[go: up one dir, main page]

JPH0774732A - Ciphering device - Google Patents

Ciphering device

Info

Publication number
JPH0774732A
JPH0774732A JP5241948A JP24194893A JPH0774732A JP H0774732 A JPH0774732 A JP H0774732A JP 5241948 A JP5241948 A JP 5241948A JP 24194893 A JP24194893 A JP 24194893A JP H0774732 A JPH0774732 A JP H0774732A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
buffer
window function
segment
waveform
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP5241948A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3197704B2 (en
Inventor
Toru Murakami
徹 村上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anritsu Corp
Original Assignee
Anritsu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anritsu Corp filed Critical Anritsu Corp
Priority to JP24194893A priority Critical patent/JP3197704B2/en
Publication of JPH0774732A publication Critical patent/JPH0774732A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3197704B2 publication Critical patent/JP3197704B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To avoid deterioration in a voice signal by multiplying a window function with each segment of the voice signal at a sender side, matching the position of the voice signals and replacing a waveform of several preceding pitches at a receiver side. CONSTITUTION:A window function is outputted from a window function generator 3 while keeping a relation in which a timing signal and a bottom level of the window function are coincident. The window function and a voice signal subject to A/D conversion 2 are multiplied by a multiplier 2 and a position equivalent to a joint of segments is suppressed. The result of multiplication is alternately written in a 1st buffer 4 and a 2nd buffer 5 one frame each. The content of each buffer is alternately read and given to a D/A converter 7 as a scrambled signal and the result is led to an LPF 8. Since the vicinity of the joint of segments is smoothly suppressed, no waveform distortion around the joint is caused even when the signal is filtered by the LPF 8. At the receiver side, a similar waveform in the vicinity thereof is copied to the joint of segments to joint smoothly the signal waveform.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、音声通信における秘
話装置に係り、とくに時間軸上のスクランブル及びその
解除を行う秘話装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a secret communication device in voice communication, and more particularly to a secret communication device for scrambling and descrambling on a time axis.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、通信における情報の機密保護が社
会問題となっており、特に音声通信において、第三者の
盗聴を防ぐための有効な秘話方式の要求が高まってい
る。秘話方式の一つとして、音声信号を所定の時間間隔
で分割し、その順序を入れ替える時間軸上のスクランブ
ルがある。このような通信を行う秘話装置の従来例を図
3に示す。
2. Description of the Related Art In recent years, the protection of information confidentiality in communication has become a social problem, and in voice communication in particular, there is an increasing demand for an effective confidential communication method for preventing eavesdropping by a third party. As one of the secret talk systems, there is scrambling on a time axis in which a voice signal is divided at a predetermined time interval and the order is changed. FIG. 3 shows a conventional example of a confidential communication device that performs such communication.

【0003】(1)暗号キー(表1参照) 暗号キーとは、スクランブル(暗号化)の手法を定義し
ておくもので、例えば、表1に示すように、 ・音声信号を各セグメントに分割するときの各セグメン
トの時間間隔Tn ・セグメントを並べ替える順序 から成る指標を複数種類用意し、それぞれにキー番号を
付しておく。表1は、1フレームが7セグメントで構成
された暗号キーの一例を示す。
(1) Cryptographic key (see Table 1) The cryptographic key defines a method of scrambling (encryption). For example, as shown in Table 1, the audio signal is divided into segments. Prepare multiple types of indices consisting of the time interval Tn of each segment when doing and the order in which the segments are rearranged, and attach key numbers to each. Table 1 shows an example of an encryption key in which one frame is composed of 7 segments.

【0004】暗号キーを作成する手法の一例を説明す
る。図示しないが、例えば、キー番号設定手段、指標設
定手段及び記憶手段から成る暗号キー設定手段を設け、 ・キー番号設定手段から、所望のキー番号を入力する。 ・そのキー番号に対応した指標(セグメント分割の時間
間隔及びセグメント並べ換えの順序)を入力する。 ・前記2つのステップで入力されたデータを表1に示す
ような形式で、記憶手段に記憶させる。 この暗号キー設定手段を送信機・受信機内に個々に設置
してもよいし、外部に用意された設定手段で作成して記
憶手段(例えばROM)のみを機内に設置してもよい。
An example of a method of creating an encryption key will be described. Although not shown, for example, an encryption key setting means including a key number setting means, an index setting means and a storage means is provided, and a desired key number is input from the key number setting means. -Enter the index (time interval of segment division and order of segment rearrangement) corresponding to the key number. The data input in the above two steps is stored in the storage means in the format shown in Table 1. The encryption key setting means may be installed individually in the transmitter / receiver, or may be created by setting means prepared externally and only the storage means (for example, ROM) may be installed in the machine.

【0005】送信側と受信側は、表1に示すキー番号表
をそれぞれ持っていて、通信に先立って、キー番号を決
め、送信機及び受信機にそのキー番号を設定する。スク
ランブル及びその解除は自動的に行われる。
Each of the transmitting side and the receiving side has a key number table shown in Table 1, determines a key number prior to communication, and sets the key number in the transmitter and the receiver. Scramble and descrambling are done automatically.

