前述し
た第5図cのような帯域制限が加えられると、斜
線の周波数領域の部分が劣化し、受信側で再びも
との音声スペクトルとなるように置き換えても、
第6図cに示すように、例えば周波数領域f2
f3,f5が欠落したものになり、音質が著しく悪化
するという問題点がある。
In contrast to the frequency inversion method described above, there is also a frequency division permutation method in which the audio signal f V is divided into frequency regions f 1 to f 10 as shown in FIG. 6 a, and this is replaced as shown in FIG. 6 b. A confidential communication device is also being considered, but in this case as well, if band restrictions are added to the upper and lower parts of the transmission band as shown in Figure 5c, as seen in the SSB wireless system, the diagonal line Even if the frequency domain part deteriorates and is replaced on the receiving side so that it becomes the original audio spectrum again,
As shown in FIG. 6c, for example, the frequency domain f 2 ,
There is a problem that f 3 and f 5 are missing, and the sound quality deteriorates significantly.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

このように従来の周波数反転方式、又は周波数
分割置換方式による秘話装置では、特にFM無線
機や、SSB無線機で情報を伝送する際に、帯域制
限をうけることによつて著しく音質が損われ、原
信号が忠実に再現できないという問題がある。
In this way, with conventional communication devices using the frequency inversion method or the frequency division permutation method, the sound quality is significantly impaired due to band restrictions, especially when transmitting information using FM radios or SSB radios. There is a problem that the original signal cannot be faithfully reproduced.

そのため、対策としてプリエンフアシス回路や
コンパンダ回路を使用して音質の向上をはかるこ
とが考えられているが、この場合も回路が複雑と
なり、かつ送受信装置のコストアツプを招くとい
う欠点がある。
Therefore, as a countermeasure, it has been considered to improve the sound quality by using a pre-emphasis circuit or a compander circuit, but this also has the disadvantage that the circuit becomes complicated and the cost of the transmitting/receiving device increases.

この発明はかゝる実状にかんがみてなされたも
ので、伝送システムが帯域制限をうけている場合
も信号の劣化が少ない秘話装置を提供することを
目的としてなされたものである。
The present invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to provide a secure communication device that exhibits less signal deterioration even when the transmission system is subject to band restrictions.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明は秘話処理を行う、周波数スペクトル
のエネルギー帯域が中間周波数に集中している信
号の低域側周波数領域と高域側周波数領域をそれ
ぞれ抽出するためのローパスフイルタと、ハイパ
スフイルタを設けるとともに、中間周波数領域を
抽出するバンドパスフイルタを設け、前記バンド
パスフイルタから出力される中間周波数領域の信
号に秘話処理を施し、この秘話処理を行つた信号
と、前記ローパスフイルタ、及びハイパスフイル
タで抽出した信号を合成して伝送する。
The present invention provides a low-pass filter and a high-pass filter for respectively extracting a low frequency region and a high frequency region of a signal in which the energy band of the frequency spectrum is concentrated at an intermediate frequency, and which performs secret processing. A band-pass filter for extracting an intermediate frequency region is provided, a confidential signal processing is performed on the signal in the intermediate frequency region outputted from the band-pass filter, and the signal subjected to the confidential signal processing is extracted by the low-pass filter and the high-pass filter. Combine and transmit signals.

そして、受信側では伝送されてきた信号を送信
側と同様に、ローパスフイルタ、ハイパスフイル
タ、及びバンドパスフイルタによつて分離し、バ
ンドパスフイルタによつて抽出された秘話化され
ている信号に対して復調処理を行い、もとの送信
情報を復元するようにする。
Then, on the receiving side, the transmitted signal is separated using a low-pass filter, a high-pass filter, and a bandpass filter in the same way as on the transmitting side, and the polarized signal extracted by the bandpass filter is demodulation processing is performed to restore the original transmitted information.

〔作用〕[Effect]

伝送システム、又は伝送線路における帯域制限
によつて劣化し易い低周波数信号成分、及び特に
高周波信号成分に対しては秘話化処理を行わず伝
送信号の中間周波数成分のみ周に波数反転方式、
又は周波数分割置換方式等による秘話処理を行つ
ているので、伝送帯域に制限がある場合も信号の
エネルギーが集中している周波数領域の秘話化部
分における信号の劣化がなくなり、受信側で原信
号を忠実に再現できるようになる。
A wave number inversion method in which only the intermediate frequency component of the transmission signal is used, without polarization processing for low frequency signal components that are easily degraded by band limitations in the transmission system or transmission line, and especially for high frequency signal components.
Or, because it performs polarization processing using a frequency division permutation method, even if the transmission band is limited, there is no signal deterioration in the polarization part of the frequency region where the signal energy is concentrated, and the receiving side can easily reproduce the original signal. It will be possible to reproduce it faithfully.

