DE2318489A1 - Verfahren und anlage zum verschleierten uebertragen einer gesprochenen information ueber einen telephoniekanal - Google Patents

Description

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GRETAG AKTIENGESELLSCHAFT, 8105 Regensdorf (Schweiz)

Case 87-8648/GTD 393

DEUTSCHLAND

Anwaltsakte 23 770 · 12. April 1973

Verfahren und Anlage zu/n verschleierten üebertragen einer gesprochenen Information über einen Telephoniekanal

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum verschleierten Uebertragen einer gesprochenen Information über einen Telephoniekanal, mit Hilfe eines Steuersignales, das auf der Sende- und auf aer Empfangsseite erzeugt wird.

Es ist ein Verfahren zum Verschleiern von iiachrichten bekannt, wonach die Geheimhaltung der Sprachübertragung dadurch erziehlt wird, dass den Sprachsignalen, vor der Uebertragung Storsignale hinzuaddiert werden und nach der Uebertragung dieselben Störsignale vos empfangenen Signalgemisch wieder subtrahiert werden. Diese Störsignale werden dabei von einer niederfrequenten Schwingung gewonnen, die gemeinsam mit den Sprachsignalen übertragen werden. Durch die unvermeidliche frequenzabhängige Phasen-" und Amplitudenverzerrungen der Übertragungsleitung ist die Beseitigung der Störsignale auf der Empfangs ε ei te nur begrenzt möglich, 'weshalb sich dieses Verfahren in der Praxis nicht durchgesetzt hat.

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Weiter wurae solion vorgeschlagen, Teile der zu verschleiernden Nachrichtensignale vor der Uebertragung um vorbestimmte Beträge . frequenzmässig zu verschieben und auf der JBmpfangsseite die empfangenen Signale um dieselben vorbestimmten Beträge zurückzuverschieben. Die Frequenzverschiebung erfolgt durch je ein Steuersignal auf der Sendeseite und auf der Empfangsseite. Dieses Verfahren gewährleistet nur dann eine ausreichende Geheimhaltung, wenn diese Steuersignale veränderlich sind. Zur Verschleierung und zur Entzifferung werden daher Steuersignale verwendet, die nach einem vereinbarten Programm veränderlich sind. Diese Steuersignale werden sowohl auf der Sendeseite wie auf der Empfangsseite mit Einrichtungen erzeugt, die synchron zusammenarbeiten, damit in jedem Augenblick das sendeseitige und das empfangsseitige Steuersignal gleich ist, so dass auf der Empfangsseite eine verständliche Nachricht gewonnen wird.

Der Synchronismus zwischen den beiden Steuersignalen kann mit Hilfe einer bekannten Einrichtung aufrecht erhalten werden, wobei zur ständigen Eontrolle des Synchronismus spezielle Synchronsignale mit den verschleierten Nachrichten übertragen werden. Diese Lösung ist sehr aufwendig. Es wurde daher schon vorgeschlagen, bei Verfahren gemäss denen ein veränderliches Signal von der Sendeseite zur Empfangsseite übertragen und aus welchem Signal sowohl auf der Sende-■seite als auch auf der Empfangsseite nach einem einstellbaren Schlüssel ein Steuersignal abgeleitet wird, im Sender mit dem abgeleiteten Steuersignal die Frequenzverschiebung der zu verschiebenden Kachrieht und im Empfänger mit dem abgeleiteten Steuersignal die Rückverschiebung zu steuern.

Es sind auch Anlagen bekannt bei denen das Sprachband mit Hilfe von relativ schmalbandigen Filtern in eine Anzahl, beispielsweise in acht Teilbänder aufgetrennt und dann diese Teilbänder vertauscht, d.h. durcheinander gewürfelt und übertragen werden. Auf der Empfangsseite werden die einzelnen Teilbänder herausgesiebt und in der·ursprünglichen Reihenfolge aneinander gereiht. Derartige Anlagen weisen ein erstaunlich grosses Coderepertoire auf. Die Nachteile einer derartigen Anlage sind der grosse liaterialaufwand, weil

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η Teilbänder mindestens 2n Modulatoren und η Teilbandfilter mit stellen Planken erfordern, da die Bandfilter nur endlich steile Planken aufweisen kann ein zusätzlicher Bandbreitenverlust nicht vermieden werden und weil die Bandfilter für die einzelnen Teilbänder sehmalbändig sind, kann wegen der auftretenden Einschwingvorgänge die Codeumsehaltung nicht sehr rasch erfolgen, da sonst die Störgeräusche unzulässige Werte annehmen.

Weiter ist es bekannt, zum Verschleiern von zu übertragenden Nachrichten diese frequenzmässig in wenigstens zwei Teilbänder zu unterteilen und diese zu vertauschen, wobei die Bandbreite dieser Teilbänder durch die Steuersignale verändert wird. Alle diese bekannten Verfahren weisen den iäachteil auf, dass der Sprachrhythmus im verschleierten Signal leicht erkennbar ist, und dass ein geübter

Dritter mit einiger Erfahrung die verschleierte Nachricht mindestens teilweise zu erkennen vermag.

Es ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren anzugeben und eine Anlage zu schaffen, die gestatten nebst dem Verschleiern des LautCharakters, d.h. der Formant struktur der Sprachsignale auch den Sprachrhy tmus, cLh. de η Silben- und Wortrhythmus, zu verschleiern diese Forderung mit einfachen Mitteln zu realisieren und wobei bei erhöhter Schaltgeschwindigkeit zum v/echseln des Codes noch ein einwandfreier Betrieb möglich ist.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass auf der Sendeseite das Originalsprachband durch mehrere Modulationsvorgänge in wenigstens zwei komplementäre Teilbänder aufgeteilt wird, dass die Teilbänder vertauscht werden, dass das Verhältnis der Breite der Teilbänder durch das sendeseitig erzeugte Steuersignal gesteuert wird, dass zum Kodulationsprodukt, das die vertauschten Teilbänder innerhalb der Bandbreite des Telephoniekanales darstellt, zum Bilden des über den Telephoniekanal zu übertragenden, verschleierten Signales wenigstens ein von diesem Modulationsprodukt abhängiges Zusatzsignal zeitlich verschoben addiert wird, dass ferner auf der Empfangsseite das Zusatzsignal aus dem verschleierten Signal abgeleitet und von diesem subtrahiert wird, und dass das auf diese V/eise zurückgewonnene Modulationsprodukt den gleichen Modulationsvor-

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gangen unterworfen wird, wie das Originalband auf der Sendeseite.

Die erfindungsgemässe Anlage zum Durchführen des Verfahrens, die auf der Sende- und der Empfangsseite je einen durch einen Grundgenerator steuerbaren Chiffriergeneratcr zum Erzeugen des Steuersignales aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass auf der Sendeseite eine.Modulationseinrichtung zum Erzeugen von zwei innerhalb der Bandbreite des Telephoniekanales liegenden, vertauschten, komplementären Teilbändern aus dem Originalsprachband und eine Einrichtung zum Hinzufügen mindestens eines positiven oder negativen Echos zu dem am Ausgang der I-iodulationseinrichtung erscheinenden Modulati onsproduktes vorgesehen sind, dass die Empfangs-Seite eine Einrichtung zum Regenerieren des Echos aus dem empfangenen, verschleierten Signal und zum Subtrahieren von diesem und eine Demodulations einrichtung zum Umwandeln des zurückgewonnenen Kodulationsproduktes in ein dem ursprünglichen Sprachsignal zumindest ähnliches Signal umfasst, und dass die Modulations- und die Demo-

ft

aulationseinrichtung je einem Eingang zum Zuführen einer vom Steuersignal abhängigen Trägerfrequenz aufweisen.

Die Erfindung ist nachstehend mit Bezugnahme, auf die Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 das Prinzip einer einfachen Anlage zum verschleierten TJebertragen einer gesprochenen Information über einen TJebertragungskanal, ·

Fig. 2 das Blockschema einer Einrichtung der Anlage gemäss Pig. I zum zyklischen Verschieben des Frequenzbandes und dessen Inversion, ' "

Fig. 3 die graphische Darstellung der Wirkungsweise der Ein-. richtung nach Fig. 2,

Figi 4 das Blockschema einer weiteren Ausführungsform der Einrichtung der Anlage nach Fig. 1 zum zyklischen Verschieben des Frequenzbandes und dessen Inversion,

Fig. 5 die graphische Darstellung der Wirkungsweise der Einrichtung nach Fig. 4,

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Fig. 6 das Blockschaltbild einer Einrichtung zum Erzeugen eines einmaligen Echos und dessen Addition zum Eingangssignal,

Pig. 7 das Blockschaltbild einer Einrichtung zum Regenerieren
und Subtrahieren eines einmaligen Echos,

Pig. 8 das Blockschaltbild einer Einrichtung zum Erzeugen eines mehrfachen Echos und dessen Addition zum Eingangssignal,

Pig. 9 das Blockschaltbild einer Einrichtung zum Regenerieren und Subtrahieren eines Hehrfachechos,

Pig. 10 den Aufbau eines in den Einrichtungen gemäss den Fig. 6 9 vervrendeten Verzögerungsgliedes in vereinfachter Darstellung,

Pig. 11 das stark vereinfachte Blockechema einer Einrichtung zum Erzeugen eines negativen, mehrfachen Echos,

Pig. 12 die graphische Darstellung der Impulsantwort der Einrichtung gemäss der Pig. 11, -

Pig. 15 das Blockschema einer Einrichtung, zum Erzeugen eines
negativen, mehrfachen Echos,

Pig. 14 das Blockschaltbild einer Schaltung zur Kompensation eines negativen mehrfachen Echos,

Pig. 15 die Impulsantwort der Schaltung gemäss der Fig. 14,

Pig. 16 das Blocks cha3.t bild einer weiteren Ausführungsform einer T-Einrichtung 7 zum Erzeugen eines negativen, mehrfachen Echos mit Hilfe eines digitalen Schieberegisters,

Pig. 17 das Blockschema eines weiteren Ausführungsbeispieles zum Erzeugen eines negativen, mehrfachen Echos mit Hilfe eines digitalen Schieberegisters und Anwendung der Delta-Modulation,

Pig. 8 das Blockschema einer weiteren Ausführungsform einer ¹ST -Einrichtung 8 zur Kompensation des negativen, mehrfachen Echos mit Hilfe eines digitalen Schieberegisters,

Pig. 19 die graphische Darstellung eines Befehlssignales, das von der sendenden Station zur empfängenden Station übertragen vird,-

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Pig. 20 das Blockschaltbild einer· Station der oben beschriebenen -Anlage, die mittels einer Sprechtaste vom Betriebszustand Empfang auf Senden· und umgekehrt umschaltbar ist.

In der Pig. 1 ist das Prinzipschema einer einfachen Anlage zum verschleierten Uebertragen von einer in ein Mikrophon 1 gesprochenen Information von einer Sendestation 2 über einen Uebertragungskanal 3 zu einer Empfangsstation 4, an welche ein akustischer Wandler 5",- ~" z.B. ein Kopfhörer oder Lautsprecher, angeschlossen ist.

In der Sendestation 2 ist eine Prequenzverschleierungs-Einrichtung, nachstehend kurz mit F-Binrichtung 6 bezeichnet zum Aufteilen des Sprachbandes in wenigstens zwei Teilbänder und zum zyklischen Vertauschen und zur Inversion derselben vorgesehen. Weiter enthält die Sendestation 2 eine Zeitverschleierungs-Einrichtung, nachstehend kurz mit !-Einrichtung 7 bezeichnet, zum Beifügen eines von der Zeit abhängigen Signales zu dem Ausgangs signal der F-Einrichtung 6. Am Ausgang derselben erscheint ein verschleiertes Uebertragungssignal, das über den Uebertragungskanal 3 eier Empfangsstation 4 zugeführt wird. .

