(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信相手から送信されるデータ系列からナンスを取得し、フレーム番号を示すカウンタ及び前記ナンスからなるシード値と、予め配布された前記通信相手と共通の秘密鍵とを用いて、前記通信相手から送信される暗号化データを復号する、カウンタモードを利用したストリーム暗号通信システムにおける受信装置であって、
先頭のフレームにナンスが割り当てられたＦＡＣＣＨ（高速付随制御チャネル：Fast Associated Control Channel）が配置されるとともに、前記先頭のフレームに続く複数のフレームに渡って継続的に、マルチフレーム同期部、カウンタ及びナンスからなるメッセージブロックを分割したセグメントが割り当てられたＳＡＣＣＨ（低速付随制御チャネル：Slow Associated Control Channel）が配置されてなるデータ系列を受信する受信手段と、
受信したデータ系列の各フレームのＳＡＣＣＨに割り当てられたセグメントを、順次取得するＳＡＣＣＨ取得手段と、
前記メッセージブロックの長さ分の領域を有し、取得したセグメントが順次書き込まれ、書き込まれたセグメントが前記メッセージブロック長を超える場合、巡回シフトにより先頭から書き込まれるメモリと、
前記メモリに書き込まれたセグメントから前記マルチフレーム同期部を検出するマルチフレーム同期部検出手段と、
前記メモリに書き込まれた前記メッセージブロックの長さ分のセグメントを用いて、検出されたマルチフレーム同期部を先頭に、マルチフレーム同期部より前の部分を巡回シフトして、前記マルチフレーム同期部より後の部分に続けて配置して、前記マルチフレーム同期部に続くカウンタ及びナンスからなるシード値を組み立てるシード値組立手段と、
を有する受信装置。
【請求項２】
前記シード値組立手段で組み立てられたナンスに対して誤り訂正復号処理を行う誤り訂正手段と、
誤り訂正復号された前記ナンスに対して誤りを検出する誤り検出手段と、
を備え、
前記ナンスに対して誤りが検出された場合、前記シード値組立手段は、前記メモリに順次書き込まれるセグメントを前記誤り訂正手段に出力し、
前記誤り訂正手段は、前回の誤り訂正復号処理に用いたナンスに、前記シード値組立手段から出力されたセグメントを合成して、再び誤り訂正復号処理を行う請求項１記載の受信装置。
【請求項３】
受信手段と、ＳＡＣＣＨ取得手段と、メモリと、マルチフレーム同期部検出手段と、シード値組立手段とを有する受信装置で用いられ、通信相手から送信されるデータ系列から取得して、フレーム番号を示すカウンタとともにシード値として、予め配布された前記通信相手と共通の秘密鍵とともに用い、カウンタモードを利用して前記通信相手から送信される暗号化データを復号するためのナンスを取得する乱数シード値取得方法であって、
前記受信手段にて、先頭のフレームにナンスが割り当てられたＦＡＣＣＨ（高速付随制御チャネル：Fast Associated Control Channel）が配置されるとともに、前記先頭のフレームに続く複数のフレームに渡って、マルチフレーム同期部、カウンタ及びナンスからなるメッセージブロックを分割したセグメントが割り当てられたＳＡＣＣＨ（低速付随制御チャネル：Slow Associated Control Channel）が配置されてなる前記データ系列を受信する受信ステップと、
前記ＳＡＣＣＨ取得手段にて、受信したデータ系列の各フレームのＳＡＣＣＨに割り当てられたセグメントを、前記メッセージブロックの長さ分の領域を有するメモリに順次書き込み、前記メモリに書き込まれたセグメントが前記メッセージブロック長を超える場合、巡回シフトにより前記メモリに、先頭から書き込むＳＡ書き込みステップと、
前記マルチフレーム同期部検出手段にて、前記メモリに書き込まれたセグメントから前記マルチフレーム同期部を検出するマルチフレーム同期部検出ステップと、
前記シード値組立手段にて、前記メモリに書き込まれた前記メッセージブロックの長さ分のセグメントを用いて、検出されたマルチフレーム同期部を先頭に、マルチフレーム同期部より前の部分を巡回シフトして、前記マルチフレーム同期部より後の部分に続けて配置して、前記マルチフレーム同期部に続くカウンタ及びナンスからなるシード値を組み立てるシード値組立ステップと、
を有する乱数シード値取得方法。
【請求項４】
前記受信装置は、訂正手段と、誤り検出手段とを更に備え、
前記誤り訂正手段にて、前記シード値組立ステップで組み立てられたナンスに対して誤り訂正復号処理を行う誤り訂正ステップと、
前記誤り検出手段にて、誤り訂正復号された前記ナンスに対して誤りを検出する誤り検出ステップと、
前記ナンスに対して誤りが検出された場合、前記シード値組立手段にて、前記メモリに順次書き込まれるセグメントを前記誤り訂正手段に出力するセグメント出力ステップと、
前記誤り訂正手段にて、前回の誤り訂正復号処理に用いたナンスに、前記出力されたセグメントを合成して、再び誤り訂正復号処理を行う再誤り訂正ステップとを更に有する請求項３記載の乱数シード値取得方法。
【請求項５】
前記シード値は、送信局ごとにユニークなＩＤ番号と、前記送信局が送信するたびに任意規則で変化させる通話番号とで形成されるナンスを含む請求項３記載の乱数シード値取得方法。
【請求項６】
前記複数のフレームは、前記ＳＡＣＣＨを未使用とし、数が可変自在なフレームを含む請求項３記載の乱数シード値取得方法。
【請求項７】
請求項１記載の受信装置を備えるストリーム暗号通信システムにおける送信装置であって、
前記受信装置において暗号化データを復号する際に、予め配布された共通の秘密鍵とともに用いられるカウンタ及びナンスからなるシード値を生成するシード値生成手段と、
先頭フレームに、ナンスが割り当てられたＦＡＣＣＨ（高速付随制御チャネル：Fast Associated Control Channel）を配置するＦＡＣＣＨ配置手段と、
前記先頭フレームに続く複数のフレームに渡って継続的に、マルチフレーム同期部、前記カウンタとしてのカウンタコード部及びナンスとしてのナンス部からなるブロックを分割したセグメントが割り当てられたＳＡＣＣＨ（低速付随制御チャネル：Slow Associated Control Channel）を配置するＳＡＣＣＨ配置手段と、
前記ＦＡＣＣＨおよび前記ＳＡＣＣＨが配置されているデータ系列を送信する送信手段とを有し、
前記シード値生成手段は、前記シード値のナンスを、自装置を示すユニークなＩＤ番号と、前記送信手段からのデータ系列を受信側で受信させるたびに任意規則で変化させる通話番号とを並べることにより生成する送信装置。
【請求項８】
前記ＳＡＣＣＨ配置手段は、前記複数のフレームに渡って前記ＳＡＣＣＨを配置する際に、前記ＳＡＣＣＨを未使用とするフレームの数を可変する手段を有する請求項７記載の送信装置。
【請求項９】