又、低域側にコントロール信号等を挿入したと
きも、秘話化によつてその周波数が高域側にシフ
トされることがないので、該コントロール信号の
レベルを低下させることがなく秘話通信を行うこ
とができる。
Furthermore, even when a control signal or the like is inserted into the low frequency side, the frequency is not shifted to the high frequency side due to privacy, so confidential communication is performed without lowering the level of the control signal. be able to.

〔実施例〕〔Example〕

第1図はこの発明の一実施例を示す秘話装置の
ブロツク図を示したもので、10は伝送信号、例
えば音声信号の増幅器、11aは伝送信号の中間
周波数領域を通過させるバンドパスフイルタ、1
2a,13aは伝送帯域が制限されているとき、
ほぼその下限周波数及び上限周波数をカツトオフ
周波数とするローパスフイルタとハイパスフイル
タであつて、前記バンドパスフイルタ11aで選
択された中間周波数領域外の信号を通過させるも
のである。
FIG. 1 shows a block diagram of a secret communication device according to an embodiment of the present invention, in which 10 is an amplifier for a transmission signal, for example, a voice signal, 11a is a bandpass filter that passes the intermediate frequency region of the transmission signal, and 1
2a and 13a when the transmission band is limited,
They are a low pass filter and a high pass filter whose cutoff frequencies are approximately the lower limit frequency and upper limit frequency, and allow signals outside the intermediate frequency range selected by the band pass filter 11a to pass.

14aは前述した周波数反転方式、又は周波数
分割置換方式等によつて信号処理を行い、信号の
秘話化を行う秘話回路、15aは秘話化された信
号からなる必要な帯域の信号を抽出するフイル
タ、16aは前記ローパスフイルタ12aと、ハ
イパスフイルタ13aの信号と、秘話化された信
号とを合成する合成回路、17aは変調又はデジ
タル化された信号を形成し、これを送信するため
の送信装置である。
14a is a polarization circuit that performs signal processing using the aforementioned frequency inversion method or frequency division permutation method to polarize the signal; 15a is a filter that extracts a signal in a necessary band from the polarized signal; 16a is a synthesizing circuit that synthesizes the signals of the low-pass filter 12a, the high-pass filter 13a, and the polarized signal; 17a is a transmitting device that forms a modulated or digitized signal and transmits it. .

上述した送信系に対し、受信系にも同様な装置
が設けられている。
In contrast to the above-described transmission system, a similar device is provided in the reception system.

すなわち、受信装置17bの出力にはバンドパ
スフイルタ11b、ローパスフイルタ12b、ハ
イパスフイルタ13bが接続され、バンドパスフ
イルタ11bから抽出された秘話化した信号は原
信号に戻すための復秘話回路14bに供給され
る。そして復元された信号の必要な帯域の信号を
フイルタ15bによつて抽出し、合成回路16b
に入力する。
That is, a bandpass filter 11b, a lowpass filter 12b, and a highpass filter 13b are connected to the output of the receiving device 17b, and the polarized signal extracted from the bandpass filter 11b is supplied to a decryption circuit 14b for returning the original signal. be done. Then, a signal in a necessary band of the restored signal is extracted by a filter 15b, and a synthesis circuit 16b
Enter.

この発明の秘話装置は上記したように構成され
ているので、伝送信号が音声信号fVのときは、ま
ず、伝送帯域が制限される上限、及び下限の周波
数fU,fLをカツトオフ周波数とする各フイルタ
(11a,12a,13a)によつて分離し、バ
ンドパスフイルタ11aで抽出された中間の周波
数領域のみ秘話回路14aにおいて信号処理を施
し、ローパスフイルタ12aから出力されている
低域周波数の信号と、ハイパスフイルタ13aか
ら出力されている高域周波数とを合成回路16a
において合成し、第2図aのスペクトル波形とし
て送信装置17aから伝送線路(媒体)に送出す
る。
Since the secret communication device of the present invention is configured as described above, when the transmission signal is an audio signal fV , first, the upper limit and lower limit frequencies f U and f L at which the transmission band is limited are set as cutoff frequencies. are separated by each filter (11a, 12a, 13a), and only the intermediate frequency region extracted by the bandpass filter 11a undergoes signal processing in the secret circuit 14a, and the low frequency range output from the lowpass filter 12a is processed. A synthesis circuit 16a combines the signal and the high frequency output from the high pass filter 13a.
The signals are synthesized at the transmitter 17a and sent to the transmission line (medium) as the spectrum waveform shown in FIG. 2a.

したがつて、前述した伝送線路、又は伝送シス
テムの帯域制限によつて第2図aの斜線で示す低
域側及び高域側の信号が劣化しても、音声の主要
な周波数分(0.3〜1KHz)は劣化しない状態で送
信することができる。そして、この主要な周波数
成分には秘話化が施されているから音声信号fV
秘匿は十分達成されている。
Therefore, even if the low-frequency and high-frequency signals indicated by the diagonal lines in Figure 2a are degraded due to the aforementioned transmission line or band limit of the transmission system, the main frequencies of the voice (0.3~ 1KHz) can be transmitted without deterioration. Since this main frequency component is masked, the confidentiality of the audio signal fV is sufficiently achieved.