【0006】[0006]

【表1】 [Table 1]

【0007】(2)秘話装置の送信側(図3参照) 表1に示した暗号キーの中からキー番号「01」を設定
した場合を例にして、従来装置の構成及び動作を説明す
る。音声信号(アナログ信号)は、A/D変換器1でデ
ィジタル信号に変換され、第1のバッファ4と第2のバ
ッファ5に導かれる。音声信号波形の一例を図4(a)
に示す。
(2) Transmission side of confidential device (see FIG. 3) The configuration and operation of the conventional device will be described by taking the case where the key number "01" is set from the encryption keys shown in Table 1 as an example. The audio signal (analog signal) is converted into a digital signal by the A / D converter 1 and guided to the first buffer 4 and the second buffer 5. An example of a voice signal waveform is shown in FIG.
Shown in.

【0008】指標生成器9は記憶手段を含み、設定され
たキー番号(01)に対応した指標を記憶手段から読み
出す。さらに、指標生成器1は、1フレーム(7セグメ
ント)ごとに第1のバッファ4と第2のバッファ5のリ
ード/ライトを切り換える信号及びスイッチ6を切り換
える信号を出力する。 ・第1の状態:第1のバッファ4がライトのとき、第2
のバッファ5はリード、さらに、スイッチ6が第2のバ
ッファ5側に切り変わる。 ・第2の状態:第1のバッファ4がリードのとき、第2
のバッファ5はライト、さらに、スイッチ6が第1のバ
ッファ4側に切り変わる。 指標生成器9から第1の状態の信号が出力されると、A
/D変換器1の出力1フレーム分(7セグメント)が第
1のバッファ4に書き込まれる。その間、第2のバッフ
ァ5の内容が順次読み出される。また、指標生成器1か
ら第2の状態の信号が出力されると、A/D変換器1の
後続の出力1フレーム分(7セグメント)が第2のバッ
ファ5に書き込まれる。その間、第1のバッファ4の内
容が順次読み出される。
The index generator 9 includes storage means and reads out the index corresponding to the set key number (01) from the storage means. Further, the index generator 1 outputs a signal for switching the read / write of the first buffer 4 and the second buffer 5 and a signal for switching the switch 6 for each frame (7 segments). First state: When the first buffer 4 is write, the second state
The buffer 5 is read, and the switch 6 is switched to the second buffer 5 side. Second state: when the first buffer 4 is read, the second state
The buffer 5 is written, and the switch 6 is switched to the first buffer 4 side. When the signal of the first state is output from the index generator 9, A
The output of the / D converter 1 for one frame (7 segments) is written in the first buffer 4. Meanwhile, the contents of the second buffer 5 are sequentially read. When the index generator 1 outputs the signal in the second state, the subsequent output of one frame (7 segments) of the A / D converter 1 is written in the second buffer 5. Meanwhile, the contents of the first buffer 4 are sequentially read.

【0009】アドレス発生器10は、指標生成器9から
の指標に従って、第1のバッファ4及び第2のバッファ
5のアドレスを発生する。ライトアドレスは次のように
指定する。 分割されたセグメント 並べ換えの順序 ライトアドレス 第1セグメント 第4番目 400〜499 第2セグメント 第6番目 600〜699 第3セグメント 第1番目 100〜199 第4セグメント 第5番目 500〜599 第5セグメント 第3番目 300〜399 第6セグメント 第7番目 700〜799 第7セグメント 第2番目 200〜299 A/D変換器1の出力信号を、表1に示した並べ換えの
順序(キー番号01)に従って各バッファに書き込んで
いく。リードアドレスは、下位アドレスから上位アドレ
スに向かって順次発生させる。なお、ライトアドレスと
リードアドレスの発生手順を逆にしてもよい。すなわ
ち、ライトアドレスを下位アドレスから上位アドレスに
向かって順次発生させ、リードアドレスをセグメント並
べ換えの順に従って発生させる。
The address generator 10 generates the addresses of the first buffer 4 and the second buffer 5 according to the index from the index generator 9. The write address is specified as follows. Divided segment Sorting order Write address 1st segment 4th 400 to 499 2nd segment 6th 600 to 699 3rd segment 1st 100 to 199 4th segment 5th 500 to 599 5th segment 3rd 300th to 399th segment 7th segment 700th to 799th segment 7th segment 2nd segment 200 to 299 Output signals of the A / D converter 1 are sent to the respective buffers according to the rearrangement order (key number 01) shown in Table 1. I will write it. The read address is sequentially generated from the lower address to the upper address. The procedure of generating the write address and the read address may be reversed. That is, the write address is sequentially generated from the lower address to the higher address, and the read address is generated in the segment rearrangement order.

【0010】このようにして、第1のバッファ4と第2
のバッファ5から1フレーム(7セグメント)ずつ交互
にスクランブルされたディジタル信号が取り出せる。こ
の信号は、D/A変換器7でアナログ信号に変換され、
LPF(Low Pass Filter)8で高域信号成分が除去さ
れる。D/A変換器7でアナログに変換された信号(ス
クランブルを受けた)波形の一例を図4(b)に示す。
出力端子には、キー番号01で定義された時間間隔でセ
グメントに分割され、さらに、各セグメントが並べ換え
られたアナログ信号が現れる。送信側が無線送信機の場
合、出力端子に得られる信号で搬送信号を変調してアン
テナから送出する。
In this way, the first buffer 4 and the second buffer 4
The digital signal scrambled alternately by one frame (7 segments) can be taken out from the buffer 5 of. This signal is converted into an analog signal by the D / A converter 7,
A high pass signal component is removed by an LPF (Low Pass Filter) 8. An example of a signal (scrambled) waveform converted into analog by the D / A converter 7 is shown in FIG.
At the output terminal, an analog signal is displayed which is divided into segments at the time interval defined by the key number 01, and each segment is rearranged. When the transmitting side is a wireless transmitter, the carrier signal is modulated by the signal obtained at the output terminal and transmitted from the antenna.

