JPS63124638A - アナログスクランブル装置 - 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】 本発明はデジダル信号プロセッサによりスピーチ信号の
処理を行うに当たり、次の作動、すなわち、濾波し、サ
ンプリングし、アナログデジタル変換器においてデジタ
ル化する操作、サンプリングレート（速度）ｆ８でサン
プリングされた信号を分析フィルタバンクにより処理し
、ｆ、／ＮでサンプリングされたＮ個のサブバンド信号
に変換した後、並べ替えられた順序で合成フィルタバン
クに転送する操作、前記合成フィルタバンクにおいて、
同期波形ｓｉｎ　　（２πｎＴｆ、／４）　　（ただし
、Ｔはサンプリングサイクルの持続時間）がデジタル的
に加算されるレー）　ｆｅでサンプリングされたスクラ
ンブル信号の計算を行う操作、かくして得られたスクラ
ンブルデジタル信号をアナログ信号に変換し、濾波した
後、アナログチャネルを介してアンスクランブル装置に
転送する操作、前記アンスクランブル装置の前置プロセ
ッサにおいて、サンプリングの同期、該同期波形の補償
およびスクランブル信号の等化を行う操作が実施される
ようにし、かつ、前記アンスクランブル装置により行わ
れる処理は、Ｎ個のサブバンド信号の上記の並べ替え順
序を逆にしたこと以外はスクランブル装置による処理と
同じとなるよう形成したアナログスクランブル装置に関
するものである。

この種装置は、無線チャネルによる通信の秘密性を確保
するために使用される。スクランブル装置は通常２つの
大きなファミリー、すなわち、デジタルスクランブル装
置およびアナログスクランブル装置に分類することがで
きる。

前者のデジタルスクランブル装置の場合は、結果として
得られる２進出力は擬似ランダムシーケンスにより暗号
に書き直されるので、スピーチ信号のデジタル化および
符号化を行うを要しない。

この場合、得られる安全の度合いは最高の可能性を有す
る。換言すれば、キーを知らない限りはメツセージか解
読されることはない。当面する問題は３にＨｚの通過帯
域の標準ラジオ放送チャネルによる信号の伝送である。

このような伝送は、結局２４００ビット／秒または４８
００ビット／秒で作動するＭ　ＯＤ　Ｅ　Ｍ　　（変復
調装置）を使用することによってのみ行うことができ、
精々、メツセージの了解度が確保されるに過ぎない程度
の出力を得るためスピーチ信号の符号化を必要とする。

さらに、その構造がどちらかといえば複雑なこの種装置
の場合は、きわめて劣悪な信号品質による会話を受入れ
ることのできる特別のオペレータ（軍、警察など）を加
入者とするネットワーク用としてのみ適しているといえ
る。

次に、アナログスクランブル装置は、伝送される信号の
波形が直接、元のスピーチ信号波形の変換から始まって
いるという点で既知の装置と区別される。前記変換は所
望する秘密性の度合いにより、時間領域、周波数領域あ
るいは同時にこれら２つの領域で行うことが可能である
が、この形式の装置の場合、絶対的な安全保証を得るこ
とは不可能であることを認識すべきである。しかし、他
方において、この形式の装置は、より簡単に実現可能で
あり、かつ、デジタルシステムの場合より良好な再生信
号品質を与えることができるという利点を有する。

歴史的に見て、最初のアナログスクランブル装置は反転
（インバージョン）形、変位（ディスプレースメント）
形または周波数帯変換（バンドベースニアージョン）形
のスペクトル変換にもとづくものであった。この場合、
アナログ技術を用いて実現したスクランブリングにはか
なり高い残留良好度が存在するほか、きわめて穏やかな
コードブレーキングにおける強健さくｒｏｂｕｓｔｎｅ
ｓｓ　）が存在するというような欠点が見出された。例
えば、バンドパーミュテーション技術は５つのサブバン
ドに限定され、有効な信号のスクランブリングを行うこ
とは不可能であった。その後、メモリおよびマイクロプ
ロセッサの出現に伴い、−時的変換を用いる技術が成立
するようになったが、それらはｌＱｍｓないし２０ｍ５
にわたる信号プロツクパーミュ、チージョンの原理をベ
ースにしたものであり、したがって、時間の関数として
の信号強度分布は原始スピーチ信号のそれと異なるもの
となる（ここで、スペクトルスクランブル装置において
はこの分布は同じである）。他方において、時間的に並
べ替えられた音素（セグメント）の波形は変わらないま
であり、これは並べ替えられたスピーチ信号のセグメン
トの順序を復元するという観点でスクランブル信号の直
接ロッキングに対する損傷を構成する。さらに、最低の
残留了解度の可能性を確保するため、遅延（数百ミＩＪ
秒）を使用しなければならないが、これは通信に拘束を
与えることになりきわめて重要な問題となる。

