DE2138228A1

DE2138228A1 - Im Tonfrequenzbereich arbeitendes Geheim-Codiersy stern

Info

Publication number: DE2138228A1
Application number: DE19712138228
Authority: DE
Inventors: Charles K. Concord Mass. Miller (V.StA.)
Original assignee: Technical Communications Corp
Current assignee: Technical Communications Corp
Priority date: 1970-07-30
Filing date: 1971-07-30
Publication date: 1972-03-16
Also published as: US3723878A; CA939843A; FR2103804A5; IL37241A0; AU3179171A

Description

Im Tonfrequenzbereich arbeitendes Geheim-Godiersystem

Die Erfindung bezieht sich auf ein im Tonfrequenz- bzw. Sprachfrequenzbereich arbeitendes Geheim-Codiersystem und insbesondere auf ein im Tonfrequenzbereich arbeitendes Codiersystem, das eine sehr schmale Bandbreite zur Übertragung gesicherter Nachrichten bzw. Sprechverbindungen, aufweist.

Bei einem im Tonfrequenzbereich arbeitenden Geheim-Godiersystem werden die Sprechverbindungen bzw. die gesprochenen Nachrichten vor ihrer Übertragung über eine ungeschützte Übertragungsleitung verschlüsselt. Diese Verschlüsselung kann auf sehr verschiedene Weise durchgeführt werden.

Bei einer bisher vorgeschlagenen Verschlüsselungsform wird die Nachricht, die"geheim zu übertragen ist, mit einer Anzahl verschiedener Frequenzen moduliert, die wie Harmonische bzw. Oberwellen zueinander in Beziehung stehen; eines der Seitenbänder jeder dieser Frequenzen wird dann übertra-

-2-

209812/U96

gen. Obwohl dieses System einfach und leicht auszuführen ist, läßt sich mit ihm nur ein mäßiger Geheimhaltungsgrad erreichen, da die Grundfrequenz und ihre Harmonischen ohne Schwierigkeit festzustellen sind und das übertragene Signal daher leicht zu entschlüsseln ist.

Bei einem weiteren bereits vorgeschlagenen System wird das zu übertragende, analoge Signal gequantelt, um so einen binär-codierten Impulszug zu bilden, der die Größe des analogen Signals zu verschiedenen Zeitpunkten darstellt. Bestimmte Stellen in diesem Impulszug werden dann ihren Komplementärwerten (je nachdem 0 oder 1) entsprechend einem ausgewählten Code gleichgesetzt, der in dem Empfänger zur Entschlüsselung des codierten Signals regeneriert wird. Dieses System besitzt einen hohen Geheimhaltungsgrad, ist aber ziemlich kompliziert und daher schwierig durchzuführen. Weiterhin erfordert es eine große Bandbreite zur wirksamen Wiedergabe der Nachricht im Empfänger.

Ein weiteres System zur Übertragung von Geheimnachrichten, bei dem die Sprechverbindungen im unteren Tonfrequenzbereich (0 bis 3 kHz) wiedergegeben werden können und das eine sehr geringe Bandbreite erfordert, ist in der am 23.5.1967 eingereichten Anmeldung der Anmelderin (US-S.N. 6^-0 665) beschrieben. Bei dem in dieser Anmeldung beschriebenen System wird eine gesprochene Nachricht mit einem komplexen Godewort verschlüsselt. In dieser Anmeldung ist vorgeschlagen, die "Sicherheit" der Nachricht (d.h. die Schwierigkeit, mit der die Nachricht aus dem verschlüssel« ten Signal von hierzu nichtbefugten, das Signal abhörenden Personen wiedergewonnen werden kann) dadurch zu erhöhen, daß das Signal invertiert wird, nachdem es verschlüsselt ist und bevor es übertragen wird. Mit einem derartigen System wird eine größere Sicherheit bei einer noch annehmbaren Wiedergabegüte erreicht. Durch die Verschlüsselung der

-3-209812/U96

gesprochenen Nachricht vor ihrer Inversion wird eine gro-He Anzahl von Modulationsprodukten erzeugt, die - wenn sie nicht vor der Inversion ausgefiltert werden - miteinander während der Entschlüsselung Interferieren können, wodurch die Güte des Signals erheblich herabgesetzt wird.

Es wurden auch noch weitere Systeme vorgeschlagen, bei de« nen die geheim zu übertragende Nachricht zuerst als Einseitenband auf einen Träger konstanter Frequenz moduliert und dann mit einem zweiten Signal verschlüsselt wird, dessen Frequenz entsprechend einem Godewort verändert wird. Ein Ausführungsbeispiel für ein derartiges System ist in einem Artikel von L.E. Zegers beschrieben, der in einem Band COM-I6, Nr. 6 der IEE Transactions on Communication Theory, im Dezember 1968 erschienen ist. Bei diesem System muß in dem Empfänger zur Erzeugung des Modulations signals für die Einseitenband-Übertragung ein sehr stabiler Überlagerungsempfänger vorhanden sein; weiterhin muß zusätzlich ein sehr stabiler, sehr linearer, gesteuerter Oszillator in dem Empfänger vorhanden sein, um entsprechend dem örtlich regenerierten Codewort das zugehörige Entschlüsselungssignal zu erzeugen· Durch diese Oszillatoren wird dieses System erheblich verteuert. Da weiterhin keine Phasensynchronisation beibehalten werden kann, wird die Güte des decodierten Signals herabgesetzt.

Gemäß der Erfindung soll daher ein verbessertes, im Tonfrequenzbereich arbeitendes Geheim-Codiersystem geschaffen werden, das nur eine geringe Bandbreite benötigt. Weiterhin soll bei dem System gemäß der Erfindung die Geheimhaltung der Nachricht im Vergleich zu anderen System vergrößert werden, ohne daß hierdurch das System zusätzlich noch komplizierter wird oder die Wiedergabegüte herabgesetzt wird und daß teure stabile Oszillatoren benötigt werden. Ferner soll das Geheim-Codiersystem leicht an bereits be-

209812/U96

2138229

stehende, nicht geheime Übertragungssysteme anpaßbar sein, weiterhin soll bei dem Geheim-Codiersystem gemäß der Erfindung ein Synchronisationssignal zur Wiedergewinnung des Codes in der codierten Nachricht selbst enthalten sein (buried) und zusammen mit der codierten Nachricht in einem gemeinsamen Frequenzband übertragen werden. Schließlich soll bei dem System gemäß der Erfindung das mit der codierten Nachricht mit zu übertragende Synchronisationssignal vor seiner übertragung selbst verschlüsselt werden,

Gemäß der Erfindung wird daher "die im Tonfrequenzbereich

liegende, geheim zu übertragende Nachricht in einer Codiereinrichtung verarbeitet, die mit der Sprachquelle verbunden ist. In der Codiereinrichtung wird die Nachricht zuerst invertiert und dann mit einem komplexen Codewort verschlüsselt. Die Inversion wird durch eine Phasenmodulation der Nachricht mit einem einzigen reinen bzw. einfachen Ton (dem "Inversions-Ton") durchgeführt; danach wird dann das aufgrund der Modulation auftretende obere Seitenband-Produkt ausgefiltert. Das sich ergebende Signal ist dann nur in dem unteren Seitenband vorhanden und die Frequenzkomponenten dieses Signals sind invertiert; d.h. die niederfrequenten Komponenten des im Sprachbereich liegenden Signals sind

r auf die hochfrequente Seite des modulierten Signals und die hochfrequenten Komponenten des im Sprachbereich liegenden , Signals sind auf die niederfrequente Seite des modulierten Signals umgesetzt. Die Verschlüsselung des Signals erfolgt durch Phasenmodulierung des invertierten Signals unmittelbar mit dem komplexen Codewort·

