METHOD FOR THE ANALOGOUS RADIO TRANSMISSION OF SPEECH

Abstract: In the case of radio networks in tactical operation, special measures for jamming resistance to specific jammers are generally used only when jamming is to be expected or is already taking place, in view of the availability of the existing radio channels and the reduced transmission quality of the information to be transmitted which generally results. However, in the uncoded transmission of speech in analog form carried out in the normal way there is still the risk of a potential enemy infiltrating radiotelephone communication and causing confusion by imitating commands or messages. To prevent this, it is proposed to inject at the transmitting end short sound pulses (TI) into the voice signal (ASS) at pseudo-randomly varying time intervals (F), the sound pulses being evaluated at the receiving end to monitor for the infiltration of a potential enemy in the voice communication. <IMAGE>

Description: Verfahren zur analogen Sprachübertragunz über Funk Technisches Gebiet Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur analogen Sprachübertragung über Funk unter Verwendung von Sende-Empfangs stationen fiir taktischen Einsatz, insbesondere mobile Sende-Empfangsstaticnen. ¯ufflrundeliegender Stand der Technik Bei der Durchführung einer Funkverbindung zwischen zwei oder mehreren Sende-Empfangsstationen, die sich im taktischen Einsatz befinden, muss damit gerechnet werden, dass die Verbindungen absichtlich durch intelligente Störer gestsrt werden. Weiterhin muss damit gerechnet werden, dass ein potentieller Gegner versuchen wird, sich in eine Verbindung einzuschalten und durch Imitation von Befehlen oder Meldungen Verwirrung zu stiften sucht. Neben diesen erwähnten Störmöglichkeiten muss auch dafür gesorgt werden, dass die übermittelten Informationen, sofern sie für einen potentiellen Gegner von Interesse sind, nicht abgehört werden können. Aus allen diesen Gründen sind derartige Sende-Empfangsstationen zur Abhörsicherheit mit einer Verschlüsse lungseinrichtung ausgerüstet und können zur Erhöhung der Störresistenz einer Verbindung in einen Frequenzsprungmodus übergeführt werden. Sowohl die Anwendung einer Verschlüsselung als auch die Anwendung eines 6 Ausfertigungen 4. Ausfertigung Frequenzsprungverfahrens für sich oder gemeinsam geben eine ausreichende Sicherheit gegen das Eindringen eines potentiellen Gegners in eine bestehende Funkverbindung. Beide Verfahren vermindern jedoch die Verfügbarkeit einer an sich vorhandenen Verbindung. Bei Anwendung einer Verschlüsselung wird eine erheblich grössere Bandbreite des zu übertragenden Signals erforlich, weil eine solche Übertragung praktisch nur in der digitalen Ebene durchgeführt werden kann und das digitalisierte Sprachsignal für seine Übertragung eine erheblich grössere Bandbreite benötigt, sofern nicht von einer sehr aufwendigen Vocodertechnik Gebrauch gemacht wird. Bei der Anwendung eines Frequenzsprungverfahrens müssen für die Übertragung des Sprachsignals eine grössere Anzahl von an sich jeweils für die Übertragung eines Sprachsignals verwendbaren Kanäle bereitgestellt werden, um für das Springen der Radioträgerfrequenz ein ausreichend breites Band verfügbar zu haben. Gerade beim Frequenzsprungverfahren kommt noch hinzu, dass nicht alle der pseudozufällig angesteuerten Frequenzkanäle eine Signalübertragung ermöglichen, beispielsweise weil sie gestört sind. Hierdurch wird die Qualität der Übertragung mitunter erheblich vermirdert. Da oftmals auf eine Verschlüsselung des zu übertragenden Sprachsignals verzichtet werden kann, weil die übertragenen Informationen nur für kurze Zeit Bedeutung haben, so dass ein mithörender potentieller Gegner damit letztlich nichts anfangen kann und auch die Übertragung eines unverschlüsselten analogen Sprachsignals im allgemeinen die beste Übertragungsqualität gewährleistet, wird von dieser Betriebsart immer dann Gebrauch gemacht werden, wenn bei einer Informationsübertragung die nicht geheimhaltungsbedürftig ist, eine hohe Verfügbarkeit der insgesamt vorhandenen Kanäle erwünscht ist und keine gezielte Störung zu erwarten ist. Offenbarung der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die Übertragung von Sprachsignalen zwischen Sende-Empfangsstationen im taktischen Einsatz eine einfache Lösung anzugeben, die es ermöglicht, auch bei Übertragung eines unverschlüsselten Sprachsignals in analoger Form eine einfache Lösung anzugeben, die das bei dieser Ubertragungsart an sich mögliche unbemerkte Eindringen eines potentiellen Gegners in eine Funkverbindung mit Sicherheit unterbindet. Ausgehend von einem Verfahren der einleitend beschriebenen Art wird diese Aufgabe gemäss der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Zweckmässige Ausgestaltungen des Verfahrens nach der Erfindung sind in den weiteren Patentansprüchen 2 bis 7 angegeben. Kurze Beschreibung der Zeichnung In der Zeichnung bedeuten die der näheren Erläuterung der Erfindung dienenden Figuren Fig. 1 das Blockschaltbild der Sende- und Empfangs seite einer Funkübertragungsstrecke, die vom Verfahren nach der Erfindung Gebrauch macht, Fig. 2 ein die Verteilung der Tonimpulse im analogen Sprachsignal darstellendes Zeitdiagramm. Bester Weg zur Ausführung der Erfindung Das Blockschaltbild der Fig. 1 zeigt auf der linken Seite die Sende seite SS und auf der rechten Seite die Empfangs seite ES zweier Sende-Empfangsstationen, die zum Erkennen des Eindringens eines potentiellen Gegners in die Verbindung vom Verfahren nach der Erfindung Gebrauch machen. Das Blockschaltbild der Sende seite SS zeigt ein Mikrofon M für die Spracheingaben, dessen Ausgang über den Umschalter U mit dem Modulationseingang des Senders S verbunden ist. Im Sender S wird das analoge Sprachsignal einem Radiofrequenzträger in geeigneter Weise aufmoduliert und über die Antenne A zur Empfangs seite ES hin abgestrehlt. Der Umschalter U, dessen erster Schaltkontakt den Mikrofonausgang darstellt, ist über seinen zweiten Schaltkontakt mit dem Tongenerator G verbunden, der eine tonfrequente Schwingung, beispielsweise bei 1,6 kHz, erzeugt. Gesteuert wird der Umschalter U von einem Pseudozufallsgenerator PNG, dessen Einstellung und dessen Takt von der Stationsuhr UHR abgeleitet ist. Der Pseudozufallsgenerator PNG steuert den Umschalter U so, dass in pseudozufällig sich ändernden Zeitabschnitten kurzzeitig in der Grössenordnung < 20 msec der Ausgang des Tongenerators G an den Modulationseingang des Senders angeschaltet wird. Auf diese Weise wird dann das analoge Sprachsignal in unregelmässigen Zeitabständen mit Tonimpulsen durchsetzt, deren zeitliches Auftreten bei Synchronisation der Sende seite SS mit der Empfangs seite ES im vorhinein auf der Empfangsseite ES bekannt ist. Die hierdurch entstehenden Sprachsignallücken stellen praktisch keine Qualitätseinbusse für das Sprachsignal dar. Die Empfangsseite ES weist eine Antenne A auf, über die der Empfänger E den mit dem Sprachsignal modulierten radiofrequenten Träger empfängt und das Sprachsignal in der Basisbandebene darstellt. Empfängerausgangsseitig wird das mit den Tonimpulsen durchsetzte analoge Sprachsignal über den geschlossenen Schalter s1 einer Sprachausgabe, z.B. in Form eines Hörers H zugeführt. Weiterhin ist an den Ausgang des Empfängers E über das Bandfilter BP ein Tondemodulator TD angeschlossen, der ausgangsseitig über einen weiteren Schalters2 immer dann mit einer Auswerteeinrichtung AW verbunden wird, wenn im ankommenden analogen Sprachsignal ein Fers ter für die Einblendung eines Tonimpulses zu erwarten ist. Die Steuerung des Schalters s2 erfolgt entsprechend der Sende sie te durch einen identischen Pseudozufallsgenerator PNG, der über die Stationsuhr UHR eingestellt ist und den entsprechenden Takt von dieser Stationsuhr empfängt. Die Auswerteeinrichtung AW ist so gestaltet, dass sie bei wiederholtem Ausbleiben der erwarteten aufeinanderfolgenden Tonimpulse ausgangsseitig eine Alarmvorrichtung AG aktiviert und gleichzeitig über den Schalter s1 die Verbindung zwischen dem Ausgang des Empfängers E und dem Hörer H unterbricht. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass bei Eindringen eines potentiellen Gegners dies durch den nicht richtigen Empfang der Tonimpulse erkannt und die Verbindung unterbrochen wird. Wie schon erwähnt worden ist, sind Sende-Empfangsstationen für taktischen Einsatz in der Regel mit einer Schlüsseleinrichtung sowie einer Möglichkeit für die Anwendung eines Frequenzsprungverfahrens mit einer entsprechenden Einrichtung ausgerüstet, für die ebenfalls ein Pseudozufallsgenerator erforderlich ist. Für die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung kann somit dieser Pseudozufallsgenerator in ausserordentlich vorteilhafter Weise verwendet werden. Entsprechendes gilt für den Tongenerator G auf der Sendeseite SS und den Tondetektor TD auf der Empfangsseite ES, weil beide zur Grundausstattung einer solchen Sende-Empfangsstation für die Übertragung von Wechselstromtelegrafie gehören. Im Zeitdiagramm der Fig. 2 ist über der Zeit t eine Signalflussfolge dargestellt, wie sie am Modulationseingang des Senders S auf der Sende seite SS und am Ausgang des Empfängers E auf der Empfangsseite ES vorhanden ist. Das analoge Sprachsignal ASS ist hier in pseudozufällig unterschiedlichen Zeitabständen Åae- weils durch ein Fenster F unterbrochen, in dem ein Tonimpuls TE übertragen wird. Wie schon erwähnt worden ist. sind die jeweils eine Unterbrechung des analogen Sprachsignals ASS darstellenden Fenster in ihrer Breite so klein gewählt, dass hierdurch die Sprachqualität am Ausgang des Hörers H auf der Empfangsseite ES praktisch nicht beeinträchtigt wird. Gewerbliche Verwertbarkeit Die Erfindung stellt eine Zusatzmassnahme innerhalb eines Bündels von Massnahmen zur Störresistenz für Sende Empfangs stationen im taktischen Einsatz dar und eignet sich daher insbesondere zur Anwendung bei mobilen Funkstationen für Land-, Wasser und Luftfahrzeuge. Liste der in der Zeichnung verwendeten Bezugszeichen 55 Sende seite ES Empfangs seite M Mikrofon U Umschalter G Tongenerator PNG Pseudozufallsgenerator UHR Stationsuhr S Sender E Empfänger A Antenne BP Bandpass TD Tondetektor s1,2 Schalter AW Auswerteeinrichtung AG Alarmvorrichtung H Hörer TI Tonimpuls ASS Analoges Sprachsignal t Zeit 7 Patentansprüche 2 Figuren

Claims: Method for analog radio transmission of speech, using transmitting/receiving stations for tactical use, particularly mobile transmitting/receiving stations, characterized in that at the transmitting end, audio pulses (TI] which do not impair the speech quality of the speech signal (ASS) are inserted at pseudo-randomly changing time intervals into the speech signal (ASS), in that, furthermore, at the receiving end, the receiving station synchronized with respect to the transmitting station is only activated for its reception with the possible occurrence of an audio pulse and that the received audio pulses are supplied in their successive sequence to an evaluating device (AW) which triggers an alarm with the repeated lack of an expected audio pulse. Method according to Claim 1, characterized in that a window (F) masking out the speech signal (ASS) for the transmission of an audio pulse (TI) exhibits a width of < 20 msec. Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the frequency of the audio pulses (TI) is within the speech frequency range, at a point at which the spectral energy of the speech signal referred to 1 Hz exhibits values which are low compared with the corresponding maximum energy value. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the pseudo-random noise generator (PNG), which exists in any case for encryption purposes in the transmitting/receiving stations, is utilized for the transmitting-end marking and receiving-end detection of the windows (F) for the audio pulses (TI) in the speech signal. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the corresponding modules existing in any case for carrier telegraphy in the transmitting/ receiving stations are utilized for the transmitting-end generation of the audio frequency for the audio pulses (TI) and for the receiving-end detection of the audio pulses. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the audio frequency for the audio pulses (TI) is 1,600 Hz. Method according to one of the preceding claims, characterized in that, simultaneously with the triggering of an alarm, the receiving-end evaluating device (AW) interrupts the connection by disconnecting the receiving-end speech output (H).

Inventors: KOBER, WERNER, DIPL.-ING., RITTENAUER, BODO, DIPL.-MATH.
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1985
Main classification: H04K1
IPC codes: H04K1