上述の２つの技術にもとづいて、−時的変換およびスペ
クトル変換を縦続させることにより、かなり有効なスク
ランブル装置を設計することも可能であるが、デジタル
信号処理装置の出現により、実際上前述の最初のスクラ
ンブル装置の概念、特に周波数バンドパーミュテーショ
ンの概念にもどつくきわめて有効なスクランブリング技
術を設計することが可能である。この場合には、デジタ
ル技術を用いることにより、アナログシステムで使用さ
れる変調器、復調器およびフィルタに影響を及ぼすドリ
フトの問題を取除くことができる。したがって、信号を
多数の周波数バンド信号に分割することに考えを及ぼす
ことができ、またそれによりスクランブリングの品質の
改良を計ることが可能となる。さらに、直角ミラーフィ
ルタバンクがほぼ完全に元の信号を復元できるという事
実は、きわめて有効なスペクトルスクランブル装置の実
現を可能とする。

次に、スペクトルパーミュテーションを使用したデジタ
ルプロセシングによるアナログスクランブル装置で、そ
の処理がデジタル形状で行われるような装置に関する技
術の現状について説明する。

このような装置は次の３つの形式に分類することができ
る。すなわち、 一離敗形フーリエ変換を使用した係数パーミュテーショ
ン形装置 一周波数バンドの完全な復元が保証されないようなフィ
ルタバンクを使用したバンドパーミュテーション形装置 −ＱＭＦまたは擬似ＱＭＦで表示されるフィルタバンク
を使用したバンドパーミニチージョン形装置竿ｌの形式
の装置は、パーミュテーションに影響を及ぼさないで、
変換の後に逆変換が続く場合は、この信号は全然変わら
ないという特性を有する。実際問題として０ＦＴ−’（
ＯＦＴ）　＝Ｉｄｅｎｔｉｔｙであることは既知である
。それにもかかわらず、このいう点で品質的にきわめて
貧弱である。したがって、暗号文に書きかえられた信号
バンドの検証は左程容易とはいえず、さらに、書きかえ
られたメツセージの残留了解度がフィルタの“ソフトネ
ス（ｓｏｆ　ｔｎｅｓｓ　）”により影響を蒙るいう問
題がある。

このような問題は、同期なしで済ますことを可能にする
選択性のきわめて高いフィルタバンクを用いて解決する
ことができる。この特性は魅力的と思われるが、実際上
は伝送される全メツセージが同じ方法で並べかえられる
という点で欠点となる。さらに、使用されるフィルタは
単一の腹合された分析・合成レスポンスをもった特性を
有しておらず、したがって、再生信号の品質は普通程度
のものにすぎない。

最後の形式の装置は、それらがかなり選択性のあるほぼ
完全な時間・周ｔ２数バンド分割を許容するＱＭＦまた
は擬似ＱＭＦ　フィルタバンクを使用する限りでは、最
初の２つの装置の利点が組み合わされることになる。こ
の形式のスクランブル装置および前述したものと同様の
装置に関しては、米国特許第４５５１５８０号に記載さ
れている。

この装置においては、ＱＭＦフィルタバンクを用いて、
信号を１つのブロックを構成する各サブバンドの２５の
連続するサンプルを有する５つのサブバンドに分割する
。したがって、パーミュテーションは５ブロツクの１２
５のすべてのサンプルに作用する。このパーミュテーシ
ョンはキーを選択することにより固定される。この場合
、装置は複雑となるが、これを固定することは欠点とな
る。

この装置の他の特徴は、モジュールを単一と仮定してチ
ャネルの位相補償のみを行う等化器を使用していること
である。このことは、装置は電話線用としてのみ使用可
能で、移動無線リンク用には使用できないことを意味す
る。さらに、パルス状レスポンスを測定するためにディ
ラック（Ｄｉｒａε）パルスを送出する原理は無線リン
クではほとんど実行不可能である。