Die Empfangsstation 4 besitzt eine Zeitentschleierungs-Sinrichtung, nachstehend kurz mit T*" -Einrichtung 8 bezeichnet, zum Subtrahieren eines dem in der Sendestation dem Uebertragungssignal beigefügten, von der Zeit abhängigen Signales zumindest ähnlichen Signales vom Uebertragungssignal und eine Prequenzentschleierungs-Einrichtung, nachstehend kurz mit P -Einrichtung 9 bezeichnet, zum Rückgängiginaehen der durch die F-Einrichtung 6 in der Sendestation 2 durchgeführten zyklischen Frequenzband vertauschung, so dass am Ausgang der P*" -Einrichtung 9 ein dem vom Mikrophon 1 erzeugten Sprachsignal wenigstens ähnliches Signal erscheint, das dem akustischen Wandler 5 zugeführt wird.

Der Uebertragungskanal 3 kann irgend ein Telephoniekanal mit einer Bandbreite von beispielsweise 300 - 3400 Hz gemäss den Empfehlungen des CCITT sein. Dieser Telephoniekanal· kann eine drahtgebundene Leitung, ein Trägertelephoniekanal, ein Punkverbindungskanal oder

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ein gemischter Verbindungskanal sein. Das Spektrum des verschleierten Uebertragungssignales, das praktisch die ganze Information enthält, darf also keine Frequenzen ausserhalb der Bandbreite des Uebertragungskanales aufweisen.

Eine erste Ausführungsform der F-Einrichtung 6 der Anlage nach Fig. 1 ist nachstehend mit Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 näher erläutert. Die vom Mikrophon 1 erzeugten Sprachsignale gelangen.zu

einem Eingangsfilter 10, welches das Frequenzspektrum des Sprachßignales auf ein Sprachband von.beispielsweise 300 - 3000 Hz begrenzt. Der Durchlassbereich dieses Eingangsfilters 10 ist in der Zeile a' der Fig. 3 mit der Linie 11 angedeutet. Unterhalb dieser Linie ist das frequenzmässig begrenzte Sprachband 12 dargestellt, das einerseits einem Zusammensehaltglied 13 und andererseits einem ersten Modulator 14 zugeleitet wird. Dem Modulator 14 wird eine Trägerfrequenz f_ zugeführt. Als Modulator 14 wird vorzugsweise ein sogenannter Ringmodulator verwendet, an dessen Ausgang nur die Modulationsprodukte auftreten und die Trägerfrequenz selbst stark gedämpft wird. Die beiden am Ausgang des Modulators 14 erscheinenden Seitenbänder sind in der Zeile b der Fig. 3 dargestellt.

Diese beiden Seitenbänder werden einem weiteren Bandfilter 15 zugeführt, dessen Durchlassbereich mit der Linie 16 in der Zeile c der Fig. 3 angedeutet ist. Das am Ausgang des Bandfilters 15 erscheinende obere Seitenband wird ebenfalls dem Zusammenschaltglied 13 züge-

führt, so dass am Ausgang desselben das ursprüngliche Sprachband 12 und ein um den Betrag der Trägerfrequenz f.. verschobenes Sprachband in der Regellage erscheint, wie dies in der Zeile c der Fig. 3 dargestellt ist.

-Das am Ausgang des Zusammenschaltgliedes 13 erscheinende Sunimen-Bignal gelangt zu einem zweiten Modulator 17, dem weiter eine veränderliche, von einem steuerbaren Oszillator 18 erzeugte Trägerfrequenz fp zugeführt wird. Die am Ausgang des zweiten Modulators 17 erscheinenden unteren und oberen Seitenbänder, die in der Zeile d der Fig. 3 dargestellt sind, werden einen Bandfilter 19 zugeführt, dessen Durchlassbereich durch die Linie 19' in der Zeile e der Fig_a

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3 angedeutet ist. Dieses Bandfilter 19 lässt einen Teil des oberen Seitenbandes passieren, das zwei benachbarte frequenzmässig versetzte Sprachbänder 12' und 12" enthält. Die Grenzen des Durchlass- · bereiches des Bandfilters 19 sind so gesetzt, dass ein Teil des Sprachbandes 12' und ein dazu komplementärer Teil des Sprachbandes 12" am Ausgang des Bandfilters 19 erscheinen. Diese Teilbänder sind in der Zeile e der Fig. 3 unterhalb der Linie 19' dargestellt.

Diese komplementären Teilbänder werden einem dritten ?4odulator 20 zugeführt, der mit einer Trägerfrequenz f_ gespiesen ist. Die am Ausgang des dritten Modulators erscheinenden Modulationsprodukte gelangen zu einem Ausgangsfilter 21, das im wesentlichen ein Tiefpass mit einer Grenzfrequenz von beispielsweise 3000 Hz ist. Am^ Ausgang des Ausgangsfilters 21 erscheinen die komplementären Teilbänder in der Kehrlage, wie dies am Anfang der Zeile e der Fig. 3 dargestellt ist. ·

Die dem zweiten Modulator 17 zugeführte Trägerfrequenz fp ist wie schon erwähnt veränderlich und zwar in Abhängigkeit eines dem Oszillator 18 zugeführten Steuersignales s. Ist die zugeführte Trägerfrequenz beispielsweise fp' so erscheinen am Ausgang des Modulators 17 die in der Zeile d der Fig. 3 gestrichelt dargestellten Seitenbänder. Vom Bandfilter 19 werden die in der Zeile e der Fig. 3 gestrichelt gezeichneten komplementären Teilbänder ausgesiebt. Der Variationsbereich der Trägerfrequenz f~ wird vorzugsweise so gewählt, dass die Grenze zwischen den komplementären Teilbändern im Bereich zwischen der unteren und der oberen Grenzfrequenz des Bandfilters 19 in diskreten Schritten hin- und herpendelt. .

Die am Ausgang des Ausgangsfilters 21 erscheinenden komplementären Teilbänder in der Kehrlage werden der weiter unten näher beschriebenen T-Einrichtung 7 zugeführt. In der Empfangsstation 4 gelangt ein diesem Signal möglichst ähnliches "Signal an den Eingang der F" -Einrichtung 9, die gleich aufgebaut sein kann, wie die mit Bezug auf die Fig. 2 und 3 beschriebene F-Einrichtung 6. Anstelle der vom Mikrophon 1 erzeugten Sprachsignale gelangen dann die komplementären

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Teilbänder, siehe am Anfang der Zeile e der Pig. 3» an den Eingang des Eingangsfilters 10. Im Zusaminenschaltglied 13 v/erden dann die komplementären Teilbänder und die mit Hilfe des ersten Modulators 14 und des ßandfilters 15 verschobenen komplementären Teilbänder aneinandergereiht, wie dies in der Zeile f der Fig. 3 dargestellt ist.

Das am Ausgang des Zusammenschaltgliedes 13 auftretende Summensignal wird dem zweiten Modulator 17 zugeführt, dessen Modulationsprodukte in der Zeile g der Fig. 3 dargestellt sind. Aus dem oberen Seitenband wird durch das Bandfilter 19, dessen Durchlassbereich mit der Linie 19^f in der Zeile h der Fig. 3 dargestellt ist, das darunter dargestellte Sprachband in der Kehrlage herausgesiebt. Durch den Modulationsvorgang in dem zweiten Modulator 17, der Wahl des Durchlassbereiches des 3andfilters 19 und die Verwendung derselben Trägerfrequenz f_? für den Modulator 17 wie in der Sendestation werden die vertauschten komplementären Teilbänder wieder in der richtigen Reihenfolge aneinandergereiht. Dieses zurückgewonnene Sprachband befindet sich allerdings in der Kehrlage und wird dem dritten liodiüator 20 zugeleitet, welcher dieses Sprachband in die ursprüngliche Regellage zurücksetzt, wie dies am Anfang der Zeile h. der Fig. 3 dargestellt ist. Das bei dieser Modulation entstehende obere Seitenband wird durch das Ausgangsfilter 21 unterdrückt. Am Ausgang des Ausgangsfilters 21 tritt dementsprechend ein dem vom Mikrophon 1 erzeugten Sprachsignal zumindest ähnliches Signal auf.-

Die dem Modulator 14 zugeführte Trägerfrequenz f, entspricht im allgemeinen der höchsten zu übertragenden Sprachfrequenz, damit die Lücke zwischen den am .Ausgang des Zusammenschaltgliedes 13 auftretenden Sprachbändern nicht zu gross wird. Die Trägerfrequenzen f₂ und f.. werden der Art des verwendeten Bandfilters 19 angepasst. Wenn beispielsweise ein mechanisches Filter verwendet wird, so werden die Trägerfrequenzen f„ und f_ vorzugsweise in der Grossen-Ordnung um 200 kHz gewählt, weil der günstigste Durchlassbereich derartiger mechanischer Filter in diesem Bereich liegt.

Mit Bezug auf die Fig. 4. und 5 ist nachstehend ein weiteres Aus-

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führungsbeispiel der F-Einrichtung 6 der Anlage geaiäss der Fig. 1 beschrieben. Die vom Mikrophon 1 erzeugten Sprachsignale werden direkt einem ersten Modulator 22 zugeführt, der mit einer relativ hohen Trägerfrequenz f. von beispielsweise 200 kHz gespiesen wird. Von den beiden- Seitenbändern, siehe Zeile b der Fig. 5» die am Ausgang des ersten Modulators 22 erscheinen, wird mittels eines 'Bandfilters 23, dessen Durchlassbereich durch die Linie 24 über der Zeile b angedeutet ist, herausgesiebt und einem als Multiplikator wirkenden Doppelmodulator 25 zugeführt. Die Begrenzung der Bandbreite auf beispielsweise 3 kHz erfolgt erst durch das Bandfilter 23« Deal Doppelmodulator 25 werden gleichzeitig zwei Trägerfrequenzen fj- und fg zugeführt, die vorzugsweise um die Differenz zwischen den Grenzfrequenzen des Bandfilters 23 gegenüber einander verschieden sind undbezogen auf einen Hittelwert um etwa ± 1,5 kHz verschiebbar sine wobei der Abstand zwischen diesen Trägerfrequenzen fj- und f,- immer gleich bleibt. Am Ausgang des Doppelmodulators 25 treten daher zwei Seitenband er auf, wovon in der Zeile c der Fig. 5 nur das untere dargestellt ist. Das obere Seitenband ist in dieser Zeile nicht dargestellt, weil es sich weit ausserhalb des dargestellten Frequenzbereiches befindet. Jedes dieser Seitenbänder weist zwei aneinandergereihte, frequenzmässig versetzte Sprachbänder in der Regellage auf, weil der Doppelmodulator 25 mit den beiden Trägerfrequenzen fj- und f^ gespiesen wird. In dem in der Fig. 5 dargestellten Beispiel befinden sich die beiden Trägerfrequenzen f^ und f,- in ihrer Mittellage. Diese ist so gewählt, dass die Mitte des unteren Seitenbandes mit der Kitte des Durchlassbereiches, siehe Linie 26 der Zeile d der Fig. 5» eines Bandfilters 27 zusammenfällt. Durch dieses Bandfilter 27 werden zwei komplementäre Teilbänder aus dem unteren Seitenband herausgefiltert, wie dies in der Zeile d der Fig. 5 dargestellt ist.

Je nach Auslenkung der Trägerfrequenzen f^ und f^ aus ihren Mittellagen ist der Anteil des einen komplementären Teilbandes grosser oder kleiner als der des anderen. Die komplementären Teilbänder werden einem dritten Modulator 23 zugeführt, der vorzugsweise mit der gleichen Trägerfrequenz f. wie der erste jfodulator 22 gespiesen wird. Ton den am Ausgang des zweiten Modulators 28 auftretenden

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Modulationsprodukten wird mit Hilfe eines Tiefpassfilters 29 nur das untere Seitenband, das in der Zeile e der Fig. 5 dargestellt ist, ausgesiebt. Die beiden zyklisch verschobenen, komplementären Teilbänder befinden sich in der Kehrlage und gelangen dann zur T-Einrichtung 7 der Sendestation 2.