Zur Erzeugung von Synchronisationssignalen in dem Empfänger, ohne daß hierzu besonders stabile Überlagerungs-Oszillatoren benötigt werden, werden die Inversionsfrequenz und der komplexe Code zusammen mit der im Sprachbereich liegenden Nachricht übertragen. Der komplexe Code wird unmittelbar an

209812/U96

den Empfänger dadurch übertragen, daß er bei einem niedrigen Pegel zu dem verschlüsselten Signal vor dessen Übertragung hinzugefügt wird, während der Inversions« Frequenzton vorzugsweise der invertierten Nachricht vor deren Verschlüsselung hinzugefügt wird, so daß er zusammen mit dem komplexen Godewort und der invertierten Nachricht verschlüsselt wird. Hierdurch wird der Geheimhaltungsgrad des Nachrichtensystems vergrößert«

In dem Empfänger wird dann das komplexe Codewort aus dem empfangenen Signal mittels einer Code-Synchronisierungsschleife wiedergewonnen, die eine Korrelations-Operation an dem empfangenen Signal durchführt, um den Code wiederzugewinnen. Der wiedergewonnene Code wird dann zum Entschlüsseln des Signals verwendet.

Der Inversions-Prequenzton wird dann aus dem entschlüsselten Signal mittels einer Phasen-Blockier- bzw, Sperrschleife (lock loop) wiedergewonnen, die einen Überlagerungs-Oszillator bei der Inversionsfrequenz sperrt. Die im Sprachbereich liegende Nachricht wird dann durch EeInvertierung um die Inversionsfrequenz wiedergewonnen.

Bei einer anderen Ausführungsform ist das komplexe Codewort bei der Übertragung weggelassen und das Synchronisierungssignal weist nur den Inversions-Ton auf, der der invertierten, im Sprachbereich liegenden Nachricht vor der Verschlüsselung hinzugefügt wird. Das sich ergebende, übertragene Signal besitzt dann zwei Komponenten, nämlich die invertierte, verschlüsselte, im Sprachbereich liegende Nachricht und den verschlüsselten Inversions-Ton, der als Synchronisierungssignal dient.

Das komplexe Codewort und der Inversions-Ton werden dann im Empfänger aus dem empfangenen Synchronisierungssignal

«.6-2 0-9812/U96

mitteis einer Code-Synchronisierungs- und einer Phasen-Sperr-Schleife (lock loop) wiedergewonnen, die miteinander kreuzweise gekoppelt sind. Der Eingang wird jeder Schleife über einen Phasenmodulator mit dem Synchronisierungssignal als erstem Eingang und mit dem Ausgang der gegenüberliegenden Schleife als zweitem Eingang zugeführt; der Ausgang jeder Schleife stellt dann das komplexe Codewort bzw. den Inversions-Ton dar. Diese werden dann zur Entschlüsselung der empfangenen Nachricht und danach zur ReInvertierung verwendet, um die ursprüngliche Sprachnachricht wiederzugewinnen.

Gemäß der Erfindung ist also ein im Sprachbereich arbeitendes Geheim-Codiersystem geschaffen, mit dem die geheime Übertragung einer im Sprachbereich liegenden Nachricht dadurch ermöglicht wird, daß die Nachricht zuerst invertiert und dann unmittelbar mit einem komplexen Codewort verschlüsselt wird. Bei einer Ausführungsform wird auch ein Ton bei der Inversionsfrequenz zusammen mit der im Sprachbereich liegenden.Nachricht verschlüsselt und der komplexe Code zu dem verschlüsselten Signal vor der Übertragung hinzugefügt, wodurch für den Empfänger Synchronisierungssignale geschaffen sind; eine Decodiereinrichtung in dem Empfänger bildet dann die verschlüsselte Nachricht zurück. Bei einer anderen Ausführungsform ist der komplexe Code bei dem übertragenen Signal weggelassen und der Inversions-Ton und der Code werden in dem Empfänger mittels kreuzweise gekoppelter Phasen-Sperr-(phase-lock) und Synchronisierungsschleifen wiedergewonnen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

-7-

209812/1496

Fig. 1 ein schematisches Schaltdiagramm eines Teils eines Radiosenders, der mit der Codiereinrichtung gemäß der Erfindung zur Verschlüsselung einer Nachricht vor der Übertragung verbunden ist;

Fig. 2 ein schematisches Schaltdiagramm eines Teils eines Rundfunkempfängers, der mit der Decodiereinrichtung gemäß der Erfindung zur Entschlüsselung der empfangenen Nachricht verbunden ist;

Fig. 3 ein schematisches Schaltdiagramm einer weiteren Ausführungsform einer Codiereinrichtung gemäß der Erfindung; und

Fig. k ein schematisches Schaltdiagramm einer Decodiereinrichtung zur Verwendung in Verbindung mit der in Figur 3 dargestellten Codiereinrichtung.

In Figur 1 ist die Codiereinrichtung 10 gemäß der Erfindung zwischen eine Analog-Signalquelle 12 (die als Mikrofon dargestellt ist) und einen Sender I^ geschaltet (der Hochfrequenz-Modulations- und Verstärker-Stufen enthalten kann). Die Codiereinrichtung 10 weist ein Wellen formendes Netzwerk 16 zur Ausfilterung von Signalkomponenten des Mikrofons 12 auf, die außerhalb der Bandbreite des zu übertragenden Signals liegen. Wenn beispielsweise Sprache zu übertragen ist, weist das Netzwerk 16 Filterelemente auf,.die bei Frequenzen unter 300 Hz und über 3 kHz dämpfen; dieserFrequenzbereich stellt dann die Bandbreite dar, an die die Codiereinrichtung angepaßt werden muß.

Nach Passieren des Netzwerkes 16 wird das Sprachsignal einem Phasenmodulator 18 zugeführt, wo es mit einem Träger moduliert wird, der dem Modulator von einem Oszillator 20 über eine Rechteckschaltung 22 zugeführt wird. Der Oszillator 20 gibt ein sinusförmiges Ausgangssignal auf einer einzigen Frequenz, der sogenannten "Inversions"-Frequenz ab; dieses Ausgangs signal wird dann durch die Rechteckschaltung in ein

209812/U96 ~⁸"

Signal umgeformt, das etwa eine Hechteckwelle darstellt und das den Modulator 18 zu genau festgelegten Zeitpunkten ein« und ausschaltet bzw. steuert.

In einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Modulator 18 ein Paar Transistorschalter aufweisen, die ausgeglichen bzw. im Gegentakt angeordnet sind, und denen ein Differenzverstärker nachgeschaltet ist, dessen Eingänge mit den entsprechenden Schalterausgängen verbunden sind. In dem Ober- bzw. Originalbereich ist der Ausgang des Modulators analog zu dem Tonfrequenz signal, in dem aufeinanderfolgende Segmente um 180° bezüglich des zugeführten Trägers verschoben sind. In dem Frequenzbereich weist der Ausgang des Modulators 18 obere und untere Seitenbänder auf, die mittig zu der Grundfrequenz des Oszillators 20 und seinen Oberwellen eingestellt sind, die in der Rechteckwelle enthalten sind. Für Nachrichten in einem Bandpaß von 300 Hz bis 3 kHz wird die Inversionsfrequenz so gewählt, daß Sie in dem Bandpaß, d.h. bei 2,7 kHz, liegt.