ダイナミックバンドパーミュテーションをベースにした
スピーチスクランブル装置についてはアナログ処理によ
り既に得られている。本発明の目的は、常にダイナミッ
クパーミュテーションを使用するが、擬似ＱＭＦフィル
タにより形成した分析および合成フィルタバンクにより
、また信号をきわめて高いレートで並べかえ可能な多数
のサブバンド信号に分割することにより、容易な方法で
ほぼ完全に実現可能なデジタルプロセシングをベースに
したアナログスクランブル装置を提供しようとはするも
のである。

本発明アナログスクランブル装置は、複数のパーミュテ
ーションを含むメモリの読取りアドレスを変更すること
により、時間的ダイナミックパーミュテーションによる
スクランブリングを得るようにし、前記アドレスは、０
　（固定パーミュテーション）からｆ、　／Ｎ　（最大
レート）の間で変化しう′るようなクロックレートを有
するシーケンスゼネレータからメモリに供給するように
し、かつ前記クロックレートによりパーミュテーション
の変化レートを決定するようにしたこと、装置のキーを
初期設定シーケンス中に、ゼネレータにロードされるス
ピーチ信号としたことを特徴とする。

以下図面により本発明を説明する。

サブバンドへの分割を行い、はぼ完全な再生を実現しろ
るフィルタを使用する場合は、次の原理によるスクラン
ブル・アンスクランブル装置を実現することができる（
第１図参照）、すなわち、−信号分析 一サブバンド信号のパーミュテーションＰ−合成による
スクランブル信号の取得 −スクランブル信号の分析 一サブバンド信号の逆パーミュテーションＰ−’−合成
によるスクランブル信号の取得 このような装置により得られるスクランブリングの信頼
性はパーミュテーションを行うために採用される戦略に
もとづいている。すなわち、固定バーミニチージョン装
置においては、残留了解度が最低の可能性を示すような
選択がなされるが、あいにく、このパラメータは話し手
に依存することがきわめて大であり、さらに、選択され
たメツセージと関連する暗号文を比較しろるようにした
場合、装置の使用はかなり簡単となる。

−パーミニチージョンを固定でなく、時間とともに変化
させた場合は、これらの不便さは一部抑制することがで
きる。ただし、変化の速度が高くなるにしたがって、パ
ーミュテーションを生じさせるキーの作動が複雑となる
。この場合には、残留了解度は、きわめて低くすること
ができ、また話し手とはまったく無関係となるようにす
ることができるが、他方では、アンスクランブル装置側
において同期の必要性が生ずる。

第２図および第３図は本発明によるダイナミックバンド
パーミュテーション（動的周波数帯変換法）を用いたス
クランブル・アンスクランブル装置のブロック図である
。この回路配置において、種々の処理用に必要な計算は
、例えば、テキサスインスッルメント（Ｔｅｘａｓ　Ｉ
ｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）社製のＴＭＳ’　３２０１０の
ようなデジタル信号プロセッサにより行うようにするを
可とする。

また、アナログデジタル変換器、デジタルアナログ変換
器およびフィルタ用としては、例えば、ナショナルセミ
コンダクタ（ＮａｔｉｏｎａｌＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔ
ｏｒ　）社製Ｃ０ＦＩＤＥＣＴＰ３０５７回路（Ａ−Ｉ
ａｐｒ−８ビット−変換）を使用することが望ましい。

上記回路は単一の１６ピンケーシングにこれらすべての
機能を有するという利点を与える。

第２図示スクラブラ装置は次のような処理段を含む。

−１において原始信号のアンチ・エイリアシングフィル
タリング（Ａｎｔｉ−ａｌｉａｓｓｉｎｇ　ｆｉｌｔｅ
ｒｉｎｇ）を行う操作 −２においてサンプリングを行い、３においてアナログ
デジタル変換器によりデジタル化を行う操作 一分周器６を介して発振器５より供給されるサンプリン
グレートｆ６でサンプリングされた信号を４において１
６サブバンドの擬似ＱＭＦフィルタバンクにより分析す
る操作、プロトタイプフィルタは８０の係数を有し、サ
ブバンドはｆ、　／　１６でサンプリングされる。

