JPH07221675A - Rearrangement spread type communication system - Google Patents

Rearrangement spread type communication system

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JPH07221675A
JPH07221675A JP6145505A JP14550594A JPH07221675A JP H07221675 A JPH07221675 A JP H07221675A JP 6145505 A JP6145505 A JP 6145505A JP 14550594 A JP14550594 A JP 14550594A JP H07221675 A JPH07221675 A JP H07221675A
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JP
Japan
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rearrangement
frame
signal
waveform
value
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP6145505A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsuyoshi Azeyanagi
功芳 畔柳
Naoki Suehiro
直樹 末広
Toshikatsu Naito
敏勝 内藤
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Toyo Communication Equipment Co Ltd
Original Assignee
Toyo Communication Equipment Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toyo Communication Equipment Co Ltd filed Critical Toyo Communication Equipment Co Ltd
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Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a communication system where an error characteristic is improved without lowering a frequency use ratio eta. CONSTITUTION:In a communication system where a transmitter transmits either one signal AT j (j=1, 2,...N) of N signals as a transmission signal to a transmission line 3 after the signal is assigned to a frame composed of a certain time width, a receiver receives the sum of the component ARj corresponding to the transmission signal and the noise eN added in the transmission line 3 and a demodulation deciding that the transmission signal is ATj from the received signal is performed, the receiver is provided with the rearrangement spread part corresponding to each ATj and N circuits 7 composed by an analysis decision part.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は信号の受信方式、殊に、
通信システムにおいて伝送中に送信信号へ混入した雑音
成分を拡散せしめることによって、高いS/N比の下で
所望の周波数成分を得ることにより情報を検出する再配
置拡散形通信方式に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
The present invention relates to a rearrangement / spreading communication system for detecting information by obtaining a desired frequency component under a high S / N ratio by diffusing a noise component mixed in a transmission signal during transmission in a communication system.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のディジタル変復調通信方式の構成
図を図1に示す。1は送信機のベースバンド変調器、2
は搬送波(無線周波数)による終段変調器、3は伝送路
(有線、無線)、4は受信機の初段復調回路、5はベー
スバンド復調器、6は論理値判定回路、eI は送信すべ
き2値情報(多値情報の場合も含む)、eT はベースバ
ンド送信信号、eTCは搬送波帯域送信信号、eN は伝送
路で混入する雑音、eRCは搬送波帯域受信信号、eR
ベースバンド受信信号、eD は復調信号、eo は受信判
定出力(2値情報)、fc 、fc ′は搬送波帯変復調過
程で用いる搬送波、(S/N)R 、(S/N)D は受信
SN比、復調出力SN比である。送信機のベースバンド
変調器1においてeI により例えば周波数変調を行って
ベースバンド被変調波eT 得る。eT は終段変調器2に
おいてfc を変調することにより出力がeTCとなり、こ
れが伝送路3に送出され、伝送過程でeTCは通常減衰す
ると共にeN が付加されて、eRC * (=eRC+eN )と
なる。eRCは初段復調回路4において受信側の局部搬送
波fc ′(=fc )により復調されて雑音を含む、ベー
スバンド信号eR *(=eR +eN )となり、eR はベー
スバンド復調器5に加えられる。ベースバンド復調器5
においてeR はベースバンド復調されeD となる。eD
は送信情報eI にeN が加わった信号である。このeD
のレベルが初段復調回路4においてしきい値ethと比較
され、2値論理値が判定され、その結果がeo となる。
I とeo が一致する場合誤りがなく、不一致ならば誤
り判定となる。ここで、受信点におけるSN比(S/
N)R は伝送路長や雑音環境などにより定まる値であ
り、復調出力の判定SN比(S/N)D は変復調方式に
依存する値で、判定回路出力eo の誤り率に直接影響す
る重要な方式評価要素である。(終段復調器2と初段復
調回路4には中間周波数段の増幅・変調機能も含まれる
こともあるがここではその説明を省略した。)上述のベ
ースバンド変調方式としては、通常ASK(振幅変
調)、FSK(周波数変調)、PSK(位相変調)が用
いられる。また、QPSK(4相位相変調)やQAM
(直交振幅変調)を用いると、1個の情報で多値伝送が
実現できる。ASKの場合は、(S/N)D と(S/
N)R は等しいが、FSK、PSK、QPSK、QAM
では、eI のビットレートfb に比し伝送路の専有帯域
Bを広くとることにより、(S/N)D を(S/N)R
より増大できる。したがって、誤り率も改善できる。
2. Description of the Related Art A block diagram of a conventional digital modulation / demodulation communication system is shown in FIG. 1 is the baseband modulator of the transmitter, 2
Is a final stage modulator using a carrier wave (radio frequency), 3 is a transmission line (wired or wireless), 4 is a first stage demodulation circuit of a receiver, 5 is a baseband demodulator, 6 is a logical value determination circuit, and e I is a transmission Power binary information (including multilevel information), e T is a baseband transmission signal, e TC is a carrier band transmission signal, e N is noise mixed in the transmission path, e RC is a carrier band reception signal, e R Is a baseband received signal, e D is a demodulated signal, e o is a reception determination output (binary information), f c and f c ′ are carriers used in the carrier band modulation / demodulation process, and (S / N) R and (S / N ) D is the reception SN ratio and the demodulation output SN ratio. In the baseband modulator 1 of the transmitter, for example, frequency modulation is performed by e I to obtain a baseband modulated wave e T. The output of e T becomes e TC by modulating f c in the final-stage modulator 2, and this is sent to the transmission line 3, and e TC is usually attenuated and e N is added during the transmission process, and e RC * (= E RC + e N ). The e RC is demodulated by the local carrier f c ′ (= f c ) on the receiving side in the first stage demodulation circuit 4 and becomes a baseband signal e R * (= e R + e N ) including noise, and e R is a baseband demodulation. It is added to the vessel 5. Baseband demodulator 5
, E R is baseband demodulated to e D. e D
Is a signal obtained by adding e N to the transmission information e I. This e D
Is compared with the threshold value eth in the first-stage demodulation circuit 4, a binary logical value is determined, and the result is e o .
If e I and e o match, there is no error, and if they do not match, an error judgment is made. Here, the SN ratio (S /
N) R is a value determined by the transmission path length, noise environment, etc., and the decision SN ratio (S / N) D of the demodulation output is a value that depends on the modulation / demodulation method and directly affects the error rate of the decision circuit output e o. It is an important method evaluation factor. (The final-stage demodulator 2 and the first-stage demodulator circuit 4 may include an amplification / modulation function of an intermediate frequency stage, but the description thereof is omitted here.) As the above-mentioned baseband modulation method, a normal ASK (amplitude) is used. Modulation), FSK (frequency modulation), and PSK (phase modulation) are used. In addition, QPSK (4 phase modulation) and QAM
If (quadrature amplitude modulation) is used, multilevel transmission can be realized with one piece of information. In case of ASK, (S / N) D and (S /
N) R is equal, but FSK, PSK, QPSK, QAM
Then, by taking the exclusive band B of the transmission line wider than the bit rate f b of e I , (S / N) D becomes (S / N) R
You can increase more. Therefore, the error rate can be improved.

【0003】しかしながら、この誤り特性の向上は伝送
路上の広い周波帯域を用いることにより達成されるの
で、周波数利用効率 η=fb /B (1) が低下すると云う欠点があった。ここで、図2(a)に
図1で説明した信号eI 、eT 、eR の一例を示す。こ
の例はFSKを用いた場合である。FSKでは2値論理
値" 1" 、" 0" の系列に2個の周波数fi 、fo を対
応させる。TD はフレーム周期で、1個の送信情報の占
有時間である。ここでは簡単のため伝送路の歪と雑音を
無視し、eR =eT として示した。以下の説明において
も、雑音は別途加えて、その影響を調べる。また歪の影
響は受信機に等化機能を内蔵すれば除けるので、ここで
はその説明は省略する。
However, since the improvement of the error characteristic is achieved by using a wide frequency band on the transmission line, there is a drawback that the frequency utilization efficiency η = f b / B (1) is lowered. Here, FIG. 2A shows an example of the signals e I , e T , and e R described in FIG. In this example, FSK is used. In FSK, two frequencies f i and f o are associated with a sequence of binary logical values “1” and “0”. T D is a frame period and is an occupied time of one piece of transmission information. Here, for simplification, distortion and noise of the transmission line are ignored, and it is shown as e R = e T. Also in the following description, noise is separately added, and its influence is examined. Further, the influence of distortion can be eliminated by incorporating an equalization function in the receiver, and therefore its explanation is omitted here.

【0004】図3はスペクトル拡散技術を用いた従来の
ディジタル変復調通信方式の構成図である。図1のベー
スバンド変調器1の部分が1A と1B から構成され、5
の部分が5A と5B から構成されている。1A は拡散変
調回路、1B は図1の1と同じベースバンド変調器、5
B は図1の5と同じベースバンド復調回路、5A は逆拡
散復調回路、[M]、[M′]は拡散符号で互いに等し
い符号系列である。またeISは被拡散信号、eDSは復調
被拡散信号である。図2(b)は図3の各部の時間波形
である。図3の方式は2値情報eI を拡散符号[M]に
より拡散した後送出する。1個の情報を伝送する時間長
をフレームとし、1フレームに1個の拡散符号を送る。
具体的には" 1" 、" 0" に対応して、拡散符号[M]
とその反転符号である
FIG. 3 is a block diagram of a conventional digital modulation / demodulation communication system using a spread spectrum technique. The baseband modulator 1 portion of FIG. 1 is composed of 1 A and 1 B , and
The part of is composed of 5 A and 5 B. 1 A is a spread modulation circuit, 1 B is the same baseband modulator as 1 in FIG. 1, 5
B is 5 and the same base band demodulation circuit in FIG. 1, 5 A despreading demodulation circuit, [M], [M ' ] is equal to each other code sequence with a spreading code. Further, e IS is a spread signal and e DS is a demodulated spread signal. FIG. 2B is a time waveform of each part of FIG. In the system shown in FIG. 3, the binary information e I is transmitted after being spread by the spreading code [M]. A time length for transmitting one piece of information is set as a frame, and one spreading code is sent in one frame.
Specifically, spread code [M] corresponding to "1" and "0"
And its inversion sign

【0005】[0005]

【外1】 を送る(なお、図面を除く明細書中ではこの[M]の反
転符号を以下[M]# と表現する。)。これは直接拡散
形スペクトル拡散方式と呼ばれる。(この他に、周波数
ホップ形スペクトル拡散方式もあるが、ここではその説
明を省略する)Mの符号長をNM とするとき、eISのク
ロックレートfISは、fIS=NMb となる。
[Outer 1] (In the specification excluding the drawings, the inverted code of [M] is expressed as [M] # hereinafter). This is called a direct spread spectrum spread system. (In addition, there is a frequency hop type spread spectrum system, where the description thereof is omitted) when the code length of M and N M, the clock rate f IS of e IS is, f IS = N M f b Becomes

【0006】したがって、eISに例えばFSKを施した
送信信号eT の占有帯域は、fISよりさらに増大する。
この方式では、受信側で得られる復調後のSN比(S/
N)D は図1の(S/N)D に等しいが、5A による逆
拡散後の値(S/N) Pは(S/N)D より下式の符号
拡散処理利得 G P=10log10M (3) だけ向上し誤り率もそれだけ低下する。
Therefore, the occupied band of the transmission signal e T obtained by subjecting e IS to FSK, for example, is further increased than f IS .
In this system, the demodulated SN ratio (S /
N) D is equal to (S / N) D in FIG. 1, but the value (S / N) P after despreading by 5 A is less than (S / N) D. Code spreading gain G P = 10log It is improved by 10 N M (3) and the error rate is reduced accordingly.

【0007】しかしながら、伝送路帯域Bは図1の場合
に比し、さらにNM 倍になると云う欠点を有する。上述
のように、長い伝送距離や、低い送信電力により劣悪な
雑音環境下で情報を伝送する場合、誤り率の低下を防ぐ
ために、従来技術では何れも、伝送路帯域Bを増大させ
る必要があった。これは周波数利用効率ηを低下させる
欠点をもっていた。
However, the transmission path band B has a drawback that it is N M times as large as that in the case of FIG. As described above, when transmitting information in a poor noise environment due to a long transmission distance or low transmission power, in all of the conventional techniques, it is necessary to increase the transmission path band B in order to prevent a decrease in error rate. It was This has the drawback of lowering the frequency utilization efficiency η.

【0008】[0008]

【発明の目的】本発明は上述した如き従来の通信方式の
欠点を除去するためになされたものであって、周波数利
用効率ηを低下させることなく、誤り特性の向上を可能
とした通信方式を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the conventional communication system as described above, and to provide a communication system capable of improving the error characteristics without lowering the frequency utilization efficiency η. The purpose is to provide.

【0009】[0009]

【発明の概要】上述の目的を達成するため本発明は、送
信機がN個の信号の中の何れか1個の信号ATj(j =1、
2、・・・ N)をある時間幅からなるフレームに割り当てた
上で送信信号として伝送路に送出し、受信機は該送信信
号に対応する成分ARjと伝送路で加わった雑音eN との
和を受信し、受信した信号より送信信号がATjであるこ
とを判定するような復調を行う通信方式において、受信
機に各ATjに対応する再配置拡散部と分析判定部により
構成したN個の回路を具備せしめ、前記再配置拡散部に
おいては受信フレーム毎に受信信号の原標本値を採取
し、該原標本値の中の送信信号対応成分ARjの時間波形
を保存し、且つ雑音eN の時間波形を変更するように、
該原標本値をもとにして再配置先時間位置と再配置標本
値を作成する時間位置変換処理を施すと共に、受信フレ
ームの時間幅を拡大した拡大フレームを形成し、前記分
析判定部においては前記拡大フレームを、送信信号に関
係する成分ATj、ARjをもとにして予め作成した相関系
列を用いて分析することにより、送信信号がATjであっ
た場合のみに大出力を得るようにしたことを特徴とする
再配置拡散形通信方式に関する。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a transmitter in which any one of the N signals A Tj (j = 1,
2, ... N) is assigned to a frame having a certain time width, and is transmitted as a transmission signal to the transmission path, and the receiver receives the component A Rj corresponding to the transmission signal and the noise e N added on the transmission path. In a communication system for demodulating such that the sum of the received signals is received and the transmitted signal is determined to be A Tj from the received signal, the receiver is configured by a rearrangement diffusion unit corresponding to each A Tj and an analysis determination unit. N circuits are provided, the original sample value of the received signal is sampled for each received frame in the rearrangement spreader, and the time waveform of the transmission signal corresponding component A Rj in the original sample value is stored, and To change the time waveform of the noise e N ,
A time-position conversion process is performed to create a rearrangement destination time position and a rearrangement sample value based on the original sample value, and an enlarged frame in which the time width of the received frame is enlarged is formed. By analyzing the expanded frame by using a correlation sequence created in advance based on the components A Tj and A Rj related to the transmission signal, a large output can be obtained only when the transmission signal is A Tj. The present invention relates to a rearrangement / diffusion type communication system characterized by the above.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明を実施例として示す図面に基づ
いて詳細に説明する。 1.FSK−DFT分析方式 1.1 波形単位再配置方式 図4(a)は本発明の一実施例の構成を示す図であり、
1、2、3、4、6は図1と同じ機能を有する。7は再
配置拡散処理回路(再配置復調回路)で、図1の5とは
異なる機能を有し、本発明を特徴づける主要機能を実現
する部分である。図4(b)は7の詳細構成図であり、
A は標本化回路、7B は標本値再配置・拡大フレーム
生成回路(変換回路)、7C は特徴分析回路である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings showing the embodiments. 1. FSK-DFT analysis method 1.1 Waveform unit rearrangement method FIG. 4A is a diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.
1, 2, 3, 4, 6 have the same functions as in FIG. Reference numeral 7 denotes a rearrangement / spreading processing circuit (rearrangement demodulation circuit), which has a function different from that of 5 in FIG. 1 and is a portion that realizes a main function characterizing the present invention. FIG. 4B is a detailed configuration diagram of 7,
7 A is a sampling circuit, 7 B is a sample value rearrangement / expansion frame generation circuit (conversion circuit), and 7 C is a feature analysis circuit.

【0011】図5は図4の補助説明図である。いま、図
2に示すように2値情報" 1" 、"0" を周波数fi
(i=1、0)の正弦波形eI (f1 )、eI (fo
に対応づけて送信したとしよう。以下正弦波の周波数の
一般表示をf1 とし、f1 またはf0 の値をとる。図5
は時間波形で、eI (fi )の例を示す。ここでは、1
フレーム周期TD の中にfi の4サイクルが含まれる場
合(fi =4fD 、fD=1/TD )を示す。ここで、
搬送波fc の周波数と位相、さらにフレーム周期TD
位相(時間位置)を受信機は予め識別している必要があ
る。この目的には周知の搬送波再生技術、フレーム同期
技術を用いて対処できるので、以下の説明では、このよ
うな同期が確保されていることを前提に説明を進める。
ただし、本発明は、同期技術にも応用しうるもので、そ
の点については後述する。
FIG. 5 is an auxiliary explanatory view of FIG. Now, as shown in FIG. 2, the binary information "1" and "0" are set to the frequency f i.
(I = 1,0) of the sine wave e I (f 1), e I (f o)
Let's say you sent it in correspondence with. Hereinafter, the general representation of the frequency of the sine wave is f 1, and the value of f 1 or f 0 is taken. Figure 5
Is a time waveform, and shows an example of e I (f i ). Here, 1
The case where four frames of f i are included in the frame period T D (f i = 4f D , f D = 1 / T D ) is shown. here,
The receiver needs to identify in advance the frequency and phase of the carrier wave f c , as well as the phase (time position) of the frame period T D. Since this purpose can be dealt with by using well-known carrier wave reproduction technology and frame synchronization technology, the following description will be made on the premise that such synchronization is ensured.
However, the present invention can also be applied to the synchronization technique, which will be described later.

【0012】このようなFSK送信に対し、7B はf1
とfo を検出する2個の変換回路を準備する。ここでは
1 用変換回路について説明する送信波形eT に対応す
る受信波形をeR とする。そしてeR*は雑音eN を含む
受信波形で、" 1" に対応して、 eT =eI (f1 )=Asin2πf1t 0<t<TD (3) eR*=eI (f1 )+eN =eR +eN (4) としよう。ここでは、伝送過程の減衰や歪は等化技術に
より補正できるので簡単のため無視し、その代わりに信
号と同等の電力の雑音が加わる場合を考える。したがっ
て、一般的に次式で表わされる。 eR =eT =e1 (f1 ) (5) いま理解し易いように雑音eN として単一周波数の正弦
波の場合を考えeN =Asin2πfN t(0≦t<T
D )としよう。また、図5にはfN =fD の場合の例を
示す。
For such FSK transmission, 7 B is f 1
Two conversion circuits for detecting and f o are prepared. Here, the reception waveform corresponding to the transmission waveform e T for explaining the conversion circuit for f 1 is e R. Then, e R * is a received waveform including noise e N , and corresponding to "1", e T = e I (f 1 ) = A sin2πf 1 t 0 <t <T D (3) e R * = e I Let (f 1 ) + e N = e R + e N (4). Here, since attenuation and distortion in the transmission process can be corrected by the equalization technique, they are ignored for simplification, and instead, noise having power equivalent to that of the signal is considered. Therefore, it is generally expressed by the following equation. e R = e T = e 1 (f 1 ) (5) For easier understanding now, consider the case of a single frequency sine wave as the noise e N e N = Asin2πf N t (0 ≦ t <T
Let's say D ). Further, FIG. 5 shows an example in the case of f N = f D.