受信側で復元された信号のスペクトル波形は、
第2図bに示すようになり、秘話化により音声エ
ネルギーの集中している0.3〜1KHzの部分の信号
の劣化はみられない。そのため、特に、SSB無線
機や、FM無線機のように帯域が制限されるとき
の秘話化に有効であり、又、有線の電話回線にお
ける秘話化にも効果がみられる。
The spectral waveform of the signal restored at the receiving end is
As shown in Fig. 2b, there is no signal deterioration in the 0.3 to 1 KHz range where voice energy is concentrated due to polarization. Therefore, it is particularly effective for privacy when the band is limited, such as in SSB radios and FM radios, and is also effective for privacy on wired telephone lines.

なお、音声信号(fV)にかゝわらず、一般に音
声の伝送信号は第5図aに示したような三角形状
の周波数スペクトルを持つているので、例えばテ
レビ電話、音声信号等に対しても、この発明の秘
話装置は有用なものになる。
Note that regardless of the audio signal (f V ), audio transmission signals generally have a triangular frequency spectrum as shown in Figure 5a. The confidential communication device of this invention will also be useful.

又、各フイルタ11a〜13a及び秘話回路1
4aはデシタル信号処理回路形式のものでも実行
できることは云うまでもない。
Moreover, each filter 11a to 13a and the confidential circuit 1
It goes without saying that 4a can also be implemented in the form of a digital signal processing circuit.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、この発明の秘話装置は、
伝送帯域で周波数制限をうけるときは、その周波
数領域を除去した信号に対してのみ秘話処理を施
し、秘話処理を行わない信号と合成して秘話化さ
れた信号を形成し、この信号を伝送線路、又は伝
送媒体に送出する構成としているから、特に、狭
い伝送帯域を使用して秘話通信を行うときには信
号の劣化が軽減されるという利点がある。
As explained above, the confidential communication device of this invention is
When a transmission band is subject to frequency restrictions, only the signal from which that frequency region has been removed is subjected to polarization processing, combined with a signal that is not subjected to polarization processing to form a polarized signal, and this signal is passed through the transmission line. , or a transmission medium, there is an advantage that signal deterioration is reduced, especially when performing confidential communication using a narrow transmission band.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例を示す秘話装置の
ブロツク図、第2図はこの発明の装置による信号
のスペクトル波形の説明図、第3図は従来技術に
より秘話装置の一例を示すブロツク図、第4図は
音声の周波数スペクトルに関する説明図、第5図
は音声の周波数スペクトルと通信媒体の通過帯域
との関係を示す説明図、第6図は周波数分割置換
方式による秘話装置の周波数スペクトルについて
の説明図である。 図中、10は増幅器、11a,11bはバンド
パスフイルタ、12a,12bはローパスフイル
タ、13a,13bはハイパスフイルタ、14a
は秘話回路、14bは復秘話回路、16a,16
bは合成回路を示す。
FIG. 1 is a block diagram of a secret device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of the spectrum waveform of a signal by the device of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram showing an example of a secret device according to the prior art. , Fig. 4 is an explanatory diagram regarding the frequency spectrum of voice, Fig. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between the frequency spectrum of voice and the passband of the communication medium, and Fig. 6 is an explanatory diagram showing the relationship between the frequency spectrum of voice and the passband of the communication medium. FIG. In the figure, 10 is an amplifier, 11a, 11b are band pass filters, 12a, 12b are low pass filters, 13a, 13b are high pass filters, 14a
is a secret circuit, 14b is a secret circuit, 16a, 16
b shows a synthesis circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 周波数スペクトルのエネルギー帯域が中間周
波数領域に集中している信号の低周波数を通過さ
せるローパスフイルタと、高域周波数成分を通過
させるハイパスフイルタと、中間周波数成分を通
過させるバンドパスフイルタと、前記バンドパス
フイルタを通過した前記中間周波数成分の信号の
のみ秘話処理を施す秘話処理回路と、前記ローパ
スフイルタ、ハイパスフイルタ、及び秘話処理回
路から出力された信号を合成する合成回路とを備
えていることを特徴とする秘話装置。
1. A low-pass filter that passes low frequencies of a signal whose frequency spectrum energy band is concentrated in an intermediate frequency region, a high-pass filter that passes high frequency components, a band-pass filter that passes intermediate frequency components, and The present invention includes a secret speech processing circuit that performs secret speech processing on only the signal of the intermediate frequency component that has passed through the pass filter, and a synthesis circuit that synthesizes the signals output from the low pass filter, the high pass filter, and the secret speech processing circuit. Features a secret device.
JP21736884A 1984-10-18 1984-10-18 Ciphering device Granted JPS6196843A (en)

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