請求項１記載の受信装置と、請求項７記載の送信装置とを有する無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信装置、送信装置、乱数シード値取得方法及び無線通信システムに関し、特に、カウンタモードを利用したストリーム暗号通信で用いられる受信装置、送信装置、乱数シード値取得方法及び無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線による音声通信サービスとして用いられる音声通話方式として、送信ボタンを押している時に音声送信状態となるプッシュ・ツー・トーク(Push to Talk)、所謂、プレストーク（Press Talk）方式のものが知られている。具体的には、プレストーク方式では、グループで通話する際に、最初に一人が通話ボタンを押して（プレス）いる間話をし(トーク)、通話ボタンを離すと、次に他のメンバーが通話ボタンを押して話をする。
【０００３】
このプレストーク形の音声通話方式において、秘匿性を高めるために、音声コーデックのデータに、ブロック暗号のカウンタモードを利用して発生させた乱数を加算（EX-OR）する、ストリーム暗号方式を用いることが考えられている。このカウンタモードを利用した技術としては、例えば特許文献１が開示されている。
【０００４】
ところで、カウンタモードを利用した乱数発生装置は、事前に配布されたブロック暗号の秘密鍵と、乱数を発生させるシード値であるナンスおよびカウンタを組み合わせることによって、乱数を発生させ、この乱数を用いて、データの暗号化又は復号を行う。
【０００５】
この乱数発生装置では、毎回異なる乱数を用いて秘匿性を高めるため、通話を行う際には、送信側から受信側に通話ごとに異なるナンスを通知する必要がある。
【０００６】
ナンスは１通話内で同一であり、カウンタはフレームごとに任意の法則で変化する。これにより乱数のシード値からフレーム単位で異なる乱数を発生させることができる。
【０００７】
図１０は、送信側から送信されるナンスとカウンタを通知するデータ系列を示す図である。図１０に示すデータ系列は、送信側において通話ボタンを押下した際に、受信側に送出される一般的なフレームフォーマットであり、フレームの中央に配置された「ＳＷ」は同期ワード（Sync Word）、「ＴＣＨ−ｆ」、「ＴＣＨ−ｂ」はフレームの前半（forward）後半（backward）に分割配置されたＴＣＨ（トラフィックチャネル）であり音声情報が割り当てられ、「ＦＡＣＣＨ−ｆ」，「ＦＡＣＣＨ−ｂ」はフレームの前半（forward）後半（backward）に分割配置されたＦＡＣＣＨ（高速付随制御チャネル：Fast Associated Control Channel）であり制御情報を高速に伝送するために１フレームを用いてＴＣＨをスチールして伝送する機能チャネル、「ＳＡＣＣＨ」はＳＡＣＣＨ（低速付随制御チャネル：Slow Associated Control Channel）であり制御情報をＴＣＨと同時に伝送するための機能チャネルで、制御情報を複数に分割し１フレーム内の数ビットを用いて伝送する。そのため制御情報の先頭を示すために同期部を付加したマルチフレーム構成がとられる。
【０００８】
なお、「ＳＷ」は、当該フレームで伝送している機能チャネルがＦＡＣＣＨ又はＴＣＨかを識別させるために異なるパターンを割当てる。ここでは、「ＳＷ１」であればＦＡＣＣＨを示すパターン、「ＳＷ２」であればＴＣＨを示すパターンを表す。
【０００９】
図１０に示すように、従来は、送信側が通話を行う際には、送信されるデータ系列は、先頭フレームにおいて、「ＦＡＣＣＨ−ｆ」，「ＦＡＣＣＨ−ｂ」にナンスを割り当て送信されていた。そして、前記ナンスから乱数シード値を取得し、前記乱数シード値を用いて暗号の復号を行い、音声信号を取得していた。
【特許文献１】特開２００７−１３３６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、ブロック暗号のカウンタモードを利用したストリーム暗号通信システムにおいて、通話開始時に良好な受信ができず、先頭フレームのＦＡＣＣＨに割り当てられたナンスを取得できなかった場合、暗号の復号ができないため、以降の音声信号が全滅してしまうという問題がある。
【００１１】
この点を鑑みて発明者は、通話開始時に良好な受信ができず、先頭フレームのＦＡＣＣＨに割り当てられたナンスを取得できなかった場合、それ以降のフレームは、マルチフレーム同期部（マルチフレーム用同期ワードを割り当て）、カウンタコード部（カウンタを算出できる値であるカウンタコードを割り当て、カウンタコードの詳細は後述する）、ナンス部（ナンスを割り当て）を分散して割り当てたＳＡＣＣＨを受信することにより、暗号の復号を可能とさせ、以降の音声信号が全滅してしまう問題を回避するという本発明に至った。
【００１２】
なお、ＦＡＣＣＨ受信時点ではカウンタの初期値から使用されるため送信側から受信側へタウンタ値を送る必要がないが、ＳＡＣＣＨでは任意のタイミングで受信するため前記ＳＡＣＣＨでカウンタを送る必要がある。
【００１３】
すなわち、送信側は、通話直前にＦＡＣＣＨでナンスを受信側へ一括で通知し、このＦＡＣＣＨを受信側で受信できなかった場合を想定して、マルチフレーム同期部、カウンタコード部及びナンス部を複数のセグメントに分割してＳＡＣＣＨで継続的に受信側へ通知し続ける。
【００１４】
これにより受信側では、通話開始時に通知されるＦＡＣＣＨのナンスを受信できなかった場合でも、その後、各伝送フレームに分散配置されたＳＡＣＣＨを用いて、ナンスとカウンタから乱数を発生させるシード値を取得し、このシード値と、予め配付された秘密鍵とを用いて乱数を発生させて、受信する音声信号の復号化を行うことができるようになる。
【００１５】
しかしながら、この場合でも、ＳＡＣＣＨのマルチフレーム先頭から取れないと、次のマルチフレーム先頭まで待たされ、話頭切れ時間が長くなるという新たな課題がある。
【００１６】
つまり、ＳＡＣＣＨのマルチフレーム同期部を探索し、マルチフレーム同期を確立してから、次のデータ系列のナンスとカウンタが分散して割り当てられたＳＡＣＣＨの全てを受信するまで待つこととなる。
【００１７】
したがって、マルチフレームの途中から回線状態が回復して、ＳＡＣＣＨ受信を開始できても、相当の話頭切れを発生させてしまうという問題がある。
【００１８】
例えば、各ＳＡＣＣＨが１フレーム中８ビット、マルチフレーム長が２４フレーム、ＳＡＣＣＨが伝送速度を１２８ｂｐｓの場合、１つのナンスおよびカウンタが含まれるＳＡＣＣＨ全てを受信するまで、８×２４／１２８＝１．５秒を必要とするので、最大約３秒の頭切れが発生してしまうことになる。
【００１９】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ブロック暗号のカウンタモードを利用したストリーム暗号通信システムにおいて、通話開始時に良好な受信ができず、通話途中で回線状態が回復した場合でも、極力話頭切れ時間を短くできる受信装置、送信装置及び乱数シード値取得方法及び無線通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の受信装置は、通信相手から送信されるデータ系列からナンスを取得し、フレーム番号を示すカウンタ及び前記ナンスからなるシード値と、予め配布された前記通信相手と共通の秘密鍵とを用いて、前記通信相手から送信される暗号化データを復号する、カウンタモードを利用したストリーム暗号通信システムにおける受信装置であって、先頭のフレームにナンスが割り当てられたＦＡＣＣＨ（高速付随制御チャネル：Fast Associated Control Channel）が配置されるとともに、前記先頭のフレームに続く複数のフレームに渡って、マルチフレーム同期部、カウンタ及びナンスからなるメッセージブロックを分割したセグメントが割り当てられたＳＡＣＣＨ（低速付随制御チャネル：Slow Associated Control Channel）が配置されてなるデータ系列を受信する受信手段と、受信したデータ系列の各フレームのＳＡＣＣＨに割り当てられたセグメントを、順次取得するＳＡＣＣＨ取得手段と、前記メッセージブロックの長さ分の領域を有し、取得したセグメントが順次書き込まれ、書き込まれたセグメントが前記メッセージブロック長を超える場合、巡回シフトにより先頭から書き込まれるメモリと、前記メモリに書き込まれたセグメントから前記マルチフレーム同期部を検出するマルチフレーム同期部検出手段と、前記メモリに書き込まれた前記メッセージブロックの長さ分のセグメントを用いて、検出されたマルチフレーム同期部を先頭に、マルチフレーム同期部より前の部分を巡回シフトして、前記マルチフレーム同期部より後の部分に続けて配置して、前記マルチフレーム同期部に続くカウンタ及びナンスからなるシード値を組み立てるシード値組立手段とを有する構成を採る。
【００２１】
本発明の乱数シード値取得方法は、受信手段と、ＳＡＣＣＨ取得手段と、メモリと、マルチフレーム同期部検出手段と、シード値組立手段とを有する受信装置で用いられ、通信相手から送信されるデータ系列から取得して、フレーム番号を示すカウンタとともにシード値として、予め配布された前記通信相手と共通の秘密鍵とともに用い、カウンタモードを利用して前記通信相手から送信される暗号化データを復号するためのナンスを取得する乱数シード値取得方法であって、前記受信手段にて、先頭のフレームにナンスが割り当てられたＦＡＣＣＨ（高速付随制御チャネル：Fast Associated Control Channel）が配置されるとともに、前記先頭のフレームに続く複数のフレームに渡って、マルチフレーム同期部、カウンタ及びナンスからなるメッセージブロックを分割したセグメントが割り当てられたＳＡＣＣＨ（低速付随制御チャネル：Slow Associated Control Channel）が配置されてなる前記データ系列を受信する受信ステップと、前記ＳＡＣＣＨ取得手段にて、受信したデータ系列の各フレームのＳＡＣＣＨに割り当てられたセグメントを、前記メッセージブロックの長さ分の領域を有するメモリに順次書き込み、前記メモリに書き込まれたセグメントが前記メッセージブロック長を超える場合、巡回シフトにより前記メモリに、先頭から書き込むＳＡ書き込みステップと、前記マルチフレーム同期部検出手段にて、前記メモリに書き込まれたセグメントから前記マルチフレーム同期部を検出するマルチフレーム同期部検出ステップと、前記シード値組立手段にて、前記メモリに書き込まれた前記メッセージブロックの長さ分のセグメントを用いて、検出されたマルチフレーム同期部を先頭に、マルチフレーム同期部より前の部分を巡回シフトして、前記マルチフレーム同期部より後の部分に続けて配置して、前記マルチフレーム同期部に続くカウンタ及びナンスからなるシード値を組み立てるシード値組立ステップと、を有するようにした。
【００２２】
本発明の送信装置は、請求項１記載の受信装置を備えるストリーム暗号通信システムにおける送信装置であって、前記受信装置において暗号化データを復号する際に、予め配布された共通の秘密鍵とともに用いられるカウンタ及びナンスからなるシード値を生成するシード値生成手段と、先頭フレームに、ナンスが割り当てられたＦＡＣＣＨ（高速付随制御チャネル：Fast Associated Control Channel）を配置するＦＡＣＣＨ配置手段と、前記先頭フレームに続く複数のフレームに渡って継続的に、マルチフレーム同期部、前記カウンタとしてのカウンタコード部及びナンスとしてのナンス部からなるブロックを分割したセグメントが割り当てられたＳＡＣＣＨ（低速付随制御チャネル：Slow Associated Control Channel）を配置するＳＡＣＣＨ配置手段と、前記ＦＡＣＣＨおよび前記ＳＡＣＣＨが配置されているデータ系列を送信する送信手段とを有し、前記シード値生成手段は、前記シード値のナンスを、自装置を示すユニークなＩＤ番号と、前記送信手段からのデータ系列を受信側で受信させるたびに任意規則で変化させる通話番号とを並べることにより生成するようにした。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ブロック暗号のカウンタモードを利用したストリーム暗号通信システムにおいて、通話開始時に良好な受信ができず、通話途中で回線状態が回復した場合でも、ＳＡＣＣＨに割り当てられた情報を用いて、短時間でシード値を取得して、話頭切れ時間を短くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
本発明の一実施の形態に係る無線装置における送信装置および受信装置は、プレストーク形の通信システムにおいて、音声コーデックのデータに乱数を加算することにより暗号化して送信されるストリーム暗号方式によりセキュアな音声通信サービスを提供するものである。
【００２６】
１．送信装置の動作
まず、本実施の形態に係る無線装置における送信装置について説明する。
【００２７】
図１に示す送信装置１００は、音声符号化部１０２と、シード値生成部１０４と、圧縮変換部１５１、秘密鍵記憶部１０６と、ストリーム暗号化部１０８と、ＴＣＨ用CRC付加部１１０と、ＴＣＨ用誤り訂正符号化部１１２と、ＦＡＣＣＨ用ＣＲＣ付加部１３２と、ＦＡＣＣＨ用誤り訂正符号化部１３４と、ナンス用ＣＲＣ付加部１４２と、ナンス用誤り訂正符号化部１４４と、カウンタコード用ＣＲＣ付加部１４６と、カウンタコード用誤り訂正符号化部１４８と、マルチフレーム同期生成部１５０と、ＳＡＣＣＨ構成部１５２と、ＳＷ生成部１６０と、フレーム組立部１６２と、変調部１６４と、無線部１６６と、アンテナ１６８と、を備える。ストリーム暗号化部１０８は、ブロック暗号モジュール１２２及び加算部１２４を有する。
【００２８】
音声符号化部１０２は、入力された音声信号を符号化し、ＴＣＨ用CRC付加部１１０でＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）を付加して、符号化データをストリーム暗号化部１０８の加算部１２４に出力する。
【００２９】
シード値生成部１０４は、図２に示すように、ナンスとカウンタとから構成されるシード値を内部メモリに格納し、カウンタを、送信するデータ長に必要な回数分、初期値（U0）から一つずつインクリメントしてブロック暗号モジュール１２２に与える。例えば、ブロック暗号モジュールから出力される乱数（Ｎ１ビット）をＴＣＨのビット数（Ｎ２ビット。誤り訂正符号化前のビット数）分だけ使用する場合（Ｎ１≧Ｎ２時）、ブロック暗号モジュールは１フレーム毎にインクリメントされることになる。以降、説明を簡潔にするため、ブロック暗号モジュールをフレーム毎にインクリメントするものとして記述する。
【００３０】
シード値の一部であるナンスは平文で通知される。ナンスは、同一システム内で同一の秘密鍵が使用されている間は、重複使用を避けなければならない。そのため、ナンスは、送信局ごとにユニークなＩＤ番号と、送信局通話番号（秘密鍵設定後または更新後にリセットされ、１回プレストークを行う毎にインクリメントされる値）とにより構成するものとする。
【００３１】
カウンタは、カウンタモードで毎フレーム異なる乱数を発生させるために、プレストーク期間中、送信装置、受信装置の双方においてインクリメントされる。送信される際のカウンタの初期値は、任意に規定してよく、例えば、オール０と定義される。なお、このカウンタは、１通話中に重複しない値であれば、インクリメントにより生成される必要はなく、送信装置および受信装置の双方で同一の規則であればよい。
【００３２】
そして、シード値生成部１０４は、シード値をブロック暗号モジュール１２２に出力するとともに、ナンスをＦＡＣＣＨ用ＣＲＣ付加部１３２及びナンス用ＣＲＣ付加部１４２に出力し、カウンタを圧縮変換部１５１で圧縮を行い、カウンタコード用ＣＲＣ付加部１４６に出力する。
【００３３】
カウンタはフレームごとに任意の法則で変化するもので良いため、カウンタそのものを送信側から受信側に送る必要はなく、圧縮変換部１５１で圧縮を行い、カウンタを算出できる値であるカウンタコードで代用することができる。例えば、マルチフレームの長さが２４フレームとする場合、各マルチフレームの最終フレームのカウンタの値をU1とすると、U1＝２４×U2＋U0と表すことができるので、U2をカウンタコードとしてカウンタコード用ＣＲＣ付加部１４６に出力する。ただし、U0は前記初期値である。
【００３４】
なお、カウンタコードであるU2の値が、カウンタの表示容量を越える前に、ＦＡＣＣＨによりナンスの更新を行う。それにより、以降のＳＡＣＣＨのカウンタもリセットされるため、長時間のプレストーク通話があっても、セキュアな通話を継続することができる。
【００３５】
秘密鍵記憶部１０６は、予め配付され、受信装置２００（図５参照）と共通の秘密鍵を格納する。この秘密鍵は、ブロック暗号モジュール１２２において乱数を発生させる際に用いられる。
【００３６】
ストリーム暗号化部１０８は、ＴＣＨ用CRC付加部１１０から出力された符号化データを暗号化する。プレストークにより通信が開始されると、ブロック暗号モジュール１２２は、シード値生成部１０４から出力されたシード値と予め秘密鍵記憶部１０６に記憶された秘密鍵Ｋとを組み合わせて、送信する音声データのフレーム数に対応した長さの乱数を発生して加算部１２４に出力する。加算部１２４は、ＴＣＨ用CRC付加部１１０から出力された符号化データに対して、ブロック暗号モジュール１２２により生成される乱数を加算（ＥＸ−ＯＲ）することにより暗号化し、暗号化したデータ（以下、「暗号化データ」という）をＴＣＨ用誤り訂正符号化部１１２に出力する。
【００３７】
ＴＣＨ用誤り訂正符号化部１１２は、ストリーム暗号化部１０８の出力データに対して誤り訂正符号化を行い、フレーム組立部１６２に出力する。なお、ＴＣＨ用誤り訂正符号化部１１２から出力された暗号化データは、ＴＣＨに割り当てられる。
【００３８】
ＦＡＣＣＨ用ＣＲＣ付加部１３２は、入力されるナンスにＣＲＣ符号を付加してＦＡＣＣＨ用誤り訂正符号化部１３４に出力する。ＦＡＣＣＨ用誤り訂正符号化部１３４は、ＦＡＣＣＨ用ＣＲＣ付加部１３２の出力データに対して誤り訂正符号化を行い、フレーム組立部１６２に出力する。なお、ＦＡＣＣＨ用誤り訂正符号化部１３４から出力されたナンスは、ＦＡＣＣＨに割り当てられる。
【００３９】
ナンス用ＣＲＣ付加部１４２は、入力されるナンスにＣＲＣ符号を付加してナンス用誤り訂正符号化部１４４に出力する。ナンス用誤り訂正符号化部１４４は、ナンス用ＣＲＣ付加部１４２の出力データに対して誤り訂正符号化を行い、得られたナンスをＳＡＣＣＨ構成部１５２に出力する。
【００４０】
カウンタコード用ＣＲＣ付加部１４６は、圧縮変換部１５１で圧縮されたカウンタコードにＣＲＣ符号を付加してカウンタコード用誤り訂正符号化部１４８に出力する。カウンタコード用誤り訂正符号化部１４８は、カウンタコード用ＣＲＣ付加部１４６の出力データに対して誤り訂正符号化を行い、得られたカウンタコードをＳＡＣＣＨ構成部１５２に出力する。
【００４１】
マルチフレーム同期生成部１５０は、受信装置２００（図５参照）に、ＳＡＣＣＨのマルチフレーム同期を確立させるためのマルチフレーム用同期ワードを生成し、ＳＡＣＣＨ構成部１５２に出力する。
【００４２】
マルチフレーム同期生成部１５０から出力されたマルチフレーム用同期ワード、カウンタコード用誤り訂正符号化部１４８から出力されたカウンタコードおよびＳＡＣＣＨ構成部１５２は、ナンス用誤り訂正符号化部１４４から出力されたナンスを用いて、ＳＡＣＣＨに割り当てられるデータブロック（以下、ＳＡＣＣＨデータブロック）を構成する。なお、ＳＡＣＣＨデータブロックの詳細は、後述する。
【００４３】
ＳＷ生成部１６０は、受信装置２００（図５参照）に、フレーム同期を確立させるための同期ワードを生成し、フレーム組立部１６２に出力する。
【００４４】
フレーム組立部１６２は、ＴＣＨ用誤り訂正符号化部１１２から出力された暗号化データ、ＦＡＣＣＨ用誤り訂正符号化部１３４から出力されたナンス、ＳＡＣＣＨ構成部１５２から出力されたＳＡＣＣＨデータブロック、およびＳＷ生成部１６０から出力された同期ワードを用いて、送信するデータ系列のフレームを組み立て、フレーム化されたデータ系列を変調部１６４に出力する。なお、フレーム組立部１６２が組み立てるフレームの詳細は、後述する。
【００４５】
変調部１６４は、フレーム組立部１６２から出力されたデータ系列を変調して無線部１６６に出力する。無線部１６６は、変調部１６４の出力信号に対してディジタルアナログ変換処理やアップコンバート等の無線処理を行い、無線周波数の信号を、アンテナを介して受信装置２００に送信する。
【００４６】
なお、データ系列の送信は、送信装置１００がプレストーク形の通信形態によるものであるため、通話直前に、つまりプレストークボタンを押して直ぐに、プリアンブルに引き続き第０フレームから送信される。
【００４７】
２．ＳＡＣＣＨの構成
次に、ＳＡＣＣＨデータブロックの詳細について図３を用いて説明する。図３は、ＳＡＣＣＨ構成部１５２にて構成されるＳＡＣＣＨデータブロックの一例を示す図である。
【００４８】
図３に示すように、ＳＡＣＣＨ構成部１５２は、マルチフレーム同期生成部１５０から出力されたマルチフレーム用同期ワードをＳＡＣＣＨデータブロックの先頭（マルチフレーム同期部）に配置し、カウンタコード用誤り訂正符号化部１４８から出力されたカウンタコードをマルチフレーム同期部の次（カウンタコード部）に配置し、ナンス用誤り訂正符号化部１４４から出力されたナンスをカウンタコード部の次（ナンス部）に配置する。
【００４９】
なお、図３では、１つのＳＡＣＣＨデータブロックが１９２ビット（マルチフレーム同期部２４ビット、カウンタコード部２４ビット、ナンス部１４４ビット）の場合を示している。カウンタコード部２４ビットの構成内容は、例えば、カウンタコード部の符号化方式を、Ｒ＝１／２の畳込符号を用いて、拘束長５、テールビット４、時点情報に相当する情報点数８ビットとなる。また、ナンス部１４４ビットの構成内容は、例えば、ナンス部の符号化方式は、Ｒ＝１／２の畳込符号を用いて、拘束長７、テールビット６、情報点数６６ビット（内１０ビットはＣＲＣ符号、その他５６ビットの構成は、種別８ビット、送信局ごとにユニークなＩＤ番号２４ビット、送信局通話番号２４ビット）となる。
【００５０】
カウンタコード部は、シード値生成部１０４からフレーム毎にインクリメントされて出力され、圧縮変換部１５１で圧縮を行うため、マルチフレーム毎に異なるパターンとなる。一方、各ＳＡＣＣＨデータブロックのマルチフレーム同期部及びナンス部は全てのマルチフレームで同一のパターンとなる。
【００５１】
ここで、ＳＡＣＣＨデータブロックは、フレーム組立部１６２において、ＳＡＣＣＨに対応する所定ビット（図３では８ビット）のセグメントに分割され（以下、「ＳＡＣＣＨデータセグメント」という）、ＳＡＣＣＨデータセグメントが所定数Ｎ（図３ではＮ＝２４）のフレームの「ＳＡＣＣＨ」に分配されて挿入される。
【００５２】
３．フレームフォーマット
次に、フレーム組立部１６２が組み立てるフレームの詳細について図４を用いて説明する。図４は、フレーム組立部１６２により組み立てられるフレームの一例を示す図である。
【００５３】
図４において、「ＳＷ」は同期ワードを示し、「ＦＡＣＣＨ−ｆ」、「ＦＡＣＣＨ−ｂ」はＦＡＣＣＨ、「ＴＣＨ−ｆ」、「ＴＣＨ−ｂ」はＴＣＨを示す。また、図４に示すデータ系列において、プリアンブル部に続く最初のフレームには、ＴＣＨが配置されないため、便宜上第０フレームと称し、以降、第１フレーム、第２フレーム、・・・、第Ｎフレーム、・・・と続くものとする。なお、ＳＷでは、受信装置２００において、配置されるフレームにおける機能チャネルがＦＡＣＣＨ又はＴＣＨかを識別できるようにする。ここでは、「ＳＷ１」であればＦＡＣＣＨを示し、「ＳＷ２」であればＴＣＨを示す。以上は、図１０と同様である。
【００５４】
フレーム組立部１６２は、フレーム毎に、ＳＷとＳＡＣＣＨとを並べて配置し、そのＳＷ＋ＳＡＣＣＨの両側に、第０フレームである場合はＦＡＣＣＨを配置し、第１フレーム以降のフレームであれば、ＴＣＨを配置する。
【００５５】
なお、ＳＡＣＣＨはフェージング変動等でＦＡＣＣＨが受信できないときに使用するため、第０フレームにおけるＳＡＣＣＨは、未使用の制御チャネルとする。なお、未使用の制御チャネルにはフィラーパターン（オール０など）が割当てられる。また、条件によっては、フェージング変動等でＦＡＣＣＨが受信できない区間が１フレームで終了しないことを想定して、ＳＡＣＣＨ未使用の制御チャネルのフレーム数は可変できるようする。以下、前記可変数は１として記述する。
【００５６】
すなわち、フレーム組立部１６２は、ＦＡＣＣＨ用誤り訂正符号化部１３４から出力されたナンスを２分割し、第０フレームの「ＦＡＣＣＨ−ｆ」，「ＦＡＣＣＨ−ｂ」に挿入する。
【００５７】
また、フレーム組立部１６２は、ＴＣＨ用誤り訂正符号化部１１２から出力された暗号化データを分割し、第１フレーム以降の「ＴＣＨ−ｆ」、「ＴＣＨ−ｂ」に挿入する。
【００５８】
また、フレーム組立部１６２は、ＳＡＣＣＨ構成部１５２から出力されたＳＡＣＣＨデータブロックを分割し、ＳＡＣＣＨデータセグメントを第１フレーム以降の「ＳＡＣＣＨ」に挿入する。
【００５９】
４．受信装置の動作
次に、本実施の形態に係る無線装置における受信装置について説明する。図５は、本実施の形態に係る無線装置における受信装置の構成を示すブロック図である。
【００６０】
（１）受信装置の構成
受信装置２００は、アンテナ２０２と、無線部２０４と、復調部２０６と、フレーム同期検出部２０８と、機能チャネル分解部２１０と、ＴＣＨ用誤り訂正復号部２１２と、ＴＣＨ用ＣＲＣ部２１４と、ＦＡＣＣＨ用誤り訂正復号部２２２と、ＦＡＣＣＨ用ＣＲＣ部２２４と、メモリ２３２と、マルチフレーム同期探索部２３４と、シード値組立部２３６と、ナンス用誤り訂正復号部２４２と、ナンス用ＣＲＣ部２４４と、カウンタコード用誤り訂正復号部２５２と、カウンタコード用ＣＲＣ部２５４と、シード値取得部２６０と、伸張変換部２６１、秘密鍵記憶部２６２と、ストリーム復号部２６４と、音声復号部２６６と、を備える。ストリーム復号部２６４は、ブロック暗号モジュール２７２及び加算部２７４を有する。
【００６１】
（２）受信装置の動作（アンテナ〜機能チャネル分解部、ＴＣＨ受信、ＦＡＣＣＨ受信）
無線部２０４は、アンテナ２０２を介して受信された信号に対して、ダウンコンバートやアナログディジタル変換処理等の無線処理を行い、復調部２０６に出力する。復調部２０６は、無線部２０４から出力されたベースバンド周波数の信号を復調し、フレーム同期検出部２０８及び機能チャネル分解部２１０に出力する。
【００６２】
フレーム同期検出部２０８は、復調部２０６から出力されたデータ系列の各フレームに配置された「ＳＷ」を検出することにより、各フレームの同期タイミングを取得し、同期タイミングを示す制御信号を機能チャネル分解部２１０に出力する。
【００６３】
機能チャネル分解部２１０は、フレーム同期検出部２０８から出力された同期タイミング情報に基づいて、復調部２０６から出力されたデータ系列を、「ＦＡＣＣＨ」、「ＳＡＣＣＨ」、「ＴＣＨ」の機能チャネル毎に分解し、第０フレームのＦＡＣＣＨに挿入されているナンスを抽出してＦＡＣＣＨ用誤り訂正復号部２２２に出力し、第１フレーム以降のＴＣＨに挿入されている暗号化データを抽出してＴＣＨ用誤り訂正復号部２１２に出力し、第１フレーム以降のＳＡＣＣＨに挿入されているＳＡＣＣＨデータセグメントを抽出してメモリ２３２に書き込む。
【００６４】
ＴＣＨ用誤り訂正復号部２１２は、機能チャネル分解部２１０から出力された暗号化データに対して誤り訂正復号処理を行い、ストリーム復号部２６４に出力する。
【００６５】
ストリーム復号部２６４は、送信装置１００のストリーム暗号化部１０８と同様に構成され、ＴＣＨ用誤り訂正復号部２１２から出力された暗号化データを復号し、ＴＣＨ用ＣＲＣ部２１４に出力する。ブロック暗号モジュール２７２は、シード値取得部２６０から出力されたシード値と予め秘密鍵記憶部２６２に記憶された秘密鍵Ｋとを組み合わせて、送信する音声データ長に対応した乱数を発生して加算部２７４に出力する。加算部２７４は、ＴＣＨ用誤り訂正復号部２１２から出力された暗号化データに対して、ブロック暗号モジュール２７２により生成される乱数を加算（ＥＸ−ＯＲ）することにより復号し、ＴＣＨ用ＣＲＣ部２１４に出力する。
【００６６】
ＦＡＣＣＨ用誤り訂正復号部２２２は、機能チャネル分解部２１０から出力されたナンスに対して誤り訂正復号処理を行い、ＦＡＣＣＨ用ＣＲＣ部２２４に出力する。ＦＡＣＣＨ用ＣＲＣ部２２４は、ＦＡＣＣＨ用誤り訂正復号部２２２から出力されたデータに対してＣＲＣ符号による誤り検出を行い、誤りが検出されなければ、ナンスをシード値取得部２６０に出力し、誤りが検出されれば、ＳＡＣＣＨからナンスを取得させるために、マルチフレーム同期探索部２３４に対して探索動作指示を示す制御信号を出力する。
【００６７】
（３）メモリ部（ＳＡＣＣＨ受信時の機能）
メモリ２３２は、ＳＡＣＣＨデータブロック長の整数倍以上の領域を有し、機能チャネル分解部２１０によってＳＡＣＣＨデータセグメントが順次書き込まれる。本実施例ではその整数値を１とした場合を記載している。なお、機能チャネル分解部２１０によって書き込まれるＳＡＣＣＨデータセグメントの数が、時間経過に伴い、メモリ領域を超える場合、巡回シフトして、メモリ２３２の領域の先頭から再び書き込まれる。
【００６８】
また、メモリ２３２に対して機能チャネル分解部２１０が実行する「ＳＡＣＣＨ」の書き込みは、マルチフレーム同期探索部２３４により同期検出された場合でも、全領域に書き込みが完了するまで、つまり、ＳＡＣＣＨデータブロック長になるまで、継続される。
【００６９】
マルチフレーム同期探索部２３４は、ＦＡＣＣＨ用ＣＲＣ部２２４から制御信号を入力した場合、メモリ２３２に書き込まれたＳＡＣＣＨデータブロックの中からマルチフレーム同期部を探索する。そして、マルチフレーム同期探索部２３４は、マルチフレーム同期部を検出した際には、シード値組立部２３６に対してマルチフレーム同期部の位置を示す情報を通知する。
【００７０】
（４）ＳＡＣＣＨの組立と最大比合成タイムダイバーシチ
シード値組立部２３６は、メモリ２３２からＳＡＣＣＨデータブロックを読み出し、マルチフレーム同期探索部２３４にて検出されたマルチフレーム同期部を先頭に、マルチフレーム同期部以前の領域を後方に巡回シフトし、ナンス及びカウンタコードを取得する。なお、ＳＡＣＣＨデータブロックは、マルチフレーム同期部に続いてカウンタコード部、ナンス部の順に並び、且つ、カウンタコード部、ナンス部のサイズは予め設定されているため、シード値組立部２３６は、ナンス及びカウンタコードを取得することができる。そして、シード値組立部２３６は、ナンスをナンス用誤り訂正復号部２４２に出力し、カウンタコードをカウンタコード用誤り訂正復号部２５２に出力する。
【００７１】
また、シード値組立部２３６は、ナンス用ＣＲＣ部２４４から、誤りが検出された旨を示すＣＲＣエラー情報を入力すると、ナンス用誤り訂正復号部２４２に対して、マルチフレーム同期が維持されている場合、次に受信したマルチフレームのＳＡＣＣＨデータセグメントと最大比合成した値に基づいて誤り訂正復号処理を行わせる。
【００７２】
また、シード値組立部２３６は、カウンタコード用ＣＲＣ部２５４から、エラーが存在する旨を示すＣＲＣエラー情報を入力すると、カウンタコード用誤り訂正復号部２５２に対して、その後に受信したマルチフレームのＳＡＣＣＨデータブロックのカウンタコードに対する誤り訂正復号処理を行わせる。
【００７３】
（５）誤り訂正とエラーチェック
ナンス用誤り訂正復号部２４２は、入力されるナンスに対して誤り訂正復号処理を行い、ナンス用ＣＲＣ部２４４にナンスを出力する。ナンス用ＣＲＣ部２４４は、ナンス用誤り訂正復号部２４２から出力されたナンスに対して、ＣＲＣ符号を用いて誤り検出を行い、誤りが検出されなければ、ナンスをシード値取得部２６０に出力し、誤りが検出されれば、その旨を示すＣＲＣエラー情報をシード値組立部２３６に出力し、ナンスを廃棄する。
【００７４】
カウンタコード用誤り訂正復号部２５２は、入力されるカウンタコードに対して誤り訂正復号処理を行い、カウンタコード用ＣＲＣ部２５４にカウンタコードを出力する。カウンタコード用ＣＲＣ部２５４は、カウンタコード用誤り訂正復号部２５２から出力されたカウンタコードに対して、ＣＲＣ符号を用いて誤り検出を行い、誤りが検出されなければ、送信装置１００の圧縮変換部１５１で圧縮されたカウンタコードを伸張変換部２６１で伸張しカウンタにする。
【００７５】
一方、誤りが検出されれば、その旨を示すＣＲＣエラー情報をシード値組立部２３６に出力し、カウンタコードを廃棄する。
【００７６】
（６）シード値取得部
シード値取得部２６０は、送信装置１００のシード値生成部１０４と同様の機能を有し、ＦＡＣＣＨまたはＳＡＣＣＨから取得したナンス及びその時点におけるカウンタとをストリーム復号部２６４に出力する。
【００７７】
シード値取得部２６０は、ＦＡＣＣＨ用ＣＲＣ部２２４から出力されたナンスにカウンタの初期値を組み合わせることにより、あるいは、ナンス用ＣＲＣ部２４４から出力されたナンスと伸張変換部２６１から出力されたカウンタを組み合わせることによりシード値を取得し、ストリーム復号部２６４にシード値を出力する。その後、時点情報であるカウンタはフレーム毎にインクリメントされる。
【００７８】
秘密鍵記憶部２６２は、予め配付され、送信装置１００（図１参照）と共通の秘密鍵を格納する。この秘密鍵は、ブロック暗号モジュール２７２において乱数を発生させる際に用いられる。
【００７９】
（７）暗号の復号
ＴＣＨ用誤り訂正復号部２１２は、フレーム毎に機能チャネル分解部２１０から出力された暗号化データに対して誤り訂正復号処理を行い、ストリーム復号部２６４に出力する。ストリーム復号部２６４の中のブロック暗号モジュール２７２は、シード値取得部２６０からフレーム毎に与えられたナンスとカウンタにより乱数を発生させ、加算器２７４により乱数と誤り訂正復号処理を施されたデータとを加算（ＥＸ−ＯＲ）して、ＴＣＨ用ＣＲＣ部２１４に出力する。
【００８０】
ＴＣＨ用ＣＲＣ部２１４は、ストリーム復号部２６４から出力された暗号復号化データに対してＣＲＣ符号による誤り検出を行い、誤りが検出されなければ、暗号復号化データを音声復号部２６６に出力し、誤りが検出されれば、暗号復号化データを廃棄する。
【００８１】
音声復号部２６６は、ＴＣＨ用ＣＲＣ部２１４から出力された符号化データを復号し、音声信号を出力する。符号化データが廃棄されている場合は波形補間等の処理を行う。
【００８２】
（８）まとめ
このように構成された受信装置では、送信装置と通信を行う場合、それぞれが所有する同じ秘密鍵と、送信装置により送信されるデータ系列から取得するナンスおよびカウンタとを用いて、通信装置との間でストリーム暗号による通信を行う。
【００８３】
受信装置では、送信されるデータ系列の第０フレームに配置されたＦＡＣＣＨからナンスを取得できなかった場合、第１フレーム以降の低速のＳＡＣＣＨを用いてナンス及びカウンタを取得する。
【００８４】
５．ナンス及びカウンタの取得方法
次に、シード値組立部２３６においてナンス部およびカウンタコード部を取得する動作について図６を用いて説明する。なお、図６では、フレーム同期が獲得された時点で、機能チャネル分解部２１０によりメモリ２３２の先頭に書き込まれるＳＡＣＣＨデータセグメントは、ＳＡＣＣＨデータブロックの中途の部位であるとする。
【００８５】
図６に示すように、マルチフレーム同期探索部２３４は、フレーム同期が確立された後、機能チャネル分解部２１０によりメモリ２３２に書き込まれたＳＡＣＣＨデータブロック長分のＳＡＣＣＨデータセグメント（図６のＳＡＣＣＨ受信）の中からマルチフレーム同期部を探索する（図６のマルチフレーム同期検出）。
【００８６】
マルチフレーム同期部が検出されると、シード値組立部２３６は、メモリ２３２から、そこに書き込まれたＳＡＣＣＨデータセグメントを取り出し、マルチフレーム同期部が先頭になるように巡回シフトして並び換え、ＳＡＣＣＨデータブロックを組み立てる。
【００８７】
ＳＡＣＣＨデータブロックは、マルチフレーム同期部を先頭にカウンタコード部、ナンス部の順で配置される構成であるため、シード値組立部２３６は、検出されたマルチフレーム同期部を先頭にして、図６におけるマルチフレーム同期部より前のＳＡＣＣＨデータセグメントNbを、カウンタコード部に相当する部位に続くＳＡＣＣＨデータセグメントNfの後に移動して合わせることで、ＳＡＣＣＨデータブロックを組み立てることができる。
【００８８】
シード値組立部２３６は、カウンタコード部に挿入されたカウンタコードと、ナンス部（図６のNf＋Nb）に挿入されたナンスとを抽出し、ナンス用誤り訂正復号部２４２、カウンタコード用誤り訂正復号部２５２に出力する。
【００８９】
カウンタコードとナンスは、ナンス用誤り訂正復号部２４２、カウンタコード用誤り訂正復号部２５２においてそれぞれ別々に誤り訂正復号処理を実行される。ここで得られたカウンタコードは、シード値組立部２３６から出力された前記Nbとともに、伸張変換部２６１でカウンタに伸張変換される。
【００９０】
例えば、マルチフレームの長さが２４フレームでＳＡＣＣＨデータセグメントのビット数を８ビットとする場合、現在のカウンタの値U1は、U1＝２４×U2＋U0−Nb/8で算出できる。すなわち、伸張変換部２６１でカウンタコードであるU2を２４倍し初期値U0を加算してNb/8を減算し、シード値取得部２６０に出力する。
【００９１】
６．ナンス及びカウンタ取得の動作
次に、本実施の形態の無線装置における受信装置においてＳＡＣＣＨからシード値のナンスおよびカウンタを取得する動作について、フロー図を参照して詳細に説明する。
【００９２】
図７及び図８は、本実施の形態に係る無線装置における受信装置において乱数シード値取得処理を説明するためのフロー図である。
【００９３】
なお、ここでは、受信するデータ系列の各フレームにおいて割り当てられるＳＡＣＣＨを８ビット、シード値を含むデータ系列において、マルチフレーム同期部を２４ビット、カウンタコード部を２４ビット、ナンス部を１４４ビットとする。
【００９４】
受信装置が、無線回線を介して送信装置から送られて来た信号を受信すると、図７に示すように、ステップＳ１では、フレーム同期検出部２０８において、復調部２０６から出力された信号（復調シンボル）の中から同期ワードを探索し、同期ワードを獲得すればステップＳ２に移行し、同期を獲得できなればステップＳ１に戻り同期ワード探索を繰り返す。
【００９５】
復調シンボルの中から同期ワードが獲得されると、ステップＳ２では、機能チャネル分解部２１０において、受信したフレームが、ＦＡＣＣＨか、ＴＣＨかを判定する。具体的には、ステップＳ２では、機能チャネル分解部２１０は、同期したフレームの同期ワードが、第０フレームを示す「ＳＷ１」か、音声情報が割り当てられた第１フレーム以降のフレームを示す「ＳＷ２」かを判定する。
【００９６】
ステップＳ２において、「ＳＷ１」であれば、第０フレームであると判定し、ステップＳ３に移行し、「ＳＷ２」であれば、ＴＣＨを含む第１フレーム以降のフレームと判定して、ステップＳ４に移行する。
【００９７】
ステップＳ３では、ＦＡＣＣＨ受信処理を行う。つまり、ステップＳ３では、ＦＡＣＣＨ用誤り訂正復号部２２２において、機能チャネル分解部２１０から入力されるＦＡＣＣＨのナンスに対して誤り訂正復号処理を行い、ＦＡＣＣＨ用ＣＲＣ部２２４に出力する。ＦＡＣＣＨ用ＣＲＣ部２２４において、誤りが検出されなかった場合には、ＦＡＣＣＨ用ＣＲＣ部２２４からナンスがシード値取得部２６０に出力され、その後ステップ４に移行する。
【００９８】
なお、上記の場合、シード値を取得したのでステップ４に移行しないで処理を終了させることもできるが、ＦＡＣＣＨ用ＣＲＣ部２２４で見逃し誤りが発生していることもあるので、ステップ４へ移行し処理を継続する方が好適である。
【００９９】
一方、ＦＡＣＣＨ用ＣＲＣ部２２４において、誤りが検出された場合には、ＦＡＣＣＨ用ＣＲＣ部２２４からマルチフレーム同期探索部２３４に対して探索動作指示を示す信号が出力され、ステップＳ４に移行する。
【０１００】
ステップＳ４では、メモリ２３２にＳＡＣＣＨデータセグメントの書き込み（ＳＡＣＣＨの収集処理）が開始される。
【０１０１】
ステップＳ５では、マルチフレーム同期部の検出個数ｉをリセット（ｉ＝０）してステップＳ６に移行し、ステップＳ６では、受信のフレーム番号ｘをリセット（ｘ＝０）してステップＳ７に移行する。ｉは、マルチフレーム同期部の検出個数をカウントするために使用する。つまり、マルチフレーム同期部を検出する上で複数個の候補が見つかる可能性があり、ｉは候補数となる。
【０１０２】
図８に示すステップＳ７では、ＳＡＣＣＨ収集中か否か、つまり、プレストーク通話が継続しているか否かを判定し、通話が継続している場合にはステップＳ８に移行し、当該プレストークが終了して、メモリ２３２に書き込むべきＳＡＣＣＨデータセグメントがなくなれば、処理は終了する。
【０１０３】
ステップＳ８では、メモリの指定アドレスにＳＡＣＣＨデータセグメントを書き込む処理を行いステップＳ９に移行する。
【０１０４】
本実施の形態では、ＳＡＣＣＨデータセグメントは８ビットで、未使用の第０フレームを除いて、第１フレームから全２４個のフレームにそれぞれ分配されているため、ステップＳ８では、メモリのアドレス（ｘ  ｍｏｄ２４）にＳＡＣＣＨ１Byteを書き込む。
【０１０５】
図９は、本発明の一実施の形態の無線装置における受信装置のメモリ２３２の説明に供する図である。図９に示すように、メモリ２３２において、０〜２３のアドレスｘにそれぞれ１バイトずつ書き込む。
【０１０６】
ステップＳ９では、受信フレーム番号ｘ≧２を判定し、受信フレーム番号ｘが２より小さければステップＳ１０に移行し、ｘが２以上であれば、ステップＳ１１に移行する。
【０１０７】
具体的に、ステップＳ９では、探索対象としているＳＡＣＣＨデータセグメントのサイズがマルチフレーム同期部のサイズより小さいか否かを判定している。ＳＡＣＣＨデータセグメントのサイズがマルチフレーム同期部より小さければ、マルチフレーム同期部探索を行うことができないため、ステップＳ１０に移行することで次のフレームのＳＡＣＣＨデータセグメントを取得する。ここでは、ＳＡＣＣＨデータセグメントを８ビット、マルチフレーム同期部を２４ビットとしているため、閾値に２を設定している。
【０１０８】
ステップＳ１０では、受信フレーム番号ｘをインクリメント（ｘ＝ｘ＋１）してステップＳ７に移行し、次のフレームに対して処理を継続する。
【０１０９】
ステップＳ１１では、取得したアドレス（ｘ  ｍｏｄ  ２４、ｘ−１  ｍｏｄ  ２４、ｘ−２  ｍｏｄ  ２４のメモリ内容）を用いて、マルチフレーム同期部か否かを判定し、マルチフレーム同期部でなければステップＳ１０に移行し、マルチフレーム同期部であればステップＳ１２に移行する。
【０１１０】
ステップＳ１２では、メモリに書き込まれたＦ［ｉ］の配列変数に（ｘ−２）  ｍｏｄ  ２４を入れて、ｉをインクリメント（ｉ＝ｉ＋１）してステップＳ１３に移行する。つまり、Ｆ［ｉ］はｉ番目のマルチフレーム用同期ワード候補の先頭アドレスが入る。
【０１１１】
ステップＳ１３では、データ系列におけるマルチフレームが一巡したか（データ系列における受信フレームを全てマルチフレーム同期部の探索対象にしたか）否か（ここでは、データ系列を２４フレームで構成しているため、ｘ≧２３）を判定する。ステップＳ１３の判定において、一巡していれば、つまり、ｘ≧２３であれば、ステップＳ１４に移行し、一巡していなければ、つまり、ｘが２３より小さければ、ステップＳ１０に移行する。
【０１１２】
ステップＳ１４では、変数ｊをリセット（ｊ＝０）して、ステップＳ１５に移行する。ステップＳ１５では、Ｆ［ｊ］の配列をマルチフレーム同期部の先頭として、Ｆ［ｊ］＋３〜Ｆ［ｊ］＋５をカウンタコード部、Ｆ［ｊ］＋６〜Ｆ［ｊ］＋２３をナンス部として復号し、誤り訂正を行い、ステップＳ１６に移行する。
【０１１３】
ステップＳ１６では、カウンタコード部及びナンス部のそれぞれのＣＲＣがＯＫか否か、つまり、ＣＲＣ符号に誤りが存在するか否かを判定する。