【0011】(3)秘話装置の受信側(図3参照) 受信側の構成は、図3に示した送信側の構成と同じであ
るが、スクランブル解除の動作が異なる。受信側におい
ては、予め送信側との間で取り決められているキー番号
を指標生成器9に設定する。送信側の説明で例に挙げ
た、キー番号「01」を設定した場合を例にして、従来
装置の構成及び動作を説明する。
(3) Receiving side of confidential communication device (see FIG. 3) The receiving side has the same configuration as the transmitting side shown in FIG. 3, but the descrambling operation is different. On the receiving side, a key number that has been negotiated with the transmitting side in advance is set in the index generator 9. The configuration and operation of the conventional device will be described by taking as an example the case where the key number “01” is set, which is given as an example in the description of the transmitting side.

【0012】スクランブルを受けた音声信号(アナログ
信号)は、A/D変換器1でディジタル信号に変換さ
れ、第1のバッファ4と第2のバッファ5に導かれる。
受信側が無線受信機の場合、アンテナに誘起された信号
を中間周波信号に周波数変換した後、復調して得られた
信号が、このスクランブルを受けた音声信号に相当す
る。
The scrambled audio signal (analog signal) is converted into a digital signal by the A / D converter 1 and guided to the first buffer 4 and the second buffer 5.
When the receiving side is a radio receiver, a signal obtained by demodulating the signal induced in the antenna after frequency conversion into an intermediate frequency signal corresponds to the scrambled voice signal.

【0013】指標生成器9は記憶手段を含み、設定され
たキー番号(01)に対応した指標を記憶手段から読み
出す。さらに、指標生成器1は、1フレーム(7セグメ
ント)ごとに第1のバッファ4と第2のバッファ5のリ
ード/ライトを切り換える信号及びスイッチ6を切り換
える信号を出力する。 ・第1の状態:第1のバッファ4がライトのとき、第2
のバッファ5はリード、さらに、スイッチ6が第2のバ
ッファ5側に切り変わる。 ・第2の状態:第1のバッファ4がリードのとき、第2
のバッファ5はライト、さらに、スイッチ6が第1のバ
ッファ4側に切り変わる。 指標生成器9から第1の状態の信号が出力されると、A
/D変換器1の出力1フレーム分(7セグメント)が第
1のバッファ4に書き込まれる。その間、第2のバッフ
ァ5の内容が順次読み出される。また、指標生成器1か
ら第2の状態の信号が出力されると、A/D変換器1の
後続の出力1フレーム分(7セグメント)が第2のバッ
ファ5に書き込まれる。その間、第1のバッファ4の内
容が順次読み出される。
The index generator 9 includes storage means and reads out the index corresponding to the set key number (01) from the storage means. Further, the index generator 1 outputs a signal for switching the read / write of the first buffer 4 and the second buffer 5 and a signal for switching the switch 6 for each frame (7 segments). First state: When the first buffer 4 is write, the second state
The buffer 5 is read, and the switch 6 is switched to the second buffer 5 side. Second state: when the first buffer 4 is read, the second state
The buffer 5 is written, and the switch 6 is switched to the first buffer 4 side. When the signal of the first state is output from the index generator 9, A
The output of the / D converter 1 for one frame (7 segments) is written in the first buffer 4. Meanwhile, the contents of the second buffer 5 are sequentially read. When the index generator 1 outputs the signal in the second state, the subsequent output of one frame (7 segments) of the A / D converter 1 is written in the second buffer 5. Meanwhile, the contents of the first buffer 4 are sequentially read.

【0014】アドレス発生器10は、指標生成器9から
の指標に従って、第1のバッファ4及び第2のバッファ
5のアドレスを発生する。ライトアドレスは次のように
指定する。 スクランブルされた スクランブル解除 ライトアドレス セグメント の並べ換えの順序 第1セグメント 第3番目 300〜399 第2セグメント 第7番目 700〜799 第3セグメント 第5番目 500〜599 第4セグメント 第1番目 100〜199 第5セグメント 第4番目 400〜499 第6セグメント 第2番目 200〜299 第7セグメント 第6番目 600〜699 A/D変換器1の出力信号を、表1に示した並べ換えの
順序(キー番号01)に従って各バッファに書き込んで
いく。リードアドレスは、下位アドレスから上位アドレ
スに向かって順次発生させる。なお、ライトアドレスと
リードアドレスの発生手順を逆にしてもよい。すなわ
ち、ライトアドレスを下位アドレスから上位アドレスに
向かって順次発生させ、リードアドレスをセグメント並
べ換えの順に従って発生させる。
The address generator 10 generates the addresses of the first buffer 4 and the second buffer 5 according to the index from the index generator 9. The write address is specified as follows. Scrambled descrambling Write address Segment reordering order 1st segment 3rd 300-399 2nd segment 7th 700-799 3rd segment 5th 500-599 4th segment 1st 100-199 5th Segment 4th 400 to 499 6th segment 2nd 200 to 299 7th segment 6th 600 to 699 The output signals of the A / D converter 1 are arranged according to the rearrangement order (key number 01) shown in Table 1. Write to each buffer. The read address is sequentially generated from the lower address to the upper address. The procedure of generating the write address and the read address may be reversed. That is, the write address is sequentially generated from the lower address to the higher address, and the read address is generated in the segment rearrangement order.