−１３において、パーミュテーションされたサブバンド
信号を合成する操作 一スクランプルされたアナログ信号をデジタルアナログ
変換器１４および平滑フィルタ１５により復元する操作 一周波数同期波形ｆ８／４をデジタル的に加算する操作 マイクロホンよりのスピーチ信号はそのレベルを適当に
調整した後、アナログデジタルエンコーダ（ＣＯＦＩＤ
ＥＣ回路）の人力に供給する。この信号は、まず濾波操
作を行い、ｆ、＝７ＫＨｚのレートでサンプリング操作
を行った後、Ａ−１ａｗにしたがって８ビン）ＰＣＭに
変換する。次いで、サンプルはプロセンサに転送され、
そこで直線化（リニアライズ）された後、分析フィルタ
パン冴による処理が行われる。これは、本来レートｆｅ
でサンプリングされた信号をｆ、　／Ｎ　（ここで、Ｎ
＝１６）でサンプリングされたＮ個のサブバンド信号に
変換する操作で、その作動は次の順序で行われる。

−プロセッサがサンプルを読取る −このサンプルの１６サブバンド信号に対する寄与を計
算する −すべでの１６サンプリングサイクル（持続時間Ｔ）の
間に１６サブバンド信号の各々に対して１つのサンプル
を供給する サブバンドサンプルの最終計算が行われるこの特定サイ
クルの間には、１６の結果を外部ＲＡＭｌ０に書込むよ
うにする。次に、これらのサンプルは並べ替えた順序に
よる合成フィルタバンクを形成するプロセッサに直接転
送するようにする。この場合、パーミュテーション（並
べ替え）にはＲＡＭの読取りアドレスを使用する。これ
がため、組の２５６のパーミュテーションをＰＲＯＭｇ
内に保護するようにする。したがって、実行しようはす
るパーミュチージョンの選択は８ビツトのワードにより
表示される。また、この場合、時間的グイナミックパー
ミンテーションによるスクランブリングはＰＲ［］Ｍの
読取りアドレスを変えることにより得るようにする。こ
れらの８つのアドレスビットは、１６のフリップフロッ
プにより構成した最大長２ｈ−１を有するシーケンスＰ
Ｎのゼネレータ７から導出するようにする。外部ＲＡＭ
ｌ０のアドレスはＦＲＯＭ　　からのパーミュテーショ
ンによりマルチプレクサ９を介して書込み（Ｅ）または
読取る（シ）ようにする。

また、マルチプレクサ９およびＦＲＯＭ８はそれぞれ１
１および１２から書込みアドレスおよび読取りアドレス
を受信する。

順次的偏移を実現するクロックレートをパーミュテーシ
ョンレートとする。これは０　（固定パーミュテーショ
ン）から実際上の最大レートであるｆ、　／Ｎまで変化
させることができる。また、ｆｅ／Ｎはサブバンド信号
のサンプリングレートであるので、サブバンド信号の２
つの連続するサンプルは異なる手法でパーミュテーショ
ンが行われる。

次に、パーミニレートされたサブバンド信号のサンプル
は合成プロセッサにより読出される。前記合成プロセッ
サは、分析プロセス間に行われるプロセスと同じような
方法で、ｆ、　／Ｈのレートでサンプリングされた１６
のパーミニレートされたサブバンドサンプルからｆｅの
レートでサンプリングされた１６のスクランブル信号の
サンプルを形成する働きをする。このスクランブル信号
はデジタル同期波形５ｉｎ（２πｎＴｆｅ／４）だけ増
加させるようにする。また、その最大レベルがデコーダ
の飽和レベルの一１８ｄＢに位置するこの信号がスピー
チ信号により妨害されることを防止するため、以前ゼロ
にセットされていたサブバンド１３および１４をほぼｆ
８／４にセットする。この場合、原始信号のサブバンド
１５および１６はいずれも伝送しないようにする。