Die beiden Trägerfrequenzen fj- und f,- für den Doppelmodulator 25 werden in einem vierten Modulator 30 erzeugt, dem einerseits eine variable, durch einen steuerbaren Oszillator 31 erzeugte Frequenz f„ und eine konstante Frequenz f_g von beispielsweise 1,5 kHz zugeführt werden. Die vom Oszillator 31 erzeugte variable Frequenz f„ ist vom Steuersignal s, das dem Oszillator zugeführt wird, abhängig und kann beispielsweise in einem Bereich von ungefähr — 1,5 kHz um einen Mittelwert von 397 kHz pendeln. Wird dem vierten Modulator 30 beispielsweise eine Frequenz f„ von 397 kHz und die konstante Frequenz f„ von 1,5 kHz zugeführt, so erscheinen an dessen Ausgang im wesentlichen die beiden Frequenzen f,- = f„ - f_ß = 395 »5 kHz und fr = fη + fο = 398,5 kHz. Diese beiden Trägerfrequenzen werden dem Doppelmodulator 25 zur Bildung des in der Zeile c der Fig. 5 dargestellten unteren Seitenbandes zugeführt.

Die letztere der beiden oben beschriebenen Ausführungsformen der F-Einrichtung 6 der Anlage nach der Fig. 1 bietet gegenüber dem zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiel die Vorteile, dass auf das Eingangsfilter 10 und das Zusammenschaltglied 13 verzichtet werden kann und dass die Bandfilter 23 und 27 identisch sind, wodurch die Herstellung einer solchen F-Einrichtung vereinfacht wird. Für diese Bandfilter 23 und 27 können mechanische Filter verwendet werden, die einen geringen Leitungsbedarf und steile Flanken aufweisen.

Die komplementären Teilbänder gesäss der Zeile e der Fig. 5 werden "dann dem Eingang der weiter unten beschriebenen T-Einrichtung 7 der Sendestation 2 zugeführt und erscheinen schliesslich auf eine weiter unten beschriebene V/eise am Ausgang der T~ -Einrichtung 8 der Empfangsstation 4 und gelangen dann an den Eingang der F~ -Einrichtung 9» die identisch mit der F-Einrichtung 6 der Sendestation 2 ist. Im ersten Modulator 2? werden die vertauschten,' komplementären Teilbänder moduliert. Das Modulationsprodukt ist in der Zeile f der

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Fig, 5 dargestellt. Mit dein Bandfilter 23, dessen Durchlassbereich mit der Linie 24 angedeutet ist, wird das untere Seitenband ausgesiebt und dem Doppelmodulator 25 zugeführt. In der Zeile g der Fig. 5 ist das untere Seitenband, das am Ausgang des Doppelmodulators 25 erscheint, gezeichnet. Die Modulation mit der Trägerfrequenz fp. ergibt den ausgezogenen Teil des unteren Seitenbandes und die Modulation mit der Trägerfrequenz f,- ergibt den strichpunktiert dargestellten Teil des unteren Seitenbandes. Die benachbarten Stücke der genannten Seitenbandteile ergeben wieder ein vollständiges, ■frequenzinässig verschobenes Sprachband in der Kehrlage, welches mit dem Bandfilter 27 ausgesiebt und dem dritten Modulator 28 zugeführt wird. In diesem wird dieses Sprachband in die ursprüngliche Lage versetzt, siehe Zeile i der Fig. 5,und gelangt dann über das Tiefpassfilter 29 zum akustischen Wandler 5»

Die am Ausgang des Tiefpassfilters 29 oder des Ausgangs filters 21 der oben beschriebenen F-Einrichtungen erscheinenden Signale treten im Rhythmus der· in das Mikrophon 1 gesprochenen Sprache auf. Einein unbefugten Dritten kann dieser erkennbare Sprachrhythmus wertvolle Hinweise für die Entschleierung der Nachricht geben. Um dies zu vermeiden werden in der nachstehend beschriebenen T-Einrichtung 7 zu diesen Signalen von der Zeit abhängige Zusatzsignale addiert. Diese Zusatzsignale werden aus den am Ausgang der F-Einrichtung 6 erscheinenden Signalen gewonnen.

Nachstehend wird die grundsätzliche Wirkungsweise einer ersten Art der Zeitverschleierung (T- und T~ -Einrichtung) mit Hilfe von positivem Nachhall,im folgenden Echo genannt, beschrieben. Mit Bezug auf die Fig. 6-9 sind grundsätzliche Schaltungen zum Erzeugen und Addieren eines Einfach- und eines abklingenden Mehrfachechos zum Eingangssignal und zur Wiedergewinnung aus und zur Subtraktion vom über den Uebertragungskanal 3 übertragenen Signal beschrieben.

Die Fig. 6 zeigt eine prinzipielle Schaltung zum Addieren eines einfachen Echos zum Signal, das an die Eingangsklenme 32 angelegt wird, welches Signal von der F-Einrichtung 6 erzeugt wurde. Dieses Signal gelangt einerseits zu einem Sunnierglied 33 und andererseits über ein Dämpfungsglied 34, das das Signal um den Faktor k dämpft,

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zu einem Verzögerungsglied 35» welches das gedämpfte Signal um einen Betrag τ verzögert. Das gedämpfte, verzögerte Signal wird anschliessend ebenfalls dem Summierglied 33 zugeführt. Am Ausgang 36 desselben erscheint ein das Eingangssignal χπιά das gedämpfte, verzögerte Signal enthaltende Suranensignal, das über den Uebertragungskanal 3 von der Sendestation 2 zur Empfangsstation 4 übertragen wird. Die T~ -Einrichtung 9 der Empfangsstation 4 umfasst in diesem Pail im wesentlichen eine Schaltung gemäss der Fig. 7. Das genannte Summensignal wird der Eingangsklemme 37 zugeführt und gelangt zu einem Subtrahierglied 38. Das am Ausgang des Subtrahiergliedes auftretende Differenzsignal wird einerseits der P~ -Einrichtung 9 und andererseits über ein Dämpfungsglied 39 und ein Verzögerungsglied 40 zum Subtrahierglied 38 zurückgeführt. Der Paktor k, um den die den Dämpfungsgliedern 34 und 39 zugeführten Signale gedämpft werden, ist für beide Därapfungsglieder gleich und kann beispielsweise 0,75 sein. Die Verzögerungszeit τ » um welche die Verzögerungsglieder 35 lind 40 die ihnen zugeführten Signale verzögern, ist ebenfalls gleich und kann beispielsweise 175 ^s betragen. Am Ausgang 41 der Schaltung nach der Pig. 7 erscheint daher ein Signal, das praktisch dem Signal entspricht, das der Eingangskleinme 32 der "Schaltung nach der Pig. 6 zugeführt wurde.

Mit der in der Pig. 8 prinzipiell dargestellten Schaltung kann ein Mehrfachecho zum Eingangssignal hinzuaddiert werden. Von der Eingangsklemme 42 gelangt das Eingangssignal direkt in ein Summierglied 43« Vom Summierglied gelangt das Summensignal direkt zum Ausgang 44 und wird dem Uebertragungskanal 3 zugeführt. Dieses Summensignal wird weiter über ein Dämpfungsglied 45 und ein Verzögerungsglied 46 zum Summierglied 43 zurückgeführt. Auf diese V/eise entsteht am Ausgang 44 ein Mehrfachecho, wobei dasn-te Echo um den Paktor k¹¹ gegenüber dem ursprünglichen Signal abgeschwächt ist. Die entsprechende T -Einrichtung 8 der Empfangsstation 4 enthält eine Schaltung die in der Pig. 9 dargestellt ist. Das über den Uebertragungskanal 3 empfangene Sumiensignal wird über eine Eingangsklenme 47 zu einem Subtrahierglied 48 geführt. Das von diesem erzeugte Differenzsignal wird dem Ausgang 49 und einem Sunnnierglied 50 zugeleitet. Am Ausgang desselben ist ein Dämpfungsglied 51 in Reihe mit einem Verzögerungsglied 52 angeschlossen, dessen Ausgang einerseits mit dem Summierglied 50 und mit dem Subtrahierglied 48 verbunden ist. Mit

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Hilfe des Summiergliedes 50, des Dämpfungsöle3des 51 and des Verzögerungsgliedes 52 wird das Mehrfachecho regeneriert und von dem an die Eingangsklemme 47 gelangenden Signal im Subtrahierglied 48 subtrahiert, wobei ein dem der Eingangsklemme 42 der Schaltung gemäss der Pig. 8 zugeführtes Signal praktisch entsprechendes Signal am Ausgang 49 der Schaltung nach der Fig. 9 auftritt, das der · F~ -Einrichtung 9 der Empfangsstation 4 zugeleitet wird. Es ist klar, dass auch bei diesem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Paktor k der Dämpfungsglieder 45 und 51 sowie dde Verzögerungszeit X , um die die Verzögerungsglieder 46 und 52 die ihnen zugeführten Signale verzögern, gleich zu wählen sind. Der Faktor k kann beispielsweise 0,9 und die Verzögerungszeit T beispielsweise 175 ms betragen.

Mit diesen Echoparametern werden längere Wortpausen, d.h. bis ca. Is genügend ausgefüllt, wodurch der Sprechrhythmus aus dem über den Uebertragungskanal 3 übertragenen Signal derart verwischt ist, dass er nicht mehr erkennbar ist. Eine vollständige Wiedergewinnung des den Eingangsklenmen 32 oder 37 der Schaltungen .nach den Fig. 6 bzw. 8 zugeführten Signals am Ausgang 41 bzw. 49 der Schaltungen nach den Fig. 7 bzw. 9 ist nur dann möglich, wenn das in der Empfangsstation 4 regenerierte Echo genau in Phase mit dem übertragenen Echo ist. Aus diesem Grund wird in der Sendestation 2 das Echo nicht zu dem vom Mikrophon 1 erzeugten Sprachsignal· hinzugefügt, sondern erst aus dem von der F-Einrichtung 6 erzeugten Signal gewonnen und zu diesem hinzugefügt. In der Empfangsstation 4 wird dann zuerst das Echo regeneriert und vom empfangenen Signal subtrahiert. Durch diesen Vorgang wird das Signal, das den komplementären Teilbändern in der Kehr lage entspricht, zurückgewonnen und der P*" -Einrichtung 9 der Empfangsstation 4 zugeleitet. Die Phasenbeziehung zwischen dem in der F-Einrichtung 6 erzeugten Signal und dem in der T-Einrichtung 7 zugefügten Echo wird demnach nur durch allfällige, zeitlich variable Laufzeitverzerrungen des üebertragungskanales 3 beeinflusst. Versuche zeigten jedoch, dass praktisch auftretende Laufzeitverzerrungen und Phasensprünge des Uebertragungskanales die Güte der Echokompensation nur unwesentlich beeinflussen. Würde die Reihenfolge der F-Einrichtung 6 und der T-Einrichtung 7 in

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der Sendestation 2 und die T"~ -Einrichtung 8 und dia F" -Einrichtung 9 in der Empfangsstation 4 vertauscht, was theoretisch denkbar wäre, so würde die Phasenlage zwischen den erzeugten Echos und den regenerierten Echos' insbesondere zusätzlich durch die Randgebiete der Bandfilter in den F- und F*" -Einrichtungen 6 bzw. 9 gestört. Da die Breite der komplementären Teilbänder von der Zeit abhängig ist, wäre ein sehr grosser Aufwand zur Kompensation der durch die Randgebiete dieser Bandfilter hervorgerufenen Laufzeitverzerrungen, die bis zu 10 ms betragen können, notwendig. Um diesen grossen Aufwand zxx vermeiden, ist es zweckmässig, die Anlage gemäss der Fig. 1 aufzubauen.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform eines Verzögerungsgliedes für die in den Fig. 6 bis 9 dargestellten Einrichtungen ist in der Fig. 10 prinzipiell gezeichnet. Dieses Verzögerungsglied umfasst ein Schieberegister 53 für analoge Signale, d.h. einen sogenannten Eimerkettenspeicher. Das Prinzip eines solchen Kettenspeichers besteht darin, dass in einer Kette von Kondensatoren die Ladung oder auch das Ladungsdefizit jedes Kondensators auf Kommando eines Transistorschalters an den folgenden Kondensator weiter gegeben wird. Die analogen Signale sind in der Form einer endlichen Folge von Momentanwerten gespeichert und können innerhalb gewissen Grenzen in beliebig langsamer oder schneller Folge wieder abgetastet werden, je nach der zugeführten Taktfrequenz. Durch geeignete Wahl dieser ■Frequenz kann man die Verzögerungszeit zwischen Anfang und Ende der Kette beeinflussen und das analoge Signal in der Zeit komprimieren oder dehnen.

Ein dem Eingang 54 des Schieberegisters 53 zugeleitetes Signal, dessen Frequenzbereich eine obere Grenzfrequenz von f aufweist, wird im Takt der Schiebefrequenz f abgetastet, wobei die Be-

dingung des Abtasttheorems f ^2 f erfüllt sein muss.

s _e/ ο

Die abgetasteten Analogwerte wrden in den kapazitiven Speicherelementen 1 bis η des Schieberegisters 53 bein Abtastvorgang von links nach rechts verschoben. Da die einzelnen kapazitiven Speicherelemente nicht gleichzeitig entladen und neu geladen werden können, erfolgt die Verschiebung in zwei Phasen (f. und cp_. Auf je eine Periode der Schiebefrequenz erfolgt eine Verschiebung der Analog-

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•werte um zwei kapazitive Speicherelemente. Die Gesamtverzögerung des Schieberegisters 53 mit η kapazitiven Speicherstellen beträgt somit „

tr ⁿ

Aus dieser Beziehung können bei gegebener Verzögerungszeit T Anzahl η der kapazitiven Speicherelemente und die Schiebefrequenz f für das Schieberegister 53 bestimmt werden. Am Ausgang 55 des Schieberegisters 53 erscheinen die einzelnen, analogen Abtastwerte im Takt der Schiebefrequenz f und um %

verzögert. Mit Hilfe eines Tiefpassfilters 56, dessen obere Grenzfrequenz f ist, wird das verzögerte, analoge Signal erhalten, das entweder dem Summierglied 33, den Subtrahierglied 38, dem Summierglied 43» bzw. dem Subtrahierglied 48 und dem Suramierglied 50 zuge- -führt wird. .

Die für die Qualität der Echokornpensierung in der Empfangsstation wesentliche Stabilität und Reproduzierbarkeit der Verzögerung ist bei gegebener Anzahl η der kapazitiven Speicherelemente des Schieberegisters 53 einzig von der Schiebefrequenz f abhängig.

Da die Schiebefrequenz f von einem stabilen Quarzoszillator abgeleitet wird, ist die Stabilität von τ sehr gut, wodurch eine praktisch vollständige Echokompensation gewährleistet ist. Die nachstehenden Darlegungen betreffen die Wirkungsweise einer zweiten Art der Zeitverschleierung (T- und T"" -Einrichtung) mit Hilfe von negativem Nachhall, auch negatives Echo genannt. Darunter wird im Gegensatz zum positiven Nachhall ein dem zu· verschleiernden Signal vorauseilender Nachhall verstanden, dessen Amplitude mit der Zeit zunimmt, der daher kurz als negativer Nachhall bzw. negatives Echo -bezeichnet wird.

Das grundsätzliche Verfahren der Verschleierung von Sprachsignalen ausschliesslich mit negativem Nachhall ist in der US-Patentschrift Nr. 3 255 142 beschrieben. Der grosse Nachteil dieses Verfahrens ist die grosse Signalverzögerung T "von wenigstens 5 s zur Erreichung einer wirksamen Verschleierung. Für Anlagen, die ein gegenseitiges V/echselsprechen ermöglichen sollen, ist diese grosse Verzögerung unbrauchbar. Dieser Nachteil kann erfindungsgenäss durch die Korn-

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bination dieser Zeitverschleierung mit der weiter oben angeführten Frequenzverschleierung in einer Anordnung nach Fig. 1 vermieden werden.

Damit die Parameter der T-Einrichtung 7 zum Erzeugen des negativen Nachhalles nicht ohne weiteres aus dem über den Uebertragungskanal 5 übermittelten Signal ermittelt werden können, besitzt diese Einrichtung eine Allpasscharakteristik» - - ■-Die prinzipielle Wirkungsweise einer derartigen T-Einrichtung 7 ist nachstehend mit Bezug auf die Fig. 11, die eine stark vereinfachte Schaltung darste3.lt, näher beschrieben . Das Signal, dem ein negatives Echo beigefügt werden soll, wird über einen Eingang 124 einer Verzögerungsleitung 125 zugeführt. Die Verzögerungsleitung besitzt eine Anzahl,beispielsweise sechs Abgriffe 126 und einen Ausgang 127. Diese Abgriffe sind so angeordnet, dass wenn beispielsweise ein Impuls dem Eingang 124 zugeführt wird, ein diesem Impuls entsprechendes Signal an jedem Abgriff 126 und schliesslich am Ausgang 127 auftritt, wobei diese Signale einander identisch aber von Abgriff zu Abgriff um je einea genau definierte Zeit t später auftreten. Jeder Abgriff 126 und der Ausgang 127 der Verzögerungsleitung 125 ist über je einen Verstärker 128 mit einem Sumaierglied 129 verbunden. Der am Ausgang 127 der Verzögerungsleitung 125 angeschlossene Verstärker 128 weist den Verstärkungsgrad -g auf. Die an die Abgriffe 126, bezogen auf die Fig. 11 von rechts nach links, angeschlossenen Verstärker 128 weisen in dieser Reihenfolge die Verstärkungsgrade (1 -g²), (1 -g²) g .... (1 -g²) gⁿ~³, (1 -g²) gⁿ~² und (1 -g²) g *" auf. Die oben erwähnte Verzögerungszeit f von Abgriff zu Abgriff und g stellen die Echoparameter dar, wobei g-der Verstärkungsgrad des an den Ausgang 127 der Verzögerungsleitung 125 angeschlossenen Verstärkers 128 ist.

Die Impulsantwort der Schaltung gemäss Fig. 11 ist in der Zeile a der Fig.. 12 dargestellt. Für eine endliche Signalverzögerung T = η · t ist die Zahl η der erzeugten Echos der impulsantwort endlich. In dem in Fig. 12 dargestellten Beispiel ist η = 6. Die Inpulsantwort einer solchen Allpass-Schaltung gemäss der Fig. 11 zum Erzeugen von negativem ITachhall kann wie folgt dargestellt werden

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H₁ (ζ) = -gz~ⁿ + (ι -g²) z-ⁿ⁺¹ + (ι -g²)

* + (1 ~g²) gⁿ-² ζ"¹ + (1 -g²) gⁿ

wobei ζ - e ist.

Aus der oben angeführten Gleichung ergibt sich durch Umformung

*V£ + Z (1 g ) gⁿ ζ

^Hl ^{(z) = z (}l^i^⁾ 1 -g ζ

Zum Kompensieren des in der T-Einrichtung 7 gemäss der Fig, Il erzeugten negativen Echose dient die T*" -Einrichtung 8, die aus einer inversen Allpassschaltung besteht. Ein Beispiel einer solchen T*" -Einrichtung ist in der Pig. 14 dargestellt. Die Impulsantwort dieser Einrichtung ist in der Fig. 15 gezeichnet* wobei zu beachten ist, dass sich die Iinpulsantwort auf der Zeitachse t bis inä Unendliche fortsetzt, wobei jedoch die Amplitude der einzelnen Echoinpulse beliebig klein wird. In der Fig. 15 ist die Impulsantwort nur bis t =nt = 6 t dargestellt. Die von der T -Einrichtung 8 gemäss der Fig. 14 erzeugte Impulsantwort kann wie folgt angegeben werden

H₂ (z) = -g+(l -g²) z"¹ + (1 -g²) g z*"² + (1 -g²) g²z"⁵ + ...

wobei ζ = e ist. Daraus.kann durch Umformung folgende Gleichung

^H2

abgeleitet werden · -1

Für das Produkt von H_n (z) und H₉ (z), d.h. der Impulsantwort der in

—1 Reihe geschalteten T-Einrichtung 7 "und T -Einrichtung 8 gemäss der Fig. 11 und 14 ergibt sich

-1

(z) · H₂ (z) = ζ

-n

-ft + ζ (ι -2 ) &r ζ 1 -g ζ - 1 -g ζ

-g -t- ζ 1 -g ζ

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vereinfacht ergibt sich daraus

~ⁿ

H₁ (z) · H₉ (z) = z~ⁿ-

Der Term z~ stellt das gewünschte, tun η · t verzögerte Signal dar. Der Quotient . -.-....■.". -

stellt ein exponentiell abklingendes Vorecho dar, das von der endlichen Abzahl η der Abschnitte der Verzögerungsleitung 125 der Einrichtung genäss der Pig. 11 und der entsprechenden endlichen länge eines praktisch realisierbaren negativen Nachhalles herrührt. Dieses Vorecho kann durch Vergrössern der Anzahl η beliebig klein gemacht werden. ■ ' . :. . Es ist zu beachten, dass sich ein Allpass zur Erzeugung von negativem Nachhall nit den zur Verfügung stehenden Mitteln nur approximativ realisieren lässt, da iia Gegensatz zu Einrichtungen zum Erzeugen von positivem Nachhall die Zahl η der erzeugten Echoimpulse der. Impulsantwort endlich ist, wenn eine endliche Signalverzögerung T gewünscht wird. Vorzugsweise setzt man die Verzögerung T der approximativen Impulsantwort einer Einrichtung zum Erzeugen eines negativen Echos gleich der nachhallzeit T, welche als Abklingzeit der . Bchoimpulse auf 1$ des Hauptimpulses am Ausgang definiert werden kann, was einer Dämpfung von 40 dB entspricht, ,Die totale Verzögerung T ist gleich der Summe der Teilverzögerungszeiten t jedes Abschnittes der Verzögerungsleitung 125 zwischen zwei Abgriffen 126.

•Die Parameter des negativen Nachhalles sind so festgelegt, dass die Signalverzögerung T den zulässigen Maximalwert von höchstens 0,5 s nicht überschreitet. Es wird daher vorausgesetzt, dass die Nachhallzeit der T-Einrichtung 7 gemäss der Fig. 11 -

T = CJ- = o,5 s sei.

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Die Nachhallzeit T ist abhängig von den Nachhallparametern t und g.

Der Einfluss des Parameters g auf die Impulsantwort ist in den Zeilen b bis f der Pig, 12 aufgezeichnet. Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, dass für die beiden Extremfälle g .= 1 (Zeile b der Pig. 12) und g = O (Zeile f der Fig. 12) die Iiapulsantwort nur aus je einem einzigen Impuls besteht. Es ist leicht erkennbar, dass mit diesen Sxtrenfällen keine wirksame Verschleierung des zu übertragenden Signales erreicht v/erden kann.

•Eine optimale Wirkung der Verschleierung wird beispielsweise erzielt, wenn die Energie des Hauptimpulses (Amplitude = ~g) gleich" der Summe der Energie von sämtlichen negativen, d.h. vorauseilenden Naclihallimpulsen ist, wobei die Amplituden der ITachhalliinpulse

2 2 2 2
(1 ~g )> (1 ~g ) g» (1 -g ) g usw. betragen.

^PSHI _ (1 -f?)² (1 + f? + g⁴ + g⁶ + ...) ρ 2

- ' (i -F?)² ι ₌ r-g²· ₌

2 -,2 2 g 1 -g g

Pur diesen Pail ist dann

V/enn also der Nachhall-Parameter g = —=- =.0,707 gewählt wird,

steigen die Amplituden der einzelnen liachhallimpulse exponentiell an_?wie dies in der Zeile d der Pig. 12 dargestellt ist, wobei ■ sich die Amplituden der aufeinanderfolgenden ITachhallimpulse uia den Paktor l/g = ylP unterscheiden, was einer Zunahme 'von 3dB entspricht. Die Nachhallzeit T, bei der die Impixlsamplitude auf gegenüber dem Hauptimpuls abgesunken ist, beträgt

¹ - 3dB - "⁰^ V

Da die Nachhallzeit T voraussetzungsgemäss gleich der zulässigen, gesamten Signalverzögerung τ sein soll, muss folgende Bedingung erfüllt v/erden

T= 0,5 s,

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Daraus lässt sich die Verzögerungszeit t für jeden Abschnitt zwischen zwei benachbarten Abgriffen 126 der Verzögerungsleitung 125 wie folgt berechnen

+ - 5°° ms " _ v₇ π _ms " - ν

In der Fig. 13 ist ein erstes Ausführungs bei spiel einer !-Einrichtung 7 dargeste3.lt. Diese Einrichtung weist ein in Abschnitte 57 unterteiltes Schieberegister 58 mit einer Anzahl Anzapfungen 59 auf, wobei das Schieberegister zum Speichern von analogen Signalen geeignet ist. Die durch die Anzapfungen 57 abgegriffenen Signale· und die am Ausgang des letzten Abschnittes 57 des Schieberegisters 58 erscheinenden Signale, gelangen über je einen Verstärker 60 zu einen Surmnierglied 61. Die in diesem erzeugten Suinmensignale werden einem Tiefpassfilter 62 zugeführt und gelangen anschliessend auf den Uebertragungskanal 3. Die dem Eingang 63 des Schieberegisters 58 . zugeführten analogen Signale, welche die teilvertauschten Sprachbänder in. der Zehrlage darstellen, die von der F-Einrichtung 6 erzeugt wurden, werden durch die erste Stufe des ersten Abschnittes 57 des Schieberegisters 58 im Takt der Schiebefrequenz f abgetastet und die abgetasteten Analogwerte werden entsprechend diesem Takt durch das ganze Schieberegister 58 hindurch geschoben. Der Oszillator zum Erzeugen der Schiebefrequenz f mit den beiden Phasen

und Cj³U ist nicht gezeichnet.

Zur Erzeugung des negativen Nachhalles mit den Parametern t = 37,5 ins und g = 0,707 kann das Schieberegister 58 geinäss der Pig. 13 verwendet werden, das 13 Abschnitte 57 und 14 Anzapfungen 59 aufveist, Die totale Verzögerungszeit T beträgt t = 0,4875 s.

Jedem einzelnen Abschnitt 57 des Schieberegisters 58 ist ein Verstärker 64 zur Kompensation des Dämpfungsverlustes in jedem Abschnitt 57 zugeordnet, so dass am Ausgang des Schieberegisters 58

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ein verzögertes aber gleich grosses Signal erscheint, w5e en dem Eingang 63 des Schieberegisters,58 zugeführt wurde.

Die Schiebefrequenz f wird dem Schieberegister 53 wie schon erviähnt in zwei verschiedenen Taktphasen c$ ^ und cf_p zugeführt und mit Hilfe des Tiefpassfilters 62 werden die im Summierglied 61 addierten, einzelnen Signalkomponenten wieder in ein kontinuierliches, · analoges Signal umgewandelt, wobei dieses Tiefpassfilter 62 die Bandbreite f aufweist, die der halben Schiebefrequenz f entspricht. Höhere Frequenzanteile des abgetasteten Signales werden stark gedämpft. Das auf die oben beschriebene V/eise gewonnene verschleierte Signal wird auf den Uebertragungskanal 3 gegeben und zur Empfangsstation 4 übertragen. .

Das Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispieles einer T-Einrichtung 7 mit einem. Schieberegister 71 für Digitalsignale ist in der Fig. 16 dargestellt. Das am Ausgang der T-Einrichtung 6 erscheinende Signal wird einem Analog/Digitalwandler 72 zugeführt und im Takt der ebenfalls dem Arialog/Digitalwandler zugeführten Abtastfrequenz f. abgetastet, wobei die Abtastfrequenz f, mindestens das Doppelte der höchsten in dem genannten Signal vorkommenden Frequenz betragen muss. Bei jedem Eintreffen eines Abtastimpulses erscheint am Ausgang des Analog/Digitalwandlers 72 ein dem Momentanwert des genannten Signales entsprechendes Digitalsignal, welches der ersten Stufe des Schieberegisters 71 zugeleitet wird. Die dem Schieberegister 71 einzeln zugeführte digitale Information wird im Takt der Schiebefrequenz f , die gleich der Abtastfrequenz f. ist,

S ΐ

weiter geschoben.

Das Schieberegister 71 weist eine Anzahl Abgriffe 73 auf, die derart angeordnet sind, dass an jedem nachfolgenden Abgriff ein dem Eingangssignal entsprechendes Signal erst nach einer Verzögerungszeit t nach dem am vorangehenden Abgriff auftretenden Signal erscheint. Jede Anzapfung 73 ist über je einen Multiplikator 74 an ein Summierglied 75 angeschlossen, in dem sämtliche am Ausgang der Multiplikatoren 74 gleichzeitig auftretenden Digitalsignale addiert werden, welches Su-nmensignal dann über eine Leitung 76 einem Digital/Analogwandler 77 zugeführt wird.

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Am Ausgang des Digital-Analogwandlers 77 ist ein Tiefpassfilter 78 angeschlossen, welches allfällige Restanteile der Abtastfrequenz f. sperrt, damit ein verschleiertes, aber analoges Signal auf den Uebertragungskahal 3 gelangt.

Die Anzahl der Multiplikatoren 74 kann reduziert werden, wenn die einzelnen Multiplikatioren mindestens teilweise sequentiell ausgeführt werden, wobei dann allerdings zusätzliche Vorkehrungen getroffen werden müssen, um äen Multiplikationsfaktor der Multiplikatoren entsprechend zu verändern.

Die Pig. 17 zeigt das Blockschema eines dritten Ausführungsbeispieles einer T-Einrichtung 7. Das Eingangssignal dieser Einrichtung wird ihr über ein Tiefpassfilter 130 zugeführt, um das Spektrum des Eingangssignales im wesentlichen auf die Bandbreite des Ueber— tragungskanales 3 zu begrenzen, wobei an die Plankensteilheit diesen Tiefpassfilters 130 keine grossen Anforderungen gestellt werden. Das ■ analoge, gefilterte Eingangssignal wird in einen Delta-Kodulatcr mit der Abtastfrequenz f, deltamoduliert und danach einem digitalen Schieberegister 132 zugeführt und in denselben mit der Schiebefrequenz f weitergeschoben. Die Abtastfrequenz f, und die Schiebes τ

frequenz f sind gleich und betragen für die übliche Sprachbandbreite des Uebertragungskanales 3 vorziigsweise 20 bis 60 kHz, Das Schieberegister 132 besitzt η + 1 Abgriffe 133 und ist so ausgelegt, dass die Zeitverzögerung des Signales zwischen je zwei benachbarten Abgriffen 133 t ist. Bei einer Schiebefrequenz f sind zwischen

O S

zwei Abgriffen 133 des Schieberegisters 132 m = t · f binäre

ο s

Speicherstellen erforderlich.

An jedem Abgriff 133 ist ein Delta-Demodulator 134 angeschlossen. Als Delta-Demodulatoren 133 können beispielsweise einfache Integratoren verwendet werden. Am Ausgang der Delta-Denodulatoren 133 erscheinen analoge Signale, die weiteren Tiefpassfiltern 135 zugeführt werden, die die gleiche Bandbreite wie das Tiefpassfilter 130 aufweisen und die Schiebefrequenz f und deren Harmonische sperren. Ueber Verstärker 136 gelangen die gefilterten Analogsignale in ein Sunuaierglied 137, wobei jeder Verstärker 136 einen Verstärkungsgrad aufweist wie diese in der Fig. 17 angegeben sind. Die in dieser Pig. dargestellte Einrichtung stellt eiiB Allpassschaltung zum Erzeugen eines negativen, mehrfachen Echos dar, wobei zur Signalverzögerung

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L· O I 0 ^ Ö ti.

die analogen Eingangssignale durch Delta-Modulation in ein digitales Signal umgewandelt, im digitalen Schieberegister 132 verzögert und anschliessend mittels Delta-Demodulation wieder in analoge Signale ■ umgewandelt werden.

Das oben mit Bezug auf die Pig, 117 beschriebene Ausführungsbeispiel weist gegenüber dem mit Bezug auf die Fig. 16 beschriebenen Ausführungsbeispiel die folgenden Vorteile auf: Der anstelle des Analog/Digitalwandlers 72 verwendete Delta-Modulator 131 ist einfacher und billiger in der Herstellung als der erstgenannte.

Da die an jeden Abgriff 133 angeschalteten Delta-Demodulatoren lediglich einfache Integratoren sind, ist eine voll parallele Realisierung mit einem Delta-Denodulator als Digital/Analogwandler in jedem Abgrifizweig möglich, dadurch wird die Organisation des Betriebsablaufes wesentlich vereinfacht.

Die Kompensation des durch die T-Einrichtung 7» gemäss einem der Ausführungsbeispiele nach den Pig. 13, 16 oder 17 erzeugten und dem zu übertragenden Signal hinzuaddierten negativen, mehrfachen Echo erfolgt in der Empfangsstation 4 mittels der !"""-Einrichtung 8. Ein einfaches Blockschema einer derartigen T~ -Einrichtung 8 ist in der Fig. 14 dargestellt. Die Impulsantwort dieser Schaltung ist in der

Fig. 15 aufgezeichnet, wobei die Dar st e living so gewählt ist, dass sie ungefähr dem Parameter g =0,707 entspricht. Vergleicht man die Fig. 15 mit der Zeile a der Fig. 12, so stellt man abgesehen vom Verlauf der Zeitachse t, eine exakte Uebereinstinrnung fest. Die Schaltung gemäss der Fig. 14 weist dieselben Parameter t und g auf, wie das von den in der Fig. 13, 16 oder 3.7 dargestellten Einrichtungen erzeugte, negative mehrfache Echo. Ein dieser Schaltung zugeführtes Signal gelangt einerseits zu einem Verstärker 65, der einen Verstärkungsgrad von -g aufweist, und andererseits zu einem Summierglied 66.

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Uober den Verstärker 65 gelangt das Signal unversögert, jedcch mit umgekehrtem Vorzeichen zu einem weiteren Summierglied 67 und über das Summierglied 66, ein Verzögerungsglied 68 und einen weiteren Verstärker 69» um die Verzögerungszeit t des Verzögerungsgliedes 68 verzögert, zum weiteren Suinmierglied 67. -Auf diese V/eise entstehen am Ausgang des Summiergliedes 67 der negative Impuls z.Z. t=0 und der erste positive Impuls z.Z. t=t , wie dies aus der Fig. 15 ersichtlich ist. Das am Ausgang des Verzögerungsgliedes 68 erscheinende Signal wird weiter über einen Verstärker 70 mit dem Verstärkungsgrad g zum Summierglied 66 zurückgeführt und gelangt somit erneut an den Eingang des Verzögerungsgliedes 68 und zwar abgeschwächt, weil der Verstärkungsgrad g im allgemeinen < 1 ist. Nach Ablauf der Verzögerungszeit t erscheint dieses Signal wieder am Ausgang des Verzögerungsgliedes 68 und gelangt über den Verstärker 69 zum Summierglied 67, wodurch der zweite positive Impuls z. Z. t=2 t gemäss der Pig. 15 am Ausgang des Summiergliedes 67 auftritt.

Der oben beschriebene Vorgang setzt sich fort, wobei die Amplitude der am Ausgang des Summiergliedes 67 erscheinenden Impulse rasch abniant.

Das Verzögerungsglied 68 der in der Fig. 14 dargestellten Schaltung kann beispielsweise ein Schieberegister 53 aufweisen, wie ein solches mit Bezug auf die Fig. 10 weiter oben beschrieben ist. Anstelle der oben angeführten Einrichtung mit einem Schieberegister für Analogsignale können Einrichtungen zum Erzeugen und zum Kompensieren von negativen oder positiven Echos grundsätzlich auch Schieberegiste: für Digitalsignale enthalten

In der Fig. 18 ist das Blockschaltbild einer Ausführungsform der Τ" -Einrichtung 8 zur Kompensation eines negativen, mehrfachen Echos nach dem Prinzipschema gemäss Fig. 14 dargestellt, die ein Schieberegister 79 für Digitalsignale zum Verzögern der Signale aufweist. Die Schaltung gemäss der Fig. 18 entspricht weitgehend der in der Fig. 14 dargestellten Schaltung. Jene Teile, die die gleichen Funktionen ausüben, sind mit denselben Bezugszeichen

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— /Lc -~

versehen. Anstelle des in der Fig. 14 mit 68 bezeichneten Verzögerungsgliedes weist die Schaltung nach der Fig. 18 einen Analog/Digitalwandler 80, das Schieberegister 79 einen Digital/ Analogwandler 81 und ein Tiefpassfilter 82 auf. Zusätzlich ist in dieser Schaltung ein weiteres Tiefpassfilter 81 vorgesehen, das den Frequenzumfang des. Übertragenen Signales auf f = f /2 begrenzt,

ο s

wobei f = f, ist.
s t

In der Pig. 20 ist das B3,ockschema einer Station der oben beschriebenen Anlage gezeichnet. Biese Station kann mit Hilfe eines 5poligen Umschalters 84a bis 84e vom Betriebszustand Senden auf Empfang bzw. umgekehrt umgeschaltet werden. Zwei derartige Stationen ergeben eine vollständige Anlage zum verschleierten Uebertragen von Sprachsignalen.

Die in der Pig. 20 dargestellten SE-Umsehalter 84a - 84e befinden sich in der Empfangsstellung. Vorerst sei angenommen, dass diese SB-Umschalter auf eine weiter unten beschriebene V/eise auf Senden geschaltet worden seien. Die vom Mikrophon 1 erzeugten,.zur Sprache analogen, elektrischen Signale werden in einem Mikrophonver~ stärker 85 mit Amplitudenregelung verstärkt und über ein Preemphasis-Netzwerk 86, den SE-Umsehalter 84a, das Eingangsfilter 10 und den SE-Umschalter 84b, der im sendenden Zustand als P-Einrich¹ ung 6 wirkenden Einrichtung 6 bzw. 9 zugeführt. Diese Einrichtung ist beispielsweise mit Bezug auf die Fig. 2 weiter oben näher beschrieben und diejenigen Teile, die die gleichen Punktionen ausüben, sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Das am Ausgang der P-Einrichtung 6 erscheinende Signal, das den komplementären Sprachbändern in der Kehrlage entspricht, wird über eine Leitung 87 und den SE-Uinschalter 84c, der im sendenden Zustand als T-Einrichtung 7 wirkenden Einrichtung 7 bzw. 8 zugeführt. Wenn sich der SE-Umschalter 84d in der in Fig. 20 nicht dargestellten Lage befindet, erzeugt diese Einrichtung ähnlich wie die mit Bezug auf die Fig. 8 be-Bchriebene Schaltungen, ein positives mehrfaches Echo, oder kompensiert das Echo, wenn sich der SE-Umschalter 84d in der gezeichneten Lage "befindet, auf eine ähnliche V/eise, wie dies mit Bezug auf die Fig. 9 beschrieben ist.
Das Dämpfungsglied 51, das Verzögerungsglied 52 und das Summierglied 50 haben die gleichen Punktionen wie die entsprechenden Teile der

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9, diese Teile sind daher mit den gleichen TSezugsze'.chea versehen. Damit die in der Fig. 20 mit 7 bzv. 8 beschriftete Einrichtung ßowohl zum Erzeugen als auch zum Kompensieren des mehrfachen Echos verwendet, werden kann, besitzt sie ein vreiteres Summierglied 138 und einen Inverter 139. · .

Der Ausgang der T-Einrichtung 7» an dem das verschleierte, zu Übertragende Signal auftritt, ist über eine Leitung 88 und ein Anpassungs-

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netzwerk 89 beispielsweise mit dem NF-Eingang eJner Funketat ion verbunden, die ein Teil des drahtlosen Uebertragungskanales 3 ist.

Das über den Uebertragungskanal 3 übertragene Signal wird auf der Gegenstation, die identisch mit der in der Fig. 20 dargestellten Station ist, empfangen. Ueber ein Anpassungsnetzwerk 90 gelangt das empfangene, verschleierte Uebertragiingssignal über den sich in der Empfangssteilung befindlichen SE-Umschalter 84c zur T~ -Einrichtung 8. Da sich der SE-Umschalter 84d in der in der Fig. 20 dargestellten Lage befindet, regeneriert die T~ -Einrichtung 8 ein positives, mehrfaches Echo aus dem ihr zugeführten verschleierten Signal und subtrahiert dieses Echo von diesem Signal. Dies erfolgt in ähnlicher V/eise, wie dies in bezug auf die Fig. 9 weiter oben grundsätzlich angeführt ist.

Vom Ausgang der T~ -Einrichtung 8 gelangt das vom Echo befreite Signal über die Leitung 88, den SE-Umschalter 84b zur F^- -Einrichtung 9» welche die auf der Sendeseite vorgenommene Frequenzband-Verschiebung und Inversion rückgängig macht. Das am Ausgang der F~ -Einrichtung 9 erscheinende Signal entspricht praktisch dem vom Mikrophon 1 in der Gegenstation erzeugten, analogen Sprachsignal und wird, über die Leitung 87, den SE-Uns ehalt er 84a, das Eingangsiilter 10, ein Deenphais-lTetzwerk 91 und einen Endverstärker 92 dem akustischen Wandler 5 zugeführt. . '

Wie mit Bezug auf die Fig. 2-5 weiter oben näher angeführt, wird, dem zweiten Modulator 17 bzw. 25 der F- bzw. F -Einrichtungen eine von dem Steuersignal s abhängige Trägerfrequenz fp bzw. f^ und f_ß zugeführt, damit sich die komplementären Teilbänder in Funktion dieses Steuersignales s in diskreten zeitlichen Schritten verschieben. Es ist klar, dass das Steuersignal s in der sendenden Station dem Steuersignal s in der empfangenden Station genau entsprechen muss, wenn die Frequenzband-Verschiebung und Inversion vollständig rückgängig gemacht werden soll.

Die veränderbare Trägerfrequenz f_ für den zweiten Modulator 17 wird mit Hilfe eines Modulators 93 erzeugt, dem einerseits zum Beispiel

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eine Frequenz von 175 kHz von einem Bandfilter 94 zugeführt wird, welches diese Frequenz aus dem von einem Mischer 95 erzeugten Frequenzgemisch heraussiebt, das dadurch entsteht, indem diesem Mischer die beiden Frequenzen 25 kHz und 200 kHz zugeführt werden, und welchem Modulator 93 andererseits von einem Tiefpassfilter 9-eine durch einen steuerbaren Frequenzunterteiler 97 diskret veränderbare Freqiienz zugeführt wird, wobei die Dauer der Verschleierungsüiiitervalle vorzugsweise 20 -.100 ns beträgt.

Den fünf Eingängen 98 des steuerbaren Frequenzunterteilers 97, von welchen Eingängen nur einer dargestellt ist, wird das digitale Steuersignal s zugeführt. Dieses Steuersignal s wird von einem Chiffriergenerator 99 erzeugt, wobei jedes Steuersignal s beispielsweise 5 Bit aufweisen kann, die parallel an die einzelnen Eingänge gelangen. Jedes Steuersignal s wird im Frsquenzunterteiler 97 gespeichert, bis ein neues Steuersignal s eingetroffen ist, und stellt einen Zahlenwert von 0-31 dar. Dementsprechend kann beispielsweise der Teilfaktor k des Frequenzunterteilers 97 je nach Steuersignal s 15 verschiedene Vierte im Bereich von 184 - 202 aufweisen, wenn nur geradzahlige Teilfaktoren k zugelassen werden. Diese Teilfaktoren k sind zum Verschleiern des Sprachsignales so gewählt, dass die Trennstelle zwischen den oberen Seitenbändern 12^? und 12", siehe Zeile d der Fig. 3» immer innerhalb der Bandbreite des Ausgangsfilters 21 verbleibt.

Die zum Speisen des ersten Modulators 14 und des dritten Modulators 20 notwendigen Trägerfrequenzen f, und f_ sowie die zum Speisen des steuerbaren Frequenzunterteilers 97 und des Mischers 95 benötigten Frequenzen von 4 MHz, 200 kHz und 25 kHz werden von einem weiteren Frequenzunterteiler 100 geliefert, welcher seinerseits an einen vorzugsweise kristallgesteuerten Grundgenerator 101, der eine Frequenz von beispielsweise 8 MHz erzeugt, angeschlossen ist. Weiter liefert der Frequenzunterteiler 100 auch die zum Betrieb des Chiffriergenerators 99 notwendigen Taktimpulse und gegebenenfalls die zum Betrieb- des Schieberegisters 58 bzw. 71 benötigten Schiebeimpulse, wenn_eine T- oder T -Einrichtung 7 bzw. 8 gemäss den Fig. 13» 16 oder 17 verwendet wird.

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Zum einwandfreien Betrieb der Anlage gemäss dar Fig. 20 ist as notwendig, dass das Steuersignal s in der sendenden Station und in der empfangenden Station einander entsprechen, d.h. identisch, aber um die mittlere Laufzeit der Signale über den Uebertragungskanal 3 und gegebenenfalls um jene Zeit gegenüber einander verschoben sind, um welche diese Signale in der T-Einrichtung 8 verzögert werden, wenn eine Schaltung gemäss den Fig. 13, 16 oder 17 verwendet wird.

Das Steuersignal s wird nicht über die Uebertragungsleitung 3 übertragen, weil ja in demselben der Schlüssel zur Entschleierung enthalten ist. Bas Steuersignal s wird sowohl auf der Sendeseite als auch auf der Empfangsseite durch den Chiffriergenerator 99 erzeugt. Ein solcher Chiffriergenerator ist z.B. in der schweizerischen Patentschrift Kr. 408 109 beschrieben. V/erden die Schluss elirapulsfolgen im sende- und ernpfangsseitigen Chiffriergenerator 99 nach identischen Regeln in übereinstimmend aufgebauten Schlüsselimpulsgeneratoren erzeugt, deren Programm durch ihren Anfangszustand festgelegt ist, so kann eine Übereinstimmung dieses Anfangszustandes nach dem Prinzip, das in der schweizerischen Patentschrift Nr. 402 937 beschrieben ist, erreicht werden.

Der Generator 99 weist einen ersten Eingang 102 zum Eingeben eines Grundschlüssels, der in einem Grundschlüsselspeicher 103 gespeichert ist, und einen zweiten Eingang 104 zum Eingeben eines Zusatzschlüssels auf. Ueber eine durch eine einzige Taste 105 symbolisierte Tastatur kann der Grundschlüssel variiert werden, wobei natürlich bei beiden zusammenarbeitenden Stationen die gleiche Grundschlüsseleinstellung vorgenommen werden muss. Vor jeder Uebertragung, d.h. vorzugsweise nach jedem Richtungswechsel, wird der Zusatzschlüssel, der in einem ZusatzschlüsseT-generator 106 erzeugt wird, von der sendenden Station zur empfangenden Station übertragen, was auf die nachstehend beschriebene Weise geschieht.

Beim Betätigen einer Sprechtaste 107 wird eine Steuervorrichtung 108 eingeschaltet, die über eine Leitung 109 ein Startsignal an einen Befehlsgeber 110 abgibt. Gleichzeitig werden über Ausgangsleitungen, wovon der Einfachheit wegen nur eine 111 dargestellt ist, ein nicht dargestelltes Relais, welches die Se-Lfcischalter 84a - 84e betätigt,

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und ein ebenfalls nicht dargestellter elektronischer Umschalter und ein elektronischer Schalter 115 gesteuert. In der I¹Ig₄ 20 ist der Einfachheit halber nur ein Umschalter 112 dargestellt, in Wirklichkeit sind entsprechend den fünf .Eingängen 98 des steuerbaren Frequenzunterteilers 97 ebenfalls fünf solche Umschalter 112 vorgesehen. Ausgelöst durch, das Startsignal erzeugt der Befehlsgeber 110 einen digitalen Synchronisierbefehl, der beispielsweise eine Impulsfolge von 63 Bit ist. Ein Teil eines solchen Befehls ist in der Zeile a der Fig. 19 dargestellt. Der Synchronisierbefehl gelangt vom Befehlsgeber 110 über einen elektronischen Umschalter 114 zu einem Serie/Parallelwandler 115» den elektronischen Umschalter 112 bzw. die Umschalter und eine fünfadrige leitung 116 zu den Eingängen 98 des steuerbaren Frequenzunterteilers 97. Die an diesen Eingängen 98 eintreffenden parallelen, binären Signale beeinflussen den Teilfaktor k des steuerbaren Frequenzunterteilers 97, wobei der Teilfaktor k bei Vorhandensein einer binären "0" am Ausgang des Befehlsgebers 100 beispielsweise und bei Vorhandensein einer binären "L" am Ausgang des Befehlsgebers 100 beispielsweise 172 beträgt. Die dem zweiten Modulator 17 zugeführ-■fce Trägerfrequenz f~ ist im ersten Fall. 198,810 kHz und im zweiten Fall 198,256 kHz. Diese Trägerfrequenzen liegen innerhalb des Durchlassbereiches des Bandfilters 19. Damit diese Frequenzen am Ausgang des Modulators 17 erscheinen, wird dem Eingang dieses Modulators über den Arbeitskontakt 113 und das Zusamaenschaltglied 13 eine Gleichspannung zugeführt, wodurch die Symmetrie dieses Modulators 17 gestört und die Trägerfrequenz f« nicht mehr unterdrückt wird. Die oben genannten Trägerfrequenzen f~ gelangen abweehslungsweise und in Abhängig- " keit des Synchronisierbefehles zum dritten Modulator 20, wo diese Frequenzen beispielsweise in Niederfrequenzsignale f =1 I90 Hz

el

und f, = 1 744 Hz umgewandelt werden, wie dies in der Zeile b der Fig. 19 in übertriebener Weise dargestellt ist. Die auf die oben beschriebene Erzeugung dieser zur Befehlsübertragung dienenden Niederfrequenzsignale erfolgt mit einfachen I-Titteln innerhalb der F- bzw. F" -Einrichtung, so dass keine zusätzlichen Vorrichtungen zum Erzeugen dieser Niederfrequenzsignale erforderlich sind. Diese Niederfrequenzsignale gelangen dann über die Leitung 87 und den umgeschalteten SS-Umschalter 84c in die T-Einrichtung 7, in welcher diesen Mederfrequenzsignalen ein Echo beigefügt wird. Die mit dem Echo versehenen liiederfrequenzsignale

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gelangen schliesslich über die Leitung 88 und das Anpassungsnetzwerk 89 zur nicht weiter dargestellten Punkstation und werden dann über den Üebertragungskanal 3 zur Gegenstation übertragen. Der vom Befehlsgeber 110 erzeugte Synchronisierbefehl gelangt ausser zum steuerbaren Frequenzunterteiler 97 über den elektronischen Umschalter 114 und den umgeschalteten SE-Umschalter 84e zu einem Befehlsdetektor 117. Die über den Üebertragungskanal 3 von der Gegenstation empfangenen mit einem Echo versehenen Niederfrequenzsignale werden vom Anpassungsnetzwerk 90 über den SE-Umschalter 84c der T*" -Einrichtung 8 zum Entfernern des Echos zugeführt. Die vom Echo befreiten Niederfrequenzsignale gelangen dann über die Leitung 88 zu.einem Zweifrequenzsignalempfänger 118, welcher die beiden ■Niederfrequenzsignale in eine binäre Signalfolge, die in der Zeile c der Fig. 19 dargestellt ist, zurückwandelt. Diese Signalfolge, die dem von dem Befehlsgeber 110 der sendenden Station erzeugten Synchronisierbefehl entspricht, wird dann über den SE-Umschalter 84e dem Befehlsdetektor 117 der empfangenden Station zugeführt. Die Befehlsdetektoren der sendenden und der empfangenden Station erzeugen auf Grund des erhaltenen Synchronisierbefehles je einen Synchronisierimpuls, der über eine Leitung 119 zu den entsprechenden Prequenzunterteiler 100 gelangen, um eine phasenmässige Uebereinstimmung der von ihnen erzeugten Taktimpulse zu bewirken.

Sobald der Synchronisierimpuls über die Leitung 119 auch bei der Steuervorrichtung 108 der sendenden Station eintrifft, wird der elektronische Umschalter 114 betätigt. Dies hat zur Folge, dass der Zusatzschlüsselgenerator 106 über diesen Umschalter 114 an den Eingang des Serie/Parallelwandlers 115 angelegt wird. Die vom Zusatzschlüsselgenerator 106 erzeugte Signalfolge, die den Zusatzschlüssel darstellt, kann beispielsweise 21 Bit aufweisen und.'. wird vorzugsweise dreimal ausgesendet. Im Serie/Parallelwandler 115 wird diese Signalfolge auf die gleiche Weise, wie oben mit Bezug auf den Synchronisierbefehl beschrieben, dem steuerbaren Prequenzunterteiler 97 zugeführt und auf dieselbe Art zur Gegenstation übertragen. Die den Zusatzschlüssel darstellende Signalfolge gelangt zum Befehlsdetektor der sendenden Station und zum Befehlsdetektor 117 der empfangenden Station, wie dies oben mit Bezug auf

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den Synchroni si erbefehl angeführt ist. ^von den Befehl.sdetektoren 117 gelangt dann der Zusatzschlüssel über den zweiten Eingang 104 in den entsprechenden Chiffriergenerator 99. Durch mehrmaliges TJebertragen der den Zusatzschlüssel darstellenden Signalfolge und Vergleichen der empfangenen Signalfolgen miteinander, können allfällige Uebertragungsfehler eliminiert werden.

Hachdeni der ZusatzschlUssel beispielsweise dreimal gesendet worden ist, schaltet die Steuervorrichtung 108 die elektronischen Umschalter 112 in die in der Fig. 20 dargestellte Lage zurück und den elektronischen Schalter 113 aus. Dies hat zur Folge, dass die Eingänge 98 an einen weiteren, an den Chiffriergenerator 99 angeschlossenen Serie/Parallelwandler 120 angelegt werden, üeber eine Leitung 121 wird der Chiffriergenerator 99 gestartet, dessen Anfangsstellung einerseits durch den vom Grundschlüsselspeicher 103 erzeugten Grundschlüssel und andererseits durch den vom Befehlsdetektor 117 empfangenen Zusatzschlüssel genau definiert ist. Von diesem Moment an erzeugt der Chiffriergenerator 99 der sendenden und der empfangenden Station das Steuersignal s, welches über die elektronischen Umschalter 112 den Eingängen 98 des steuerbaren Frequenzunterteilers 97 zugeführt wird. Die Startzeiten der Chiffriergeneratoren sind um die Laufzeit des Uebertragungskanales 3 und gegebenenfalls um die Verzögerungszeit der ^rJ}-Sinrichtung 7 gegenüber einander verschoben.

Zur Steuerung des Betriebsablaufes können in gleicher Weise weitere Befehle, z.B. ein Antwortbefehl beim Loslassen der Sprechtaste, von der sendenden Station zur empfangenden Station übertragen werden. Der oben beschriebene Synchronisiervorgang und die Uebertragung der dem Zusatzschlüssel entsprechenden Signalfolge wird vorzugsweise bei jedem Richtungswechsel der Uebertragung zu Beginn der Sprachübertragung durchgeführt. Während des ununterbrochenen Gesprächs in einer Richtung folgt zum Einschränken.des Aufwandes vorzugsweise keine liachsynchronisation. Die maximal mögliche ununterbrochene Gesprächsdauer, derselben Richtung ist somit von der Stabilität der verwendeten Quarzoszillatoren abhängig.

Der Antwortbefehl wird ebenfalls vom Befehlsgeber 110 erzeugt, wozu

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er von der Steuervorrichtung 108 aufgefordert wird. Der Antwortbefelil wird auf die gleiche V/eise wie der Synchronisierbefehl zur Gegenstation übertragen und von dessen Befehlsdetektor 117 empfangen. Dieser gibt dann über eine Leitung 122 einen Antwort impuls an die Steuervorrichtung 108 der Gegenstation ab und veranlasst diese die oben beschriebenen Vorgänge wie das Uebertragen des Synchronißierbefehls und des Zusatzschlüssels in der Gegenrichtung einzuleiten.

Venn T- bzw. T~ -Einrichtungen 7 bzw. 8 verwendet werden, die mit positiven oder negativen, mehrfachen Nachhall arbeiten, sind in den Schieberegistern 53 _t 58, 71, 79 oder 132 noch längere Zeit, d.h. während angenähert einer Sekunde oder länger noch Informations anteile gespeichert. Diese restlichen Anteile würden sich bei einem schnellen Riehtungsweehsel des Informationsaustausches schädlich auswirken. Aus diesen Grunde sorgt die Steuervorrichtung 108 bei Eintreffen des Antwortimpulses über die Leitung 122 dafür, dass diese restliche Informationen den Schieberegistern gelöscht wir... Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, indem der Eingang dieser Schieberegister während mindestens einer Zeit kurzgeschloss<=■ ■ wird, die ein Signal benötigt im das Schieberegister zu durchlauf ei

Ytenn der Informationsaustausch beendet ist, wird der Befehlsgeber 110 durch die Steuervorrichtung veranlasst, einen Schlussbefehl zu erzeugen, welcher auf die gleiche Weise wie der Synchronisierbefehl zur Gegenstation übertragen wird. Der Schlussbefehl wird· vorn Befehlsdetektor 117 der empfangenden und sendenden Station empfangen, worauf ein Impuls auf einer Leitung 123 zu den betreffenden Steuervorrichtungen 108 gelangt. Diese sorgen dann dafür, dass die beiden Stationen ausser Betrieb gesetzt werden.

Bei den oben beschriebenen verschiedenen Allsführungsbeispielen der erfindungsgemässen Anlage wird durch das Steuersignal s nur eine einem der Modulatoren der F-Sinrichtung bzw. P~ -Einrichtung zugeführte Trägerfrequenz verändert. Zum Erhöhen der kryptologischen Sicherheit können auch die Echoparameter zeitlich verändert werden. Wenn in den T- bzw. T~ Einrichtungen Schieberegister als Verzöge-³

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. migsglieder verwendet "werden, wie dies gemäss den in den Pig. -10, 13» 16, 17 und 18 dargestellten Ausführungsformen der Fall ist, :;o kann der Parameter TT bzw, t auf einfache Weise durch Aendern der

Schiebefrequens f mit -welchen die Schieberegister gesteuert werden, geändert werden* Durch Aendern der Schiebefrequenz f un nur etwa Xfo -wird solion eine erstaunlich grosse zusätzliche Verschleierungs-■wirkung erzielt. Die Schiebefrequenz f kann durch ein zweites,

vom Chiffriergenerator abgeleitetes Steuersignal verändert werden. Als zweites Steuersignal wird vorzugsweise ein vom ersten Steuersignal statistisch unabhängiges Signal verwendet. In einer bevorzugten Ausführungsfora wird die Schiebefrequenz f durch das zweite Steuersignal in festen Zeitabschnitten zwischen dislzreten werten · umgeschaltet.

V/enn die Teilfaktoren des mit Bezug auf die Fig. 20 beschriebenen Frequenzunterteilers 97 so gewählt werden, dass die Trägerfrequenz fp» welche dem Modulator 17 zugeführt wird, Werte annimmt, dass vom Bandfilter 19 die komplementären Teilbänder des unteren Seiten-Landes ausgesiebt werden, so kann die Anzahl der Variationsnöglichkeiten wesentlich erhöht werden, wobei dann während dem zu übertragenden Gespräch die komplementären Teilbänder abwechslungsveise, in Abhängigkeit des Steuersignales s in der Normal- oder der Kehrlage übertragen werden.

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Claims (1)

1. PATENTANSPRUEOHB ..

   Verfahren zum verschleierten Uebertragen einer gesprochenen Information über einen Telephoniekanal, mit Hilfe eines Steuersignales, das auf der Sende- und auf der Empfangsseite erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Sendeseite das Originalsprachband durch mehrere Modulationsvorgänge in wenigstens zwei komplementäre Teilbänder aufgeteilt wird, dass die Teilbänder vertauscht werden, dass das Verhältnis der Breite der Teilbänder durch das sendeseitig erzeugte Steuersignal gesteuert wird, dass zum Modulationsprodukt, das die vertauschten Teilbänder innerhalb der Bandbreite des Telephoniekanales darstellt, zum Bilden des über den Telephoniekanal zu übertragenden, verschleierten Signales wenigstens ein von diesem Modulationsprodukt abhängiges Zusatzsignal zeitlich verschoben addiert wird, dass ferner auf der Empfangsseite das Zusatzsignal aus dem verschleierten Signal abgeleitet und von diesem subtrahiert wird, und dass das auf diese Weise zurückgewonnene Modulationsprodukt den gleichen Modulationsvorgängen unterworfen wird, wie das Originalband auf der Sendeseite.

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   2. Verfahren nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, dass das Orignalsprachband mit einer ersten Trägerfrequenz moduliert und das oberere Seitenband der ersten Modulation dem. Originalband hinzugefügt wird, dass das Originalband und das hinzugefügte obere Seitenband mit einer zweiten, vom Steuersignal abhängigen, stufenweise veränderbare Trägerfrequenz moduliert werden, dass aus dem unteren oder oberen Seitenband der zweiten Modulation ein Teil des durch die erste Modulation umgesetzten oberen Seitenbandes und der dssu komplementäre Teil des durch die zweite Kodulation umgesetzten Originalbandes herausgefiltert und diese Teilbänder zum Erzeugen eines Kodulationsproduktes der vertauschten Teilbänder innerhalb der Bandbreite des Telephoniekanales und in der Normal- oder Kehrlage mit einer dritten Trägerfre-r quenz moduliert werden.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Originalband mit einer ersten Trägerfrequenz moduliert, dass das untere Seitenband herausgefiltert, und gleichzeitig mit zwei vom Steuersignal abhängigen Trägerfrequenzen moduliert wird, deren Differenz der Bandbreite des zu übertragenden Sprachbandes entspricht, dass aus dem unteren oder oberen Seitenband dieser Doppelmodulation die vertauschten, komplementären Teilbänder ausgefiltert und einer v/eiteren Modulation zum Erzeugen des Modulationsproduktes der vertauschten Teilbänder innerhalb der Bandbreite des Telephoniekanales und in der Kormal- oder Kehrlage mit der ersten Trägerfrequenz unterworfen werden.

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   2318483 "

   4. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzsignal durch Erzeugen eines mehrfachen, positiven oder negativen Echos aus dem Modulationsprodukt gebildet wird.

   5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Abstand -zwischen einzelnen auf der Sendeseite erzeugten und auf der Empfangcsoite regenerierten Echos mit Hilfe eines analogen oder digitalen Schieberegisters und der diesem zugeführten Schiebefrequenz festgelegt wird.

   6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass man mit Hilfe eines auf der Sende- und der Jinpfangsseite erzeugten, weiteren Steuersignales die Schiebefrequenz für die Schieberegister zeitlich stufenweise ändert.

   7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitlich veränderliche Schiebefrequenz durch Aendern des Teilfaktors einer Frequenzunterteilung in Abhängigkeit des weiteren Steuersignales erzeuge wird.

   8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

   dass die Amplituden benachbarter Echos in positiver bzw. .der Zeitachse/

   negativer ßichtung/um den Faktor ήΊΓ abgeschwächt werden.

   9. Verfahren nach Anspruch 2 oder3,dadurch gekennzeichnet, dass dies zeitlich änderbare Trägerfrequenz durch Aendern des Teilfaktors einer Frequenzunterteilung in Abhängigkeit des Steuersignales erzeugt wird, und dass zum Uebertragen von Befehlen, z.B. Synchronisierbefehl, Antwortbefehl oder Schlussbefehl, vor bzw. nach der Uebertragung des verschleierten

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   Sprachsignales eine Zweifrequenzsignalisation benützt wird.

   10. Verfahren nacii Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Befehlsübertragung notwendigen zwei Frequenzen dadurch erzeugt werden, indem man dem Modulator, der mit

   ' der von dem Steuersignal abhängigen Trägerfrequenz gespiesen wird, abweehslungsweise innerhalb des Durchlassbereiches des dem Modulator nachgeschalteten Bandfilters liegende Trägerfrequenzen zufuhrt, und vorzugsweise diesen Modulator während der Befehlsübertragung unsymmetrisch macht.

   11. Verfahren nach Anspruch 9, dad.urch gekennzeichnet, dass auf der Sendeseite dem Zweifrequenzsignal wenigstens ein positives oder negatives Echo beigefügt und auf der Empfangsseite regeneriert und subtrahiert wird.

   .Anlage zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch

   1, wobei der Sende- und der Sapfangcseite. je ein durch einen Grundgenerator (101) steuerbaren Chiffriergenerator

   (102) zum Erzeugen des Steuersignales zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Sendeseite eine Modulationseinrichtung (6) zum Erzeugen von zwei innerhalb der Bandbreite des Telephoniekanales liegenden, vertauschten, komplementären Teilbändern aus dem Originalsprachband und eine Einrichtung (7) zum Hinzufügen mindestens eines positiven oder negativen Echos zu dem am Ausgang der Modulationseinrichtung erscheinenden Modulationsprodukt vorgesehen sind,

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   HO

   dass die Empfangsseite eine Einrichtung (8) zum Regenerieren des Echos aus dein empfangen^, verschleierten Signal und zum Subtrahieren von diesem und eine Demcdulationseinrichtung (9) zum Umwandeln des zurückgewonnenen I'lodulationsproduktes in ein dem ursprünglichen Sprachsignal zumindest ähnliches Signal umfasst, und dass die Modulations- und die Demodulationseinrichtung je einem Eingang zum Zuführen einer vom Steuersignal abhängigen Trägerfrequenz (f_?) aufweisen.

   13. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulations- und die Demodulationεeinrichtung je einen ersten Modulator (14) zum Umsetzen des Originalsprachbandes in ein an dasselbe anschliessende Band, eine Zusammenschaltung (13) für das Originalband und das verschobene Originalsprachband, einem zweiten Modulator (17) zum Umsetzen des Originalsprachbandes und des verschobenen Originalsprachbandes, eine auf das Steuersignal ansprechende, stufenweise steuerbare Vorrichtung (18) zum Erzeugen der Trägerfrequenz für den zweiten Modulator, ein an den Ausgang des zweiten Modulators angeschlossenes Bandfilter (19) zum Herausfiltern eines Teiles des einfach umgesetzten Originalsprachbandes und des dazu komplementären Teiles des zweifach umgesetzten Originalsprachbandes, und einen an den Ausgang des genannten Bandfilters angeschlossenen dritten Modulator (20) 'zum Verschieben der Teilbänder in der Normal- oder Kehrlage in das Uebertragungsband des Telephoniekanales aufweisen.

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   14. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulations- und die Bemodulationseinrichtung/je einen ersten Modulator (22) zum Umsetzen des Originalsprachbandes, ein erstes Bandfilter (23) zua Ausfiltern eines der Seitenbänder, einen gleichzeitig mit zwei Trägerfrequenzen, die um die Bandbreite des ersten Bandfilters gegenübereinander verschoben sind, arbeitenden Doppelmodulator (25), ein zweites Bandfilter (27) zum Ausfiltern von zwei vertauschten, komplementären Teilbändern, und einen weiteren Modulator (28) zum Verschieben der Teilbänder in der ITorisal- oder Kehrlage in das Uebertragungsband des Telephoniekenales aufweisen, dass der erste und der weitere Modulator (22, 28) an die gleiche Trägerfrequenz (f ) angeschlossen sind, dass das erste und das zweite Bandfilter (25, 27) die gleiche Durehlasscharakteristik aufweisen, und dass ein zusätzlicher Modulator (30) zum Erzeugen der beiden Trägerfrequenzen (fet fr) für den Doppelaodulator vorgesehen ist, welchem zusätzlichen Modulator ein konstantes niederfrequentes Signal (f„) und eine vom Steuersignal abhängige Trägerfrequenz (f„) zugeführt v/erden, so dass an dessen Ausgang die Summen- und die Differenzfrequenz von der konstanten liiederfrequenz und der vom Steuersignal abhängigen Trägerfrequenz entstehen.

   15. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (7) zum Hinzufügen eines mehrfachen Echos ein Schieberegister (53; 58; 71) zum Verzögern der Echosignale und ein Sumrnierglied (38; 61; 75) zum Addieren

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   der Echosignale zum Modulationsprodukt aufweist, und dass die Einrichtung (8) zum Kompensieren des Echos ein Schieberegister (53; 79) besitzt. · .

   16. Anlage nach Anspruch 15 , dadurch gekennzeichnet, dass auf der Sende- und der Empfangsseite je eine Vorrichtung zum Erzeugen einer von einem weiteren Steuersignal abhängigen. Sch.iebefreq.uenz (f ) für den Betrieb der Schieberegister

   (53; 58; 71;79) vorgesehen ist.

   17. Anlage nach .Anspruch 16 , dadurch gekennzeichnet, •dass die Vorrichtung zum Erzeugen der stufenweise veränderlichen Schiebefrequenz einen Prequenzunterteiler aufweist, dessen Teilfaktor vom weiteren Steuersignal abhängig ist.

   18. Anlage nach Anspruch 15 , dadurch gekennzeichnet, dass das Schieberegister ein Eimerkettenspeicher (53) mit einer Anzahl kapazitiver Speicherstelien ziua Speichern von im Takt mit der Schiebefrequenz aus dem Hodulationsprodukt abgetasteten, analogen Momentanwerten ist (Fig. 11).

   19. Anlage nach Anspruch 13 , dadurch gekennzeichnet, dass das Schieberegister ein digitales Schieberegister (71;79) ist, dass an dessen Eingang ein Analog/Digitalwandler (.7.2;80) angeschlossen und dass der Ausga.ng des Schieberegisters mit einem Digital/Analogv;and3.er (77; 81) verbunden ist (Pig, 16).

   20. Anlage nach einem der Ansprüche 15 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Einerkettenspeicher (58) oder das digitale Schieberegister (71;132) zum Erzeugen eines negativen,

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   mehrfachen Echos eine Unzahl Anzapfungen (59;73;123) aufweist, die über je ein Netzwerk (60; 74; 3.36) ialt 3inen Suimaiergli2d (61;75)il37) verbunden sind.

   21. Anlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das digitale Schieberegister (132) eine Anzahl Abgriffe

   (133) aufweist, die über je einen Delta-Demod\ilator (134) nit dem Sunuüierglied (137) verbunden sind, und dass an Eingang des digitalen Schieberegisters ein als Analog/Digital~ van&ler dienender Delta-Modulator (131) vorgesehen ist.

   22. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Sende- und auf der Empfangsseite je ein Befehlsgeber (110), je ein Befehlsdetektor (117) und je eine den Befehlsgeber beeinflussende und auf den Befchlsdetektor ansprechende Steuervorrichtung (108) vorgesehen sind, und dass jeder Steuervorrichtung SE-Umsehalter (84a - 84e) zum V/echseln der Betriebsart von Empfangen auf Senden oder umgekehrt und elektronische Schaltelemente (112, 113) zum Aussenden bzw« Empfangen von Befehlen vor und/oder nach der Uebertragung der verschleierten Sprachsignale zugeordnet sind. _ .

   23. Anlage nach Anspruch 22,, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch die Steuervorrichtung (108) betätigbarer Umschalter (114) zum Uebertragen eines vom Befehlsgeber (110) erzeugten Befehles in der Form einer binären Impulsfolge oder eines von einem Zusatzschlüsselgenerator (106) erzeμgten Zusatzschlüssels in der Form einer binären Impulsfolge vorgesehen ist.

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   24. Anlage nach A.nspruch 23, dadurch gekennzeichnet _f dass eine Vorrichtung (95» 96» 97) zum abwechslungsweisen Zuführen von zwei den binären Impulsfolgen entsprechenden Trägerfrequenzen (f , f_K) zu einem Modulator (17) der

   a D.

   Modulationseinrichtung (6), welche Trägerfrequenzen innerhalb des Durchlassbereiches eines diesem Modulator nachgeschalteten Bandfilters (19) liegen, und dass ein auf die Steuervorrichtung (108) ansprechendes Mittel (113) zum Unsymmetrischmachen des genannten Modulators vorgesehen sind.

   25« Anlage nach Anspruch 24 » dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Zuführen der Trägerfreq\ienzen zum Modulator (.17) einen steuerbaren Frequenzunterteiler (97) mit einer Anzahl Eingängen.,(9S) zum parallelen Zuführen der Steuersignale (s) bzw. der Befehlssignale aufweist, dass ein erster Serie/Parallelwandler (120) zum Umwandeln der - vom Chiffriergenerator (99) erzeugten binären Inipulsfolge und dass ein zweiter Serie/Parallelwandler (115) zum Umwandeln der vom Befehlsgeber (110) oder Zusatzschlüsselgenerator (106) erzeugten binären Impulsfolge in das Steuersignal (s) bzw. Befehlssignal vorgesehen sind.

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