【0015】このようにして、第1のバッファ4と第2
のバッファ5から1フレーム(7セグメント)ずつ交互
にスクランブルが解除されたディジタル信号が取り出せ
る。この信号は、D/A変換器7でアナログ信号に変換
され、LPF8で高域信号成分が除去される。出力端子
には、キー番号01で定義された時間間隔でセグメント
に分割され、さらに、各セグメントが並べ換えられたア
ナログ信号、すなわち、送信側の原音声信号復元された
信号が現れる。これをスクランブル解除、又はデスクラ
ンブルという。出力信号をラウドスピーカー又はヘッド
ホンによって、聴取することができる。
In this way, the first buffer 4 and the second buffer 4
The descrambling digital signal can be taken out alternately from the buffer 5 of each frame by one frame (7 segments). This signal is converted to an analog signal by the D / A converter 7, and the high frequency signal component is removed by the LPF 8. At the output terminal, an analog signal, which is divided into segments at the time interval defined by the key number 01, and in which each segment is rearranged, that is, a signal obtained by restoring the original voice signal on the transmission side appears. This is called descrambling or descrambling. The output signal can be heard by loudspeakers or headphones.

【0016】(4)同期信号 受信側では、スクランブルを受けた音声信号を各セグメ
ントに分割し、暗号キーに基づいて各セグメントの並び
順をもとに戻す(スクランブル解除)。このときに、送
信側で分割した位置と同じ位置で分割できるように、各
セグメントの始まりのタイミングを知る必要がある。そ
こで、一般的には、送信側から同期信号を送出してい
る。同期信号の送受の一例を説明する。無線通信の場
合、送信側では同期信号(一般には数Hz)で搬送波信
号を周波数変調(FM)し、受信側では中間周波信号を
FM検波して同期信号を再生した後タイミング信号を得
るようにしている。
(4) Synchronous signal On the receiving side, the scrambled voice signal is divided into segments, and the order of arrangement of the segments is restored based on the encryption key (descrambling). At this time, it is necessary to know the timing of the start of each segment so that the transmission can be divided at the same position as the divided position. Therefore, generally, the synchronization signal is transmitted from the transmitting side. An example of transmission and reception of the synchronization signal will be described. In the case of wireless communication, the transmission side frequency-modulates (FM) a carrier signal with a synchronization signal (generally several Hz), and the reception side FM-detects the intermediate frequency signal to reproduce the synchronization signal and then obtain a timing signal. ing.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】有線通信では回線のチ
ャネル数を増やすため、また、無線通信では周波数資源
の利用効率を高めるために、占有帯域幅を可能な限り狭
くする必要がある。音声通信の場合、音声帯域の上限周
波数を3kHz付近に設定している。そのため、送信側
では、変調信号となる音声信号の高い周波数成分を阻止
するために、前述のように、LPFが設けられている。
また、無線の受信機では、隣接チャネルとの混信を防ぐ
ためにLPFが設けられる。
It is necessary to make the occupied bandwidth as narrow as possible in order to increase the number of channels of a line in wired communication and to improve the utilization efficiency of frequency resources in wireless communication. In the case of voice communication, the upper limit frequency of the voice band is set near 3 kHz. Therefore, on the transmitting side, the LPF is provided, as described above, in order to block high frequency components of the audio signal that is the modulated signal.
Further, the wireless receiver is provided with an LPF to prevent interference with adjacent channels.

【0018】時間軸上でスクランブルを行うと図4
(b)に示されているように、セグメント接合部におい
て信号が不連続となり、この不連続信号がLPFでフィ
ルタリングされると、接合部以降の波形歪が時間軸方向
に拡大し、再生後の音質は著しく劣化する。セグメント
接合部の波形歪の様子を図4(c)に示す。
When scrambling is performed on the time axis, FIG.
As shown in (b), when the signal becomes discontinuous at the segment joint and this discontinuous signal is filtered by the LPF, the waveform distortion after the joint expands in the time axis direction, and The sound quality deteriorates significantly. The state of waveform distortion at the segment joint is shown in FIG.