【0013】図4(b)の7A は、復調入力eR *を1フ
レームに亘り標本化する。その標本化レートfS は7c
で行うDFT分析の精度を十分高く保ちうるよう、通常 fS ≫fi 、fD (6) とする。1フレーム分の標本値eF (=eI (f1 )+
N )が7B に送られる。7B の中の”1”変換回路
は、eF に対し図5に示すような再配置処理を施す。す
なわち、eI (fi )の4個のサイクルを領域ABCD
とするとき、この波形領域単位で配列順序を変更しても
I (fi )は不変である。しかし、このフレームに含
まれる雑音波形がfi と合致しない場合、それは影響を
受け、原雑音波形が変わる。図5はfN =fD の場合の
例であり、 第1フレームの領域順序:A、B、C、D →eN0 第2フレームの領域順序:B、D、C、A →eN1 第3フレームの領域順序:B、A、A、C →eN2 第4フレームの領域順序:C* 、D、B、A →eN3 とした場合の雑音波形のみをeN0〜eN3として示し、そ
れらの縦続配置を拡大フレーム信号eEFとして図示し
た。実際にはこれに送信波形eI (fi )の4周期分が
EFに重量される。
[0013] 7 A in FIG. 4 (b), to sample over one frame demodulation input e R *. The sampling rate f S is 7 c
In order to keep the accuracy of the DFT analysis performed in 1. sufficiently high, it is usual to set f S >> f i , f D (6). Sampled value for one frame e F (= e I (f 1 ) +
e N ) is sent to 7 B. The "1" conversion circuit in 7 B performs the rearrangement process on e F as shown in FIG. That is, four cycles of e I (f i ) are set in the area ABCD.
In this case, e I (f i ) does not change even if the arrangement order is changed for each waveform region. However, if the noise waveform included in the frame does not match the f i, which is influenced, it changes the original noise waveform. FIG. 5 is an example in the case of f N = f D , and the area order of the first frame: A, B, C, D → e N0 The area order of the second frame: B, D, C, A → e N1 Area order of 3 frames: B, A, A, C → e N2 Area order of 4th frame: C * , D, B, A → e N3 Only noise waveforms are shown as e N0 to e N3 , These cascade arrangements are shown as an enlarged frame signal e EF . Actually four periods of the transmitted waveform e I (f i) in which is weight e EF.

【0014】拡大フレームの中の第1フレームは、図の
場合入来した原フレームeNDであるが、この代わりに再
配置フレーム、例えばeND ' を用いることもできる。第
3フレームの順序の中には、Aの領域が2回現れてい
る。あるフレームを構成する場合に、原波形の領域標本
値を一般に0〜複数回用いることができる。また第4フ
レームの順序の中には、
The first frame of the enlarged frames is the incoming original frame e ND in the case of the figure, but a relocation frame, e.g. e ND ' , can be used instead. The area A appears twice in the order of the third frame. When constructing a frame, the region sample value of the original waveform can generally be used 0 to multiple times. Also, in the order of the fourth frame,

【0015】[0015]

【外2】 (以下、図面を除く明細書中では、この符号をC*#と表
現する)が存在する。これは、領域Cの標本値の極性を
反転し、時間的順序を逆転した操作を示す。この操作を
施しても、eI (fi )の波形は不変に保たれる。(な
お、このような領域分割には、分割数の増大、異なる大
きさの領域の作製などの手法が採用できる。さらに各領
域の標本値に対し、4項で後述する振幅軸変換の方法も
採用できる。)すなわち、この処理は識別しようとする
信号波の波形を変えることなく(信号保存)、雑音波形
のみを変化(雑音拡散)させる手段である。
[Outside 2] (Hereinafter, in the specification excluding the drawings, this symbol is expressed as C * # ). This shows an operation in which the polarities of the sample values in the region C are reversed and the temporal order is reversed. Even if this operation is performed, the waveform of e I (f i ) is kept unchanged. (Note that for such region division, a technique such as increasing the number of divisions and producing regions of different sizes can be adopted. Further, for the sample value of each region, there is also an amplitude axis conversion method described later in Section 4. That is, this processing is a means for changing only the noise waveform (noise diffusion) without changing the waveform of the signal wave to be identified (signal storage).

【0016】図6は図4(b)の7A の中の“0”変換
回路で行う再配置処理の説明図である。雑音はこのよう
な時間波形の変化を受けるので、当然その周波数スペク
トルは拡散する。図7にfN =5.1 fD の場合のeKF
時間波形を示す。また図8に図7の波形をDFT分析し
た拡散スペクトルを示す。図5の例では、入来した1フ
レーム分の原信号をもとに4個のフレームに拡大したの
で、この拡大周期4TD に対応して、図4の7C のDF
T分析の出力は(fD /4)刻みで、最大fS までスペ
クトルが拡散する。したがって、1フレームの標本点を
fo=fo /fD とし、拡大フレームと原フレームの比
を一般にNE とすれば、スペクトルの発生点の数Nf
DFT分析出力の周波数間隔△fa次式で与えられる。 Nf =NEfo=NES /fD (7) △fa =fD /NE (8) ゆえに、理想的に一様な拡散が行われたとすれば、入来
雑音電力は1/Nf に分散するはずである。しかし、完
全に一様な分散は難しく、実際にはある周波数帯域に若
干集中する。
FIG. 6 is an explanatory diagram of the rearrangement process performed by the "0" conversion circuit in 7 A of FIG. 4B. Since noise undergoes such changes in the time waveform, its frequency spectrum naturally spreads. FIG. 7 shows a time waveform of e KF when f N = 5.1 f D. Further, FIG. 8 shows a spread spectrum obtained by performing DFT analysis on the waveform of FIG. In the example of FIG. 5, since expanded on the basis of the original signal for one frame is incoming to the four frames, in response to the expansion cycle 4T D, DF of 7 C in FIG. 4
The output of the T analysis is in steps of (f D / 4), and the spectrum is spread up to f S. Therefore, if the sample point of one frame is N fo = f o / f D and the ratio of the expanded frame to the original frame is generally N E , the number N f of spectrum generation points and the frequency interval Δf of the DFT analysis output are It is given by a following equation. N f = N E N fo = N E f S / f D (7) Δf a = f D / N E (8) Therefore, if ideal uniform spreading is performed, the incoming noise power is Should be distributed over 1 / N f . However, it is difficult to achieve a completely uniform distribution, and in practice, it is slightly concentrated in a certain frequency band.

【0017】これから図4の7c の出力eA のSN比は
次式で与えられる。 (S/N)A =(S/N)R +(S/N)E (9) (S/N)E =10log1o (αNf ) (10) α=m/(m+σ) (11) 式(10)の(S/N)E が本発明の方式によるSN改
善量である。 ここでmはNf 個のスペクトルに分散し
たときの各スペクトル成分の電力の平均値で、雑音電力
をPN とすれば次式で与えられる。 m=PN /Nf (12) σは各拡散スペクトルの電力の標準偏差である。したが
って、σ=0なる一様分散のときに、最大の(S/N)
E が得られる。
From this, the SN ratio of the output e A of 7 c in FIG. 4 is given by the following equation. (S / N) A = (S / N) R + (S / N) E (9) (S / N) E = 10log 1o (αN f ) (10) α = m / (m + σ) (11) Formula (10) (S / N) E is the SN improvement amount by the method of the present invention. Here, m is the average value of the power of each spectrum component when dispersed into N f spectra, and is given by the following equation when the noise power is P N. m = P N / N f (12) σ is the standard deviation of the power of each spread spectrum. Therefore, when σ = 0, the maximum (S / N)
E is obtained.

【0018】なお、NE =1とすれば、従来の方式であ
り、たとえNf を大きくしても(S/N)E =0dBと
なる。すなわちこれは、α=1/Nf に相当する。ま
た、fS のみを単純に増すとNf は増すがαが減少し、
(S/N)E は増大しない。この理由を以下に説明しよ
う。図9は、信号及び雑音成分を再配置拡散した信号e
EFのDFTによる分析出力電力のモデル化した特性であ
る。情報”1”に対応する信号成分f1 及びf1 ′(=
S −fi )の点と拡大フレーム周期に対応して、(f
D /NE )毎の点にスペクトル成分f 1,f 2,f 3
が発生する。WとW′は雑音にもとづく電力成分の包絡
線である。再配置により作成したフレーム相互間に相関
が強く残る場合は、同図(a)のように電力のない部分
が残りαは小となる。しかし、再配置を十分ランダムに
行なうと同図(b)、(c)のようにすべての成分に出
力が生ずる。
When N E = 1 is set, the conventional method is used, and even if N f is increased, (S / N) E = 0 dB. That is, this corresponds to α = 1 / N f . Also, if only f s is simply increased, N f will increase but α will decrease,
(S / N) E does not increase. The reason for this will be explained below. FIG. 9 shows a signal e obtained by rearranging and spreading the signal and noise components.
This is a modeled characteristic of analysis output power by EF DFT. Signal components f 1 and f 1 ′ (=
corresponding to a point and expansion frame period of f S -f i), (f
D / N E) spectral component f f 1 to a point each, f f 2, f f 3
Occurs. W and W'are the envelopes of power components due to noise. When a strong correlation remains between the frames created by the rearrangement, a part without power remains and α becomes small as shown in FIG. However, if the rearrangement is performed sufficiently randomly, outputs are generated for all the components as shown in FIGS.

【0019】周波数軸上の[F+ ][F- ]は正、負の
周波数領域を示し、DFT分析を行うと、正確には負の
周波数領域に発生する成分がfS の左側に発生する。正
負周波数領域の電力スペクトルは互いに等しいので、f
1 とf1 ′及びWとW′はfS /2の点に関して対称と
なる。送信信号や雑音には直流成分がないのでWの直流
成分は通常0と考えてよい。一方、Wの上限fmax の値
は、標本点相互間のレベル変化に依存する。すなわち、
図5に示すeEFの波形に対応する。一般にfmax が高い
程、mは低くなり、拡散が強化される。f1 の原波形
[図5]の主要周波数成分は(f1 ±fD )に帯域を制
限する濾波器を前置すれば、その他の周波数帯域の雑音
を除去できる。したがって、NE =1の場合はfmax は
(f1 +fD )となる。いま、図4(b)の7B で行う
標本点再配置による急激な波形変化の最小時間幅をτと
しよう。図5の例は、τ=TD /4とπ=1/fs の両
者が混在している。後者は領域の境界で生ずる大きな遷
移に対応する。一般にτ秒毎に時間波形の遷移がある場
合、これにもとずく実効周波数帯域Fr は次式で与えら
れる。 τFr ≧0.5 (13) 実際上、右辺は0.5 〜1と仮定してよい。
[F + ] [F ] on the frequency axis indicates positive and negative frequency regions, and when DFT analysis is performed, to be precise, a component generated in the negative frequency region is generated on the left side of f S. . Since the power spectra in the positive and negative frequency regions are equal to each other, f
1 and f 1 ′ and W and W ′ are symmetric with respect to the point of f S / 2. Since there is no DC component in the transmission signal or noise, the DC component of W can be considered to be 0. On the other hand, the value of the upper limit fmax of W depends on the level change between sample points. That is,
It corresponds to the waveform of e EF shown in FIG. Generally, the higher the fmax, the lower the m and the stronger the diffusion. The main frequency component of the original waveform of f 1 [FIG. 5] can be eliminated by adding a filter that limits the band to (f 1 ± f D ) to remove noise in other frequency bands. Therefore, when N E = 1, fmax is (f 1 + f D ). Now, let τ be the minimum time width of the abrupt waveform change due to the sample point rearrangement performed at 7 B in FIG. 4B. In the example of FIG. 5, both τ = T D / 4 and π = 1 / f s are mixed. The latter corresponds to the large transitions that occur at the boundaries of the region. Generally, when there is a transition of the time waveform every τ seconds, the effective frequency band Fr is given by the following equation. τ F r ≧ 0.5 (13) In practice, the right side may be assumed to be 0.5 to 1.

【0020】上述の関係に加えて、フレーム周期TD
に発生する送信情報による波形変化(変調)の効果も考
慮すると、上式から fmax ≒(γ/τ)+fD (14) γ=0.5 〜1 (15) となり、図5の場合は、τ=TD /4とすれば(γfi
+fD )で与えられ、γ=1としてもfmax =5fD
なりNE =1の場合に一致する。ここで、図5における
τ=1/fs の場合の数は少なく、その効果は十分表わ
れないことになる。事実、図5に対応するスペクトルを
示す図8をみると、fmax ≠20fD である。
In addition to the above-mentioned relation, considering the effect of the waveform change (modulation) due to the transmission information generated in each frame period T D , fmax ≈ (γ / τ) + f D (14) γ = 0.5 to 1 (15), and in the case of FIG. 5, if τ = T D / 4 (γf i
+ Given by f D), also matches the case of f max = 5f D next N E = 1 as gamma = 1. Here, the number in the case of τ = 1 / f s in FIG. 5 is small, and the effect cannot be sufficiently expressed. In fact, looking at FIG. 8 which shows the spectrum corresponding to FIG. 5, f max ≠ 20 f D.

【0021】しかし、もし、τ=fs の場合の発生頻度
を高めることができれば、fmax を増大でき拡散を強化
できる。いま、1個の標本点を単位として、時間波形の
遷移が高い頻度で発生するような再配置を行ったとすれ
ば、 fmax ≒(γfS +fD ) (16) となり、γ=0.5 としても、WとW′は図9(b)に示
すように若干重複する。また、γ=1とすれば図9
(c)に示すようにWは大略0〜fS の領域に広がり、
WはW′と全領域で重複し極めて強い拡散が実現でき
る。このように標本値単位の再配置で十分ランダム化で
きたとすれば式(10)において、α→1となり、Nf
対応する強力な雑音拡散が出来る。従来方式(NE
1)で受信信号をDFT分析したとすれば、雑音の存在
しうる周波数はfD 毎の離散値となり、その受信帯域を
(f1 ±fD )の範囲に限定すると仮定すれば雑音の発
生点の数Nfoは高々3個である。本発明の方式では、雑
音の発生点の数は式(7)のNf になる。これから、従
来のFSK方式に比較して本発明の方式のSN改善量
は、
However, if the frequency of occurrence when τ = f s can be increased, fmax can be increased and diffusion can be strengthened. Now, if rearrangement is performed so that the transition of the time waveform occurs at a high frequency with one sample point as a unit, then fmax ≈ (γf S + f D ) (16), and even if γ = 0.5, W and W'slightly overlap as shown in FIG. 9 (b). Further, if γ = 1, then FIG.
As shown in (c), W spreads in the region of approximately 0 to f S ,
W overlaps with W'in the whole area, and extremely strong diffusion can be realized. Assuming that the rearrangement in sample value units is sufficient for randomization, α → 1 in the equation (10), and strong noise diffusion corresponding to N f can be performed. Conventional method (N E =
If the received signal in 1) and the DFT analysis, there frequencies capable of noise becomes a discrete value for each f D, noise generated assuming limited to the range of the reception band (f 1 ± f D) The number of points N fo is at most three. In the method of the present invention, the number of noise generation points is N f in equation (7). From this, the SN improvement amount of the method of the present invention compared to the conventional FSK method is

【0022】[0022]

【数1】 となる。上式は理想モデルであるが、NE とfS の増大
により限りなく(S/N)比の改善向上を実現できる所
に特徴がある。
[Equation 1] Becomes Although the above equation is an ideal model, it is characterized in that the improvement of the (S / N) ratio can be realized infinitely by increasing N E and f S.

【0023】1.2 等レベル点再配置方式 送信信号の標本値の絶対値が互いに等しい標本点相互間
で再配置を行っても、信号波形は不変に保つことができ
る。図10は正弦波の等レベル点とその再配置例を示
す。(a)は送信信号eI (f1 )と同じ受信信号eR
(f1 =4fD )、(b)のeR1はeR の1サイクル分
を示す。ai (i=1、2、3、4)はeR1の等絶対値
レベルva に属する標本点でグループGa を構成する。
i は同様な等レベル点vb に属する標本点でGb を構
成する。(c)のeR1′は、同一グループ内の標本値置
換の例であり、va と−va に属する標本点相互の変換
に対しては極性を反転し、ai →ai #として再配置する
(絶対値等レベル点の代わりに等レベル点を用いてもよ
いが、それだけ再配置先が限定される)、この方法は、
信号波形を不変に保つが、各標本点に重量して存在する
雑音波形eN に大きな変化を与え、その周波数成分fN
を他の複数の周波数成分に分散させるので、その電力ス
ペクトルのピーク値は減少する。これを拡散効果と称す
る。なお、aiの極性を判定した状態を表す符号として
上記に示したai #は、正確には、
1.2 Equal Level Point Rearrangement Method The signal waveform can be kept unchanged even when rearrangement is performed between sample points where the absolute values of the sample values of the transmission signal are equal to each other. FIG. 10 shows an equi-level point of a sine wave and an example of rearrangement thereof. (A) is the same received signal e R as the transmitted signal e I (f 1 ).
(F 1 = 4f D ), e R1 in (b) represents one cycle of e R. ai (i = 1, 2, 3, 4) constitutes a group Ga with sample points belonging to the equal absolute value level v a of e R1 .
b i constitutes G b with sample points belonging to the same level point v b . (C) the e R1 'is an example of a sample value substituted in the same group, v inverts the polarity for a and -v a sample point mutual conversion belonging to, as a i → a i # Relocating (Equivalent level points may be used instead of absolute level points, but the relocation destination is limited accordingly).
Although the signal waveform is kept unchanged, the noise waveform e N present at each sampling point is greatly changed, and its frequency component f N is changed.
Is distributed to a plurality of other frequency components, so that the peak value of the power spectrum is reduced. This is called a diffusion effect. Note that a i # shown above as a code representing the state in which the polarity of a i is determined is, to be exact,

【0024】[0024]

【外3】 と表現すべきであるが、ここでは使用可能な符号の制限
からai #と表現する(明細書中のみ)。
[Outside 3] However, due to the limitation of usable codes, it is expressed as a i # (only in the specification).

【0025】ここで、ランダムな配置変換系列の1つの
手法を表1に示す。
Table 1 shows one method of the random arrangement conversion sequence.

【0026】[0026]

【表1】 これはNDFT 次DFT行列の指数部で、N L列×N L
からなり(N L=NDFT −1)、NDFT が素数のとき
に、j行目のyj 配列は互いに完全に異なる組合せとな
る表1(a)はNDFT =5の場合を示す。この表を用い
て、yj (ai →xij)、yj ′(bi →xij′)なる
変換を施して、新しいフレームを作ることができる。表
には、極性変換を
[Table 1] This is the exponent part of the N DFT-th order DFT matrix, consisting of N L columns × N L rows (N L = N DFT −1), and when N DFT is a prime number, the y j arrays in the j-th row are completely mutually Table 1 (a), which is a different combination, shows the case where N DFT = 5. Using this table, the transformations y j (a i → x ij ) and y j ′ (b i → x ij ′) can be applied to create a new frame. The table shows the polarity conversion

【0027】[0027]

【外4】 (以下、図面を除く明細書中では、Xij # と表現する)
で表示した。図10(c)のai 、bi は表1における
j=、の行をそれぞれ用いて変換した例を示す。
R における等絶対値レベル点の数N LとDFTのサイ
ズNDFT は、TD内の信号のサイクル数Nc に対応し
て、 N L=4Nc (18) NDFT =4Nc +1 (19) となる。これから4Nc 個の互いに異なるyj の配列が
できる。表1(b)には、Nc =4に対する配列例を示
す。一方、va ,vb などの等絶対値レベル点をもつグ
ループの数NG は次式で与えられる。 NG =fS /(4f1 ) (20) 1個の再配置フレームを作る場合、NG 個のグループの
各々に、出来るだけ異なる行配列yj を与えて再配置を
行うことにより、ランダムな変換を実現できる。
[Outside 4] (Hereinafter, in the specification excluding the drawings, it is expressed as X ij # )
Displayed in. In FIG. 10C, a i and b i indicate an example of conversion using the row of j = in Table 1 respectively.
The number N L of equal absolute level points in e R and the size N DFT of the DFT correspond to the number N c of cycles of the signal in T D : N L = 4N c (18) N DFT = 4N c +1 ( 19). From this, 4N c different y j arrays are created. Table 1 (b) shows an example of the arrangement for N c = 4. On the other hand, the number N G of groups having equal absolute value level points such as v a and v b is given by the following equation. N G = f S / (4f 1 ) (20) When one rearrangement frame is created, the rearrangement is performed by giving different row arrangements y j to each of the N G groups as much as possible. It can realize various conversions.

【0028】次に、図10(a)の正弦波信号eR の変
換回路を表1(b)の再配置手法を用いて作り、eR
重量されている雑音eN に対する拡散効果を調べよう。
まず、方式パラメータを次のように定める。 (a)f1 =4fD 、fS =112 fD 、NE =4、標本
点総数 112=448 これから、次のパラメータが導かれ
る。 (b)Nc =4、N L=16、NG =8 この場合に対する4個の再配置フレームFk (k=1、
2、3、4)の構成例を表2に示す。
Next, a conversion circuit for the sine wave signal e R of FIG. 10 (a) is made by using the rearrangement method of Table 1 (b), and the diffusion effect on the noise e N weighted by e R is investigated. See.
First, the method parameters are determined as follows. (A) f 1 = 4f D , f S = 112 f D , N E = 4, total number of sample points 112 = 448 From this, the following parameters are derived. (B) N c = 4, N L = 16, N G = 8 Four rearranged frames F k (k = 1,
Table 2 shows an example of the configuration of 2, 3, 4).

【0029】[0029]

【表2】 ここで、表2のyj 〔、、・・・〇で示されてい
る〕は表1(b)の値を用いる。この場合、f1 =4f
D で再配置アルゴリズムを作って、入力として、eR
(f1 =4fD )、eN (fN =3.5 fD 、3.75fD
に対するコンピュータ・シュミレーションの結果を図1
1乃至13に示す。この場合は、再配置による波形変化
の最小間隔はτ=TS =1/fS であり。その頻度も高
いのでeN の電力は(fD /4)刻みに、0〜fS に亘
り図のように拡散する。図13のSN比の増分は式(1
0)に於いて(S/N)E >13dBとなり、著しくS
N特性を向上する。図12ではfN がf1 に近接してい
るためf1 成分が残っているがNE を増大することによ
り減少せしめることができる。また後述する5項の方法
により改善することも可能である。
[Table 2] Here, the values in Table 1 (b) are used for y j [shown by ∘ ...] in Table 2. In this case, f 1 = 4f
Make a rearrangement algorithm in D and use e R as input
(F 1 = 4f D), e N (f N = 3.5 f D, 3.75f D)
Figure 1 shows the result of computer simulation for
1 to 13. In this case, the minimum interval of waveform change due to rearrangement is τ = T S = 1 / f S. Since the frequency is high, the power of e N spreads every (f D / 4) from 0 to f S as shown in the figure. The increment of the SN ratio in FIG.
In (0), (S / N) E > 13 dB, and remarkably S
Improves N characteristics. In FIG. 12, since f N is close to f 1 , the f 1 component remains, but it can be reduced by increasing N E. It is also possible to improve by the method of item 5 described later.

【0030】1.3 関数変換方式 1.2項の方式では配置変更のできる標本点には等絶対
値レベルという制約がある。この制約は特性向上を阻む
要素である。ここでは、任意の標本点相互間の配置変更
を可能とする方式について説明する。図14は受信信号
波形eR (t)を示す。いま、時刻t1 、t2 を変換す
べき信号の位相角θ1 =2πft1 、θ2 =2πft2
で表現し、これらの点における標本値をa1 =Acos θ
1 、a2 =Acos θ2 、θ2 =θ1 +△θとする。しか
るとき、eR の波形を保存して変換するには、ここで複
素正弦波による変換を
1.3 Function Conversion Method In the method of section 1.2, there is a constraint that the sample points whose arrangement can be changed are equal absolute value levels. This restriction is an element that prevents improvement in characteristics. Here, a method of enabling the arrangement change between arbitrary sample points will be described. FIG. 14 shows the received signal waveform e R (t). Now, the time t 1, t the phase angle of the two signals to be converted to θ 1 = 2πft 1, θ 2 = 2πft 2
And sample values at these points are a 1 = A cos θ
1 , a 2 = Acos θ 2 , θ 2 = θ 1 + Δθ. Then, in order to save and convert the waveform of e R , use the complex sine wave conversion here.

【数2】 を考えると、次式が成り立つ。[Equation 2] Considering, the following equation holds.

【0031】[0031]

【数3】 これらの関係式から、式(23)の値に対応する変換値に
ダッシュをつけて示すと、 a2 ′=a1 c−b1 d (25) b1 ′=a1 d+b1 c (26) b1 =Asin θ1 =Acos (θ1 −π/2) (27) が得られる。すなわち、図14に示す2個の原フレーム
の標本値(a1 、b1 )から、位相差に対応する複素数
(c、d)を用いて再配置先の変換標本値(a2′、b2
′)が得られる。b2 は(θ2 +π/2)の位置の標
本値となる。簡単のために、(a1 、b1 )と(c、
d)からa2 ′のみを求め、(b2 ′をとくに利用せ
ず)、これを変換(a1 →a2 ′)と考えても良い。こ
の方法により、t1 における標本値を任意の時刻t2
標本値に変換して、時間位置を移動させることができ
る。
[Equation 3] From these relational expressions, when the converted value corresponding to the value of the expression (23) is shown with a dash, a 2 ′ = a 1 c−b 1 d (25) b 1 ′ = a 1 d + b 1 c (26 ) B 1 = Asin θ 1 = Acos (θ 1 −π / 2) (27) is obtained. That is, from the sample values (a 1 , b 1 ) of the two original frames shown in FIG. 14, using the complex numbers (c, d) corresponding to the phase difference, the transformed sample values (a 2 ′, b) of the rearrangement destination. 2
′) Is obtained. b 2 is a sample value at the position of (θ 2 + π / 2). For simplicity, (a 1 , b 1 ) and (c,
It may be considered that only a 2 ′ is obtained from d), (b 2 ′ is not particularly used), and this is converted (a 1 → a 2 ′). By this method, the sample value at t 1 can be converted into the sample value at an arbitrary time t 2 and the time position can be moved.

【0032】上記方法を用いると、互いに異なる再配置
パターンの製作に当り、設計自由度が極めて大きくな
り、拡散効果を高めることができる。本方式は、前述の
(b)項の方式においてNG =1の場合に相当し、自由
に置換しうる標本点の数N Lは次式で与えられる。 N L=fS /f D (28) したがって、互いに構成要素の全てが異なる配置パター
ンの数は(N L+1)が素数の場合、N L個となる。こ
れから高い拡散効率を保ちつつ(αの値を高く保ちつ
つ)拡大できるフレーム数をNE*として定義すると、 NE*≒N L (29) となるので、式(7)のNE に上式のNE*を代入して得
られる総標本点数/拡大フレームをNf*とすれば、 Nf*=NE*fS /f D=(fS /f D2 (30) Nf*は、αの値を高く保つ制約の下に拡大フレームを作
ったときの総標本点数であり、これと式(10)から次式
のSN改善量が得られる。
When the above method is used, the degree of freedom in designing becomes extremely large when manufacturing different rearrangement patterns, and the diffusion effect can be enhanced. This method corresponds to the case of N G = 1 in the method of the above-mentioned item (b), and the number N L of sample points that can be freely replaced is given by the following expression. N L = f S / f D (28) Therefore, the number of all different arrangement patterns of the components is (N L +1) If prime, the N L pieces together. When defining the number of frames as N E * which can now while maintaining a high diffusion efficiency (while maintaining high values of alpha) expansion, since N E * become ≒ N L (29), on the N E of the formula (7) Letting N f * be the total number of sample points / enlarged frame obtained by substituting N E * in the equation, N f * = N E * f S / f D = (f S / f D ) 2 (30) N f * is the total number of sample points when an enlarged frame is created under the constraint of keeping the value of α high, and from this and equation (10), the SN improvement amount of the following equation is obtained.

【0033】 (S/N)*E=10log10 (αNf*)=10log10 [α(fS /f D2 ](31) NE を増し、Nf を増しても、再配置パターン相互間の
類似性が高ければαの値は低下する。すなわち、特定の
周波数に電力が集中する結果となる。しかし、本方式で
は、式(29)、 (30)の限界までαを高く保持しうる。
式(31)より、さらにSNの向上が必要ならば、fS
増せばよく、比較的容易に高いSN比を実現できる。f
S の増大に対する制約がとくにないとすれば、この手法
により無限に(S/N)比を増大しうることになる。
(S / N) * E = 10log 10 (αN f *) = 10log 10 [α (f S / f D ) 2 ] (31) Even if N E is increased and N f is increased, the rearrangement pattern The higher the mutual similarity, the lower the value of α. That is, the result is that power is concentrated at a specific frequency. However, in this method, α can be kept high up to the limits of equations (29) and (30).
From the equation (31), if it is necessary to further improve the SN, it suffices to increase f S , and a high SN ratio can be realized relatively easily. f
If there is no particular restriction on the increase of S , this method can increase the (S / N) ratio infinitely.

【0034】上述の説明では複素正弦波を用いたが、a
2 ′を求めるために、原フレームの2個の標本値(a
1 、b1 )を利用し、a1 とb1 の位相差θabを一般に
次式で示す値に選んでも同じような変換ができる。 θab=π/2±Nπ (32) ここにNは整数である。さらに一般化すると、θabは、
θab≠0なる一般の値を用いても可能で、a2 ′を導出
できるが、この場合は次式の変換式を用いる。すなわ
ち、 a1 =Acos θ1 (33) b1 =Acos (θ1 −θab) (34) から、a2 ′を求めると、 a2 ′=a1cos△θ−[b1 −a1cosθab]sin △θ/sin θab(35) b2 ′=[b1 −a1cosθab]cos △θ/sin θab+a1sin△θ(36) が得られる。したがって、θab、△θを与えることによ
り原標本値(a1 、b1)から(a2 ′、b2 ′)を求
めることができる。したがって、この手法を拡散化にも
用いることができ、個々の再配置先の標本値を求めると
きθabの値を変化させることができる。すなわち、例え
ばθabを表1の手法または、乱数により定めれば、a1
に対応して用いるb1 の時間位置を広く変化させつつ、
順次a2 ′(またはa2 ′とb2 ′)を求めて行くこと
ができ、これによりより理想的な拡散を実現できる。
Although the complex sine wave is used in the above description, a
To obtain 2 ′, two sample values (a
The same conversion can be performed by using ( 1 , b 1 ) and selecting the phase difference θab between a 1 and b 1 to a value generally shown by the following equation. θab = π / 2 ± Nπ (32) Here, N is an integer. More generalized, θab is
It is possible to derive a 2 ′ by using a general value of θab ≠ 0, but in this case, the conversion formula of the following formula is used. That is, when a 2 ′ is obtained from a 1 = Acos θ 1 (33) b 1 = Acos (θ 1 −θab) (34), a 2 ′ = a 1 cos Δθ− [b 1 −a 1 cos θab ] Sin Δθ / sin θab (35) b 2 ′ = [b 1 −a 1 cos θab] cos Δθ / sin θab + a 1 sin Δθ (36) is obtained. Therefore, by giving θab and Δθ, it is possible to obtain (a 2 ′, b 2 ′) from the original sample values (a 1 , b 1 ). Therefore, this method can also be used for diffusion, and the value of θab can be changed when obtaining the sample value of each relocation destination. That is, for example, if θab is determined by the method of Table 1 or a random number, then a 1
While widely changing the time position of b 1 used corresponding to
It is possible to sequentially find a 2 ′ (or a 2 ′ and b 2 ′), which makes it possible to realize more ideal diffusion.

【0035】上述の説明では何れも2個の原標本値(a
1 、b1 )から再配置先標本値(a2 ′、b2 ′)を求
めたが、1個の原標本値a1 からa2 ′を求めることも
できる。その方法を以下に説明する。 a1 =Acos θ1 (37) a2 =Acos (θ1 +△θ) (38) から変換標本値a2 ′を求めると、
In the above description, two original sample values (a
Although the rearrangement destination sample values (a 2 ′, b 2 ′) are obtained from 1 , 1 b 1 ), it is also possible to obtain one original sample value a 1 to a 2 ′. The method will be described below. a 1 = A cos θ 1 (37) a 2 = A cos (θ 1 + Δθ) (38) From the converted sample value a 2 ′,

【0036】[0036]

【数4】 として求められる。この方式では、θ1 =π/2のとき
1 には雑音も含まれることを考えると、a1 ≠0とな
りうるので、その場合はa2 ′→∞となる。一般にε≪
1として、 |cos θ1 |<θε (40) の範囲の原標本値の使用を避けることが必要となる。
[Equation 4] Is required as. In this method, considering that noise is also included in a 1 when θ 1 = π / 2, as it can be a 1 ≠ 0, this case becomes a 2 '→ ∞. Generally ε <<
For example, it is necessary to avoid using original sample values in the range of | cos θ 1 | <θ ε (40).

【0037】その他の方法として過去の原フレームの標
本値の2乗平均値
As another method, the root mean square value of the sample values of the original frame in the past

【0038】[0038]

【外5】 (以下、図面を除く明細書中ではA# と表現する)を求
め、これから、雑音の影響を無視すれば、
[Outside 5] (Hereinafter referred to as A # in the specification excluding the drawings), and ignoring the influence of noise,

【0039】[0039]

【外6】 (以下、図面を除く明細書中ではA≒√(2)A# と表
現する)とおけるので、A# が得られる。この場合はa
2 ′が過大になることはなく、変換標本値が定まる。こ
のようにして、a1 →a2 ′の変換により再配置拡散を
実現できる。
[Outside 6] (Hereinafter, in the specification excluding the drawings, it is expressed as A≈√ (2) A # ), so that A # is obtained. In this case a
Never 2 'is excessively large, the conversion sample values is determined. In this way, rearrangement diffusion can be realized by converting a 1 → a 2 ′.

【0040】図15に本方式によるコンピュータシュミ
レーションの結果の1つを示す。 1.4 多値伝送方式 上述の説明は、何れも送信側の2値情報を異なる周波数
の組f1 、f0 に対応させる伝送方式を用いた。これは
BFSK(Binary Frequency Shift Keying )と呼ばれ
る。本発明の原理を用いると、多値情報を異なる周波数
fi (i=0、1、2・・・ N−1)に対応させて伝送す
ることができる。これに対応して、N個の周波数検出回
路が必要となるが、1フレームで送りうる情報量は1ビ
ットから I=log2N (bit ) (42) に増大する。Nの値の限界は、式(8)のDFT分析後
の出力周波数fa の間隔△fa で与えられる。すなわ
ち、 fi+1 ≧fi +△fa (43) に選ぶ必要がある。この限界以下に周波数間隔を減少す
ると、隣接周波数に検出出力が漏洩し、SN比の劣化を
もたらす。
FIG. 15 shows one of the results of computer simulation according to this method. 1.4 Multilevel Transmission Method In the above description, the transmission method in which the binary information on the transmission side is associated with different frequency groups f 1 and f 0 is used. This is called BFSK (Binary Frequency Shift Keying). Using the principle of the present invention, multivalued information can be transmitted in association with different frequencies fi (i = 0, 1, 2, ... N-1). Correspondingly, N frequency detection circuits are required, but the amount of information that can be sent in one frame increases from 1 bit to I = log 2 N (bit) (42). Limit value of N is given by the interval △ fa of the output frequency f a post DFT analysis of equation (8). That is, it is necessary to select f i + 1 ≧ f i + Δf a (43). If the frequency interval is reduced below this limit, the detection output leaks to adjacent frequencies, resulting in deterioration of the SN ratio.

【0041】式(30)の制約のもとに選んだとしても、
kを正の整数とするとき、 fi ≠kfD (44) が成立つような、1フレームで周期の完結しない周波数
を送信周波数に選んだ場合を考えよう。この場合のフレ
ームを連続させると図6のように、フレームの境界で、
j で示す波形の不連続が生ずる。したがって、雑音が
存在しない場合でも、DFT分析による出力周波数fa
にはその前後の周波数成分が含まれ、次式のようにな
る。ここにhは正の整数である。この現象はfa の中の
i 成分の出力の低下、fi以外の成分の生起により、
(S/N)E を低下させる。この現象は、フレーム周期
を伸張または短縮する方法により回避できる。
Even if it is selected under the constraint of equation (30),
Let us consider a case where a frequency whose cycle is not completed in one frame is selected as the transmission frequency such that f i ≠ kf D (44) holds when k is a positive integer. When the frames in this case are made continuous, as shown in FIG. 6, at the frame boundaries,
A waveform discontinuity indicated by e j occurs. Therefore, even in the absence of noise, the output frequency f a by DFT analysis
Includes the frequency components before and after that, and is as follows. Here, h is a positive integer. This phenomenon is caused by a decrease in the output of the f i component in f a and the occurrence of components other than f i .
(S / N) Decrease E. This phenomenon can be avoided by extending or shortening the frame period.

【0042】図16には、" 1" に対応する周波数をf
D の3.75倍の値に選んだ場合の受信波形eR (f1
と、eR (f1 )をもとに作成した伸張フレームe
RE(f1 )を示す。eRE(f1 )の周期はT DからTDE
に伸張しているので、f1 の丁度2π×4サイクル分を
収容できる。したがって、TDEの周期に亘り、DFT分
析を行えば、雑音が重量されていないときは、単一正弦
波が検出される。これを周期伸張方式と呼ぶ。この場
合、eRE(f1 )の最後尾の標本値S2 がeR (f1
には存在していないが、eR (f1 )の他の同じ正弦波
形の部分の1つ、例えば図のS1 を採用し、これをS2
としても用いる。すなわち、S1 は2回用いられる。
In FIG. 16, the frequency corresponding to "1" is f
Received waveform e R (f 1 ) when selected to be 3.75 times D
And e R (f 1 )
Indicates RE (f 1 ). e RE (f 1 ) cycle is from T D to T DE
Since it is extended to 2, it can accommodate exactly 2π × 4 cycles of f 1 . Thus, a DFT analysis over a period of T DE will detect a single sine wave when the noise is not weighted. This is called a period extension method. In this case, the last sample value S 2 of e RE (f 1 ) is e R (f 1 )
, One of the other parts of the same sinusoidal waveform of e R (f 1 ) that is not present in S 2 , such as S 1 in the figure, and
Also used as. That is, S 1 is used twice.

【0043】図において、eR (f1 )の一部S3 を削
除してf1 の丁度2π×3サイクルを利用することもで
きる。これは周期短縮方式である。信号の存在する部分
を捨てるので、上述の伸張方式より若干SN比の面では
不利となる。このような処理は原フレームの標本値を一
旦メモリに格納した後、再配列することにより、簡単に
実現できる。上述の何れの方法でも、fD の非整数倍の
信号を用いて、整数倍の信号eRE(f1 )を簡単に求め
ることができる。このeRE(f1 )に対し4.1(a)
〜(c)の諸方式にもとずく再配置拡散処理を行えば、
同様なSN比の改善が得られる。この手法の適用により
送信側で利用できる周波数間隔を式(8)の△fa まで
狭くできる。すでに説明した図2は2値情報をオン・オ
フパルスで表現し、これに対応する周波数を設定した場
合の時間波形である。
In the figure, it is also possible to delete a part S 3 of e R (f 1 ) and use just 2π × 3 cycles of f 1 . This is a cycle shortening method. Since the portion where the signal exists is discarded, it is slightly disadvantageous in terms of SN ratio compared to the above-described expansion method. Such processing can be easily realized by temporarily storing the sample values of the original frame in the memory and then rearranging them. In any of the methods described above, the signal e RE (f 1 ) of an integral multiple can be easily obtained by using the signal of a non-integral multiple of f D. 4.1 (a) for this e RE (f 1 )
If the rearrangement diffusion processing is performed according to the methods of (c),
A similar improvement in SN ratio is obtained. By applying this method, the frequency interval that can be used on the transmission side can be narrowed to Δf a in equation (8). FIG. 2 already described is a time waveform when binary information is represented by ON / OFF pulses and a frequency corresponding thereto is set.

【0044】図17は図2の変調を行った場合の各FS
K方式のスペクトルを示す。(a)は従来のBFSK方
式のスペクトルでf0 とf1 を分離して検出しうるため
に両者の間隔をfSPとするときfSP=fD と広く取って
ある。次に(b)は本発明を適用した場合のスペクトル
でfSPは式(8)の△fa に設定できる。(c)は8値
FSKの場合のスペクトルである。これから従来のFS
Kと本発明の方式の場合の伝送路占有帯域は、多値数を
μとすれば次式で与えられる。 (従来FSK)B1 =(μ−1)fD +2fD (46) (本発明のFSK) B2 =(μ−1)△fa +2fD (47) 従来のFSKの周波数効率を基準とすれば、本発明の方
式の相対効率ηr は、μの大きい場合に対して、 ηr =1.0 fD /△fa =1.0 NE (μ≫2) (48) となる。したがって、NE の増大により周波数利用効率
を向上しうる利点がある。
FIG. 17 shows each FS when the modulation shown in FIG. 2 is performed.
The spectrum of K system is shown. In (a), since f 0 and f 1 can be separately detected in the spectrum of the conventional BFSK system, f SP = f D is widely set when the interval between them is f SP . Next, (b) is a spectrum when the present invention is applied, and f SP can be set to Δf a in Expression (8). (C) is a spectrum in the case of 8-level FSK. Conventional FS
The transmission path occupied band in the case of K and the method of the present invention is given by the following equation, where μ is the multilevel value. (Conventional FSK) B 1 = (μ-1) f D + 2f D (46) (FSK of the present invention) B 2 = (μ-1) Δf a + 2f D (47) Based on the frequency efficiency of the conventional FSK Then, the relative efficiency η r of the method of the present invention becomes η r = 1.0 f D / Δf a = 1.0 N E (μ >> 2) (48) for a large μ. Therefore, there is an advantage that the frequency utilization efficiency can be improved by increasing N E.

【0045】2 PSK−DFT方式 DFT分析出力は、信号の周波数成分のみならず、位相
成分も検出できるので、送信側で位相変調を用い、これ
を受信側で復調するPSK方式にも1項で既に述べた技
術を適用できる。前述の再配置手法は、信号保存−雑音
拡散機能を有するので、入来信号の周波数は同じで位相
の異なる場合送信の波形は前述の諸方式のうち関数変換
を除く2方式により、何れも変化する。したがって、一
般に2値位相変調のみならず、多相変調にも適用でき
る。多相変調を1.2項の方式により行う場合を考えよ
う。いま、互いに位相差φをもつ2個の信号ea 、eb
を考える。 ea (t)=Acos 2πft (49) eb (t)=Acos (2πft −φ) (50) 図18はea (t)の検出回路にeb (t)を加えた場
合の説明図である。いま等レベルvに対応するea
(t)の4個の時刻ti (i=1,2,3,4 )の標本点に関
し再配置を行ったとしよう。a1 をt2 〜t4 の何れに
移動しても極性変換のみ行えばea (t)は変化しな
い。この手法をeb (t)に対し適用し、b1をt2
4 に配置すれば、それらの標本値b2 ′〜b4 ′の絶
対値はb1 に等しい。実際の値b3 とb3 ′は一致する
がその他の点では一致しない。この値を△bとしよう。
例えばt2 点では、 △b=b2 ′−b2 =A{cos (2πft2−φ)−cos (2πft1−φ)} =2Asin 2πft2sin φ≒(Asin 2πft2)×2φ (51) この結果から等レベル変換における再配置先の半数の点
に再配置した場合、基準位相に合致しない波は波形変化
を受けるので、その周波数成分は拡散する。したがって
b (t)のみ入力した場合、DFT出力は、周波数f
に関する位相量がea (t)の出力に比し、φだけ違う
のみならず、fの絶対値が減少し、他の周波数成分に拡
散されるので、識別し易くなる。この事は、φの値を小
さく設計しても、位相差の検出が可能になるので、QP
SKやさらに相数の多い多相伝送方式を実現しうる利点
がある。
2 PSK-DFT method Since the DFT analysis output can detect not only the frequency component of the signal but also the phase component, phase modulation is used on the transmitting side and demodulated on the receiving side by the PSK method in accordance with item 1. The technology already described can be applied. Since the above-mentioned rearrangement method has a signal storage-noise spreading function, when the frequency of the incoming signal is the same and the phase is different, the waveform of the transmission changes in any of the above two methods except for the function conversion. To do. Therefore, it is generally applicable not only to binary phase modulation but also to multiphase modulation. Consider a case where the polyphase modulation is performed by the method of 1.2. Now, two signals e a and e b having a phase difference φ with each other.
think of. e a (t) = Acos 2πf t (49) e b (t) = Acos (2πf t -φ) (50) Fig. 18 is a case of adding the e b (t) to the detection circuit of e a (t) FIG. E a corresponding to the equal level v now
Suppose that the rearrangement is performed on four sample points at time t i (i = 1,2,3,4) in (t). Even if a 1 is moved to any of t 2 to t 4 , e a (t) does not change if only polarity conversion is performed. This method is applied to e b (t), and b 1 is set to t 2 ~
If placed at t 4 , the absolute values of their sampled values b 2 ′ to b 4 ′ are equal to b 1 . The actual values b 3 and b 3 ′ match but otherwise do not. Let this value be Δb.
For example, at the t 2 point, Δb = b 2 ′ −b 2 = A {cos (2πft 2 −φ) −cos (2πft 1 −φ)} = 2A sin 2πft 2 sin φ≈ (Asin 2πft 2 ) × 2φ (51 ) From this result, when the rearrangement is made to the half of the rearrangement destinations in the equi-level conversion, the wave that does not match the reference phase undergoes a waveform change, so that the frequency component is diffused. Therefore, when only e b (t) is input, the DFT output has frequency f
The phase amount with respect to the output of e a (t) differs not only by φ, but also the absolute value of f decreases and spreads to other frequency components, which facilitates identification. This means that the phase difference can be detected even if the value of φ is designed to be small, so QP
There is an advantage that SK and a multi-phase transmission method with more phases can be realized.

【0046】本発明は、上述の説明により、送信側の変
調方式としてASKやQAM等の方式を用いたときの位
相差の判定に対しても適用できる。なお、QAMの場合
には、受信信号の基準振幅を識別する必要がある。すな
わち、DFT出力を基準レベルをもとにその振幅の大小
を判定する機能が必要となる。この目的には、パイロッ
ト信号を時々送信するなどの手法で実現できる。本発明
は前述のように位相差を小さくして多値数を増加させる
こともできるが直交符号や擬直交符号のような符号語の
複数個を多値に対応させ符号の" 0" 、" 1" 、" 2"
、・・・ を異なる位相に対応させれば、多値伝送ができ
る。
From the above description, the present invention can be applied to the determination of the phase difference when using the ASK or QAM system as the modulation system on the transmission side. In the case of QAM, it is necessary to identify the reference amplitude of the received signal. That is, it is necessary to have a function of determining the magnitude of the amplitude of the DFT output based on the reference level. This purpose can be realized by a method of occasionally transmitting a pilot signal. Although the present invention can reduce the phase difference and increase the number of multi-levels as described above, a plurality of code words such as an orthogonal code and a pseudo-orthogonal code are made to correspond to multi-levels and the code "0", " 1 "," 2 "
, Can be made to correspond to different phases, multilevel transmission can be performed.

【0047】図19(a)は4次アダマール行列を4値
に対応させて伝送する方式で、各フレームは4チップか
ら構成され、各チップは1サイクルからなり、アダマー
ル行列の" 1" 、" 0" を位相0、πに対応させた例で
ある。この4個の行Hi i=0,1,2,3 )は互いに直交し
ているので送信波形eTi(受信波形はeRi=eTiであ
る。)に対応する通常の位相復調器を4個準備すれば送
信情報を判定できる。しかし、SN比の改善はできな
い。本発明の再配置拡散の原理を用いると、図4の7A
において、標本化すると共に、i番目の回路は4チップ
の標本値を極性反転することにより、信号波形の変換、
Ti→eToが実現できる。すなわち4個の回路の出力は
もしそれらに所定の信号が加わっていたとすれば、何れ
もeTOと同じ波形になる。しかる後、図4の7B により
1項で述べた再配置拡散を行う。この処理により拡散さ
れ、図4の7C は高いSN比でeTOの周波数と位相成分
を出力する。ここで、Hi の符号を反転させた出力も利
用できるので、この方法で8値(3ビット)/1フレー
ムの伝送が実現できる。図19(b)はアダマール行列
FIG. 19 (a) shows a method of transmitting a fourth-order Hadamard matrix in correspondence with four values. Each frame is composed of 4 chips, each chip consists of 1 cycle, and "1", "" of the Hadamard matrix are used. In this example, 0 "corresponds to phases 0 and π. Since these four rows H i i = 0,1,2,3) are orthogonal to each other, a normal phase demodulator corresponding to the transmission waveform e Ti (the reception waveform is e Ri = e Ti ) is used. The transmission information can be determined by preparing four pieces. However, the SN ratio cannot be improved. With the principle of relocation diffusion of the present invention, 7 of FIG. 4 A
, The i-th circuit converts the signal waveform by inverting the polarity of the sample value of 4 chips,
e Ti → e To can be realized. That is, if the predetermined signals are added to the outputs of the four circuits, they all have the same waveform as e TO . Thereafter, rearranges diffusion described in item 1 by 7 B of FIG. By this process, 7 C in FIG. 4 outputs the frequency and phase components of e TO with a high SN ratio. Here, since the output obtained by inverting the sign of H i can also be used, transmission of 8-value (3 bits) / 1 frame can be realized by this method. FIG. 19B shows the Hadamard matrix

【0048】[0048]

【外7】 (以下、図面を除く明細書中では、(−)# と表現す
る)、
[Outside 7] (Hereinafter, in the specification excluding the drawings, it is expressed as (-) # ),

【0049】[0049]

【外8】 (以下、図面を除く明細書中では、(+)# と表現す
る)に対し、位相(−π/2)と(π/2)を対応させ
た場合の4個の送信波形を示す。(a)と(b)の両者
を用い、反転符号の場合を含めると16値伝送となる。こ
の場合通常の位相復調を行うと、図(a)のみの場合に
比し、位相差が小さくなっているので、そのSN比、
(S/N) Dは低下する。しかし、本発明の方法では、
まず図(b)の(−)# チップの波形の原標本値の極性
を反転することにより、(+)# (以下、図面を除く明
細書中では、(+)# と表現する)チップの波形を滑ら
かに連結させる。その結果、すべての出力はeTO′に一
致し、前述の再配置拡散手法により高いSN比を得るこ
とができる。一般に(−)# 、(+)# に対する位相を
−θj 、(−θj +π)に対応させる。ここでθj に対
し異なる値θj 'を考えその差△θj =θj − θj ′を
小さく選定しても本発明の原理を用いると前述の位相識
別性能により、高いSN比を得ることができる。いま、
△θj =π/qに選定し、アダマール行列の次数をNH
(サイクル数/フレームに当る。前述のNC に等しい)
とすれば、情報伝送量/フレームは、 I=log2(2qNH )(bit ) (52)となる。
[Outside 8] Four transmission waveforms in the case where phases (−π / 2) and (π / 2) are made to correspond to (hereinafter, expressed as (+) # in the specification excluding the drawings) are shown. If both (a) and (b) are used and the case of the inverted code is included, 16-value transmission is performed. In this case, when the normal phase demodulation is performed, the phase difference is smaller than that in the case of FIG.
(S / N) D decreases. However, in the method of the present invention,
First figure (b) (-) by reversing the polarity of the original sample values # chip waveform, (+) # (hereinafter, in the specification, except the drawing, (+) # and expressed) chip Smoothly connect waveforms. As a result, all outputs match e TO ′, and a high signal-to-noise ratio can be obtained by the rearrangement diffusion method described above. In general, the phases for (−) # and (+) # are made to correspond to −θ j and (−θ j + π). Here 'the difference thought △ θ j = θ j - θ j' different values theta j to theta j by the above-mentioned phase identification performance and using the principle of even select smaller present invention, to obtain a high SN ratio be able to. Now
Choose Δθ j = π / q and set the order of the Hadamard matrix to N H
(This corresponds to the number of cycles / frame. It is equal to N C mentioned above.)
Then, the amount of information transmission / frame is I = log 2 (2qN H ) (bit) (52).

【0050】このように、離散情報を所定の変調により
伝送する通信方式の受信復調回路に於いて、繰り返し周
期がTi =1/fi の目的波形を含む受信信号より標本
値を取り出し、必要ならば再配置変換処理あるいはフィ
ルタによる処理を施した後、標本値に対して振幅軸上又
は時間軸上の非線形処理を施すことにより、波形を特別
の波形に変形し、その結果f1 の整数倍の周波数成分k
1 (k=1,2・・・)を生成し、その出力中の雑音
成分をこの非線形処理によりkf1 とは一致しない周波
数領域に広く拡散せしめ、これらの出力を必要ならば再
配置変換処理を施した後、分析部に加えて目的の波形を
識別するように構成することも可能である。
As described above, in the reception demodulation circuit of the communication system for transmitting the discrete information by the predetermined modulation, the sampling value is extracted from the reception signal including the target waveform having the repetition period T i = 1 / f i , and it is necessary. Then, after performing the rearrangement conversion processing or the processing by the filter, the waveform is transformed into a special waveform by performing the nonlinear processing on the amplitude axis or the time axis on the sample value, and as a result, the integer of f 1 is obtained. Double frequency component k
f 1 (k = 1, 2 ...) Is generated, the noise component in the output is spread widely in the frequency region that does not match kf 1 by this nonlinear processing, and these outputs are rearranged and transformed if necessary. After the processing is performed, it is possible to identify the target waveform in addition to the analysis unit.

【0051】3 チャープ変調(CM)−DFT方式
(時間軸変換前置方式) 送信側の変調方式としてチャープ変調(CM)を用いる
場合に対しても、本発明は有効な受信方式を提供する。
図20はCM−DFT方式の原理説明図である。図のC
1 、C0 は" 1" 、" 0" に対応するチャープ変調特性
で、周波数−時間特性である。tS はチャープの開始点
を示す。eT1(t)、eTO(t)は送信チャープ波形、
3 Chirp Modulation (CM) -DFT Method (Time Axis Conversion Prefix Method) The present invention provides an effective reception method even when the chirp modulation (CM) is used as the transmission side modulation method.
FIG. 20 is an explanatory diagram of the principle of the CM-DFT method. Figure C
1 , 1 and C 0 are chirp modulation characteristics corresponding to "1" and "0", which are frequency-time characteristics. t S indicates the start point of the chirp. e T1 (t) and e TO (t) are transmit chirp waveforms,

【0052】[0052]

【外9】 (以下、図面を除く明細書中では、C1 #,C0 #と表現す
る)はλ=TS ′/TS の時間tによる変化を示す時間
軸圧伸特性、ここにTS は受信信号の単位時間、TS
は圧伸後の単位時間、t1 、t0 はC1 #,C0 #がλ=1
になる点である。eF1(t)、eF0(t)は時間軸変換
後のフレーム信号の時間波形で両者の波形は一致す
る。。
[Outside 9] (Hereinafter, in the specification excluding the drawings, expressed as C 1 # , C 0 # ) is a time axis companding characteristic showing a change of λ = T S ′ / T S with time t, where T S is the reception Unit time of signal, T S
Is the unit time after companding, t 1 and t 0 are C 1 # and C 0 # where λ = 1
Is the point. e F1 (t) and e F0 (t) are time waveforms of the frame signal after the time axis conversion, and both waveforms match. .

【0053】CM−DFT方式の場合、図4の7 Aは入
力チャープ信号を単一正弦波信号に変換した後、その標
本化を行う機能を有する。図14のC1 、C0 に示すチャ
ープ変調を施した場合、受信側で、図示のC1 #,C0 #
示すように標本値の時間軸を圧縮または伸張すれば、e
F1(t)、eF0(t)は、それぞれC1 #,C0 #がそれぞ
れ1となる時刻t1 、t0 のチャープ信号周波数f1
0 が連続する波形となる。(ここで、
[0053] When the CM-DFT scheme, 7 A of FIG. 4 converts the input chirp signal into a single sinusoidal signal has a function of performing the sampling. When the chirp modulation shown by C 1 and C 0 in FIG. 14 is performed, if the time axis of the sampled value is compressed or expanded on the receiving side as shown by C 1 # and C 0 # in the figure, e
F1 (t) and e F0 (t) are the chirp signal frequencies f 1 and t 1 at times t 1 and t 0 at which C 1 # and C 0 # are 1 respectively.
The waveform of f 0 is continuous. (here,

【0054】[0054]

【外10】 (以下、図面を除く明細書中では、C0 #と表現する)を
適当に選べば、eF0(t)を他の周波数、例えばf1
することもできる。)このeF1(t)、eF0(t)に対
しそれぞれ、1項で述べた方法を適用すれば、この信号
成分に重畳して入来する雑音成分を拡散できるので、D
FT処理後の判定SN比を十分高めることが出来る。
[Outside 10] By appropriately selecting (hereinafter referred to as C 0 # in the specification excluding the drawings), e F0 (t) can be set to another frequency, for example, f 1 . ) By applying the method described in section 1 to e F1 (t) and e F0 (t), the noise component that is superimposed on this signal component and that comes in can be diffused.
It is possible to sufficiently increase the determination SN ratio after the FT process.

【0055】1項で述べた諸方式では、もし、送信信号
と等しい周波数例えばfN =f1 で位相の等しい雑音成
分が加えられたとすると、このような雑音は前述の再配
置拡散手法では拡散できないことになる。その結果、送
信側からf1 の信号を送信していない場合にも、受信側
ではf1 が送信されたものと誤判定する。CM−DFT
では、上述の時間軸圧伸処理により、上記の単一周波数
1 の雑音は拡散されるので、時間軸圧伸後の出力がf
0 、f1 に一致する確率は極めて小さくなる。チャープ
の変調方式には上述のC1 、C0 とは異なる傾斜を用い
ることもできる。また開始点tS は自由に設定できる。
さらにチャープ特性として、2次式など高次特性を活用
すると、多数のチャープ波形を用いうるので、容易に多
値伝送を実現しうる。
In the systems described in the section 1, if a noise component having the same frequency as the transmission signal, for example, f N = f 1 and the same phase is added, such noise is spread by the rearrangement spreading method described above. It will not be possible. As a result, even when the signal of f 1 is not transmitted from the transmitting side, the receiving side erroneously determines that f 1 is transmitted. CM-DFT
Then, since the noise of the single frequency f 1 is diffused by the time axis companding process, the output after the time axis companding is f
The probability of matching 0 and f 1 is extremely small. It is also possible to use a gradient different from the above-mentioned C 1 and C 0 for the chirp modulation method. The starting point t S can be set freely.
Further, if a high-order characteristic such as a quadratic equation is used as the chirp characteristic, a large number of chirp waveforms can be used, so that multilevel transmission can be easily realized.

【0056】4 非正弦波形変調−DFT方式 [a]振幅軸変換方式 1項〜2項では正弦波変調をベースとする変調方式への
応用例を説明したが、正弦波以外の任意波形を用いて伝
送する場合にも、本発明を適用しうる。通信システム以
外の、例えばメモリの読出出力や、医療機械による診断
出力など、元来正弦波ではないが、その波形の種類に制
限があり、受信側でその位置と波形を予期できる場合に
は、本発明は有効な受信検出手段を提供する。図21
は、非正弦波形変調により送信した信号を受信判定する
説明図である。eT1、eTOは" 1"、" 0" に対応する
送信波形、eF1、eF0は振幅軸変換出力波形で、正弦波
形である。
4 Non-sinusoidal Waveform Modulation-DFT System [a] Amplitude Axis Conversion System In Sections 1 and 2, an example of application to a modulation system based on sinusoidal wave modulation has been described, but an arbitrary waveform other than a sinusoidal wave is used. The present invention can also be applied to the case of transmission by transmission. Although it is not a sine wave by nature, such as a memory read output or a medical machine diagnostic output other than a communication system, but the type of its waveform is limited, and its position and waveform can be expected on the receiving side, The present invention provides an effective reception detection means. Figure 21
[Fig. 6] is an explanatory diagram of reception determination of a signal transmitted by non-sinusoidal waveform modulation. e T1 and e TO are transmission waveforms corresponding to "1" and "0", and e F1 and e F0 are amplitude axis conversion output waveforms, which are sine waveforms.

【0057】eT1を検出するための図4の回路構成にお
いて、7 Aは入来したeT1の標本値を採取し、この標本
値に下記の振幅軸変換関数ξ(t)を用いて変換標本値
を得る。ξ(t)を求めるために、eT1の波形の中時刻
0〜t1 に対応する部分eT11 とこれに対応する正弦波
F1を連続関数で表現すれば、 eT11 (t)=At/t1 (0s t<t1 ) (53) eF1=Asin 2πf1 t (54) となるので、この区間の振幅軸変換関数は、 ξ(t)=t1sin2πf1 t/t (55) で与えられる。同様にしてその他の区間の関数も求ま
る。もし、eT11 に重畳して雑音波形 eN (t)=ANsin(2πf1 t+φN ) (56) が入来したとすれば、その変換出力は、
In the circuit configuration of FIG. 4 for detecting e T1 , 7 A takes a sample value of the incoming e T1 and converts it to the sample value using the amplitude axis conversion function ξ (t) below. Get the sample value. To determine ξ a (t), Expressed sine wave e F1 corresponding thereto and portions e T11 corresponding to the time 0 to t 1 in the waveform of e T1 in continuous function, e T11 (t) = At / t 1 (0 s t < t 1) (53) e F1 = Asin 2πf since 1 becomes t (54), the amplitude axis transformation function of this section, ξ (t) = t 1 sin2πf 1 t / t ( 55) given in. Similarly, the functions of other sections can be obtained. If the noise waveform e N (t) = A N sin (2πf 1 t + φ N ) (56) is superposed on e T11 , the converted output is

【0058】[0058]

【数7】 となり、fN =f1 、φN の場合も含めて、入来雑音の
周波数成分の値に関係なく、雑音成分は主としてf1
外の値に拡散する。
[Equation 7] Therefore, the noise component mainly diffuses to a value other than f 1 regardless of the value of the frequency component of the incoming noise, including the case of f N = f 1 and φ N.

【0059】したがって、式(5)に示すeR*が入来し
たとき、eI (f1 )に相当するeT1(t)の標本値は
式(54)の正弦波の標本値に変換され、eN は主として
1以外の周波数成分になるので、この変換出力
Therefore, when e R * shown in equation (5) comes in, the sampled value of e T1 (t) corresponding to e I (f 1 ) is converted into the sampled value of the sine wave of equation (54). Since e N is mainly frequency components other than f 1 , this converted output

【0060】[0060]

【外11】 (以下、図面を除く明細書中では、eR *# と表現する)
の標本値を図4の7B と7C に順次印加することによ
り、1項に述べた再配置拡散処理を施せば前述の原理に
よりf1 成分を高いSN比で検出でき、送信信号がeT1
であることを判定できる。
[Outside 11] (Hereinafter, in the specification excluding the drawings, it is expressed as e R * # )
By sequentially applied to 7 B and 7 C in FIG. 4 the sample values, if Hodokose relocation diffusion process described in item 1 can detect f 1 component at a high SN ratio by the principle described above, the transmission signal e T1
Can be determined.

【0061】図21のeTOを検出するための回路に対し
てはeTOを図示の出力eF0(t)=Asin 2πf0 tに
振幅変換する機能を準備すれば、同様な原理でeTOを高
いSN比で判定できる。一般に送信側の変調波形とし
て、相互相関値の小さい波形の中から多数の波形を選ん
で用いることにすれば波形の種類Nm に対応して式(3
7)に示す情報量をフレーム毎に伝送する多値伝送方式
を実現しうる。
For the circuit for detecting e TO in FIG. 21, if a function of performing amplitude conversion of e TO into the illustrated output e F0 (t) = A sin 2πf 0 t is prepared, e TO is operated on the same principle. Can be determined with a high SN ratio. Generally, as a modulation waveform on the transmission side, if a large number of waveforms are selected from the waveforms having a small cross-correlation value and used, the equation (3
It is possible to realize a multilevel transmission method in which the information amount shown in 7) is transmitted for each frame.

【0062】[b] 原波形保存−相関分析方式 図21の送信波形eT1を受信した場合、これを原波形と
し、原波形を保存しつつその原標本値を再配置すること
ができる。すなわち、1.2項、1.3項の原理をこの
ような非正弦波の場合に対しても適用できる。図22
(a)は等絶対値レベル点再配置方式の説明図である。
T1が一定振幅Va をとる時刻ti (i=1、2、・・・8)に
おける標本値ai は必要な場合に極性を反転すればti
の中の他の任意の時刻に移動できる。この方法で再配置
拡散処理を行う。図22(b)は関数変換方式による説
明図で、a1
[B] Original waveform storage-correlation analysis method When the transmission waveform e T1 of FIG. 21 is received, this can be used as the original waveform and the original sample value can be rearranged while the original waveform is stored. That is, the principles of the terms 1.2 and 1.3 can be applied to the case of such a non-sinusoidal wave. FIG. 22
(A) is an explanatory view of a relocation method of equal absolute value level points.
time t i (i = 1,2, ··· 8) which e T1 takes a constant amplitude V a when inverting the polarity when the sample value ai in the required t i
You can move to any other time in. Rearrangement diffusion processing is performed by this method. FIG. 22B is an explanatory diagram by the function conversion method, where a 1 ,

【0063】[0063]

【外12】 (以下、図面を除く明細書中ではa1 # と表現する)の
標本値とeT1の波形の性質を用いるとa6の標本値を計
算できることを示す。すなわち一般に図示のi番目の時
間領域内にある時刻ti の標本値はeT1の波形から、 ai =αi A[γi +βi (ti /t0 −i+1)] (58) で与えられる。ここに記号αi 、βi 、γi の値は図に
示されている。a1 、の2点からa6 の計算値を求める
と、
[Outside 12] It is shown that the sample value of a6 can be calculated by using the sample value of (hereinafter, referred to as a 1 # in the specification excluding the drawings) and the waveform property of e T1 . That is, generally, the sample value at the time ti in the i-th time domain shown in the figure is given by a i = α i A [γ i + β i (t i / t 0 −i + 1)] (58) from the waveform of e T1. To be The values of the symbols α i , β i , γ i are shown in the figure. When the calculated value of a 6 is obtained from the two points of a 1 ,

【0064】[0064]

【数8】 で与えられる。ここに、tp は時間軸の単位である。一
般に時刻tj
[Equation 8] Given in. Here, t p is a unit of the time axis. Generally at time t j ,

【0065】[0065]

【外13】 (以下、図面を除く明細書中では、tj # と表現する)
の標本値aj
[Outside 13] (Hereinafter, in the specification excluding the drawings, it is expressed as t j # )
The sampled value of a j ,

【0066】[0066]

【外14】 (以下、図面を除く明細書中では、aj #と表現する)を
用いてaj の再配置先tk の変換標本値a’k を求める
と、その値は、C1 #,C0 #で与えられる。ここにFはe
T1の波形で定まる式(58)と同様な関数である。したが
って、2個の原標本値をもとに再配置先の変換標本値を
計算し、この変換標本値を再配置先に配列することによ
り、図4の7B において拡大フレームを作りうる。この
方式は再配置先に対する制約はない。
[Outside 14] (Hereinafter, in the specification excluding the drawings, expressed as a j # ), the converted sample value a ′ k of the relocation destination t k of a j is obtained , and the values are C 1 # and C 0. Given by # . Where F is e
It is a function similar to equation (58) determined by the waveform of T1 . Thus, the two original sample values to calculate the converted sample values relocation destination based on, by arranging the converted sample values in the relocation destination, can make a larger frame in 7 B in FIG. This method has no restrictions on the relocation destination.

【0067】図22の変換方式で求めた変換標本値によ
り構成したフレームは、3角波からなる原波形を保存す
るが、その他の雑音eN の波形は原波形と異なりそのス
ペクトルは拡散される。このようにして作成した拡大フ
レームは図4の7B を経て7C に印加される。7C にお
いて、DFT分析を行うと3角波に対応する複数の周波
数成分が大きな値として検出される。この周波数成分の
組はeT1とeTOに対して異なるので、その事から、送信
波形を判定できる。一般に送信波形として多数の種類の
波形eTi(i=0、1、2、・・・ N−1)を用いる場合、DF
T分析の代りに、eTiから導かれる分析波形eAiを図4
の7C に準備し、図23(a)拡大フレームとeAiとの
相関演算を行う。すなわち、N種類の波形との相関演算
において、j番目の波形との相関値が強い場合には、図
示の如き出力が得られ、これから送信波形はeTjである
ことを判定する。ここで、分析波形Ai はi番目の送信
波形eTiの時間軸標本値系列を[S0i、S1i、・・・ S
N-1i ]とすれば、送信行列[S]は図23(b)の
ようになる。これから、分析波形eAiに対応する分析行
列は[S]の複素共軛転置行列
The frame formed by the conversion sample values obtained by the conversion method of FIG. 22 stores the original waveform consisting of triangular waves, but the waveform of other noise e N is different from the original waveform and its spectrum is spread. . The magnified frame thus created is applied to 7 C via 7 B in FIG. When the DFT analysis is performed at 7 C , a plurality of frequency components corresponding to the triangular wave are detected as large values. This set of frequency components is different for e T1 and e TO , so that the transmitted waveform can be determined. Generally, when a large number of types of waveforms e Ti (i = 0, 1, 2, ... N-1) are used as the transmission waveform, DF
Instead of the T analysis, the analysis waveform e Ai derived from e Ti is shown in FIG.
Was prepared in 7 C, performs correlation calculation between FIG 23 (a) larger frame and e Ai. That is, in the correlation calculation with N kinds of waveforms, when the correlation value with the j-th waveform is strong, an output as shown in the figure is obtained, and from this, it is determined that the transmission waveform is e Tj . Here, the analysis waveform A i is the time-axis sampled value sequence of the i-th transmission waveform e Ti [S 0i , S 1i , ... S
Assuming that N−1 , i ], the transmission matrix [S] is as shown in FIG. From this, the analysis matrix corresponding to the analysis waveform e Ai is the complex co-transpose matrix of [S]

【0068】[0068]

【外15】 (以下、図面を除く明細書中では、[ts]# と表現す
る)で与えられる。前述のDFT分析はこのような相関
演算の一種である。この分析手法を用いると、送信信号
の選択範囲は著しく拡大する。ただし、eTiのiが異な
る波形相互の相互相関は小さいほど、判定が容易にな
る。また、この方法は拡大フレームの時間幅が送信フレ
ームの整数倍でなくてもよく、eAiを拡大フレームの時
間幅に対応する波形に選べば分析判定が可能になる。さ
らに送信フレームの時間幅を常に一定に保つ必要もな
い。
[Outside 15] (Hereinafter referred to as [ts] # in the specification excluding the drawings). The aforementioned DFT analysis is a kind of such correlation calculation. Using this analysis technique, the selection range of the transmitted signal is significantly expanded. However, the smaller the cross-correlation between the waveforms of different e Ti, the easier the determination. Further, in this method, the time width of the expanded frame does not have to be an integral multiple of the transmission frame, and if e Ai is selected as a waveform corresponding to the time width of the expanded frame, analysis determination can be performed. Furthermore, it is not necessary to always keep the time width of the transmission frame constant.

【0069】図24は、PSKの一種であるミニマム・
シフト・キーイング(MSK)による送信波形を示す。
この図は" 1" 、" 0" に位相0、πを対応させてい
る。この変調方式はフレーム周期内の正弦波形に重みづ
けがされているため、伝送路の占有帯域を狭くしうる利
点がある。このような変調方式に対しても上述の2種の
方式を適用できる。図24のF Aは振幅軸変換関数で、
入出力信号x、x′の振幅尺度の比p=x′/xの時間
変化を示すもので、 F A(t)=(sin πfD t)-1 (61) で与えられる。フレームの境界近傍では図示の値pm を
越えるが、この部分に対しては、隣接標本値の補間値を
用いる。何となれば、もし、この部分に大きな雑音が存
在すれば、変換出力は異常に大きくなるためである。図
のe D(t)は、入力が信号成分のみの場合の出力波形
で、一定振幅のPSK波形となる。この波形に対し、既
に述べた再配置拡散処理を行えば、高いSN比で識別を
行うことができる。
FIG. 24 shows a minimum type of PSK.
The transmission waveform by shift keying (MSK) is shown.
In this figure, the phases 0 and π are associated with "1" and "0". This modulation method has an advantage that the occupied band of the transmission line can be narrowed because the sine waveform within the frame period is weighted. The two types of methods described above can be applied to such a modulation method. F A in FIG. 24 is an amplitude axis conversion function,
It shows the time change of the ratio p = x '/ x of the amplitude scale of the input / output signals x and x', and is given by F A (t) = (sin πf D t) -1 (61). Although the value pm is exceeded in the vicinity of the frame boundary, an interpolated value of adjacent sample values is used for this portion. This is because if there is a large amount of noise in this part, the converted output becomes abnormally large. In the figure, e D (t) is an output waveform when the input is only a signal component, and is a PSK waveform with a constant amplitude. If the rearrangement diffusion processing described above is performed on this waveform, it is possible to perform identification with a high SN ratio.

【0070】5 符号系列変調拡散方式 本方式は、図3で説明したスペクトル拡散(SS)伝送
方式に対し、本発明を適用したもので、従来のSS方式
の特徴である式(3)の符号拡散処理利得Gpと共に、
式(10)のSN改善量(S/N)E によるSN比改善効
果を得ることができる。図25は本発明の実施例を示す
もので、図4に示す構成に符号拡散機能を付加した構成
である。(a)は送信側変調部で、1 Aは情報eI によ
りFSKを施す変調器、1M は1 Aの出力eS によりM
系列を変調する拡散変調器、2は1M の出力eT によ
り、例えば搬送波fC に対しFMを施す搬送波帯変調器
である。2の出力eTRは、伝送路へと送信される。
(b)は受信側復調部で、4は搬送波fC ′により雑音
を含む受信信号eRC* を復調する搬送波帯復調器、7M
は4の出力eR*をM系列により逆拡散する復調器、7 A
は7M の拡散出力eS*(雑音を含む)を標本化し、原フ
レームの標本値系列を得る回路、7B 、7C は図4と同
じ機能をもつ回路である。図26は図25のeT の時間
波形eT (t)の一例で、eS (eS *から雑音を除いた
もので、送信側IM の出力に等しい)の一部である入力
正弦波の1サイクルは7チップのM系列を除いた場合は
図のように変化する。これは、受信信号eR*から雑音を
除いた波形eR (t)に相当する。
5 Code Sequence Modulation Spreading System This system is one in which the present invention is applied to the spread spectrum (SS) transmission system described in FIG. 3, and the code of Formula (3), which is a feature of the conventional SS system. With the diffusion processing gain G p ,
It is possible to obtain the SN ratio improving effect by the SN improvement amount (S / N) E of the equation (10). FIG. 25 shows an embodiment of the present invention, in which a code spreading function is added to the structure shown in FIG. (A) is a modulator on the transmission side, 1 A is a modulator for performing FSK with information e I , 1 M is M with output e S of 1 A
A spread modulator 2 for modulating a sequence is a carrier band modulator 2 for performing FM on a carrier f C , for example, with an output e T of 1 M. The output e TR of 2 is transmitted to the transmission path.
(B) is a receiving side demodulation unit, 4 is a carrier band demodulator for demodulating a received signal e RC * including noise by a carrier wave f C ′, 7 M
Is a demodulator that despreads the output e R * of 4 with the M sequence, 7 A
Is a circuit for sampling a spread output e S * (including noise) of 7 M to obtain a sampled value sequence of the original frame, and 7 B and 7 C are circuits having the same function as in FIG. FIG. 26 is an example of the time waveform e T (t) of e T in FIG. 25, which is a part of the input sine that is a part of e S (e S * excluding noise and equal to the output of the transmitting side I M ). One cycle of the wave changes as shown when the 7-chip M series is excluded. This corresponds to the waveform e R (t) obtained by removing noise from the received signal e R *.

【0071】この方式の動作については、図3のSS方
式と図4のFSK−DFT方式の説明から明かであるの
で、詳しい説明を省略する。伝送路では、一部の帯域に
偏った雑音や単一周波数成分の雑音が混入し易いが、本
発明ではこのような雑音成分は、何れも、図25の7M
による逆拡散機能により拡散される。この拡散出力が、
情報として用いた周波数成分fi (i=0、1、・・・ )に合
致する確率は極めて小さくなり、実際上無視できる。し
たがって、図25の7B が行う再配置拡散による、雑音
拡散機能がほぼ理想的に遂行されるという利点を有す
る。この方式は3項及び4項の諸方式と同様に強力な雑
音拡散機能をもつ。ここで、図27にコンピュータシュ
ミレーションの結果を示す。これは図12にて示した方
式にM系列長[M]=7として図25の変調方式を施し
たもので、図12に比して大きな改善が得られる。
Since the operation of this system is clear from the description of the SS system of FIG. 3 and the FSK-DFT system of FIG. 4, detailed description will be omitted. In the transmission line, noise biased to a part of the band or noise of a single frequency component is easily mixed, but in the present invention, such noise component is 7 M in FIG.
It is spread by the despreading function. This spread output is
The probability of matching the frequency component f i (i = 0, 1, ...) Used as information is extremely small and can be practically ignored. Accordingly, an advantage that by relocation diffusion performed by the 7 B in FIG. 25, the noise diffusing function is almost ideally performed. This system has a powerful noise diffusion function like the systems of the 3rd and 4th terms. Here, FIG. 27 shows the result of the computer simulation. This is obtained by applying the modulation method of FIG. 25 to the method shown in FIG. 12 with M sequence length [M] = 7, and a great improvement can be obtained compared to FIG.

【0072】6 再配置拡散反復方式 図28は図4(b)の受信回路を変形した構成図であ
る。図の8は、フィルタであり、その他の記号は図4と
同じである。再配置拡散反復方式は、7B1で行う再配置
拡散処理後の拡大フレーム出力eEF1 をフィルタ81
印可する。8はここで検出しようとする正弦波形または
一般波形の構成成分[式(5)のeR*の中のeR 成分]
のみを主として通過させる帯域濾波器である。フィルタ
8はディジタル・フィルタまたはアナログ・フィルタで
構成される。後者の場合、その出力は再び標本化され
る。81 の出力eF2の中には拡大フレームの長さが∞で
ない限りeR 成分のみならず雑音eN も一般には含まれ
ている。eF2は再び7B2に加えられ、再配置拡散され、
その出力は次のフィルタ82 に印加される。これを繰返
し行う。図は、3回の再配置拡散処理後、7B3の出力e
EF3 が得られ、これが分析判定回路7C に加えれる場合
を示している。3個の再配置拡散回路により、所望の信
号成分eR 以外は繰返し拡散されるので、それぞれ(S
/N)E1、(S/N)E2(S/N)E3だけSN比が向上
する。信号eF2とeF3の中の雑音成分は、検出対象信号
の周波数成分に極めて近い成分のみを含むので、これら
をさらに再配置により拡散する7B2、7B3においては、
入来標本値と再配置先の時間差をなるべく長くとるよう
な再配置アルゴリズムを採用すれば、とくに効果的であ
る。この場合、最終段の7B の出力は、ほぼ検出対象周
波数成分のみを含むので、DFT分析を行わず、単に電
力の大きさを検出することにより、判定することもでき
る。すなわち、7C の代りに、フィルタ83 と電力識別
回路で代用することもできる。
6 Rearrangement Spreading Iteration Method FIG. 28 is a configuration diagram in which the receiving circuit of FIG. 4B is modified. Reference numeral 8 in the drawing is a filter, and other symbols are the same as those in FIG. The rearrangement spreading iterative method applies the expanded frame output e EF1 after the rearrangement spreading processing performed in 7 B1 to the filter 8 1 . 8 is a constituent component of a sine waveform or a general waveform to be detected here [e R component in e R * of the equation (5)]
It is a bandpass filter that mainly passes only. The filter 8 is composed of a digital filter or an analog filter. In the latter case, the output is resampled. The output e F2 of 8 1 generally includes not only the e R component but also the noise e N unless the length of the expanded frame is ∞. e F2 is added to 7 B2 again, rearranged and diffused,
The output is applied to the next filter 8 2 . This is repeated. The figure shows the output e of 7 B3 after three relocation diffusion processes.
The case where EF3 is obtained and added to the analysis / decision circuit 7 C is shown. Since the three rearrangement spreading circuits repeatedly spread except the desired signal component e R , each (S
/ N) E1 and (S / N) E2 (S / N) E3 improve the SN ratio. Noise component in the signal e F2 and e F3 is because they contain only very close component on a frequency component of the detected signal, in the 7 B2, 7 B3 to spread by further rearrange them,
It is particularly effective to adopt a rearrangement algorithm that takes the time difference between the incoming sample value and the rearrangement destination as long as possible. In this case, since the output of 7 B in the final stage substantially includes only the frequency component to be detected, it can be determined by simply detecting the magnitude of power without performing DFT analysis. That is, the filter 8 3 and the power discriminating circuit may be used instead of 7 C.

【0073】7 標本点数増大方式 式(30)、(31)で説明したように、標本化周波数fS
の増大がSN比改善量の増大に直接影響する。しかし、
実際の標本化回路で実現できる標本化周波数にはその技
術的上限fsmがある。しかし、隣接標本点間の標本値は
標本化定理より正確に決定できる。いま、図4の7A
入力信号eR*の帯域を信号eR (t)の周波数成分fR
(実際には後述するようにfR +kfD を必要とする)
以下に制限できる。図29は、このようなfR を与えた
とき、fR 以下の成分を保存しつつ標本化するときの、
入力信号の帯域制限特性G(jω)(ω=2πfとす
る)と標本化周波数の関係を説明する図である。いま送
信信号波形の複数個の周波数成分fi に対し、fR を下
式の値に選んだとしよう。 fR =(fi )max (62) このfR に対し、標本化周波数を fSJ=2fR (63) と置き、図29のGj で示す遮断周波数特性[G(j
ω)/T]を用いれば、これは理想濾波特性の場合に当
る。この場合のインパルス応答は、G(jω)のフーリ
エ逆変換から次式の標本化関数で与えられる。
7 Sample Number Increasing Method As described in the equations (30) and (31), the sampling frequency f S
Directly affects the increase in the S / N ratio improvement amount. But,
The sampling frequency that can be realized by an actual sampling circuit has a technical upper limit fsm. However, the sample value between adjacent sample points can be determined more accurately by the sampling theorem. Now, assume that the band of the input signal e R * of 7 A in FIG. 4 is the frequency component f R of the signal e R (t).
(Actually, f R + kf D is required as described later)
It can be limited to: FIG. 29 shows that when such f R is given, when sampling is performed while preserving components below f R ,
It is a figure explaining the relationship between the band limitation characteristic G (jω) of an input signal (ω = 2πf) and the sampling frequency. Now, let us assume that f R is selected as the value of the following equation for a plurality of frequency components f i of the transmission signal waveform. f R = (f i) max (62) relative to the f R, the sampling frequency placed and f SJ = 2f R (63) , cut-off frequency characteristics [G (j indicated by G j in FIG. 29
ω) / T], this is the case for the ideal filtering characteristic. The impulse response in this case is given by the sampling function of the following equation from the inverse Fourier transform of G (jω).

【0074】 gj (t)=(sin πt/T)/(πt/T) (64) T=1/fSJ (65) いま標本化周期TS 毎に採取したi番目の標本値をai
とすれば標本化前の原受信信号波形はai とgj (t)
を用いて、
G j (t) = (sin πt / T) / (πt / T) (64) T = 1 / f SJ (65) The i-th sample value sampled every sampling period T S is a i
Then, the original received signal waveform before sampling is a i and g j (t)
Using,

【0075】[0075]

【数10】 から復元できる。上式において実際に必要な積分範囲は
復元波形の精度に対応する。ただし、gj (t)は1/
tで減衰する振動波形であるから、加算すべきiの範囲
は著しく大となる。しかし、通常、fS 》fR に選べる
ので、図29のGH の遮断特性を用いると、そのインパ
ルス応答は、
[Equation 10] Can be restored from. In the above equation, the actually required integration range corresponds to the accuracy of the restored waveform. However, g j (t) is 1 /
Since the vibration waveform is attenuated at t, the range of i to be added is remarkably large. However, normally, f S >> f R can be selected, so that using the G H cutoff characteristic of FIG.

【0076】[0076]

【数11】 q=△fH /(fH −△fH ) (68) T=1/2(fH −△fH ) (69) となる。GH は余弦下降特性で、GH (jω)/T=1
/2となる周波数(fH−△fH )を中心として左右対
称となっている。この場合、gH (t)は1/t3 で減
衰するので、これから、式(66)を用いてeR*(t)を
求める場合、加算すべきiの範囲は実際に必要な精度に
も依存するが、gj (t)を用いる場合より著しく小さ
くなる。GH (jω)の周波数範囲はfH であるから、
この場合の標本化周波数fSHは標本化定理より、 fSH≫2fH (=6fR ) (70) となるが、図にはfSH=6fR の場合を示した。ここで
R は正弦波をフレーム周期TD の区間に限定した波形
であるから、この区間の先頭と後尾の波形を十分正確に
伝送するために実際に必要な帯域幅はfR では不十分
で、、fR +kfD(ただしk>2)となる。いま十分
正確に伝送するためにfR の代わりに例えばfR '=fR
+10fD に選べば、十分正確な復元波形が得られる。
このようにして、標本値ai とgH (t)を用いて、原
波形を計算により容易に復元することができる。したが
って、この原波形から、隣接標本値ai 、ai+1 の間に
存在する多数の補間標本値を求めることができる。計算
精度が十分高ければ、この補間標本値の数を無限に大き
くしうる。したがって、SN比改善量を無限に高めるこ
とができる。
[Equation 11] q = Δf H / (f H −Δf H ) (68) T = 1/2 (f H −Δf H ) (69) G H is the cosine descending characteristic, and G H (jω) / T = 1
It is bilaterally symmetric with respect to the frequency (f H −Δf H ) that is / 2. In this case, g H (t) is attenuated by 1 / t 3 , and therefore, when e R * (t) is obtained from the equation (66), the range of i to be added has an actually required accuracy. Also depends, but is significantly smaller than with g j (t). Since the frequency range of G H (jω) is f H ,
The sampling frequency f SH in this case is f SH >> 2f H (= 6f R ) (70) from the sampling theorem, but the case where f SH = 6f R is shown in the figure. Here, since e R is a waveform in which the sine wave is limited to the section of the frame period T D , f R is insufficient as the bandwidth actually required to transmit the waveforms at the beginning and the end of this section with sufficient accuracy. Thus, f R + kf D (where k> 2). Instead of f R for transmission now sufficiently accurate for example f R '= f R
If + 10f D is selected, a sufficiently accurate restored waveform can be obtained.
In this way, the original waveform can be easily restored by calculation using the sampled values a i and g H (t). Therefore, a large number of interpolated sample values existing between the adjacent sample values a i and a i + 1 can be obtained from this original waveform. If the calculation accuracy is high enough, the number of interpolated sample values can be increased infinitely. Therefore, the SN ratio improvement amount can be increased infinitely.

【0077】8 同期方式 本発明の諸方式を説明するに当り、受信側で搬送波及び
フレーム位置に関する同期を確保できる前提で説明して
きた。雑音を含む受信信号eR*(t)の正確なフレーム
位置情報を受信側で提供できることが、前述の再配置拡
散機能を実現する上で必須である。この同期を確保する
ためにも本発明を適用しうる。図30(a)は本発明を
同期方式に適用した場合の実施例である。fT0は送信基
準周波数、9は分周器、10は図4の送信回路(1及び
2)、11は加算回路、3は伝送路、12、13はフィルタ、
14は同期信号抽出回路、15は逓倍分周器、16は図4と同
様な多値FSKを復調識別する受信回路である。(b)
は(a)の14の詳細図で、7A 〜7C 、6は図4と同じ
である。fR0は受信基準周波数、17は電圧制御発振器で
ある。
8 Synchronization Method In describing the various methods of the present invention, the description has been given on the premise that the receiving side can secure the synchronization regarding the carrier and the frame position. It is essential for realizing the above-mentioned rearrangement spreading function that the receiving side can provide accurate frame position information of the received signal e R * (t) including noise. The present invention can also be applied to secure this synchronization. FIG. 30A shows an embodiment when the present invention is applied to the synchronization system. f T0 is a transmission reference frequency, 9 is a frequency divider, 10 is the transmission circuit (1 and 2) of FIG. 4, 11 is an addition circuit, 3 is a transmission line, 12 and 13 are filters,
Reference numeral 14 is a synchronizing signal extraction circuit, 15 is a multiplication / divider, and 16 is a receiving circuit for demodulating and identifying a multi-level FSK similar to that shown in FIG. (B)
Is a detailed view of 14 in (a), and 7 A to 7 C and 6 are the same as those in FIG. f R0 is a reception reference frequency, and 17 is a voltage controlled oscillator.

【0078】(a)について説明する。9はfT0を分周
することにより情報eI の伝送に必要な周波数fi (i
=0、1、・・・ N−1)、搬送波の周波数fC 及び同期用基
準周波数fy を作る。周波数fy の信号ey (fy
と、情報伝送用信号eTCは11において加算されかつ搬送
波fc を変調することにより、
(A) will be described. 9 frequency fi necessary for transmission of information e I by dividing the f T0 (i
= 0, 1, ... N-1), the carrier frequency f C and the synchronization reference frequency f y are created. Signal e y (f y ) of frequency f y
And the information transmission signal e TC is added at 11 and by modulating the carrier wave f c ,

【0079】[0079]

【外16】 (以下、図面を除く明細書中では、eTC # と表現する)
となり、3に送出される。ここでeTCとey の周波数帯
域は互いに重複しないものとしよう。受信信号
[Outside 16] (Hereinafter, in the specification excluding the drawings, it is expressed as eTC # )
And sent to 3. Here, it is assumed that the frequency bands of e TC and e y do not overlap each other. Received signal

【0080】[0080]

【外17】 (以下、図面を除く明細書中では、eRC # と表現する)
はeTC # に雑音eN が加わったものである。eRC # はフ
ィルタ12、13により分離され、次式の2成分になる。 ey*=ey +eNy (71) eRC* =eRC+eNRC (72) eNyとeNRC は雑音成分である。ey*の中のeNyは、図
30(b)の回路7A 〜7C により、4.1項の原理に
より除かれる。したがって、その分析出力eA には周波
数fy の出力が他の周波数の出力に比し極めて大きな値
となって現れるはずである。しかし、7A で採取する受
信信号の標本値のフレーム周期TD は、fR0で定まる。
ところが動作開始時点では、 fR0≠fT0 (73) であるから、通常送信側のフレーム周期と受信側のそれ
は合致しないので、eAはfy 以外の多数の周波数点に
出力を生ずることになる。6はこのような出力eA の成
分を検査することによりfR0<fT0かfR0>fT0かを識
別し、制御出力eB を作成する。eB により17の内蔵発
振器を制御する。この位相制御発振ループの機能により
R0→fT0となり、予めfy =fD に選べば、その結果
送受信フレーム周期を厳密に一致させることができる。
この場合、7B の再配置拡散の機能により、高いSN比
の下で、正確な負帰還制御を実現することにより、送受
信フレーム時間幅を厳密に合致させることができる。こ
のようにして得た基準周波数fR0を15に供給する。1
5はfy を逓倍分周して、フレーム周波数fD と同期し
たN個の信号周波数f0 '、f1 '、・・・fN-1 '及び搬送
周波数fc 'を再生する。これらは位相も含めて、送信側
の周波数f1 、f2 、・・・fN-1 、fc に合致する。
これらの周波数を用いて16は入来信号eRC * の復調及
び論理値判定を行うことができる。
[Outside 17] (Hereinafter, in the specification excluding the drawings, it is expressed as e RC # )
It is one in which noise e N is applied to the e TC #. e RC # is separated by the filters 12 and 13 and becomes the two components of the following equation. e y * = e y + e Ny (71) e RC * = e RC + e NRC (72) e Ny and e NRC are noise components. The e Ny in the e y * is removed by the circuits 7 A to 7 C in FIG. Therefore, the output of the frequency f y should appear as an extremely large value in the analysis output e A as compared with the outputs of other frequencies. However, the frame period T D of the sampled value of the received signal sampled at 7 A is determined by f R0 .
However, at the time of starting the operation, since f R0 ≠ f T0 (73), the frame period of the transmitting side and that of the receiving side do not normally match, so e A produces outputs at many frequency points other than f y. Become. 6 to identify and f R0 <f T0 or f R0> f T0 by examining the components of such output e A, to create a control output e B. Controls 17 built-in oscillators with e B. Due to the function of this phase control oscillation loop, f R0 → f T0 , and if f y = f D is selected in advance, as a result, the transmission / reception frame period can be made to exactly match.
In this case, the function of the 7 B rearrangement diffusion realizes accurate negative feedback control under a high SN ratio, so that the transmission / reception frame time widths can be exactly matched. The reference frequency f R0 thus obtained is supplied to 15. 1
5 multiplies and divides f y to reproduce N signal frequencies f 0 , f 1 , ... F N−1 and a carrier frequency f c synchronized with the frame frequency f D. These, including the phase, match the frequencies f 1 , f 2 , ... F N-1 , f c on the transmitting side.
With these frequencies 16 can demodulate the incoming signal e RC * and determine the logical value.

【0081】もし、送受信機が相対的に移動していると
きは、eRC # はドプラーシフトの影響を受けるので、そ
の結果受信基準周波数はドプラー周波数fd だけ変化す
る。 fR0=fT0+fd (74) しかし、送受信信号eTCとeRCの間にも同様なドプラー
シフトが生ずるので、受信動作は正常に行われる。すな
わち、同期信号ey を情報信号eRCに加算伝送する図3
0の方式は、ドプラーシフトの影響を回避できる利点が
ある。
If the transceiver moves relatively, e RC # is affected by the Doppler shift, so that the reception reference frequency changes by the Doppler frequency f d . f R0 = f T0 + f d (74) However, since similar Doppler shift occurs between the transmission / reception signals e TC and e RC , the reception operation is normally performed. That is, the synchronization signal e y is added to the information signal e RC and transmitted, as shown in FIG.
The method of 0 has an advantage that the influence of Doppler shift can be avoided.

【0082】上述の説明により送受信のフレーム周期
(時間幅)を合致しうることを明らかにした。しかし、
y >fD に選んだ場合には、フレームの境界(時間位
置)も受信動作には必要である。この境界は、送信側で
情報信号の中に周期的に同期フレームを挿入し、受信側
でこれを検出する公知の技術(フレーム同期技術)によ
り、識別される。なお、ey 生成の過程でフレームの境
界を指示する情報を例えばPSKを用いて作り、これを
y の中に含めれば、受信側におけるey*の分析過程で
フレームの時間位置を検出することも可能となる。
From the above description, it has been clarified that the frame period (time width) of transmission and reception can be matched. But,
When f y > f D is selected, the frame boundary (time position) is also necessary for the receiving operation. This boundary is identified by a known technique (frame synchronization technique) in which the transmitting side periodically inserts a synchronization frame into the information signal and the receiving side detects it. Incidentally, created using e y process the frame information, for example, PSK instructing the boundaries of the product, which is harmless if in the e y, detects a time position of a frame in e y * analysis process on the reception side It is also possible.

【0083】9 重複伝送方式 2項および3項において多値伝送について説明した。す
なわち、送信信号の種類をeTi(i=0、1、2・・・N−1)
とするとき、式(42)で与えた情報量を1フレーム毎に
送りうる。図31は、このような多値伝送をさらに一般
化した方式の説明図である。ここで、Ij (j=1、2・・
・)は1フレームを用いて送る情報の種類がj番目であ
ることを示す。図(a)はフレーム周期TD に2個のフ
レームを重複して送る完全重複伝送方式を示し、図
(b)は△T=TD /3秒遅れて、次のフレームが後続
し、常に3個のフレームを重複して送る部分重複伝送方
式を示す。
9. Overlapping Transmission Method Multilevel transmission has been described in the second and third sections. That is, the type of transmission signal is e Ti (i = 0, 1, 2, ... N-1)
Then, the amount of information given by equation (42) can be sent for each frame. FIG. 31 is an explanatory diagram of a method in which such multilevel transmission is further generalized. Where I j (j = 1, 2 ...
*) Indicates that the type of information sent using one frame is the j-th. The figure (a) shows the perfect duplication transmission method which sends two frames in duplicate in the frame period T D , and the figure (b) is followed by the next frame with a delay of ΔT = T D / 3 seconds, The partial overlap transmission method in which three frames are redundantly sent is shown.

【0084】完全重複伝送方式において、重複フレーム
数を一般的にkとすればフレーム毎に送れる情報量は、 Ia =log2Nk )(bit ) (75) となる。一方、部分重複伝送方式によりフレーム毎に送
れる情報量は、 Ib =hlog2N (76) h=TD /△T (77) で与えられる。1個のフレームを送る方式に比し、これ
らの方式の所要電力はkまたはh倍となるが、伝送速度
を高め得る利点がある。
In the complete redundant transmission method, if the number of redundant frames is generally k, the amount of information that can be sent for each frame is I a = log 2 ( N C k ) (bit) (75). On the other hand, the amount of information that can be sent for each frame by the partial overlap transmission method is given by I b = hlog 2 N (76) h = T D / ΔT (77). Compared to the method of sending one frame, the required power of these methods is k or h times, but there is an advantage that the transmission speed can be increased.

【0085】なお、通常の伝送方式において、このよう
な重複を行うと、図1に示す受信側の(S/N)R は重
複数、k、hと各情報相互間の相互相関値の影響を受け
て、一般に著しく低下する。したがって、誤りが増し、
実現し難くなる。しかし、本発明の再配置拡散の原理を
用いると情報が重複していても、同一でなければ、図4
の(S/N)A を著しく高めうるので判定SN比を損う
ことは生じない。したがって、確実な伝送方式を実現し
うる。
When such duplication is performed in a normal transmission method, the (S / N) R on the receiving side shown in FIG. As a result, it generally decreases significantly. Therefore, the number of errors increases,
It will be difficult to realize. However, if the information of the rearrangement diffusion of the present invention is used, even if the information is duplicated, if the information is not the same, then FIG.
Since the (S / N) A can be remarkably increased, the judgment S / N ratio is not impaired. Therefore, a reliable transmission method can be realized.

【0086】10 位相シフト形拡散方式 今まで述べたFSK変調方式において、論理値”1”に
対応する送信周波数f1 とfN の差 Δf=fN −f1 (78) が小さい場合を考えよう。論理値”1”f0 をf1 に接
近させる場合、あるいは他の送信局がf1 に近い周波数
1'、f0'を用いて他局と交信する場合f0 、f1 '、f
0 '等は何れもf1 に接近する。これらを一般にfN とし
て表現し、式(78)のΔf→0の場合を考える。Δf
→0とすることにより、周波数利用効率は高まるが、f
1 とfN の分離識別は難しくなる。このように、f1
極めて近い雑音周波数成分を前述の手法により再配置拡
散した場合、NE を十分に大きくしないとf1 と同じ出
力をDFT出力を得る結果となる。これは誤判定の原因
となる。1、2項の等レベル点再配置方式は、雑音信号
の周波数が、検出すべき信号周波数f1 に近くても、あ
るいはfN =f1 でも、両者の位相差が十分大きけれ
ば、その雑音を他の周波数成分に強力に拡散しうる特性
をもっている。この特性を利用した実施例を図32に示
す。
10 Phase Shift Spreading Method Consider the case where the difference Δf = f N −f 1 (78) between the transmission frequencies f 1 and f N corresponding to the logical value “1” is small in the FSK modulation method described above. See. When brought close to the logical value "1" f 0 to f 1, or the frequency f 1 near the other transmitting station to f 1 ', f 0' when communicating with another station using f 0, f 1 ', f
Any 0 'and the like is also approaching the f 1. These are generally expressed as f N , and the case of Δf → 0 in Expression (78) is considered. Δf
→ By setting to 0, the frequency utilization efficiency is improved, but f
It becomes difficult to distinguish between 1 and f N. As described above, when the noise frequency component extremely close to f 1 is rearranged and diffused by the above-described method, the same output as f 1 is obtained as the DFT output unless N E is made sufficiently large. This causes a misjudgment. The equal-level point rearrangement method of the first and second terms is such that even if the frequency of the noise signal is close to the signal frequency f 1 to be detected or f N = f 1 , if the phase difference between them is sufficiently large, the noise Has a characteristic that can be strongly diffused to other frequency components. An embodiment utilizing this characteristic is shown in FIG.

【0087】図32は位相シフト形拡散方式の実施例で
雑音を含む受信信号eR*=eR +eN をNT 個の位相シ
フトフィルタ(T−FIL)に加えその出力に周波数に
依存する遅延を与えた後、再配置拡散処理を施し、この
ようにして作成した遅延分散フレームのNT 個又はそれ
以上の個数を連結して拡大フレームを構成する。この拡
大フレームの構成要素である遅延分散フレーム相互間で
信号波形eR を保存する条件のもとで標本値の配置を変
更し、その出力を分析し判定する。図32はNT =4の
場合の例を示す。k番目のT−FILはeR とeN に対
し遅延時間τRkとτNkを与える。図33(a)、(b)
は夫々代表的なフィルタの位相(θ)及び振幅(P)に
関する特性を示す図である。適当な減衰特性を与えると
位相特性は大きく変化し、同図に於いて遅延時間は図の
θをfで微分した値で示されており大きな差がある。例
えば周波数0.5および1kHzに対する遅延時間τ
0.5 およびτ1 を夫々、 τ0.5 →τRk、 τ1 →τNk と考えれば、相対遅延時間は、 Δτk =τRk−τNk=τ0.5 −τ1 (79) となり、このΔτk をkにより変化させる。
FIG. 32 shows an embodiment of the phase shift type spread system, in which the received signal e R * = e R + e N containing noise is added to N T phase shift filters (T-FIL) and its output depends on the frequency. After giving a delay, a rearrangement spreading process is performed, and N T or more of the delay dispersion frames thus created are concatenated to form an expanded frame. The arrangement of the sampled values is changed under the condition that the signal waveform e R is stored between the delay dispersion frames which are the constituent elements of this enlarged frame, and the output is analyzed and judged. FIG. 32 shows an example when N T = 4. The kth T-FIL provides delay times τ Rk and τ Nk for e R and e N. 33 (a), (b)
[Fig. 3] is a diagram showing characteristics regarding a phase (θ) and an amplitude (P) of a typical filter, respectively. When an appropriate attenuation characteristic is given, the phase characteristic greatly changes, and in the figure, the delay time is shown by a value obtained by differentiating θ in the figure with a large difference. Delay time τ for frequencies 0.5 and 1 kHz, for example
Considering 0.5 and τ 1 as τ 0.5 → τ Rk and τ 1 → τ Nk , respectively, the relative delay time is Δτ k = τ Rk − τ Nk = τ 0.5 − τ 1 (79), and this Δτ k is It is changed by k.

【0088】一方、遅延分散フレームを作るとき周波数
に依存しない一定遅延τAkをフレーム信号に施し、その
和が一定値 τc +(k−1)TD =τRk+τAk (80) となるようにτAkを選定する。しかるとき、すべての遅
延分散フレームの中の周波数成分f1 をもつ信号eR
は、共通の相対遅延量τc が与えられる。ここで(k−
1)TD は次段にこれらの出力を加え拡大フレームを作
成するとき相互に重複しないための遅延である。このよ
うにして作成された拡大フレームを構成する各遅延分散
フレームにおいて、その中のeR 成分の位相は互いに等
しく、eN 成分の位相はΔτk がkにより異なるので、
相互に異なる。この拡大フレームは、図32の遅延分散
フレーム間再配置段において、各遅延分散フレームの標
本値を、信号波形保存の原則の下に、他の遅延分散フレ
ームの再配置可能な位置(信号の等レベル点)に再配置
すればeN は大きな波形変化を受ける。
On the other hand, when a delay dispersion frame is created , a constant delay τ Ak that does not depend on frequency is applied to the frame signal, and the sum is a constant value τ c + (k−1) T D = τ Rk + τ Ak (80) To select τ Ak . Then, a common relative delay amount τ c is given to the signal e R having the frequency component f 1 in all delay dispersion frames. Where (k-
1) T D is a delay that does not overlap with each other when these outputs are added to the next stage to create an enlarged frame. In each delay-dispersion frame constituting the expanded frame created in this way, the phases of the e R components therein are equal to each other, and the phase of the e N components is Δτ k is different depending on k,
Different from each other. In this expanded frame, in the delay-dispersed inter-frame rearrangement stage of FIG. 32, the sampled value of each delay-dispersed frame is repositioned to another delay-dispersed frame (such as the position of the signal) under the principle of signal waveform preservation. If relocated to the level point), e N undergoes a large waveform change.

【0089】図33で示すような周波数依存形遅延はデ
ィジタルフィルタ、又はアナログフィルタ(この場合は
フィルタ出力を標本化する)で容易に実現できる。とく
にフィルタのQを高めれば、△fが小さくても、遅延時
間差を大きくとることが出来るので、△f→0に対応で
きる。また、図33(b)には低減通過形ろ波特性の場
合を示したが、検出すべき周波数f1 を中心とする帯域
通過形ろ特性を用いることもできる。さらに、一定遅延
τAkや(k−1)TD を与濾過えるにはT−FILの出
力の標本値を一旦メモリに記憶し、所望時間後に読出す
ことにより実現できる。
The frequency-dependent delay as shown in FIG. 33 can be easily realized by a digital filter or an analog filter (in this case, the filter output is sampled). In particular, if the Q of the filter is increased, the delay time difference can be increased even if Δf is small, so Δf → 0 can be dealt with. Further, although FIG. 33B shows the case of the reduced pass type filter characteristic, a band pass type filter characteristic centered on the frequency f 1 to be detected can be used. Further, in order to filter the constant delay τ Ak or (k-1) T D , the sample value of the output of T-FIL can be temporarily stored in the memory and read after a desired time.

【0090】なお、図32の回路において、式(80)
の代わりに、 τ=τRk+τAk (81) とし、各遅延分散フレームにおけるeR 成分の位相を互
いに等しくしておき、これらの遅延分散フレーム相互間
で、等絶対値レベル点にある標本値を相互に交換(また
は再配置)した後、k番目の遅延分散フレームに(k−
1)TD の遅延を与えて加えることにより拡大フレーム
を作ってもよい。すなわち、これは遅延分散フレーム間
再配置の機能を遅延分散フレーム作成段の直後に移した
方式であり、前述の方式と同等の機能を実現できる。な
お、拡散効果は減少するが上述の2方式において標本値
を遅延分散フレーム内に限定して再配置処理を行うこと
もできる。
In the circuit of FIG. 32, equation (80)
Instead of, τ = τ Rk + τ Ak (81), the phases of the e R components in each delay dispersion frame are made equal to each other, and the sampled values at equal absolute value level points are set between these delay dispersion frames. Are mutually exchanged (or rearranged), and then (k−
1) An extended frame may be created by adding and adding a delay of T D. In other words, this is a method in which the function of rearrangement between delayed dispersed frames is moved immediately after the stage of creating a delayed dispersed frame, and a function equivalent to the above-described method can be realized. It should be noted that although the spreading effect is reduced, the rearrangement process can be performed by limiting the sample value to within the delay dispersion frame in the above-mentioned two methods.

【0091】このようにして、遅延分散フレーム間で絶
対値等レベル標本値の再配置を行なうことによりeN
分の波形は大きく変化することになり効率よい拡散が実
現できる。いま、 eR =Asin 2πf1 t (82) eN Asin (2πfN t+θN ) (83) とし、f1 を検出する図4、図32の回路にfN を加
え、DFT分析出力に生ずる周波数成分の内、f1 に等
しい成分eA (f1 )を、 eA (f1 )=A’sin (2πf1 t+θN ’) (84) としよう。しかるとき、f1 に着目したSN比を、 (SN)Ef1 =201og10 (A/A’) (85) で与える。上式のSNは本発明の方式によるSN改善量
で式(10)における雑音f1 と同一周波数成分に限定
した場合の値である。この値をf1 に近い入来雑音成分
N =(3〜5)fD に対して求めたコンピュータシュ
ミレーションの結果を図34に示す。図は遅延分散フレ
ーム内に再配置先を限定した場合の結果であるが、f1
の近傍でも本方式を用いると、極めて大きなSN改善量
が得られることを示している。また、eN として、一般
的雑音周波数成分fN のみならず他の情報信号や干渉信
号の近接した周波数成分f0 、f1 'に対しても強力に拡
散できる。したがって、△fが小さくても対応できるの
で、周波数利用効率を著しく高めうる。尚、以上本発明
を通信システムに適用したものを例として説明したが、
本発明はこれのみに限定されるものではなく、高い雑音
環境下の伝送システムに応用できる。
In this way, by rearranging the absolute value equal-level sample values between the delay dispersion frames, the waveform of the e N component changes greatly, and efficient spreading can be realized. Now, e R = Asin 2πf 1 and t (82) e N Asin ( 2πf N t + θ N) (83), 4 for detecting the f 1, a f N added to the circuit of Figure 32, the frequency generated in the DFT analysis output Let e A (f 1 ) = A′sin (2πf 1 t + θ N ′) (84) be the component e A (f 1 ) equal to f 1 among the components. Then, the SN ratio focused on f 1 is given by (SN) Ef1 = 201 og10 (A / A ′) (85). The SN in the above equation is a value when the SN improvement amount according to the method of the present invention is limited to the same frequency component as the noise f 1 in the equation (10). FIG. 34 shows the result of computer simulation in which this value is obtained for the incoming noise component f N = (3 to 5) f D close to f 1 . Figure is a result when the limited relocation destination within the delay dispersion frame but, f 1
It is shown that an extremely large SN improvement amount can be obtained by using this method even in the vicinity of. Further, as e N , not only the general noise frequency component f N but also the adjacent frequency components f 0 and f 1 ′ of other information signals and interference signals can be strongly spread. Therefore, even if Δf is small, it is possible to cope with the situation, so that the frequency utilization efficiency can be remarkably enhanced. Although the present invention is applied to the communication system as an example,
The present invention is not limited to this, and can be applied to a transmission system in a high noise environment.

【0092】通信システム以外の応用対象を次に示す。 (1) 測距(超音波やX線による診断装置、レーダなどの
高精度距離測定) (2) 記録情報の読出(磁気テープ、磁気ディスク、光デ
ィスクなどの微小読出出力の識別) (3) 電子顕微鏡(微小検出出力の識別) (4) 測定器(正確な周波数特性の測定、純粋な正弦波の
検出) (5) 原子物理の測定(原子などの格子振動周波数の測
定) (6) 宇宙電磁波の測定(天体から放射する電磁波や重力
波の測定) (7) ディジタル放送(ディジタル映像の狭帯域、低電力
化)
The application objects other than the communication system are shown below. (1) Distance measurement (high-accuracy distance measurement using ultrasonic waves or X-rays, diagnostic equipment, radar, etc.) (2) Reading recorded information (identification of minute read output of magnetic tape, magnetic disk, optical disk, etc.) (3) Electronic Microscope (identification of minute detection output) (4) Measuring instrument (accurate frequency characteristic measurement, detection of pure sine wave) (5) Atomic physics measurement (measurement of lattice vibration frequency of atoms) (6) Space electromagnetic wave Measurement (measurement of electromagnetic waves and gravitational waves emitted from the celestial body) (7) Digital broadcasting (narrow bandwidth of digital video, low power consumption)

【0093】[0093]

【発明の効果】本発明は、以上説明した如く構成するも
のであるから、雑音を含む受信信号eR*に対し、送信信
号eT に対応する受信信号eR 波形を保存し、雑音波形
を拡散させることにより離散情報の判定SN比を著しく
高めることができる。上述の信号波形保存、雑音波形変
更の機能は、信号スペクトル保存、雑音スペクトルの拡
散を可能とする。したがって、再配置拡散処理出力の分
析判定は極めて容易となる。上述の再配置拡散処理は、
原フレームの受信信号を符号化することに相当し、原フ
レームの標本値を用いて、拡大フレームの標本値を生成
する機能である。ここで原フレームの標本値を任意の回
数使用することができる。また、一般的に原標本値をそ
のまま、あるいは原標本値をもとに変換標本値を求め、
これらを用いて配置先標本値と配置先時間位置を決定す
ることができる。eR とeN の僅かな周波数差に対応し
て異なる遅延を与えた後再配置を行うと、雑音拡散機能
を一層強化することができる。このような再配置拡散機
能は従来存在せず、全く新しい原理を提供する。この機
能は、拡大フレームの規模の拡大と原標本値の数の増大
により、事実上無限に雑音を拡散させ、信号成分と重複
する雑音成分を無限に0に近接させる能力をもつ。した
がって、判定SN比は無限大に接近することになる。こ
のSN比増大効果は、伝送路信号の占有帯域の減少を可
能にするので、式(2)の伝送効率(伝送容量/Hz)
を著しく高めうる効果もある。このように、本発明の効
果は顕著である。
Since the present invention is configured as described above, the received signal e R waveform corresponding to the transmitted signal e T is stored for the received signal e R * containing noise, and the noise waveform is stored. By spreading, the determination SN ratio of discrete information can be significantly increased. The signal waveform saving and noise waveform changing functions described above enable signal spectrum saving and noise spectrum spreading. Therefore, the analysis and determination of the rearrangement / spreading process output becomes extremely easy. The relocation diffusion process described above
This is equivalent to encoding the received signal of the original frame, and is a function of generating the sample value of the enlarged frame using the sample value of the original frame. Here, the sample value of the original frame can be used any number of times. Also, generally, the original sample value is used as it is, or the converted sample value is obtained based on the original sample value,
These can be used to determine the placement sample value and the placement time position. The noise spreading function can be further enhanced by performing rearrangement after giving different delays corresponding to the slight frequency difference between e R and e N. Such a rearrangement / diffusion function does not exist in the past, and provides a completely new principle. This function has the ability to diffuse noise virtually infinitely and expand the noise component overlapping with the signal component to 0 infinitely by increasing the scale of the enlarged frame and the number of original sample values. Therefore, the determined S / N ratio approaches infinity. The effect of increasing the SN ratio enables the occupied band of the transmission path signal to be reduced, so that the transmission efficiency (transmission capacity / Hz) of the equation (2) is obtained.
There is also an effect that can significantly increase. As described above, the effect of the present invention is remarkable.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】従来のディジタル変復調通信方式の構成図。FIG. 1 is a block diagram of a conventional digital modulation / demodulation communication system.

【図2】(a) 及び(b) は図1の信号の一例を示す図、及
び図3の各部の時間波形図。
2A and 2B are diagrams showing an example of the signal of FIG. 1 and a time waveform diagram of each part of FIG.

【図3】スペクトル拡散技術を用いた従来のディジタル
変復調通信方式の構成図。
FIG. 3 is a block diagram of a conventional digital modulation / demodulation communication system using spread spectrum technology.

【図4】(a) 及び(b) は本発明の一実施例の構成を示す
図。
4A and 4B are diagrams showing the configuration of an embodiment of the present invention.

【図5】図4の補足図面であって、論理値”1”に対応
する時間波形を示す図。
FIG. 5 is a supplementary drawing of FIG. 4, showing a time waveform corresponding to a logical value “1”.

【図6】図5と同様な、論理値”0”に対応する時間波
形を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a time waveform corresponding to a logical value “0”, similar to FIG. 5.

【図7】再配置による時間波形を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a time waveform by rearrangement.

【図8】波形単位再配置による拡散スペクトルでコンピ
ュータ・シュミレーションの結果を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing a result of computer simulation using a spread spectrum by rearranging waveform units.

【図9】(a) (b) 及び(c) は再配置拡散した信号のDF
Tによる分析出力電力のモデル化した特性を示す図。
9 (a), (b) and (c) are DFs of rearranged and spread signals.
The figure which shows the modeled characteristic of the analysis output electric power by T.

【図10】(a) (b) 及び(c) は正弦波の等レベル点とそ
の再配置例を示す図。
10 (a), (b) and (c) are diagrams showing a sine wave equi-level point and an example of rearrangement thereof.

【図11】検出すべき信号を等レベル変換により再配置
したときのDFT出力で、コンピュータ・シュミレーシ
ョンの結果を示す図。
FIG. 11 is a diagram showing a result of computer simulation with a DFT output when a signal to be detected is rearranged by equal level conversion.

【図12】雑音を等レベル変換により再配置したときの
DFT出力で、コンピュータ・シュミレーションの結果
を示す図。
FIG. 12 is a diagram showing a result of computer simulation with DFT output when noise is rearranged by equal level conversion.

【図13】図12と同じコンピュータ・シュミレーショ
ンの結果を示す図。
FIG. 13 is a diagram showing a result of the same computer simulation as in FIG.

【図14】受信信号波形eR (t)の標本値の関数変換
による再配置例を示す図。
FIG. 14 is a diagram showing a rearrangement example by functional conversion of a sample value of a received signal waveform e R (t).

【図15】雑音を関数変換により再配置したときのDF
T出力で、コンピュータ・シュミレーションの結果を示
す図。
FIG. 15 is a DF when noise is rearranged by function conversion.
The figure which shows the result of computer simulation by T output.

【図16】受信波形eR (f1 )と、これをもとに作成
した伸張フレームeRE(f1 )を示す図。
FIG. 16 is a diagram showing a received waveform e R (f 1 ) and a decompressed frame e RE (f 1 ) created based on the received waveform e R (f 1 ).

【図17】(a) (b) 及び(c) は従来方式の2値FSK方
式、本発明の2値FSK及び同8値FSK変調をそれぞ
れ行った場合のスペクトルを示す図。
17 (a), (b) and (c) are diagrams showing spectra when the conventional binary FSK system, the binary FSK of the present invention and the same eight-level FSK modulation are respectively performed.

【図18】位相の異なる信号に関する再配置効果の説明
図。
FIG. 18 is an explanatory diagram of a rearrangement effect regarding signals having different phases.

【図19】(a) 及び(b) は正弦波の位相を4次アダマー
ル行列に対応させて伝送する場合の説明図。
19 (a) and 19 (b) are explanatory views of the case where the phase of a sine wave is transmitted in association with a fourth-order Hadamard matrix.

【図20】チャープ変調−DFT方式の原理説明図。FIG. 20 is an explanatory diagram of the principle of the chirp modulation-DFT method.

【図21】非正弦波形変調により送信した信号を受信判
定する場合の説明図。
FIG. 21 is an explanatory diagram in the case of receiving determination of a signal transmitted by non-sinusoidal waveform modulation.

【図22】(a) 及び(b) は等絶対値レベル点再配置方式
及び関数変換方式を一般波形に適用した場合の説明図。
22 (a) and 22 (b) are explanatory views when the equal absolute value level point rearrangement method and the function conversion method are applied to a general waveform.

【図23】(a) 及び(b) は相関演算により分析判定をす
るための説明する図。
23 (a) and 23 (b) are views for explaining analysis and determination by correlation calculation.

【図24】ミニマム・シフト・キーイングによるPSK
送信波形を通常のPSKに変換するための説明図。
Figure 24: PSK with minimum shift keying
Explanatory drawing for converting a transmission waveform into normal PSK.

【図25】(a) 及び(b) は図4に示す構成に符号拡散機
能を付加した本発明の他の実施例の構成を示す図。
25A and 25B are diagrams showing the configuration of another embodiment of the present invention in which a code spreading function is added to the configuration shown in FIG.

【図26】図25のeT の時間波形eT (t)の一例を
示す図。
26 shows an example of a time waveform e T of e T in Fig. 25 (t).

【図27】図25の伝送路で加わった雑音に対応するD
FT出力で、コンピュータ・シュミレーションの結果を
示す図。
27 is a diagram of D corresponding to noise added in the transmission line of FIG.
The figure which shows the result of computer simulation by FT output.

【図28】再配置拡散反復方式の構成図。FIG. 28 is a block diagram of a rearrangement spreading iterative method.

【図29】入力信号の帯域制限特性G(jω)と標本化
周波数の関係を説明する図。
FIG. 29 is a diagram illustrating a relationship between a band limiting characteristic G (jω) of an input signal and a sampling frequency.

【図30】(a) 及び(b) は本発明を同期方式に適用した
場合の例を示す図。
30 (a) and 30 (b) are diagrams showing an example in which the present invention is applied to a synchronization system.

【図31】(a) 及び(b) は完全及び部分重複伝送方式の
説明図。
FIGS. 31 (a) and 31 (b) are explanatory views of a complete and partial overlap transmission system.

【図32】位相シフト形拡散方式の構成例を示す図。FIG. 32 is a diagram showing a configuration example of a phase shift type diffusion system.

【図33】(a) 及び(b) は位相シフトフィルタの位相及
び振幅特性を示す図である。
33A and 33B are diagrams showing phase and amplitude characteristics of a phase shift filter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・送信機のベースバンド変調器 2・・・搬送波(無線周波数)による終段変調器 3・・・伝送路(有線、無線) 4・・・受信機の初段復調回路 5・・・ベースバンド復調器 6・・・論理値判定回路 7・・・再配置拡散処理回路(再配置復調回路) 8・・・フィルタ 9・・・分周器 10・・・図4の送信回路(1及び2) 11・・・加算回路 12、13・・・フィルタ 14・・・同期信号抽出回路 15・・・逓倍分周器 16・・・図4の受信回路(7A 〜7C1 ... Baseband modulator of transmitter 2 ... Final stage modulator by carrier wave (radio frequency) 3 ... Transmission line (wired, wireless) 4 ... First stage demodulation circuit of receiver 5 ... Baseband demodulator 6 ... Logical value determination circuit 7 ... Rearrangement spread processing circuit (rearrangement demodulation circuit) 8 ... Filter 9 ... Divider 10 ... Transmitter circuit (1 in FIG. 4 And 2) 11 ... Adder circuit 12, 13 ... Filter 14 ... Sync signal extraction circuit 15 ... Multiplier / divider 16 ... Receiver circuit (7 A to 7 C ) of FIG.

【数5】 [Equation 5]

【数6】 [Equation 6]

【数9】 [Equation 9]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 末広 直樹 茨城県つくば市竹園3−6−305−103 (72)発明者 内藤 敏勝 神奈川県高座郡寒川町小谷二丁目1番1号 東洋通信機株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Naoki Suehiro 3-6-305-103 Takezono, Tsukuba, Ibaraki Prefecture (72) Inventor Toshikatsu Naito 2-1-1 Kotani, Samukawa-cho, Takaza-gun, Kanagawa Toyo Communication Equipment Co., Ltd. In the company

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 送信機はN個の信号の中の何れか1個の
信号ATj(j =1、2、・・・ N)をある時間幅からなるフレ
ームに割り当てた上で送信信号として伝送路に送出し、
受信機は該送信信号に対応する成分ARjと伝送路で加わ
った雑音eNとの和を受信し、受信した信号より送信信
号がATjであることを判定するような復調を行う通信方
式において、 受信機に各ATjに対応する再配置拡散部と分析判定部に
より構成したN個の回路を具備せしめ、 前記再配置拡散部においては受信フレーム毎に受信信号
の原標本値を採取し、該原標本値の中の送信信号対応成
分ARjの時間波形を保存し、且つ雑音eN の時間波形を
変更するように、該原標本値をもとにして再配置先時間
位置と再配置標本値を作成する時間位置変換処理を施す
と共に、受信フレームの時間幅を拡大した拡大フレーム
を形成し、 前記分析判定部においては前記拡大フレームを、送信信
号に関係する成分ATj、ARjをもとにして予め作成した
相関系列を用いて分析することにより、送信信号がATj
であった場合のみに大出力を得るようにしたことを特徴
とする再配置拡散形通信方式。
1. The transmitter allocates any one of the N signals A Tj (j = 1, 2, ... N) to a frame having a certain time width, and then assigns it as a transmission signal. Send it to the transmission line,
The receiver receives the sum of the component A Rj corresponding to the transmission signal and the noise e N added on the transmission path, and performs demodulation to determine from the received signal that the transmission signal is A Tj. In, the receiver is equipped with N circuits composed of a rearrangement spreader corresponding to each ATj and an analysis determination unit, and the rearrangement spreader collects original sample values of the received signal for each received frame. , The time waveform of the transmission signal corresponding component A Rj in the original sample value is stored, and the time waveform of the noise e N is changed so that the rearrangement destination time position and the rearrangement destination time position are changed based on the original sample value. A time-position conversion process for creating an arrangement sample value is performed, and an enlarged frame in which the time width of a received frame is enlarged is formed. The analysis / determination unit determines the enlarged frame to include components A Tj and A Rj related to a transmission signal. Correlation system created in advance based on By analysis using the transmission signal A Tj
A rearrangement diffusion type communication system characterized in that a large output is obtained only when
【請求項2】 受信信号の原標本値を採取した後、該原
標本値の標本周期TS と受信した送信信号対応成分ARj
の占有帯域とにより決定される標本化関数を用いて、隣
接する2個の原標本値の間の補間標本値を計算により求
め、該補間標本値を原標本値に加えた後に時間位置変換
処理を施すようにしたことを特徴とする請求項1記載の
再配置拡散形通信方式。
2. After sampling the original sample value of the received signal, the sampling period T S of the original sample value and the received transmission signal corresponding component A Rj
The sampling position is determined by using the sampling function determined by the occupancy band and the interpolated sample value between two adjacent original sample values is calculated, and the interpolated sample value is added to the original sample value, and then the time position conversion processing is performed. The rearrangement / diffusion type communication system according to claim 1, wherein
【請求項3】 送信信号対応成分ARjの波形の振幅がi
(i=1、2、・・M)絶対値 番目の等レベルVi
なる点に対応する受信フレーム上のNi 個の標本値から
なる原系列Si0の標本値をもとにして、Si0のある標本
値をSi0の他の標本値の時間位置に移す時間位置再配置
変換処理を施すことにより、無変換の場合も含めて互い
に再配置パターンの異なるk(k=1、2、・・・N
E )番目の変換等レベル系列Sikを得、ARjが変化しな
いように、S1k、S2k、・・・SMKを配置することによ
り再配置フレーム系列SK を得、kの異なるSk を順次
配列することによって受信フレーム長のNE 倍の長さの
拡大フレームの標本値系列を得るようにしたことを特徴
とする請求項1又は2記載の再配置拡散形通信方式。
3. The amplitude of the waveform of the transmission signal corresponding component A Rj is i
(I = 1, 2, ... M) Based on the sample values of the original sequence S i0 composed of N i sample values on the received frame corresponding to the absolute value-th level equal level V i , By performing a time position rearrangement conversion process of moving a certain sampled value of S i0 to a time position of another sampled value of S i0 , k (k = 1, 2) whose rearrangement patterns are different from each other including no conversion.・ ・ ・ N
E) th give conversion and level sequence S ik, as A Rj does not change, S 1k, S 2k, ··· S MK give relocation frame sequence S K by placing a different k S 3. The rearrangement spreading type communication system according to claim 1, wherein a sampled value sequence of an expanded frame having a length N E times the received frame length is obtained by sequentially arranging k .
【請求項4】 前記再配置拡散部が、受信フレーム周期
毎の受信信号の原標本値を、他の標本点に移すことによ
り変換系列の標本値を作成する過程において、周波数f
の送信正弦波信号に対応する受信側正弦波信号の原標本
系列の時刻t1 に対応する位相角点θ1 (=2πft
1 )の原標本値a1 =cosθ1 とθabラジアン遅れた
位相角点θ'1=θ1 −θab(=2πft1')の原標本値
1 =cosθ'1とを用いて、同様な再配置先位相角点
の組θ2 =θ1 +△θ=2πft2 ,θ'2=θ2 −θab
=2πft2 ′に対応する変換標本値a1 =cosθ2
とb2 =cosθ2'を求める関数変換の手法を用いて、
一般に任意時刻(t1,t1 ′)の原標本値(a1 ,b1
)を任意の再配置先時刻(t2 ,t2 ′)の変換標本
値(a2 ′b2 ′)に変換して、該時刻(t2 ,t
2 ′)に配列する方法により、送信正弦波信号の波形を
変化させることなく、原フレームの受信標本値系列と異
なる変換系列を得、このような互いに異なる変換系列か
らなるフレームを用いて拡大フレームを作ることを特徴
とする請求項3記載の再配置拡散形通信方式。
4. The frequency f in the process in which the rearrangement / spreading unit creates the sample value of the conversion sequence by moving the original sample value of the received signal for each reception frame period to another sample point.
Phase angle point θ 1 (= 2πft) corresponding to time t 1 of the original sample sequence of the reception-side sine wave signal corresponding to
1) by using the original sample values b 1 = cos [theta] '1 of the original sample value a 1 = cos [theta] 1 and θab radian phase delayed angle point θ' 1 = θ 1 -θab ( = 2πft 1 ') of similar Relocation destination phase angle point set θ 2 = θ 1 + Δθ = 2πft 2 , θ ′ 2 = θ 2 −θab
= 2πft 2 ′ converted sample value a 1 = cos θ 2
And a function conversion method for obtaining b 2 = cos θ 2 ',
Generally, original sample values (a 1 , b 1 ) at arbitrary times (t 1 , t 1 ′)
) Is converted to a conversion sample value (a 2 ′ b 2 ′) at an arbitrary relocation destination time (t 2 , t 2 ′), and the time (t 2 , t 2
2 ′), the conversion sequence different from the received sample value sequence of the original frame is obtained without changing the waveform of the transmitted sine wave signal, and the expanded frame is obtained by using the frames composed of such different conversion sequences. 4. The rearrangement diffusion type communication system according to claim 3, wherein
【請求項5】 受信した信号のうち送信信号ATjに対応
する成分ARjのみが主として通過し、その他の成分を除
去するフィルタ手段と該フィルタ手段の出力に対し再配
置拡散処理を施すことによって、複数フレーム配列する
ことにより拡大フレームを得るようにしたことを特徴と
する請求項1記載の再配置拡散形通信方式。
5. A filter means for removing only the component A Rj corresponding to the transmission signal A Tj of the received signal, and a rearrangement diffusion process for the output of the filter means. 2. The rearrangement diffusion type communication system according to claim 1, wherein an expanded frame is obtained by arranging a plurality of frames.
【請求項6】 送信信号ATjが正弦波であって、1フレ
ームに含まれるサイクル数Xが非整数の場合に、受信フ
レーム内の一部の標本値を重複して用いる、または一部
の標本値を削除することにより、整倍数のサイクルを含
むようにした伸張または縮小フレームを構成した上で前
記再配置拡散部に入力せしめたことを特徴とする請求項
1乃至5記載の再配置拡散形通信方式。
6. When the transmission signal A Tj is a sine wave and the number of cycles X included in one frame is a non-integer, a part of the sampled values in the reception frame is used in duplicate or a part of the sampled values is used. 6. The rearrangement diffusion unit according to claim 1, wherein an expansion or contraction frame including a cycle of an integer multiple is configured by deleting the sampled value, and then input to the rearrangement diffusion unit. Form communication system.
【請求項7】前記再配置拡散部の出力を、送信信号ATj
に対応する成分のみが主として通過し、その他の成分を
除去するフィルタ手段に印加し、その出力を前記再配置
拡散部と同様な機能をもつ第2の再配置拡散部に印加
し、該第2再配置拡散部の出力を前記フィルタ手段と同
様な機能をもつ第2のフィルタ手段に印加することを複
数回繰返して得た出力を前記分析判定部に印加するよう
にしたことを特徴とする請求項1乃至6記載の再配置拡
散形通信方式。
7. The output of the rearrangement / spreading unit is set to a transmission signal A Tj.
Is applied mainly to the filter means for removing other components, and its output is applied to the second rearrangement diffusion section having the same function as the rearrangement diffusion section, The output obtained by repeating the application of the output of the rearrangement diffusion unit to the second filter unit having the same function as the filter unit a plurality of times is applied to the analysis determination unit. 7. The rearrangement diffusion type communication system according to items 1 to 6.
【請求項8】 雑音成分を含む受信フレーム信号(AR
+eN )の原標本値をもとに再配置拡散した再配置拡散
フレームを構成する過程において、(AR +eN )を予
めk(=1、2、・・・NT )番目の位相シフト・フィ
ルタに加え、AR とeN に夫々遅延時間τRKとτNKとを
与え、AR に対する遅延時間がkに関係なく一定値τC
となるように、AR +eN の両者に補正遅延τAK(=τ
C −τRK)を加えて補正した出力標本値系列からなるk
番目の遅延分散フレームを構成し、一般に相対遅延Δτ
k =τRK−τNKを、kの値により異なる値に選び、該遅
延分散拡散フレームの複数個を用いて拡大フレームを構
成し、該拡大フレームの任意の時間位置の標本値を該受
信信号の時間波形を保存する条件の下に、該拡大フレー
ムの他の時間位置に再配置したものを前記分析判定部に
印加するようにしたことを特徴とする請求項1乃至7記
載の再配置拡散形通信方式。
8. A received frame signal (A R containing a noise component
In + e N) process constituting the relocation spreading frame the original sample values rearranged diffused to the original, (A R + e N) previously k (= 1,2, ··· N T ) th phase shift in addition to the filter, a R and e N giving the respective delay times tau RK and tau NK to a constant value irrespective of the delay time k for a R tau C
As a, A R + e N both in the correction delay tau AK of (= tau
C − τ RK ) composed of the corrected output sample value series k
Form the th delay-dispersed frame, and generally the relative delay Δτ
k = τ RK −τ NK is selected as a different value depending on the value of k, an expanded frame is configured by using a plurality of the delay spread spectrum frames, and a sample value at an arbitrary time position of the expanded frame is used as the received signal. The rearrangement diffusion according to any one of claims 1 to 7, characterized in that a rearranged image at another time position of the enlarged frame is applied to the analysis / determination unit under the condition that the time waveform of (1) is stored. Form communication system.
【請求項9】 受信フレームを複数個の時間領域Si
(i=1,2 …)に分割したものを前記原標本値とし、領域
i の標本値に振幅変換、極性反転、時間軸反転処理を
施して、iの異なる他の領域Si 'の標本値に変換し該変
換標本値を領域Si 'の時間位置に配置することにより再
配置フレームを作り、変換パターンの異なる同様な再配
置フレームを複数個作り、これらを用いて拡大フレーム
を作成することを特徴とする請求項1記載の再配置拡散
形通信方式。
9. The received frame is divided into a plurality of time regions S i.
The original sampled value is divided into (i = 1,2 ...), and the sampled value of the region S i is subjected to amplitude conversion, polarity inversion, and time axis inversion processing to obtain another region S i ′ having a different i . A rearrangement frame is created by converting the sampled value into the sampled value and arranging the converted sampled value at the time position of the area S i ' , and a plurality of similar relocated frames having different conversion patterns are created, and an enlarged frame is created using these. The rearrangement / diffusion type communication system according to claim 1, wherein
【請求項10】 前記拡大フレームの標本値系列に対し
前記分析判定部に於いてDFT(拡散フーリエ変換)分
析を施し、前記DFT出力のうち送信信号がATjに対応
する送信対応周波数成分の出力と伝送過程で混入した雑
音に対応する周波数成分のうち送信対応周波数と同じ周
波数を有する雑音成分との比をもとに送信信号がATj
あると判定すなるようにしたことを特徴とする請求項1
乃至9記載の再配置拡散形通信方式。
10. The sample value series of the expanded frame is subjected to DFT (spread Fourier transform) analysis in the analysis determination unit, and a transmission corresponding frequency component output of the DFT output corresponding to a transmission signal A Tj is output. And the transmission signal is determined to be ATj based on the ratio of the frequency component corresponding to the noise mixed in the transmission process to the noise component having the same frequency as the transmission corresponding frequency. Claim 1
9. The rearrangement diffusion type communication system described in 9 above.
【請求項11】 離散情報を所定の変調方式により変調
した信号を伝送する通信方式の受信側復調回路におい
て、検出すべき受信信号が等振幅かつ単一周波数の正弦
波からなるフレーム信号に変換されるような、振幅軸上
あるいは時間軸上の変換処理を、雑音を含む入来信号の
標本値に対して施した後、再配置拡散処理及び分析判定
処理を行なうことを特徴とする請求項1乃至10記載の
再配置拡散形通信方式。
11. A reception side demodulation circuit of a communication system for transmitting a signal in which discrete information is modulated by a predetermined modulation system, wherein a reception signal to be detected is converted into a frame signal composed of a sine wave of equal amplitude and a single frequency. A rearrangement diffusion process and an analysis determination process are performed after performing a conversion process on the amplitude axis or the time axis on the sample value of the incoming signal containing noise. 11. The rearrangement diffusion type communication system according to any one of items 1 to 10.
【請求項12】 時間波形の異なる複数個の送信信号A
Tjを同時にまたは時間をシフトさせて送信機より伝送路
に送出することにより、単位時間当たり多ビットの離散
情報の伝送を可能にしたことを特徴とする請求項1乃至
11記載の再配置拡散形通信方式。
12. A plurality of transmission signals A having different time waveforms.
12. The rearrangement spread type according to claim 1, wherein transmission of multi-bit discrete information per unit time is made possible by sending Tj simultaneously or with a time shift from a transmitter to a transmission line. Communication method.
【請求項13】 離散情報を時間波形に対応させ、該時
間波形に拡散符号系列を乗じて送信し、受信信号に上記
拡散系列を乗じて逆拡散するスペクトル拡散(SS)通
信方式において、前記逆拡散した信号より原標本値を採
取し、これをもとに再配置変換処理及び拡大フレームの
作成を行うよう構成したことを特徴とする請求項1乃至
12記載の再配置拡散形通信方式。
13. A spread spectrum (SS) communication system in which discrete information is made to correspond to a time waveform, the time waveform is multiplied by a spreading code sequence to be transmitted, and the received signal is multiplied by the spreading sequence to despread. 13. The rearrangement spread communication system according to claim 1, wherein an original sample value is sampled from the spread signal, and the rearrangement conversion process and the expansion frame are created based on the original sample value.
【請求項14】 離散情報を所定の変調により伝送する
通信方式の受信復調回路に於いて、繰り返し周期がTi
=1/fi の目的波形を含む受信信号より標本値を取り
出し、必要ならば再配置変換処理あるいはフィルタによ
る処理を施した後、標本値に対して振幅軸上又は時間軸
上の非線形処理を施すことにより、波形を特別の波形に
変形し、その結果fi の整数倍の周波数成分kfi (k
=1,2・・・)を生成し、その出力中の雑音成分をこ
の非線形処理によりkfi とは一致しない周波数領域に
広く拡散せしめ、これらの出力を必要ならば再配置変換
処理を施した後、分析部に加えて目的の波形を識別する
ようにしたことを特徴とする請求項1乃至13記載の再
配置拡散形通信方式。
14. In a reception demodulation circuit of a communication system for transmitting discrete information by predetermined modulation, the repetition cycle is T i.
= 1 / f i A sample value is extracted from the received signal, and if necessary, rearrangement conversion processing or filter processing is performed, and then nonlinear processing on the amplitude axis or time axis is performed on the sample value. by applying, by modifying the waveform to a particular waveform, an integral multiple of the frequency components of the results f i kf i (k
= 1, 2) generates a noise component in the output widely allowed diffused into the frequency domain that does not agree with kf i This nonlinear processing, subjected to rearrangement conversion process if necessary these output 14. The rearrangement spread type communication system according to claim 1, wherein a target waveform is identified later in addition to the analysis unit.
【請求項15】 前記拡大フレームを構成する過程にお
いて、拡大フレーム内の任意の時間位置の標本値を受信
信号ARjの波形を保存する条件の下に該拡大フレーム内
の他の時間位置に再配置する処理を行なうことを特徴と
する請求項1記載の再配置拡散形通信方式。
15. In the process of constructing the expanded frame, a sample value at an arbitrary time position in the expanded frame is re-created at another time position in the expanded frame under the condition that the waveform of the received signal A Rj is stored. The rearrangement / diffusion type communication system according to claim 1, characterized in that the arrangement process is performed.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006038819A (en) * 2004-06-25 2006-02-09 Macnica Inc Data communications device and method

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JP2006038819A (en) * 2004-06-25 2006-02-09 Macnica Inc Data communications device and method

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