Der Modulator-Ausgang wird einem Tiefpaßfilter 24 zugeführt, der das obere, über der Grund-Inversionsfrequenz gelegene Seitenband zusammen mit allen übrigen zu höheren Frequenzen mittig eingestellten Modulationsprodukten ausfiltert. Der Ausgang des Filters 24 weist dann ein einziges unteres, unter der Grund-Inversionsfrequenz liegendes Seltenband auf; dieses Seitenband wird von nun an als die "invertierte, im Sprachbereich liegende Nachricht" bezeichnet*

Die invertierte, im Sprachbereich liegende Nachricht wird in einer Summierschaltung 26 einem Teil des Ausgangs des Oszillators 20 hinzugefügt; diese Summe wird dann einem Phasenmodulator 28 zugeführt, dessen Aufbau dem des Modulators 18 ähnlich ist. Ein Oszillator 30 steuert einen di-

-9-209812/U96

⁹ " 213822a

gitalen Codiergenerator 32 übex³ @la© Beehteokschaltung 3^» die dan sinusförmigen Ausgang des Oscillators 30 in eine gleichförmige Rechteokwelle umformt^ der Oszillator arbeittet vorzugsweise auf ©in©? Frequenz TOn 1 kHs_o Dar Codier« generator 32 seinerseits steuert über eine Treiberstuf© bzw« einen Verstärker 36 den Gegentaktmodulator 285 der Generator erzeugt einen komplexen digitalen Gode^ der zur Phasen« modulation des Ausgangs der Modullsrschaltung 26 verwendet wird ο

Obwohl verschiedene Äusführungsforaian von digitalen Codier« generatoren verwendet werden könn©n_ö weist der Generator vorzugsweise ein digitales Schieberegister mit ©iner oder mehreren Rüekkopplungsv©rb£ndung©n su Teilen des Schiebe« registers auf, um wiederholt ©in komplexes God@trort su er« seugen_s das in seiner Beschaffenheit pseudo^sufällig ist₈ d_eh. di© Verteilung der ^Bl^ra und des·= "0^H in dem Wort ist beinahe eine zufällig© Vert@ilung_o Der Generator 32 wird von d©e Bedienungspersonal in ainen tofsagssustand einge« stellt«, Dieser Zustand legt dann ©in spesiellss Code«'³Wort" festj, das dem Modulator 28 bit filz* bit mit einer Frequenz zugeführt wir&₉ die von d©m Ossillatoi³ 30 bastimiit wird« Das Wort wird dann während der Übertragung ständig wieder™ holt* Das invertiert© 8pmeiisigsal₀ a©sa der Inva2?sions«Pr©« quenzton hinzugefügt ist₈ wird uomitfcelbar mittels d@s Mo« dulators 28 mit diesem Codewort verschlüsselt _s wodurch ein Signal geschaffen ist, das für die unverständlich ist₈ di© nicht das passende Gerät besitsen_s wa di© im Spraehbereieh liegende Nachricht rücksubilden₉ Das Godewort kann durch Ändern der Hückkopplungsverbindungen zu dem Schieberegister verändert werden.

Der Ausgang des Codiergenerators 32 wird in einem Tiefpaßfilter 38 gefiltert, und dann in einer Summierschaltung zu dem verschlüsselten Ausgang des Modulators 28 addiert«, Das

-10-209Ö12/U96

213822a

Filter 38 beseitigt vor der Übertragung die hochfrequenten Komponenten des Codewortes_s um Interferenzen mit dem wiedergewonnenen Tonfrequenssignal bei der anschließenden Decodierung auf ein Minimum herabzusetzen.; das gefilterte Godewort dient als zweites Synchronisationssignal zur Wiedergewinnung der versehlüsselten_ä im Sprachbereich liegenden Nachricht, wie weiter unten zu erkennen ist. Um das Erkennen bzw. Peststellen des Codewortes zu erschweren, sollte der Signalpegel des Codes vorzugsweise in der Größenordnung von 10% des Signalpegels der verschlüsselten Nachricht liegen.

Der Ausgang der Summierschaltung ^O waist dann eine verschlüsselte ₉ invertierte Ausführungsform der im Sprachbereich liegenden Nachricht auf, zu der der komplexe Code mit einem niedrigen Signalpegel hinzuaddisrt ist«, Dieses zusammengesetzte Signal wird dem Sender 14- zur Übertragung an einen entfernt gelegenen Empfänger zugeführt» In dem Sender I¹V wird vor der Übertragung zu (Lern entfernt gelegenen

um Empfänger eine geeignete Wellenformung und Prequenafeetzung vorgenommen« Wenn beispielsweise di© Codiereinrichtung in einem beweglichen Zweiweg«Rundfunk«Iachricht®nsystem verwendet wird_a wird das verschlüsselt© Signal auf ein Trägersignal hochfrequent aufmoduliert ₉ dessen Frequenz in der Größenordnung von 100 MHg oder mehr liegt. In einem solchen Fall nimmt dann das verschlüsselte Signal nur eine sehr schmale Bandbreite ein, die mittig zu der Trägerfrequenz liegt* Wenn andererseits die Übertragung über eine Telefon« Übertragungsleitung erfolgt, dann braucht der Sender 14 nicht notwendigerweise eine Frequens-Urasetzungsschaltung aufzuweisen; statt dessen kann vielmehr der Sender insgesamt entfallen«

«11-

209812/1496

213822a

In Figur 2 ist eine Decodiereinrichtung 50 in Form eines Rundfunkempfängers dargestellt. Der Empfänger weist einen Hochfrequenzdemodulator und Verstärker 52 zur Wiedergewinnung der verschlüsselten Nachricht aus der Trägerfrequenz, der er überlagert worden ist, auf. Die verschlüsselte Nachricht wird dann einem Phasenmodulator 54, einem Tiefpaßfilter und einer Begrenzerstufe 56 und einem Phasenmodulator 58 zugeführt.

Das Filter und die Begrenzerstufe 56 besitzt einen 3 cLb-Schnitt bei etwa der Frequenz des Codewortes, so daß Signalkomponenten mit höheren Frequenzen ausgefiltert werden. Der Ausgang des Filters 56 wird einer Codier-Synchronisierungsschleife 60 zugeführt, die einen digitalen Korrelator 62, ein Tiefpaßfilter 64 mit einem aktiven Verstärkerelement, einen Spannungs-gesteuerten Oszillator 66, eine Rechteckschaltung 68 und einen Codiergenerator 70 aufweist. Der Korrelator 62 nimmt die Eingänge von dem Filter 56 und dem Generator ?0 auf. Der Generator 70 seinerseits wird durch die Rechteckschaltung 68 von dem Oszillator 66 gesteuert. Der Ausgang des Korrelators 62 wird über das Filter 64 als Steuereingang dem Oszillator 66 zugeführt.