【0019】また、同期が多少ずれた場合(スクランブ
ル解除のときの各セグメントに分割する位置が、スクラ
ンブルのときの各セグメントに分割する位置とずれた場
合)、隣接するセグメントの信号が当該セグメント接合
部に含まれることになり再生音質が著しく劣化する。本
発明の目的は、前述のセグメント接合部での信号波形の
不連続に起因する音質劣化を少なくした秘話装置を提供
することである。
Further, when the synchronization is slightly deviated (when the position at which each segment is divided when descrambled is different from the position at which each segment is divided when scrambled), the signals of the adjacent segments are joined to each other. Since it is included in the section, the reproduced sound quality is significantly deteriorated. An object of the present invention is to provide a secret-talking device in which deterioration of sound quality due to the discontinuity of the signal waveform at the above-mentioned segment joint is reduced.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】この問題を解決するため
に、本発明は、音声信号は非常に相関が高く、(特に日
本語では有声音の割合が高く)図4(a)に示されるよ
うに同じような波形の繰り返しになるという特徴に注目
し、この特徴を利用する。すなわち、送信側には、音声
信号に対して1セグメントごとに接合部に対応する位置
に窓関数(2乗余弦特性を持つ窓)を掛ける手段を備え
ることとした。そして、受信側には、前記窓関数によっ
て抑圧されてたセグメント接合部に、位置を合わせて数
ピッチ前の音声信号の波形を置換する手段を備えること
とした。
In order to solve this problem, the present invention is shown in FIG. 4 (a), in which voice signals are highly correlated (especially in Japanese, the ratio of voiced sounds is high). This feature is utilized, paying attention to the feature that similar waveforms are repeated. That is, the transmitting side is provided with means for multiplying the voice signal by a window function (a window having a raised cosine characteristic) at a position corresponding to the junction for each segment. Then, the receiving side is provided with means for replacing the waveform of the voice signal several pitches ago by aligning the position with the segment joint portion suppressed by the window function.

【0021】[0021]

【作用】送信側では、音声信号に対して1セグメントご
とに窓関数(2乗余弦特性を持つ窓)を掛けることで、
セグメント接合部の不連続信号を抑圧している。セグメ
ント接合部における不連続な信号が取り除かれるから、
LPFでフィルタリングされても、セグメント接合部の
歪が時間軸方向に拡大するということがなくなる。受信
側では、抑圧されたセグメント接合部の音声信号を、位
置を合わせて数ピッチ前の波形を置換することで再生し
ている。送信側で取り除かれたセグメント接合部の音声
信号を、数ピッチ前の同じような波形を置換することで
再生しているから、音声品質は劣化しない。
On the transmitting side, the voice signal is multiplied by a window function (a window having a raised cosine characteristic) for each segment,
The discontinuous signal at the segment junction is suppressed. Since the discontinuous signal at the segment joint is removed,
Even when filtered by the LPF, the distortion of the segment joint does not expand in the time axis direction. On the receiving side, the suppressed audio signal of the segment joint is reproduced by aligning the positions and replacing the waveform several pitches ago. Since the voice signal at the segment junction removed on the transmitting side is reproduced by replacing a similar waveform several pitches ago, the voice quality does not deteriorate.

【0022】[0022]

【実施例】図1に基づいて実施例について説明する。 (1)秘話装置の送信側 図3に示した従来技術との差異は、窓関数発生器3と、
窓関数によって各セグメントの接合部を抑圧する手段
(乗算器2)を備えたところにある。その他の構成及び
動作は、従来技術と同じであるので説明を省略し、差異
のある部分について詳細に説明する。
EXAMPLE An example will be described with reference to FIG. (1) Transmitting side of confidential device The difference from the prior art shown in FIG. 3 is that the window function generator 3 is
It is provided with a means (multiplier 2) for suppressing the junction of each segment by the window function. Since other configurations and operations are the same as those of the conventional art, the description thereof will be omitted and only the difference will be described in detail.

【0023】窓関数発生器3は、図5に示すような波形
の窓関数を発生する。その波形の前縁部aは余弦2乗波
の−π/2〜0、また、後縁cは余弦2乗波の0〜+π
/2の部分に相当し、0〜1までの間を緩やかに変化す
る。また、平坦部bは、音声信号をセグメントに分割す
るときの時間間隔Tnに関係して時間軸方向に可変長で
ある。窓関数波形の横軸(時間軸)方向を所定間隔で分
割し、各分割点に対応する縦軸方向のデータ(0〜1)
を予めメモリに格納し、所定のクロック信号で読出すこ
とによって、窓関数(ディジタル信号)が得られる。
The window function generator 3 generates a window function having a waveform as shown in FIG. The leading edge a of the waveform is −π / 2 to 0 of the cosine square wave, and the trailing edge c is 0 to + π of the cosine square wave.
It corresponds to the / 2 portion and changes gently between 0 and 1. The flat portion b has a variable length in the time axis direction in relation to the time interval Tn when the audio signal is divided into segments. The horizontal axis (time axis) direction of the window function waveform is divided at predetermined intervals, and the vertical axis direction data (0 to 1) corresponding to each division point
Is stored in the memory in advance and is read with a predetermined clock signal to obtain a window function (digital signal).

【0024】窓関数と、A/D変換器1でディジタル信
号に変換された音声信号は、乗算器2に導かれ、そのこ
で両者が乗算される。乗算器2の出力(乗算結果)は、
第1のバッファ4と第2のバッファ5に導かれる。
The window function and the audio signal converted into the digital signal by the A / D converter 1 are guided to the multiplier 2 where they are multiplied. The output of the multiplier 2 (multiplication result) is
It is guided to the first buffer 4 and the second buffer 5.