上述のようにして得られたデジタル信号！、ｌ　Ｉ　Ｃ
は圧縮した後、Ｃ０ＦＩＤＥＣ内に転送され、そこでア
ナログ信号に変換した後、フィルタリングを行う。

次いで、このアナログ信号は伝送されアンスクランブル
装置により処理される。

第３図に示すアンスクランブル装置においては次のよう
な処理が行われる。

一１′においてスクランブル信号のアンチエイリアシン
グフィルタリングを行う操作 −２′において全デジタル化フェーズロックループによ
り行われるサンプリングの同期操作および同期波形の補
償操作 一アナログデジタル変換器３′によりデジタル化を行う
操作 一ブロックとパーミュテーションの同期操作および初期
設定シーケンス中における等化係数の計算操作 一漢型フィルタによるスクランブル信号の等化操作、同
期および等化プロセスは信号プロセッサ１７において行
う 一４′においてスクランブル信号の分析を行う操作 一７′および１２′においてサブバンド信号の逆パーミ
ュテーションを行う操作 一１３′においてそれらの元の位置に戻ったサブバンド
信号の合成を行う操作 一デジタルアナログ変換器１４′および平滑フィルタ１
５′によるアンスクランブルアナログ信号の再生操作 上述のプロセスは、装置の主要部分に関しては、スクラ
ンブル装置で行われるプロセスと同様で、サブバンド信
号のパーミュテーションをスクランブル装置の場合の逆
としたことが異なる点である。

スクランブルされたスピーチ信号はアンスクランブル装
置のＣ０ＦＩＤ［ＥＣのアナログ入力に供給される。こ
の場合、サンプリングはプロセッサ１７により制御され
るようにし、ループはｆ、／４　（Ｆ＠はスクランブル
装置のサンプリングレート）で同期波形をブロックする
ようにする。次いで、以下の作動、すなわち同期波形の
補償にュートラリゼニションまたは中和）操作および等
化器による信号のフィルタリング操作が連続的に行われ
るようにする。ここで、前記等化器の係数は適応する等
化プログラムにより初期設定シーケンス中に得られるよ
うにする。このようにして、ひとたび等化された信号は
分析を行うプロセッサに転送される。

また、この場合、次のプロセスはスクランブル装置の作
動説明の項で述べたものと同様である。パーミュテーシ
ョン用のＦＲＯＭ　８　’　はスクランブル装置の場合
とは逆のパーミュテーションを含み、その読出しアドレ
スは１６のフリップフロップのシーケンスＰＮを有する
ゼネレータ７′から供給するようにする。また、分析プ
ロセッサと合成プロセッサ間に介挿させた外部ＲＡＭｌ
０’はＦ　ＲＯＭの逆パーミュテーション出力によりマ
ルチプレクサ９′を介して供給される書込みアドレスＥ
または読取りアドレスＬを有する。また、マルチプレク
サ９′およびＰＲＯＮ１８′はそれぞれ１１′および１
２′から書込みアドレスおよび読取りアドレスを受信す
る。

スクランブル信号を完全に元に戻すためには、サブバン
ド信号は、スクランブル信号の分析後は、スクランブル
装置の合成器バンクに供給される信号と同じでなければ
ならず、したがって、次の操作が行われなければならな
い。すなわち、−スクランブル信号のレートｆ８　によ
るサンプリングの同期 一群伝搬時間および振幅の双方に関するチャネルの等化 一分析フィルタバンクにおいて得られるサブサンプリン
グフェーズ情報の伝送を許容するブロックの同期 一パーミュテーションの同期 以下これら種々の項目につきさらに分析を行うことにす
る。

まず、サンプリングの同期に関しては、復元されたスピ
ーチ信号品質の主硯的なテストの結果、同期Ｔの±５％
のサンプリングフェーズの偏移が許容されることが分か
った。

この目的を達成するため、信号プロセッサにより実現し
た全デジタルフェーズロックループについて調査を行っ
た。その概要を第４図に示したこのループは次のような
構成素子を含む。

−サンプラーブロッカ−１８およびアナログデジタル変
換器１９ −２つの直角復調器（余弦および正弦）２０および２１
ならびに関連フィルタ２２および２３−サンプリングフ
ェーズ補正２４を行うことを許容する決定論理（デシジ
ョンロジック）。この補正は、信号プロセッサのコンテ
キストの範囲内で若干数の“マシンサイクル”を加算ま
たは減算することにより、フリーレート（ｆ６）　の値
の近辺で行われるようにする。この場合は、ループレー
トの２倍の速度でロッキングを得ることができる。

このようにして実現される全デジタルループは次のよう
な主要な特性を有する。すなわち、−迅速な取得（約１
００サンプリング周期）−妨害（ノイズドリフト）が生
じた場合の正確なフォローアツプ 一信号プロセッサを使用しての簡単な実現ここて、信号
を伝送する前に、デジタル的にシーケンスを加算した場
合はスクランブル信号のサンプリング位相を見出すこと
を可能にする手段を与えることができる チャネルを介して供給される群伝搬時間および振幅ひず
みを補償するためには、等化器によるスクランブル信号
のフィルタリングが必要である。

等化器の機能はチャネルのインバースフィルタ（逆フィ
ルタ）を実現することである。いま、チャネルおよび等
化器のインパルスレスポンスをｈおよびｇで表すものと
すれば、理想的な場合、次式が成立しなければならない
。

（６０ｇ）　（ｎ）　＝δ（ｎ−ｎｏ）ここで、ｎ、は
信号が等化器の後でチャネル内を伝送中に受ける遅延を
示す。等化器は４８の係数を有する横形フィルタにより
実現される。

初期設定シーケンスの間には、信号プロセッサへの適当
な等化プログラムにより傾斜のアルゴリズムを用いて等
化フィルタの係数を見出すことを可能とする。適当な等
化器はまずブラインドモード（第６図）で作動し、次に
ローカルリファレンスモード（第７図）で作動する。こ
の第２の方法で作動させるため、シーケンスＰＮの自己
同期特性（第５図）が使用される。また、この特性は、
ブロック同期の伝送用およびパーミュテーション用とし
ても使用される。

第５図は多項式Ｐ（Ｘ）　＝　Ｘ１６＋Ｘ５＋Ｘ３＋Ｘ
２＋　１により生成されるシーケンス２７または２７′
　に対する自己同期の特性を説明するためのものである
。

送信回路の出力Ｅは伝送しようとするメツセージＸと帰
還信号Ｆをモジュロ−２加算することにより得られる。

信号Ｅが受信回路の人力に供給された場合は、１６クロ
ツクパルス（前記多項式の最高の次数に対応）の後には
、出力ＳはＸに等しくなる。実際上は、同じランキング
オーダーのフリップフロップは同じデータを含むので、
最初の状態がどのようなものであっても、１６クロツク
パルスで充分である。また、Ｅ＝Ｘ＋Ｆであるから、次
のような計算を行うことができる。

５＝ＥＧＦ＝（Ｘ■Ｆ）＋Ｆ・＝ＸＧ）　（ＦＱ　Ｆ）
　＝Ｘ（Ｅ）　０＝χ送信回路の出力（Ｅ）を適応する
等化に対する擬似ランダムシーケンスとしく第５図）、
また等化器を前述のようなブラインドモードで作動させ
た場合はく第６図）、Ｅ′で表示される信号が生じたと
きに、受信回路を等化信号が生じた際になされた判断結
果に同期させようとする。ここで、印加されるメツセー
ジＸは“１”のシーケンスとする。アダプタ２８を介し
てループを形成するようにした等化器２５が″充分に”
収斂している場合、すなわち３２の連続するピットが正
しい値を有する場合は、出力Ｓは値“１”の１６倍の値
をとる。それは、２つのシーケンス２７および２７′が
同期しているとき評価することができ、その場合等化は
ローカルリファレンスモードで作動することができる（
第７図）、その時点において、受信回路は係数を適応化
させるための最適計算を可能にするローカル伝送にスイ
ッチされる。実際上は、ノイズがある場合、デシジョン
エラーは等化器がブラインドモードで作動するとき発生
する。

、等化器２５がローカルリファレンスモードにより作動
するときは、レジスタＰＮの７リツプ７０ツブの特定位
置を認識することにより、パーミュテーションおよびブ
ロック同期が可能である。

要約すると、アンスクランブル装置内で初期設定シーケ
ンス中にプロセッサ（１７）により行われる処理操作は
以下のとおりであり、この順序で行われる。

一通信の始めを示す周波数ｆ、／４を有するトーンの検
出ならびにサンプリング同期を行うことを可能にするロ
ックループへのロッキング−ブラインド適応形等化 一ローカルリファレンスによる適応形等化へのスイッチ
ング 一係数の適応化の凍結ならびにブロック同期およびパー
ミュテーション同期（初期設定シーケンスの終結）への
転移 初期設定シーケンスでなく“平常”に作動するとき、プ
ロセッサ（１７）により行われる処理は次のとおりであ
る。

−フエーズロツクループ 一周期波形の補償 一信号の等化 以下、プロセッサ内に位置する処理プログラムに関し若
干の概要説明をすることにする。

分析プログラム 実現しようとするフィルタバンクは各々８０の係数を有
する１６のフィルタにより形成する。これらのフィルタ
を１つの同じフィルタプロトタイプを変調することによ
り得るようにした場合、これはきわめて効率的に行うこ
とができる。この場合には、フィルタリング操作と変調
操作は分離することができる。プロセスは次のような方
法で行われる。

Ｘｋ（ｍ）をレー）　ｆｅ／Ｎでサンプリングされたに
番目のサブバンド信号（Ｋ＝０．・・・、Ｎ−１）とし
た場合は、Ｐ　（ｍ）で示されるフィルタリング素子は
出力信号をベースにして次式から得ることができる。

ここで、ｃ（ｋ、　ｅ）　＝２ｃｏｓ（（２に＋１）　
（２ｅ＋１）　（２ｅ＋１）ｒｒ／４Ｎ）は奇数余弦変
換（ｏｄｄ　ｃｏｓｉｎｅ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）の中
点くミドル）である。

第３図の表は信号ｐｅ（＋１＋）を得るために実施する
フィルタリング作動を示す。

ｐｅ　（ｍ）　　は形式的には次のように書くことがで
きる。

ここで、 −ｈｅ（ｒ）　＝ｈ（ｒＮ”、ｅ）　、ただし、ｈはプ
ロトタイプフィルタのインパルスレスポンス −Ｘｅ　（ｍ）　＝　Ｘ　（ｍＮ−ｅ）　、ただし、Ｘ
は人力信号−λ＝　Ｎ０／Ｎ、ただし、Ｎｃはプロトタ
イプフィルタの係数の数、本実施例の場合はＮｃ＝８０
係数、Ｎ＝１またがってλ＝５である。

第８図の上の表は１６素子よりなる５つのラインに配置
した８０の最も新しい信号サンプルのメモリを示す。こ
の表において、左端の上の隅には最も最近の信号サンプ
ルを示し、右端の下の隅には最も古い信号サンプルを示
している。また、下の表は同様に１６素子よりなる５つ
のラインに配置した８０のプロトタイプフィルタ係数の
メモリを示し、さらに後述する式の中に出てくるｃｏｓ
　（ｒπ／２）および５ｉｎ（ｒπ／２）の数の記号（
サイン）を表す。

ｐｅ　（ｍ）の値は、その因子（ファクタ）を各表にお
いて同じ記号で目視できる５つのプロダクトの和を計算
することにより得ることができる。この場合、ｐｅ　（
ｍ）を計算するためには全部の表を得る必要はなく　、
Ｘｅ（ｍ）が達成されると直ぐ計算できること明らかで
ある。また、Ｘｋ　（ｍ）を計算するためには、すべて
の信号ｐｅ　（ｍ）を知る必要がある。

それにもかかわらず、パーシマルプロダクトｐｅ（ｍ）
　、　ｃ　（ｋ、　ｅ）　　は、ｋ＝０．−、Ｎ　　１
によるｐｅ（ｍ）の各計算の後、すなわち、各サブバン
ド信号の計算に対するｐｅ（＋ｙ＋）の寄与の後計算す
ることができる。

合成プログラム 合成フィルタバンクにおいて行われるプロセスは分析フ
ィルタバンクで行われる処理と同様である。並べかえら
れたサブバンド信号はまず次式にしたがって奇数余弦変
換（ｏｄｄ　ｃｏｓｉｎｅ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）によ
り変調される。

ここで、Ｓはパーミュテーション（順列）である。

次に、信号Ｙｅ（ｍ）は、第９図の２つの表に示す方法
でスクランブル信号を得るため濾波される。

【図面の簡単な説明】

第１図はスクランブル・アンスクランブル装置を示す概
要図、 第２図は本発明によるスクランブル装置のブロック図、 第３図は本発明によるアンスクランブル装置のブロック
図、 第４図は完全なデジタルフェーズロックループを示す概
要図、 第５図はＰＮシーケンスの自己同期を示す図、第６図お
よび第７図はそれぞれブラインドモードおよびローカル
レフアンスモードにより作動する等化を有する低速度同
期の原理を示す図、第８図および第９図は分析プログラ
ムおよび合成プログラムにおいて実行される濾波操作を
示す表である。 ■、ビ、　１５．１５’　、　２２．２３・・・フィル
タ２．２′・・・サンプリング装置 ３．３’、１９・・・アナログデジタル変換器４．４′
・・・分析器（分析フィルタバンク）５．５′・・・発
振器 ６・・・分周器 ７．７′・・・ゼネレータ 、８．８’・・・ＰＲ［］Ｍ ９．９′・・・マルチプレクサ １０、　１０’・・・ＲＡＭ １１、　１１’　、　１２．１２’・・・ユニノト１３
、　１３’・・・合成器（合成フィルタバンク）１４．
１４’・・・デジタルアナログ変換器１７・・・プロセ
ッサ １８・・・サンプラーブロッカ− ２０、２１・・・直角変調器 ２４・・・サンプリングフェーズ補正回路２５・・・等
化器 ２７、　２７’・・・シーケンス ２８・・・アダプタ ＦＩＧ、１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、デジタル信号プロセッサによりスピーチ信号の処理
   を行う装置で、 次の作動（オペレーション）；すなわち、 濾波（１）、サンプリング（２）、アナログ・デジタル
   変換器（３）においてデジタル化する操作、 サンプリングレートｆ＿ｅでサンプリングされた信号を
   分析フィルタバンク（４）により処理し、ｆ＿ｅ／Ｎで
   サンプリングされたＮ個のサブバンド信号に変換した後
   、並べかえられた順序で合成フィルタバンク（１３）に
   転送する操作、 前記合成フィルタバンクにおいて、同期波 形がデジタル的に加算されるレートｆ＿ｅでサンプリン
   グされたスクランブル信号の計算を行う操作、 かくして得られたスクランブルデジタル信 号をアナログ信号に変換し（１４）、濾波した後（１５
   ）、アナログチャネルを介してアンスクランブル装置に
   転送する操作、 前記アンスクランブル装置の前置プロセッ サ（１７）において、サンプリングの同期、該同期波形
   の補償およびスクランブル信号の等化を行う操作が実施
   されるよう構成し、かつ、前記アンスクランブル装置に
   より行われる処理はＮ個のサブバンド信号の上記並べか
   え順序を逆にしたこと以外はスクランブル装置による処
   理と同じとなるよう形成したアナログスクランブル装置
   において、 該同期波形はサンプリング周波数に対し簡 単な比例関係を有し、該サンプリング同期機能および該
   同期波形の補償をデジタル的に行うようにし、かつ複数
   のパーミュテーション（順序）を含むメモリ（８）の読
   取りアドレスを変更することにより時間的ダイナミック
   パーミュテーションによるスクランブリングを得るよう
   にし、前記アドレスは、０（固定パーミュテーション）
   からｆ＿ｅ／Ｎ（最大レート）の間で変化しうるような
   クロックレートを有する擬似ランダムゼネレータ（７）
   から該メモリに供給するようにし、前記クロックレート
   によりパーミュテーションの変化レートを与えるように
   したこと、装置のキーを初期設定シーケンス中に擬似ラ
   ンダムゼネレータにロードされるスピーチ信号としたこ
   とを特徴とするアナログスクランブル装置。 ２、同期波形のサンプリング同期をアンスクランブル装
   置において全デジタルフェーズロックループによりロッ
   キングレートの２倍の速度で行うようにしたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のアナログスクランブ
   ル装置。 ３、伝送チャネルにより生ずるスクランブル信号の振幅
   ひずみおよび位相ひずみを等化器により補正するように
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のアナ
   ログスクランブル装置。 ４、該フェーズロックループを使用して、それぞれブラ
   インド等化モードおよびローカルリファレンス等化モー
   ドで作動する適応形等化アルゴリズムにより等化係数の
   計算を行う前にサンプル同期を行うようにしたことを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載のアナログスクラン
   ブル装置。 ５、それぞれブラインド等化モードおよびローカルリフ
   ァレンス等化モードで作動する適応形等化アルゴリズム
   により該等化係数を得るようにしたことを特徴とする特
   許請求の範囲第４項記載のアナログスクランブル装置。 ６、ローカルリファレンスモードによる適応形等化器の
   作動により該ローカルリファレンスを生ずる装置の特定
   条件を認識して、パーミュテーションの同期を行いうる
   ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載
   のアナログスクランブル装置。