Der Codiergenerator 70 weist vorzugsweise ein digitales Schieberegister auf, das dem in dem Sender verwendeten Schieberegister 28 ähnlich ist, und wird zu Beginn auf dasselbe Codewort eingestellt. Der Inhalt des Registers wird bit für bit entsprechend den Steuersignalen des Oszillators 66 weitergeschoben, bis die entsprechenden Bits in dem Senderund Empfänger-Codlergenerator "aufeinander abgestimmte oder "synchronisiert" sind. Die Frequenz des Oszillators 66 wird von dem Ausgang des Korrelators 62 gesteuert, dessen Ausgang wiederum von dem Ausgang sowohl des Codiergenerators 70 als auch des Filters und der Begrenzerstufe 56 abhängt. Der Korrelator 62 weist lediglich ein Paar UND-Gatter auf,

-12-209812/U96

die die positiven bzw. negativen Eingänge eines Differenzverstärkers steuern, der in einer integrierenden Ausführungsform angeschlossen ist.

Die Codier-Synchrpnisierungsschleife 60 entnimmt aus dem verschlüsselten Signal den einen niedrigen Pegel aufweisenden komplexen Code, der anschließend zur Entschlüsselung des Signals verwendet wird. Hierzu wird das empfangene Signal mit dem örtlich erzeugten komplexen Codewort in Beziehung gesetzt und dann das'Schieben von Bits in dem Schieberegister des Generators 70 solenge weitergeführt oder verzögert, bis der erzeugte Code mit dem empfangenen Code synchronisiert ist. \iewi der von dem Generator 70 erzeugte Code in Phase mit dem in dem verschlüsselten Signal enthaltenen Code liegt, dann steuern die Gatter des !Correlators abwechselnd die positiven und negativen Eingänge des integrierenden Verstärkers; diese Steuersignale werden integriert, um einen Null-Netz-Beitrag (zero net contribution) zum Verstärkerausgang über den Integrationszeitraum zu schaffen. Solange der Ausgang des Codiergenerators '70 in Phase mit dem in dem verschlüsselten Signal enthaltenen Code liegt, bleibt der Verstärkerausgang konstant und der Oszillator 66 liefert einen konstanten Frequenzausgang.

Wenn sich aber der Ausgang des Generators 70 außer Phase mit dem Codewort in dem verschlüsselten Signal befindet, dann wird eines der Korrelator-Gatter für eine längere Zeitspan-, ne als das andere Gatter geöffnetj die· Auswahl des Gatters hängt hierbei von der Richtung der Phasenverschiebung zwischen dem Codewort in dem verschlüsselten Signal und dem von dem Generator 70 erzeugten Code ab. Durch das ungleiche Öffnen der Gatter wird der integrierende Verstärker in der einen oder der anderen Richtung gesteuert, um ein Netz-(nicht NULL) Ausgang abzugeben, wodurch dann der Spannungs-gesteuerte Oszillator 66 zur Änderung der augenblicklichen Frequenz in der

-13-209812/U96

¹³ 2138229

einen oder der anderen Richtung entsprechend der Phasenverschiebung zwischen den zwei Signalen veranlaßt wird; hierdurch wird der Generator 70 in einer Richtung gesteuert, um so die Phasenverschiebung auf einem Minimum zu halten. Der Generator 70 wird dann auf das Godewort in dem verschlüsselten Signal zur Wiedergabe des Godewortes in dem Empfänger verriegelt.

Um eine kürzere Synchronisierungszeit für das komplexe Godewort zu erhalten, sollte der Oszillator 66 auf einer etwas höheren Frequenz als der Bit-Frequenz des Codewortes während des Aufnahmezyklus arbeiten und dann auf die synchrone Frequenz umschalten, wenn das Codewort einmal gefunden worden ist. Diese Frequenzabweichung läßt sich leicht durch Anlegen einer Vorspannung an das aktive Verstarkungselement des Filters 6^ während der Zeit erreichen, während der das Codewort so gewonnen werden soll, daß der Oszillator auf einer über der synchronen Frequenz liegenden Frequenz arbeitet; nachdem die Synchronisierung erreicht ist, wird diese Vorspannung wieder entfernt. Die Anschaltung der Vorspannung wird vorteilhafterweise auf ein Schaltsignal hin durchgeführt, das dem Verstarkungselement über eine Leitung 6*5-' von einer

Er
die/fässung feststellenden Schaltung zugeführt wird, die im einzelnen weiter unten beschrieben wird«, Vor der Synchronisierung wird dann die Vorspannungs-Verschiebung dieses Elements so eingestellt, daß der Oszillator 66 auf einer Frequenz in der Größenordnung von 50 bis 100 Hz über der Bit-Frequenz des Codewortes gesteuert wird» Wenn dann die Synchronisierung erreicht ist, wird die Verschiebung wieder entfernt, so daß der Oszillator auf einer Frequenz gesteuert wird, die der synchronen Frequenz entspricht, d.h. einer Frequenz, die gleich der Bit-Frequenz des Codewortes ist.

Gleichzeitig mit der Anschaltung der Vorspannung für die Frequenz-Verschiebung sollte die Rauschbandbreite der Schleife von einem hohen Wert während der Gewinnung des Codes auf

209812/U96

einen niedrigen Wert geändert werden, wenn Synchronisierung eingetreten ist. Die vergrößerte Bandbreite während der Code-Gewinnung trägt zu einer schnellen Synchronisierung bei, sie würde aber die Signalgüte nach der Synchronisierung herabsetzen, wenn sie nicht gleichzeitig verringert würde. Die Änderung der Bandbreite läßt sich leicht durch Ändern der Verstärkung des aktiven Verstärkungselements durchführen, nachdem Synchronisierung erreicht istj dies wird vorzugsweise mit demselben Schaltsignal durchgeführt, das zur Schaltung der Vorspannung zur Frequenz verschiebung verwendet wird.

Der Ausgang des Generators 70 wird dem Modulator 58 und einem Schalter 72 zugeführt, der zu dem Modulator 5¹* gehört. Die verschlüsselte, invertierte Nachricht am Ausgang des Modulators 52 wird in dem Modulator 58 durch Rückmodulation mit dem komplexen Godewort entschlüsselt, das in dem Generator 70 der Codier-Synchronisierungsschleife 60 erzeugt wird. Der entschlüsselte Ausgang, der den Inversions-Ton plus die invertierte Sprachnachricht enthält, wird einem Bandpaßfilter und einer Begrenzerstufe 7**· zugeführt, die eine Mittenfrequenz bei der Inversionsfrequenz besitzt.

Das Filter 74 läßt nur den reinen Ton bei der Inversionsfrequenz durch und dieser wird einer Phasen-Sperr- (lock) Schleife ?6 zugeführt, die einen Phasenvergleicher 78, einen Integrator 80, einen spannungsgesteuerten Oszillator 82 und eine Phasenschieber- und -begrenzerstufe 84 aulweist, die in einer geschlossenen Schleife zusammengeschaltet sind. Der Vergleicher 78 vergleicht die Phase des wiedergewonnenen Inversions-Tons mit der Phase des Oszillators 82. Wenn sich die beiden Signale außer Phase befinden, dann liefert der Vergleicher 78 ein Ausgangs signal, das, wenn es von dem Integrator 80 integriert ist, ein Steuersignal für den Oszillator 82 darstellt, um dessen Frequenz in der einen oder anderen Richtung zu verschieben, um die Phasendifferenz auf einem minimalen Wert zu halten. Die Phasenschieber- und -be-

209812/U96 -15-

grenzerstufe 84 liefert eine 90°-PhasenverSchiebung zu dem Oszillatorausgang zum Betrieb des Vergleichers 78 und formt den sinusförmigen Ausgang des Oszillators inline Rechteckwelle um, so daß der Vergleicher in genau festgelegten Intervallen an- und ausgeschaltet wird. Der Oszillator 82 erzeugt dann einen Ausgang, der in Phase mit dem in dem empfangenen Signal enthaltenen Inversions-Ton liegt. Zu diesem Zeitpunkt sind dann sowohl der komplexe Code als auch der Inversions-Ton mit der richtigen Phase in dem örtlichen Empfänger wiedergewonnen, so daß die im Sprachbereich liegende Nachricht aus den verschlüsselten, invertierten Signalen nunmehr wiedergewonnen werden kann.

Die Entschlüsselung und die Rückinversion des empfangenen Signals wird in zwei Phasenmodulatoren 54 bzw. 86 durchgeführt. Bevor das Codewort und der Inversions-Ton diesen Modulatoren zugeführt sind, besteht der Ausgang der Decodiereinrichtung aus unverständlichen, "verstümmelten" Signalen. Um eine übertragung dieser Signale zu dem Ausgang vor der Decodierung zu unterbinden, werden die !Modulatoren 54 und 86 durch Schalter 72 bzw. 88 eingetastet.

Wenn der Schalter 72 angeschaltet ist, wird das wiedergewonnene Codewort von dem Generator 70 zu dem Modulator 54 durchgeschaltet,, während durch Anschalten des Schalters 88 der Inverions-Ton von dem Oszillator 82 zu dem Modulator 86 durchgeschaltet wird. Diese Schalter wiederum werden von einem Schalter 90 über ein Tiefpaßfilter 92 betätigt. Der Schalter 90 wird von dem Oszillator 82 gesteuert. Wenn der Ausgang des Oszillators 82 und die Begrenzerstufe 74 in Phase liegen, ist der Schalter 9ü geschlossen; dieser schließt dann seinerseits die Schalter 72 und 88 und läßt das Codewort sowie den Inversions-Frequenzton zu den Modulatoren 54 bzw. 86 durch. Es wird auch ein Signal der Verstärkerstufe in dem Tiefpaßfilter und dem Verstärker 64 zugeführt, um den Verstärkungsgrad des Verstärkers herabzusetzen und den Os-

209812/1496 ~¹⁶~

zillator 66 auf die synchrone Frequenz zu schalten. Der Modulator 5^ entschlüsselt die Nachricht und gibt an seinem Ausgang ein Signal ab, das die invertierte, im Sprachbereich liegende Nachricht plus den Inversions-Frequenzton aufweist. Dieses-Signal wird dann von dem Modulator 86 rückinvertiert und gelangt über ein Tiefpaßfilter 9^ zu einer das Ausgangssignal verwertenden Einrichtung, beispielsweise einen Lautsprecher 96. Der Modulator 86 ebenso wie die Modulatoren 5^ und 58 können vorteilhafterweise denselben Aufbau aufweisen, wie die Modulatoren 18 und 28 in dem Sender. "

Die Schalter 72 und 88, die einerseits ein verstümmeltes Ausgangssignal unterbinden, bevor der komplexe Code und der Inversions-Ton in dem Empfänger wiedergewonnen worden sind, erfüllen zusätzlich die Aufgabe, eine Durchgangs-Ubertragung von uncodierten Signalen zu ermöglichen. Wenn jeder der Modulatoren 84· und 86 zwei Transistoren aufweist, die symmetrisch im Gegentakt angeordnet sind, dann arbeiten die Transistoren, solange an sie kein Modulationssignal angelegt ist, als gewöhnliche Verstärker. Sobald daher in dem empfangenen Signal eine komplexe Code-Komponente vorhanden ist, verstärken die Modulatoren $k und 86 nur das empfangene Signal und lassen es sonst unverändert zu dem Auegang durch. Wenn aber eine solche Komponente in dem empfangenen Signal vorhanden ist, wird mittels der Modulatoren die ursprüngliche Nachricht durch eine nachfolgende Hückmodulation wiedergewonnen. Ob nun das empfangene Signal verschlüsselt oder nicht verschlüsselt ist, der Ausgang stellt in jedem Fall eine klare bzw. nicht-verschlüsselte Wiedergabe der im Sprachbereich liegenden Nachricht dar.

Anstatt zusammen mit der invertierten, verschlüsselten Nachricht das komplexe Codewort zu übertragen, um ein Synchroni-

-17-209812/U96

sierungssignal zu erhalten, ist es auch möglich, den verschlüsselten Inversions-Ton selbst als das alleinige Synchroni sierungssignal zu verwenden und den Inversions-Ton sowie das Codewort durch kreuzweise Koppelung der Godier-Synchronisierungsschleife und der. Phasen-Sperr-Sehleife (lock loop) derart wiederzugewinnen, daß der Ausgang der einen Schleife als Eingang der anderen Schleife dient. Die erforderlichen, hierbei durchzuführenden Sehaltungsänderungen sind in den Figuren 3 und k dargestellt.

In Figur 3 sind das Tiefpaßfilter 38 und die Summierschaltung kO der Figur 1 weggelassen und statt dessen ist der Ausgang des Phasenmodulators 28 unmittelbar über eine Leitung 102 mit dem Sender Ik verbunden. Der Code von dem Generator 32 wird dann nur dem Verstärker 36 und nicht dem Sender Ik zugeführt, da der Signaleingang zu dem Modulator 28 die Summe der invertierten Sprachnaohrieht und des Inversions-Tones ist; der Ausgang dieses Modulators stellt dann die invertierte, verschlüsselte Sprachnachricht plus den verschlüsselten Inversions-Ton dar, der als Synchroni« sierungssignal zur Wiedergewinnung der ursprünglichen Nachricht in dem Empfänger dient« Vorzugsweise weist die Synchronisierungskomponente einen Pegel von etwa 25% des Pegels der Nachrichtenkomponente auf.

In Figur k wird dann das empfangene Signal, das aus einer Nachrichtenkomponente (der invertierten, verschlüsselten Sprache) und einer Synchronisierungskomponente (dem verschlüsselten Inversions-Ton) besteht, zuerst von dem Demodulator 52 demoduliert (wobei vorausgesetzt ist, daß das Signal von dem Sender Ik vor seiner Übertragung moduliert worden ist); danach wird das Signal den Phasenmodulatoren 5k und 58, wie vorher bereits beschrieben, ebenso wie einem zusätzlichen Phasenmodulator 59 zugeführt, der in der abweichenden, nunmehr zu beschreibenden Ausführungsform erfor-

-18-209812/U96

derlich ist. Der Modulator 59 wird von dem Ausgang der Phasen-Sperr-Schleife 76 gesteuert und sein Ausgang wird dem Tiefpaßfilter 56 zugeführt. Die Leitung 56', die bisher das Filter 56 mit dem Modulator 52 verbunden hat, ist in der vorliegenden Ausführungsform beseitigt, so daß der einzige Eingang zu dem Filter 56 der von dem Modulator 59 ist.

Die Nachrichten» und Synchroni sierungskomponenten des demodulierten Eingangs signals werden mit dem komplexen Codewort in dem Modulator 58 und mit dem Inversions-Ton in dem Modulator 59 gemischt. Hierbei ist vorausgesetzt, daß zu diesem Zeitpunkt der Code-Teil des ankommenden Synchronisierungssignal von der Codier-Synchronisierungsschleife 60 gesperrt ist, so daß der Generator 70 den Demodulator 58 mit dem wiedergewonnenen komplexen Codewort steuert. Dies wird mit den Nachrichten- und Synchronisierungs-Signalkomponenten gemischt, die dem Demodulator zugeführt sind, um einen ersten Ausgang mit der invertierten, im Sprachbereich liegenden Nachricht und einen zweiten Ausgang mit dem Inversions-Ton zusammen mit Modulationsprodukten höherer Ordnung zu schaffen. Die invertierte Sprachnachricht und die Modulationsprodukte höherer Ordnung werden von dem Filter 7^ ausgefiltert, so daß nur der reine Inversions-Ton durch das Filter hindurchgelangt, um die Phasen-Sperr-Schleife zu steuern. Die invertierte, verschlüsselte Nachrichtenkomponente und alle Komponenten höherer Ordnung, die bei der Demodulation der Synchronisierungskomponente entstehen, werden durch das Filter 5^> ausgefiltert, so daß der Ausgang an der Synchronisierungsschleife primär aus dem komplexen Code besteht. In der Synchronisierungsschleife 60 wird dann diese Codefolge frei von Bauschen und Verzerrung regeneriert. Der regenerierte Code wird zusammen mit dem regenerierten Inversions-Ton den Demodulatoren 5^ bzw. 86 zugeführt, die zuerst die Nachrichtenkomponenten entschlüsseln und sie dann auf die

-19-209812/U96

213822a

vorher beschriebene Weise rückinvertieren. Das sich ergebende Signal geht dann durch das Tiefpaßfilter 9k hindurch und wird von dem Lautsprecher 96 wiedergegeben.

Die zweite, gerade beschriebene Ausführungsform besitzt gewisse Vorteile gegenüber der zuerst beschriebenen Ausführungsform. Die Spraeh-Geheimhaltungseinrichtung kann ohne Schwierigkeit in einem Empfänger eingebaut sein, der eine geringe Empfindlichkeit in den unteren Frequenzbereichen (0 bis 300 Hz) besitzt, da die Synchronisierungskomponente vollständig in dem Frequenzband über dieser oberen Grenze liegt und damit in dem Bandpaß des Empfängers. Weiterhin ist das System verträglicher gegenüber Frequenz«.Abweichungsfehlern, wie sie bei Einseitenband-Bundfunkübertragung oder bei Übertragung über gewöhnliche Telefonleitungen auftreten können.

Schließlich fallen, wenn das empfangene Signal durch die Sprach-Demodulatoren hindurchgegangen ist, die Demodulationskomponenten, die auf dem Synchronisierungssignal beruhen, weitaus dem Sprachdurchlaßbereich heraus und werden nicht durch das System zusammen mit der verschlüsselten Sprache übertragen; hierdurch ergibt sich dann ein verminderter Hintergrund-Rauschpegel .

Es ist; also ein verbessertes, im Sprachbereich arbeitendes Gehe im-Codier sys tem geschaffen worden, das einen relativ hohen Geheimhaltungsgrad unter Einhaltung einer guten Wiedergabegüte erreicht. Dies beruht zum Teil bei beiden Ausführungsformen auf der Inversion der Sprach-Nachricht vor der Verschlüsselung mit einem komplexen Code; durch diese "Vorinversion¹¹ wird der Verschlüseelungspegel erhöht, wobei während der Verschlüsselung mit dem komplexen Codewort ein Betrieb mit weniger Modulationsprodukten möglich wird.

-20-209812/U96 ·

Ein Synchronisierungssignal im Frequenzband der übertragenen, im Sprachbereich liegenden Nachricht wird bei der einen Ausführungsform mit dem verschlüsselten Inversions-Ton plus dem komplexen Codewort oder bei der anderen Ausführungsform mit.dem verschlüsselten Inversions-Ton selbst zusammen mit der übertragenen Nachricht gesendet und dann in dem Empfänger in seine Komponenten aufgeteilt, so daß die im Sprachbereich liegende Nachricht wiedergewonnen werden kann. Durch das Einbetten des Synchronisierungssignals in das Nachrichtensignal wird auf diese Weise die Sprach-Geheimhaltung weiter vergrößert.

Das im Sprachbereich arbeitende Geheim-Codiersystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Verbindung mit einer drahtlosen Sender-Empfänger-Kombination dargestellt worden. Die Erfindung ist aber selbstverständlich hierauf nicht.beschränkt und es können vorteilhafterweise Codiereinrichtungen für andere Zwecke verwendet werden, beispielsweise zur Codierung und Decodierung von Nachrichten, die über Telefonleitungen zu übertragen sind. Weiterhin kann irgendein analoges Signal gemäß der Erfindung geheim gesendet werden, unabhängig davon, ob es von einer Sprachquelle stammt oder nicht.

-21-

209812/1496

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Codierung einer analogen Nachricht

im Tonfrequenzbereich zur Übertragung an einen entfernt gelegenen Empfänger mittels eines Systems mit einer Bandbreite, die auf die Bandbreite der analogen Nachricht beschränkt ist,' gekennzeichnet durch:

a) eine Einrichtung zur Invertierung der analogen.Nachricht, um eine innerhalb der Bandbreite der Nachricht liegende Frequenz;

b) eine Einrichtung zur Verschlüsselung der invertierten Nachricht unmittelbar mit einem komplexen Codewort bei einer innerhalb der Bandbreite der Nachricht liegenden Frequenz; und

c) eine Einrichtung für in der codierten Nachricht enthaltene Synchronisierungssignale zur Übertragung an den entfernt gelegenen Empfänger zusammen mit der Nachricht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für die in der codierten Nachricht enthaltenen Synchronisierungssignale eine Einrichtung (26) zur Summierung der Nachricht vor der Verschlüsselung eines Tons bei der Frequenz aufweist, bei der die Nachricht invertiert ist, wobei der Ton mit der Nachricht verschlüsselt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung für die in der codierten Nachricht enthaltenen Synohronisierungssignale eine Einrichtung (40) zur Summierung der Nachricht aufweist, nachdem wenigstens ein Teil des komplexen Codewortes mit einem Pegel verschlüsselt ist, der erheblich niedriger ist als der

209812/U96 ~²²~

Pegel der verschlüsselten Nachricht, um dadurch ein Code-Synchronisierungssignal für den Empfänger zu schaffen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zur Verschlüsselung der Nachricht einen Generator (32) zur wiederholten Erzeugung eines digitalen Codewortes und einen Phasenmodulator (28) zur Modulierung der invertierten Nachricht zusammen mit dem Codewort aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Generator (32) einen Oszillator und ein digitales Schieberegister aufweist, das mit dem Oszillator gekoppelt und mit Bückkopplungsleitungen versehen ist, um eine pseudo-zufällige Folge binärer Ziffern für den Modulator (28) zu erzeugen.