【0025】次に、図6を参照して窓関数とセグメント
の接合部の詳細を説明する。タイミング信号(a)は、
各セグメントの接合部に対応する位置で発生している。
なお、一般に同期信号はタイミング信号より周期が長い
(1フレーム又は2フレームに相当する周期)。そのた
め、1フレームを構成するセグメント数でタイミング信
号を分周して同期信号を得ている。
Next, details of the junction between the window function and the segment will be described with reference to FIG. Timing signal (a) is
It occurs at the position corresponding to the joint of each segment.
Incidentally, the synchronizing signal generally has a longer cycle than the timing signal (the cycle corresponding to one frame or two frames). Therefore, the synchronization signal is obtained by dividing the timing signal by the number of segments forming one frame.

【0026】タイミング信号と窓関数の底部(図5のd
点)とが一致するような関係を保ちながら窓関数(b)
が、窓関数発生器3から出力される。窓関数(b)と音
声信号(c)は、乗算器2で乗算される。乗算結果は、
図6の(d)のように、セグメントの接合部に相当する
位置が抑圧される。
The timing signal and the bottom of the window function (d in FIG. 5).
Window function (b) while maintaining a relationship such that
Are output from the window function generator 3. The window function (b) and the audio signal (c) are multiplied by the multiplier 2. The multiplication result is
As shown in FIG. 6D, the position corresponding to the joint portion of the segment is suppressed.

【0027】乗算結果は、従来例の(2)送信側で説明
したとおり、第1のバッファ4と第2のバッファ5に1
フレームずつ交互に書き込まれる。各バッファの内容
は、交互に読出され、スクランブルを受けた信号とし
て、D/A変換された後LPF8に導かれる。セグメン
トの接合部付近がなめらかに抑圧されているため、LP
F8でフィルタリングされても、接合部付近の波形歪は
起きない。
The multiplication result is 1 in the first buffer 4 and the second buffer 5 as described in (2) Transmission side of the conventional example.
It is written alternately frame by frame. The contents of each buffer are read out alternately, subjected to D / A conversion as a scrambled signal, and then introduced to the LPF 8. Since the vicinity of the junction of the segments is smoothly suppressed, LP
Waveform distortion near the junction does not occur even if it is filtered by F8.

【0028】なお、上記実施例では、窓関数によって音
声信号の接合部に相当する位置を予め抑圧しておき、そ
の後にスクランブル(並べ換え)を施した。他の実施例
として、その手順を逆、すなわち、音声信号にスクラン
ブル(並べ換え)を施した後、その接合部付近を窓関数
によって抑圧してもよい。構成としては、A/D変換器
1の出力を第1のバッファ4及び第2のバッファ5に導
き、スイッチ6の出力を乗算器2に導くものである。す
なわち、乗算器2をD/A変換器7の全段に設けるもの
である。
In the above embodiment, the position corresponding to the splicing part of the audio signal is suppressed in advance by the window function, and then scrambled (permuted). As another embodiment, the procedure may be reversed, that is, after scrambling (permuting) the audio signal, the vicinity of the joint may be suppressed by the window function. As a configuration, the output of the A / D converter 1 is guided to the first buffer 4 and the second buffer 5, and the output of the switch 6 is guided to the multiplier 2. That is, the multiplier 2 is provided in all stages of the D / A converter 7.

【0029】(2)秘話装置の受信側 図3に示した従来技術との差異は、ラグ演算器22、制
御器23、及び抑圧された各セグメントの接合部に抑圧
されていない信号の一部ををコピーする手段(データ置
換器21)を備えたところにある。その他の構成及び動
作は、従来技術と同じであるので説明を省略し、差異の
ある部分について詳細に説明する。
(2) Reception side of confidential device The difference from the prior art shown in FIG. 3 is that the lag calculator 22, the controller 23, and a part of the unsuppressed signal at the joint of each suppressed segment. Is provided with a means for copying (data replacement unit 21). Since other configurations and operations are the same as those of the conventional art, the description thereof will be omitted and only the difference will be described in detail.

【0030】音声信号は有声音の場合非常に相関が高
く、同じような波形が繰り返して現れる。この同じよう
な波形の繰り返しの1群をピッチという。この特徴を利
用して、送信側で抑圧された各セグメントの接合部に、
その近傍の類似の波形部分をコピーして信号波形をなめ
らかにつなぎ合わせるものである。
The voice signal has a very high correlation in the case of voiced sound, and similar waveforms appear repeatedly. A group of repeating similar waveforms is called a pitch. Utilizing this feature, at the joint of each segment suppressed on the transmitting side,
A similar waveform portion in the vicinity thereof is copied to smoothly connect signal waveforms.

【0031】図2及び図7を参照して実施例を説明す
る。従来例の(3)受信側で説明したとおり、スイッチ
6にはスクランブルが解除された音声信号(ただし、セ
グメントの接合部は抑圧されている)が現れる。接合部
近傍の類似の波形をコピーするのであるが、波形のどの
部分が類似なのかその位置を識別する必要がある。この
位置を識別する方法として、自己相関法、ケプストラム
法、AMDF(AverageMagnitude Difference Function
)などがある。ここでは、AMDFを例に説明する。
An embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 7. As described on the receiving side (3) in the conventional example, the descrambled voice signal (however, the splicing portion of the segment is suppressed) appears on the switch 6. A similar waveform near the junction is copied, but it is necessary to identify the position of which part of the waveform is similar. As a method for identifying this position, an autocorrelation method, a cepstrum method, an AMDF (Average Magnitude Difference Function)
)and so on. Here, AMDF will be described as an example.