【０１１４】
ステップＳ１６においてＣＲＣがＯＫ、つまり誤りが存在しなければ、ステップＳ１７に移行し、誤りが存在すれば、ステップＳ１８に移行する。
【０１１５】
ステップＳ１７では、カウンタコードを伸張変換部２６１によりカウンタに伸張変換し、前記カウンタがシード値取得部２６０に出力される。
【０１１６】
ステップＳ１６で、ＣＲＣがＯＫでないとき、次候補を誤り訂正するため、ステップＳ１８では、ｊをインクリメント（ｊ＝ｊ＋１）する。また、ステップＳ１９に移行し、ｊ＜ｉであるか否かを判定する。つまり、候補数の有無を判定する。
【０１１７】
ステップＳ１９においてｊ＜ｉであれば、ステップＳ１５に移行し、ｊ≧ｉであれば、ステップＳ２０に移行する。具体的には、ステップＳ１９では、ｊがマルチフレーム同期部検出個数を超えていなければ、メモリに書き込まれたＳＡＣＣＨ（アドレスに相当）を用いて、シード値を含むデータ系列を再び組み立てる処理を行う。
【０１１８】
ステップＳ１９においてｊ＜ｉでなければ、即ち、ｊ＝ｉであれば、候補が無くなったため、ステップＳ２０に移行する。ステップＳ２０では、配列変数Ｆ［ｉ］、Ｆ［ｊ］をクリアするとともに、マルチフレーム同期部の検出個数ｉをリセット（ｉ＝０）して、ステップＳ１０に移行する。
【０１１９】
以降は逐次ステップＳ１１でマルチフレーム同期部を検出したら、ステップＳ１５で誤り訂正を行いＣＲＣがＯＫかを判定することとなる。即ち、ＳＡＣＣＨデータセグメントを２４個以上取得した後は、ステップＳ９は常にＹＥＳ、ステップＳ１３は常にＹＥＳ、ステップＳ１９は常にＮＯとなる。
【０１２０】
なお、前記フロー図は最大比合成を行わない場合を記述しているが、マルチフレーム同期が確立できている場合、最大比合成を適用することが可能となる。
【０１２１】
７．効果
７．１  効果１（「ＳＡＣＣＨによる乱数シード値通知」による効果）
本実施の形態によれば、先頭フレームのＦＡＣＣＨが受信できなくても、後続フレームのＳＡＣＣＨでナンスが取得できるとともに、カウンタによって時間経過が分かるので、ストリーム暗号の復号を行うことができる。
【０１２２】
７．２  効果２（「未使用のＳＡＣＣＨのフレーム数」設定による効果）
フェージング変動等でＦＡＣＣＨが受信できない区間が１フレームで終了しない環境下においても、未使用のＳＡＣＣＨのフレーム数を可変できるようにすることにより、より確実にＳＡＣＣＨのマルチフレーム同期部の探索が可能となる。
【０１２３】
７．３  効果３（「巡回シフト」を用いた効率的な受信）
送信された信号を途中から受信し始めても、１マルチフレームだけ受信すればカウンタ及びナンスを取得することができる構造としたので、話頭切れ時間を極力短縮することができる。
【０１２４】
７．４  効果４（「合成」による効率的な受信）
マルチフレーム毎に同一パターンが繰り返されるナンスに対してマルチフレーム間隔で復調シンボルを最大比合成することにより、回線状態が不安定な場合でも比較的早期にカウンタ及びナンスを取得できるようになる。
【０１２５】
７．５  効果５（「重複の無いナンスの生成」による効果）
シード値を、他の送信局と重複しないように設定できるとともに、同一送信局においても通話毎に異なる値とすることができる。
【０１２６】
８．総括
以上、本発明の一実施の形態について説明した。本発明に係る無線装置は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。
【０１２７】
本発明に係る無線装置は、ＳＣＰＣ（Single Channel per Carrier。一波単信方式）形無線システムやセルラ・システムなどにおける移動局装置及び基地局装置に搭載することが可能である。
【０１２８】
なお、ここでは、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明をソフトウェアで実現することも可能である。例えば、本発明に係る乱数シード値取得方法のアルゴリズムをプログラム言語によって記述し、このプログラムをメモリに記憶しておいて情報処理手段によって実行させることにより、本発明に係る無線装置と同様の機能を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
本発明に係る受信装置、送信装置及び乱数シード値取得方法は、ブロック暗号のカウンタモードを利用したストリーム暗号通信システムにおいて、通話開始時に良好な受信ができず、通話途中で回線状態が回復した場合でも、極力話頭切れ時間を短くできる効果を有し、プッシュトゥトーク等、暗号データをリアルタイムで送受信する音声通信システムや映像配信システム等で用いられるものとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】本実施の形態に係る無線装置における受信装置の通信相手である送信装置の構成を示すブロック図
【図２】シード値の構成を示す図
【図３】ＳＡＣＣＨ構成部にて構成されるＳＡＣＣＨデータブロックの一例を示す図
【図４】フレーム組立部により組み立てられるフレームの一例を示す図
【図５】本実施の形態に係る無線装置における受信装置の構成を示すブロック図
【図６】シード値組立部においてナンスおよびカウンタコードを取得する動作の説明に供する図
【図７】本実施の形態に係る無線装置における受信装置において乱数シード値取得処理を説明するためのフロー図
【図８】本実施の形態に係る無線装置における受信装置において乱数シード値取得処理を説明するためのフロー図
【図９】本発明の一実施の形態に係る無線装置における受信装置のメモリの説明に供する図
【図１０】従来の送信側から送信されるナンスを通知するデータ系列を示す図
【符号の説明】
【０１３１】
１００  送信装置
２００  受信装置
２０４  無線部
２０８  フレーム同期検出部
２１０  機能チャネル分解部
２３２  メモリ
２３４  マルチフレーム同期探索部
２３６  シード値組立部
２４２  ナンス用誤り訂正復号部
２４４  ナンス用ＣＲＣ部
２６０  シード値取得部
【要約】
【課題】ＳＡＣＣＨ（低速付随制御チャネル）に割り当てられた情報を用いて短時間でシード値を取得すること。
【解決手段】マルチフレーム同期探索部２３４は、ＦＡＣＣＨ用ＣＲＣ部２２４で誤りが検出されると、メモリ２３２に格納されたＳＡＣＣＨデータブロックの中からマルチフレーム同期部を探索する。シード値組立部２３６は、メモリ２３２に格納されたＳＡＣＣＨデータブロックのマルチフレーム同期部を先頭に、マルチフレーム同期部以前の領域を後方に巡回シフトし、ナンス及びカウンタコードを取得する。ナンス用誤り訂正復号部２４２は、ナンスに対して誤り訂正復号処理を行う。ナンス用ＣＲＣ部２４４は、誤り訂正復号されたナンスに対して誤り検出を行う。シード値組立部２３６は、ナンス用ＣＲＣ部２４４で誤りが検出されると、ナンス用誤り訂正復号部２４２に対して、次フレームのＳＡＣＣＨデータセグメントと最大比合成した値に基づいて誤り訂正復号処理を行わせる。
【選択図】図５【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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