6. Vorrichtung zur Decodierung einer analogen Nachricht, die invertiert ist und vor der Übertragung zu der Decodiervorrichtung unmittelbar mit einem komplexen Code-Wort verschlüsselt ist und die dem Inversions-Ton und dem komplexen Codewort entsprechende Synchronisierungs-Signalkomponenten aufweist, gekennzeichnet durch:

a) eine Einrichtung zur Erzeugung einer Nachbildung des komplexen Code-Wortes synchron zu dem zur Verschlüsselung der Nachricht verwendeten Code-Wortj

b) eine Einrichtung zur Erzeugung eines Tons auf der Inversions-Frequenz synchron zu dem Ton, mit dem die Nachricht verschlüsselt worden istj

c) eine Einrichtung zur Entschlüsselung der codierten Nachricht mit Hilfe des erzeugten Code-Wortesj und

d) eine Einrichtung zur Heinvertierung der entschlüsselten Nachricht mit Hilfe des erzeugten Tons.

-23-209812/U96

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, mit der die Entschlüsselung oder die Reinvertierung der codierten Nachricht verhindert ist, bevor die Codewort-Nachbildung und der Inversions-Frequenz ton im Empfänger erzeugt sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die codierte Nachricht durch Phasenmodulation des analogen Signals zusammen mit dem komplexen Godewort vor der Übertragung verschlüsselt worden ist, und daß die codierte Nachricht durch Phasendemodulation mit Hilfe der komplexen Codewort-Nachbildung vor der Reinvertierung entschlüsselt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Phasendemodulation in einem Gegentakt-Modulator (86) mit diesem zugeordneten Schaltern (72, 88) durchgeführt ist, wodurch das Anlegen der Codewort-Nachbildung an den Modulator (86) gesperrt ist, bevor die Nachbildung mit der Codewort-Komponente der empfangenen codierten Nachricht synchronisiert worden ist, und daß die empfangene Nachricht durch den Modulator (86) ohne Frequenzumsetzung hindurchgeht, solange noch keine Synchronisierung erreicht ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung eines Tons bei der Inversions-Frequenz einen Oszillator, der einen Ausgang mit einer steuerbaren Frequenz liefert, und einen Phasenkomparator aufweist, der

a) mit dem Oszillator verbunden ist,

b) einen ersten Eingang von dem Oszillator und einen zweiten Eingang von der Inverions-Tonkomponente in dem empfangenen, codierten Signal empfängt,

-24-209812/U96"

c) ein erstes Steuersignal an den Oszillator liefert, um dessen Frequenz in eine Richtung zu verschieben, wo die Phasendifferenz zwischen dem Oszillatorausgang und der Inversions-Tonkomponente in der empfangenen, codierten Nachricht ein Minimum beträgt, wenn der Oszillatorausgang und die Inversions-Tonkomponente nicht miteinander synchronisiert sind, und

der ein zweites Steuersignal an den Oszillator liefert, um die Oszillatorfre-quenz konstant zu halten, wenn der Oszillatorausgang und die. Inversions-Tonkomponente ) ' miteinander synchronisiert sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet , daß die Inversions-Tonkomponente der empfangenen, codierten Nachricht vor der übertragung mit der Nachricht verschlüsselt ist und aus der Nachricht durch Entschlüsselung der Nachricht mit Hilfe der Nachbildung des komplexen Codewortes wiedergewonnen ist, bevor die Tonkomponente an den Phasenvergleicher (78) angelegt ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zur Erzeugung der Codewort-Nachbildung eine Code-Synchronisierungsschleife (60)

" aufweist, mit

a) einem Rückkopplungs-Schieberegister zur Erzeugung eines digitalen Zeichenmusters, und zwar gleichzeitig jeweils eine Ziffer,

b) einem Oszillator (66), der mit dem Register verbunden ist, um Schiebesignale mit einer steuerbaren Frequenz zu liefern, und

c) einem Korrelator (62),

209812/U96

213822a

1. der ein erstes Eingangssignal aus der codierten Nachricht und ein zweites Eingangssignal von dem Schieberegister erhält,

2. der ein erstes Steuersignal an den Oszillator (66) liefert, um dessen Frequenz in einer Richtung zu verschieben, in der die Phasendifferenz zwischen dem Oszillatorausgang und der Codewort-Komponente in der empfangenen, codierten Nachricht ein Mini« mum ist, und

3. der ein zweites Steuersignal liefert, um die Oszillatorfrequenz konstant zu halten, wenn der Ausgang des Schieberegisters mit der Komponente synchronisiert ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch:

a) eine Einrichtung, die mit dem Schieberegister zur Entschlüsselung der codierten Nachricht mit der Codewort-Nachbildung vor der Erzeugung des Inversions-Tons verbunden ist, und

b) Schalteinrichtungen, die auf die Phasenbeziehung zwischen dem örtlich erzeugten Inversions-Ton und dem Inversions-Ton ansprechen, mit dem die Nachricht codiert ist, und die einen Schaltbefehl liefern, der die Synchronisierung zwischen den entsprechenden Inversions-Tönen anzeigt.

Im Sprachbereich arbeitendes Geheim-Nachrichtensystem für die verschlüsselte Übertragung analoger Nachrichten über einen Übertragungskanal mit begrenzter Bandbreite, g e kennze ichnet durch:

-26-

209812/U96

a) einen Sender mit einer Einrichtung zur Invertierung einer analogen Nachricht entsprechend einem Invertierungssignal, mit einer Einrichtung zur Verschlüsselung der invertierten Nachricht unmittelbar mit einem komplexen Code-Wort und mit einer Einrichtung für in der codierten Nachricht enthaltene Synchronisierungssignale vor der Übertragung an einen entrernt gelegenen Empfänger; und

b) einen Empfänger mit einer Einrichtung zur Erzeugung einer Nachbildung des komplexen Codewortes synchron zu dem Codewort, mit dem die Nachricht verschlüsselt ist, mit einer Einrichtung zur Entschlüsselung der empfangenen, codierten Nachricht mittels der komplexen Codewort-Nachbildung, mix; einer Einrichtung zur Erzeugung einer Nachbildung des Invertierungssignals, synchron zu dem Signal, das die analoge Nachricht invertiert, und mit einer Einrichtung zur Beinvertierung der entschlüsselten Nachricht entsprechend der Invertierungs-Signalnachbildung, um die analoge Nachricht wiederzugewinnen·

15· Nachrichtensystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Invertierungssignal zu der invertierten, analogen Nachricht vor der Verschlüssäung mit dem komplexen Codewort addiert ist, und daß das Invertierungssignal in verschlüsselter Form zusammen mit der verschlüsselten Nachricht übertragbar ist.

16. Nachrichtensystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das komplexe Codewort zu der codierten Nachricht mit einem Energiepegel addiert ist, der erheblich tiefer liegt als der Energiepegel, der codierten Nachricht vor der Übertragung der Nachricht an den entfernt gelegenen Empfänger.

-27-209812/1496

17. Nachrichtensystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zur Erzeugung einer Nachbildung des komplexen Codewortes eine Code-Synchronisierungsschleife (60) aufweist mit

a) einem digitalen Schieberegister, in dem die Codewort-Nachbildung gespeichert ist und das Ausgangssignale von wenigstens zwei deutlich unterscheidbaren Teilen des Codewortes liefert,

b) einem Oszillator (66), der Schiebesignale an das Schieberegister abgibt, um die Wortposition in dem Register zu verschieben, und

c) einer Einrichtung zum Vergleich der Phase der Nachbildung mit der Phase der in der empfangenen Nachricht enthaltenen Codewort-Komponente, wobei die Vergleichseinrichtung ein erstes Ausgangssignal zur Steuerung der Frequenz liefert, mit der Schiebesignale dem Schieberegister zugeführt werden, wenn das Codewort und seine Nachbildung nicht synchronisiert sind, und wobei die Vergleichereinrichtung ein zweites Ausgangssignal liefert, um die Frequenz zu halten, mit der die Schiebesignale dem Schieberegister zugeführt werden, wenn das Codewort und seine Nachbildung synchronisiert sind.

18. Nachrichtensystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zur Erzeugung der Nachbildung > .es Invertierungssignals einen steuerbaren, ein Ausgangssignal abgebenden Oszillator und einen Phasenvergleicher (78) aufweist,

1. der das Oszillator-Ausgangssignal als ersten Eingang und die entschlüsselte Nachricht als zweiten Eingang empfängt,

-28-209812/1496

2. der ein erstes Steuersignal an den Oszillator abgibt, wenn die ersten und zweiten Eingänge an dem Komparator in ihrer Phase nicht synchronisiert sind, wodurch sich die Frequenz des Oszillatorausgangs ändert, und

3. der ein zweites Steuersignal an den Oszillator abgibt, wenn die ersten und zweiten Eingänge an dem Komparator in ihrer Phase synchronisiert sind, um dadurch die Oszillatorfrequenz konstant zu halten.

19. Nachrichtensystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß es Schalter aufweist, die auf den Oszillatorausgang ansprechen, um eine Frequenzumsetzung der entschlüsselten Nachricht zu verhindern, bevor die Codewort-Nachbildung und die Invertierungssignal-Nachbildung synchron zu ihren entsprechenden Gegenwerten erzeugt sind.

20. Nachrichtensystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß es Einrichtungen zur Einstellung des Oszillators auf eine erste Frequenz aufweist, bevor das komplexe Codewort erzeugt ist,und Einrichtungen zur Einstellung des Oszillators auf eine zweite Frequenz aufweist, nachdem das Codewort erzeugt 1st.

21. Nachrichtensystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die die Frequenz einstellenden Einrichtungen eine Einrichtung zur Zuführung einer Vorspannung an die Code-Synchronisierungsschleife aufweisen, in Abhängigkeit davon, ob ein Synchronisierungssignal vorhanden oder nicht vorhanden ist, wodurch die Durchführung der Synchronisierung angezeigt ist.

22. Nachrichtensystem nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Änderung des Schleifenverstärkungsgrades in der Code-Synchronisierungs-

-29-209812/1496

schleife (60) in Abhängigkeit davon, ob ein Code-Synchronisierungssignal vorhanden oder nicht vorhanden ist, wodurch dann die Durchführung der Synchronisierung angezeigt ist, um dadurch dann die Bauschbandbreite der Schleife zu verändern.

23. ' Vorrichtung zur Codierung einer analogen Nachricht zur Übertragung an einen entfernt gelegenen Empfänger., gekennzeichnet durch:

a) eine Einrichtung zur Invertierung der analogen Nachricht, um eine ausgewählte Frequenz;

b) eine Einrichtung zur Verschlüsselung der invertierten Nachricht unmittelbar mit einem komplexen Codewort, um hierdurch Synchronisierungs- bzw. Nachrichtenkomponenten zur gleichzeitigen Übertragung an einen entfernt gelegenen Empfänger über einen gemeinsamen Kanal zu schaffen; und

c) Einrichtungen zur Summierung eines Tons bei der Inversionsfrequenz zu der invertierten Nachricht.

Zh, Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Invertierung der Nachricht folgende Einrichtungen aufweist:

a) · einen Modulator, der die zugeführte Nachricht als ersten Eingang und einen Ton auf der Inversionsfrequenz als zweiten Eingang besitzt; und

b) ein Filter zur Ausfilterung des oberen Seitenbandes aus der modulierten Nachricht·

25. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zur Verschlüsselung

-30-209812/U96

des Inversions-Tons und der invertierten Nachricht einen Godiergenerator (32) zur Erzeugung eines komplexen Codes und einen Modulator (18) mit dem Inversions-Ton und der invertierten, zugeführten Nachricht als ersten Eingang und dem Ausgang des Codiergenerators als zweiten Eingang aufweist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet , daß der verschlüsselte Inversions-Ton das einzige Synchronisierungssignal aufweist, das zu dem entfernt gelegenen Empfänger übertragen wird.

27. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet , daß der Inversions-Ton zu der invertierten Nachricht vor der Verschlüsselung addiert ist und daß die invertierte Nachricht und der Inversions-Ton beide gleichzeitig mit dem komplexen Code verschlüsselt sind.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zur Verschlüsselung des Inversions-Tons und der Nachricht einen Phasenmodulator aufweist, und daß der Ton und die Nachrieht durch Modulierung mit dem komplexen Codewort verschlüsselt sind.

29. Vorrichtung zur Decodierung einer Nachricht, die invertiert ist und die vor der Übertragung an einen entfernt gelegenen, die Vorrichtung einschließenden Empfänger mit einem komplexen Codewort verschlüsselt ist, und die ein Synchronisierungssignal mit einem Ton bei der Inversionsfrequenz besitzt, die mit dem Code verschlüsselt und in die Nachricht eingebettet ist, gekennzeichnet durch:

a) eine Code-Synchronisierungsschleife, die als Ausgang eine regenerierte Form des komplexen Codes an den entfernt gelegenen Empfänger liefertj

-31-209812/U96

³¹ " 213S22S

b) eine Phasen-Sperrschleife (76), die als Ausgang eine regenerierte Form des Inversions-Tons in Phase mit dem in dem Synchroni s ie rungs signal enthaltenen Inversions-Ton liefert; und

c) eine erste Entschlüsselungseinrichtung, der das Synchronisierungssignal als erster Eingang zugeführt ist, der der Ausgang der Phasen-Sperrschleife als zweiter Eingang zugeführt ist, und die an die Phasen-Sperrschleife einen Eingang abgibt, der eine entschlüsselte Form des Inversions-Tons enthält.

30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Inversions-Ton und die Nachricht durch hodulierung mit dem komplexen Codewprt verschlüsselt sind, und daß die ersten bzw. zweiten Entschlüsselungseinrichtungen Modulatoren aufweisen.

31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet , daß die Modulatoren Phasen-Modulatoren sind (18, 28, 5^, 58, 59, 86).

32. Vorrichtung nach Anspruch Jl, dadurch gekennzeichnet , daß sie erste und zweite Filter aufweist, die zu den ersten und zweiten Modulatoren zur Übertragung im wesentlichen nur des Codes bzw. des Inversions-Tons gehören, und daß die restlichen Modulationskomponenten von den Filtern ausgefiltert sind.

33· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung für die in der codierten Nachricht enthaltenen Synchronisierungssignale Einrichtungen zur Verschlüsselung des Inversions-Tons und zu dessen Summierung zu der verschlüsselten Nachricht zur Übertragung an einen entfernt gelegenen Empfänger aufweist.

-32-209812/U96 *

3*K Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η zeichnet ,

a) der Ausgang der das komplexe Codewort erzeugenden Einrichtung als Eingang der die Inversionsfrequenz erzeugenden Einrichtung zugei'ührt ist; und

b) der Ausgang der die Inversionsfrequenz erzeugenden Einrichtung als Eingang der das komplexe Codewort erzeugenden Einrichtung zugeführt ist.

209Ö12/U96

Leerseste