【0032】図7(a)に示すように、セグメントの接
合部の直前に2つの固定の窓、領域I及び領域IIを設け
ておき、各領域内に到来するディジタルデータをラグ演
算部22内に設けられたメモリに格納する。窓を設ける
位置は、1つ前に起きる接合部とセグメントに分割する
時間間隔Tnに基づいて決定される。次に、波形の移動
量kpを式1を用いて演算する。この演算は、前記メモ
リに格納されたデータと、その時点でラグ演算部22に
到達するデータの相関をとることによって達成される。
メモリに格納されたデータを時間軸上でkpだけ後方に
移動されると、図7(a)の領域IIの波形と、同図
(b)の領域Iの波形が波線以降で一致する。このと
き、図7(b)の領域II内の期間Wのデータを、データ
置換器21において、セグメントの接合部に置換(デー
タの上書き)する。
As shown in FIG. 7 (a), two fixed windows, area I and area II, are provided immediately before the junction of the segments, and digital data arriving in each area is stored in the lag calculator 22. It is stored in the memory provided in. The position where the window is provided is determined based on the time interval Tn that divides the junction and the segment that occurs one time before. Next, the movement amount kp of the waveform is calculated using the equation 1. This calculation is achieved by correlating the data stored in the memory with the data that reaches the lag calculating unit 22 at that time.
When the data stored in the memory is moved backward by kp on the time axis, the waveform of the area II in FIG. 7A and the waveform of the area I in FIG. 7B match after the wavy line. At this time, the data in the period W in the area II in FIG. 7B is replaced (overwritten with data) by the data replacement unit 21 at the junction of the segments.

【0033】[0033]

【数1】 [Equation 1]

【0034】詳述しないが、送信側からの同期信号に基
づいて生成されるタイミング信号を適用すれば、上述の
セグメントの接合部は識別できる。さらに、送信側で発
生させた窓関数の立上がり及び立下がり部分の波形は、
セグメントに分割する際の時間間隔Tnに関係なく一定
である。その波形を受信側で記憶手段に記憶させておけ
ば、タイミング信号に基づいて、データ置換の位置Wが
設定できる。
Although not described in detail, if the timing signal generated based on the synchronization signal from the transmitting side is applied, the above-mentioned segment junction can be identified. Furthermore, the waveforms of the rising and falling parts of the window function generated on the transmitting side are
It is constant regardless of the time interval Tn when dividing into segments. If the waveform is stored in the storage means on the receiving side, the data replacement position W can be set based on the timing signal.

【0035】図7(a)の波形では、明らかに不連続な
部分が生じているということが直感的に分かるが、波形
の置換によって復元した同図(c)波形は、不連続な部
分を見つけだすのは困難で、実際に耳で聞いた場合、か
なり音質が向上するということが分かった。シミュレー
ションの結果、接合部における不連続性雑音は約20d
B程度改善された。波形の置換を行わない場合、バリバ
リという雑音が生じていたが、波形の置換を行うと、ほ
とんどその雑音は消えることが確認できた。
It can be intuitively understood that the waveform of FIG. 7A has a discontinuous portion, but the waveform of FIG. 7C restored by replacing the waveform has a discontinuous portion. It turned out to be difficult to find, and if you actually heard it, the sound quality improved considerably. As a result of the simulation, the discontinuity noise at the junction is about 20d.
B improved. When the waveform was not replaced, a noise called variability was generated, but it was confirmed that the noise almost disappeared when the waveform was replaced.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明によれば、送信側には、音声信号
に対して各セグメントの接合部を窓関数(2乗余弦特性
を持つ窓)によって抑圧させる手段を備えることとし、
受信側には、前記窓関数によって抑圧されたセグメント
の接合部の音声信号を、位置を合わせて数ピッチ前の波
形で置換する手段を備えることとしたから、送信側で
は、セグメント接合部における不連続な信号が取り除か
れ、LPFでフィルタリングされても、セグメント接合
部の波形歪が時間軸方向に拡大するということはなく、
受信側では、送信側で抑圧されたセグメントの接合部の
音声信号が復元され、音声品質は劣化しない。
According to the present invention, the transmitting side is provided with means for suppressing the junction of each segment with respect to the voice signal by the window function (window having a raised cosine characteristic).
Since the receiving side is provided with means for replacing the voice signal of the splicing part of the segment suppressed by the window function with the waveform of several pitches in front of the position, the transmitting side has a problem in the segment splicing part. Even if the continuous signal is removed and filtered by the LPF, the waveform distortion of the segment junction does not expand in the time axis direction,
At the receiving side, the voice signal at the splicing part of the segment suppressed at the transmitting side is restored, and the voice quality does not deteriorate.

【0037】[0037]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の送信側の一実施例を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a transmission side of the present invention.

【図2】本発明の受信側の一実施例を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of a receiving side of the present invention.

【図3】従来の秘話装置を示すブロック図。FIG. 3 is a block diagram showing a conventional confidential communication device.

【図4】スクランブルの態様を示す波形図。FIG. 4 is a waveform chart showing a scramble mode.

【図5】窓関数の波形図。FIG. 5 is a waveform diagram of a window function.

【図6】窓掛けの態様を示すタイミング図。FIG. 6 is a timing chart showing a mode of windowing.

【図7】波形置換の態様を示すタイミング図。FIG. 7 is a timing diagram showing an aspect of waveform replacement.

【0038】[0038]

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 A/D変換器 2 乗算器 3 窓関数発生器 4 第1のバッファ 5 第2のバッファ 6 スイッチ 7 D/A変換器 8 LPF 9 指標生成器 10 アドレス発生器 11 A/D変換器 14 第1のバッファ 15 第2のバッファ 16 スイッチ 17 D/A変換器 18 LPF 19 指標生成器 20 アドレス発生器 21 データ置換器 22 ラグ演算器 23 制御器 1 A / D converter 2 Multiplier 3 Window function generator 4 First buffer 5 Second buffer 6 Switch 7 D / A converter 8 LPF 9 Index generator 10 Address generator 11 A / D converter 14th 1 buffer 15 2nd buffer 16 switch 17 D / A converter 18 LPF 19 index generator 20 address generator 21 data replacer 22 lag calculator 23 controller

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力された音声信号を保持し、該音声信
号を複数のセグメントに分割し、該複数のセグメントの
並びを入力された順とは替えることで時間軸上のスクラ
ンブルを実行して時間軸上のスクランブル信号を出力す
るスクランブル装置(4,5,9,10)と、前記セグ
メントとセグメントの接合部分の信号を抑圧させる窓関
数を発生する窓関数発生器(3)と、前記音声信号に該
窓関数を掛け合わせる乗算器(2)とを有する送信器、 及び、前記時間軸上のスクランブル信号を入力しスクラ
ンブルを解除するスクランブル解除器(14,15,1
9,20)と、前記窓関数を掛け合わせる乗算器により
抑圧された音声信号部分に波形置換を行うために前記ス
クランブル解除器から出力された波形の所定部分の時間
軸に対する移動量を求めるラグ演算器(22,23)
と、前記スクランブル解除器からの出力波形とラグ演算
器からの出力とを受けて前記所定部分を前記移動量だけ
移動させた波形を置換することによって実質的に前記音
声信号を出力するテータ置換器(21)とを有する受信
器を含む秘話装置。
1. A scrambler on a time axis is executed by holding an input audio signal, dividing the audio signal into a plurality of segments, and changing the arrangement of the plurality of segments from the input order. A scrambler (4, 5, 9, 10) for outputting a scrambled signal on the time axis, a window function generator (3) for generating a window function for suppressing a signal at the segment and the junction portion of the segment, and the voice. A transmitter having a multiplier (2) for multiplying the signal by the window function, and a descrambler (14,15,1) for receiving the scrambled signal on the time axis and descrambled
9 and 20) and the window function to perform the waveform replacement on the audio signal portion suppressed by the multiplier, the lag calculation for obtaining the movement amount of the predetermined portion of the waveform output from the descrambler with respect to the time axis. Bowl (22,23)
And a data replacer for substantially outputting the audio signal by replacing the waveform obtained by moving the predetermined portion by the movement amount in response to the output waveform from the descrambler and the output from the lag calculator. A secret-talking device including a receiver having (21).
JP24194893A 1993-09-02 1993-09-02 Secret device Expired - Fee Related JP3197704B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24194893A JP3197704B2 (en) 1993-09-02 1993-09-02 Secret device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24194893A JP3197704B2 (en) 1993-09-02 1993-09-02 Secret device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0774732A true JPH0774732A (en) 1995-03-17
JP3197704B2 JP3197704B2 (en) 2001-08-13

Family

ID=17081956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP24194893A Expired - Fee Related JP3197704B2 (en) 1993-09-02 1993-09-02 Secret device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3197704B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP3197704B2 (en) 2001-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1092195A (en) Method and apparatus for enciphering and deciphering audio information
US5633862A (en) DTMF signal transmission method in single frequency simultaneous transmitting and receiving system and single frequency simultaneous transmitting and receiving system transceiver capable of transmitting DTMF signal
JPH0774732A (en) Ciphering device
CN1248358A (en) Compensating for fading in analog AM radio signals
JP3177569B2 (en) Wireless device
JPS62271534A (en) Synchronizing circuit for privacy communication equipment
JPWO2004068755A1 (en) Wireless communication apparatus and wireless communication method
JPH04227136A (en) Radio base station and mobile radio for time division communication in mobile body communication
JPS61123332A (en) Signal synchronizing circuit of privacy call communication equipment
JPH04137932A (en) Time division communication secret method for mobile communication
JPH04216222A (en) Time division privacy communication method for mobile communication
JPH04183135A (en) Time division communication secret method for mobile communication
JPH0419730B2 (en)
JPH0392024A (en) Time division communication system in movable body communication
JPS6150434A (en) Digital privacy call telephone set
JPH05292064A (en) Voice scrambling circuit, voice disscrambling circuit, and cordless telephone system
JPH037169B2 (en)
JPS63124639A (en) Synchronizing circuit for privacy call communication equipment
JPH03237826A (en) Time division communication system for mobile communication
JPH08163099A (en) Communication equipment
JPS61123333A (en) Signal synchronizing circuit of privacy call communication equipment
JPS6221391A (en) Scramble device
JPH05183491A (en) Time division c0mmunicati0n method for mobile communication
JPS63232641A (en) Digital transmission method of audio signals using vocoder method
JPH04150323A (en) Time division communication privacy calling method for mobile object communication

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees