JPH09186630A - Channel switching code generating system - Google Patents

Channel switching code generating system

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Publication number
JPH09186630A
JPH09186630A JP7342128A JP34212895A JPH09186630A JP H09186630 A JPH09186630 A JP H09186630A JP 7342128 A JP7342128 A JP 7342128A JP 34212895 A JP34212895 A JP 34212895A JP H09186630 A JPH09186630 A JP H09186630A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
channel
code
switching code
channel switching
analog signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP7342128A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Kameda
健 亀田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP7342128A priority Critical patent/JPH09186630A/en
Publication of JPH09186630A publication Critical patent/JPH09186630A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily generate many codes by generating plural codes from analog signals obtained through repeating specific mapping to vary an initial value of the repetitive mapping. SOLUTION: A channel code is switched at a time interval of k, k+1, k+2,... and a value Xk of an analog signal at a time (k) is a code representing one channel. Which channel the code represents is decided by rounding the value Xk . In the case of an FH communication, it is handled that the value Xk represents 6 channels and the frequencies prepared corresponding to 6 channels are used for local oscillation frequencies at a transmitter side and a receiver side. The analog signal is converted into a discrete value and each discrete value is used for a code representing the channel, then many codes caused at random without periodicity are obtained. Since the channel is decided by rounding the discrete value, the receiver side conducts similar rounding.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はチャンネル切換えを
必要とする通信機器、特に周波数ホッピングスペクトラ
ム拡散通信方式の通信機器におけるチャンネル切換え信
号を発生する方式に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a communication device requiring channel switching, and more particularly to a system for generating a channel switching signal in a communication device of frequency hopping spread spectrum communication system.

【0002】[0002]

【従来の技術】周波数ホッピング通信方式における周波
数拡散の原理は情報で変調された信号のキャリアを与え
られた通信帯域内をランダムに離散的に切り換えて掃引
することである。即ち、キャリアの周波数が特定の周波
数に固定されるのではなく、ある周波数から別の周波数
へ次々に切り換えられることでスペクトラム拡散を実現
している。
2. Description of the Related Art The principle of frequency spreading in a frequency hopping communication system is to randomly and randomly sweep a carrier of a signal modulated by information within a given communication band. That is, the frequency of the carrier is not fixed to a specific frequency, but spreads are realized by switching from one frequency to another frequency one after another.

【0003】スペクトラム拡散した信号から元の変調波
を復元するのは次のようにして行なわれる。受信波はR
F周波数からIF周波数に周波数変換される。その際、
周波数変換器に供給される局部発振周波数は受信波のホ
ッピングパターンに同期して切り換えられる。この操作
によって広帯域のスペクトラム拡散信号は、一定のIF
周波数をもつ狭帯域の信号に周波数変換されて元の変調
波が得られる。
The original modulated wave is restored from the spread spectrum signal as follows. Received wave is R
The frequency is converted from the F frequency to the IF frequency. that time,
The local oscillation frequency supplied to the frequency converter is switched in synchronization with the hopping pattern of the received wave. By this operation, the broadband spread spectrum signal is
The original modulated wave is obtained by frequency conversion into a narrow band signal having a frequency.

【0004】上述した内容のような周波数拡散・逆拡散
過程を周波数ホッピング通信方式は有するので、通信シ
ステムを構成するにあたって、周波数チャンネル切換え
符号は次のような性質が必要とされる。
Since the frequency hopping communication system has the frequency spreading / despreading process as described above, the frequency channel switching code is required to have the following properties in constructing the communication system.

【0005】(1)複数のユーザに符号を割り当てるこ
とができるように符号の種類が多いこと、(2)関係の
ない第三者に通信内容を傍受されないようにできるだけ
ランダムで周期が長く解読が困難なこと、(3)他のユ
ーザの送信波と自局の送信波が衝突して誤り率特性が劣
化しないようにできるだけ衝突が発生しないこと、等が
必要とされている。
(1) There are many kinds of codes so that the codes can be assigned to a plurality of users. (2) Decoding is performed as randomly and as long as possible so that unrelated third parties cannot intercept the communication contents. It is required that (3) transmission waves of other users and transmission waves of the own station collide with each other so that collisions do not occur as much as possible so that error rate characteristics are not deteriorated.

【0006】周波数ホッピング通信システムにおける周
波数切換え符号としては、従来からR.D.Yates
氏の提案したワン・コインシデンス・コード(OOC)
と呼ばれるものが知られている。また、1980年11
月に「情報理論とその応用研究会」の資料において三宅
氏等により発表された論文「ワン・コインシデンス符号
の2、3の性質」に述べられている修正ワン・コインシ
デンス符号がある。以下、この修正ワン・コインシデン
ス符号について図2(a)を用いて説明する。この符号
は素数P及びPより小さい1以上の任意の整数i、Pよ
り小さい0以上の任意の整数jを用いて、次式のように
表される。
As a frequency switching code in a frequency hopping communication system, a conventional R.S. D. Yates
Mr. One Coincidence Code (OOC)
What is called is known. Also, 1980, 11
There is a modified one-coincidence code described in the article "A few properties of one-coincidence code" published by Miyake et al. In the "Information Theory and Its Application Study Group" in May. The modified one-coincidence code will be described below with reference to FIG. This code is expressed by the following equation using a prime number P and an arbitrary integer i of 1 or more smaller than P, and an arbitrary integer j of 0 or more smaller than P.

【0007】Ci(j)=(i×j)mod P P=7の場合について図2(a)に示す。図2(a)に
示すように修正ワン・コインシデンス符号は、多値数
P、周期P、符号語数P−1であり、符号の1周期内で
高々1カ所しか一致しない。
FIG. 2A shows the case where C i (j) = (i × j) mod P P = 7. As shown in FIG. 2A, the modified one-coincidence code has a multi-valued number P, a period P, and a code word number P-1, and only one position matches at most within one code period.

【0008】修正ワン・コインシデンス符号について
は、その符号発生装置が特願昭57−85968号「周
波数ホッピング用拡散符号器」に示されている。これ
は、素数Pに対してPより小さい任意の0以上の整数値
をアドレス信号として出力するアドレス生成回路と、ク
ロック信号を上記の素数Pを法としてカウントするカウ
ンタと、上記アドレス信号とカウンタ出力とを上記素数
Pを法として乗算する乗算回路とで構成されるものであ
る。
Regarding the modified one-coincidence code, its code generator is shown in Japanese Patent Application No. 57-85968, "Spreading Coder for Frequency Hopping". This is an address generation circuit that outputs an arbitrary integer value of 0 or more smaller than P to a prime number P as an address signal, a counter that counts a clock signal modulo the above prime number P, the above address signal and counter output. And a multiplication circuit for multiplying and by modulo the above prime number P.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】以上のことから、修正
ワン・コインシデンス符号をFH(周波数ホッピング)
通信方式の周波数切換符号として用いると、符号の1周
期内で高々1回、すなわち周波数チャンネル数分の1の
確率でしか衝突しないFH通信システムが得られるよう
にみえる。しかしながら、これはそれぞれのユーザがほ
ぼ同じ時間に通信を始めたときの場合であって、各局の
通信を始めた時間のずれ方によってはそのようにならな
い。その1例を図2(b)に示す。
From the above, the modified one-coincidence code is FH (frequency hopping).
When used as a frequency switching code for a communication system, it seems that an FH communication system can be obtained which collides only once within one cycle of the code, that is, with a probability of 1 / the number of frequency channels. However, this is the case when the respective users start communication at substantially the same time, and it does not occur depending on the time lag of the communication start of each station. One example thereof is shown in FIG.

【0010】現実には各ユーザが通信を開始する時間は
ランダムであるので、ユーザキャパシティは符号語数P
−1より十分小さくしなければならない。したがって、
通信システムの要求する1つの通信区間内でのユーザの
数に対して、周期Pが十分長ければこの問題は解決でき
るが、これはFH通信システムにおいては周波数チャン
ネル数Nを大きくすることに相当する。
In reality, since the time when each user starts communication is random, the user capacity is the number P of code words.
It must be sufficiently smaller than -1. Therefore,
This problem can be solved if the period P is sufficiently long with respect to the number of users in one communication section required by the communication system, but this corresponds to increasing the number N of frequency channels in the FH communication system. .

【0011】周波数チャンネル数Nに許容されるユーザ
の数が依存するのはどのような周波数切換え符号を用い
ても言えることであって、修正ワン・コインシデンス符
号はこの依存性を解決したものではない。これは修正ワ
ン・コインシデンス符号が周期性をもっていることに由
来している。
It can be said that the number of users allowed depends on the number N of frequency channels regardless of the frequency switching code used, and the modified one-coincidence code does not solve this dependence. . This is because the modified one coincidence code has periodicity.

【0012】また修正ワン・コインシデンス符号はラン
ダム性も乏しく、周期特性を有することも併せると符号
の解読性は小さいとは言えず、FH通信システムにおい
てこの符号を用いると、通信を傍受される可能性は比較
的大きいものとなる。さらに、修正ワン・コインシデン
ス符号は作ることのできる符号の数が周波数チャンネル
の総数Nより小さい数となり、周波数チャンネルの総数
Nが素数でないときは周波数チャンネルの全てを利用す
ることができないといった制限がある。
In addition, the modified one-coincidence code is poor in randomness and has a periodic characteristic, so that it cannot be said that the code is not easily decipherable. If this code is used in the FH communication system, the communication can be intercepted. The sex is relatively large. Further, the modified one-coincidence code has a limitation that the number of codes that can be created is smaller than the total number N of frequency channels, and when the total number N of frequency channels is not a prime number, all frequency channels cannot be used. .

【0013】本発明は、本質的に周期性を有さずかつラ
ンダム性に富む符号を、従来の符号発生法とは桁違いに
数多く発生する方法を提供することを目的としている。
It is an object of the present invention to provide a method of generating a large number of codes, which have essentially no periodicity and are rich in randomness, in an order of magnitude more than the conventional code generation method.

【0014】さらに本発明は符号の組み合わせ方に対し
て少ない依存性で、FH通信システムにおいて送信波の
衝突が起こりにくくなる相関の小さい符号のセットを与
えることを可能とするものである。
Further, the present invention makes it possible to provide a code set having a small correlation, which makes it difficult for a collision of transmission waves to occur in an FH communication system, with a small dependence on how to combine the codes.

【0015】また、本発明は従来よりはるかに秘匿性の
高いFH通信システムを構築することを目的とする。
Another object of the present invention is to construct an FH communication system that is much more confidential than before.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のチャンネル切換え符号発生方式において
は、差分方程式Xk+1=f(Xk)で表されるような写像
を反復することによって生成される、決定論的であるに
もかかわらず不規則かつ複雑で周期を持たない予測不可
能なふるまいをするカオス性質を有しているアナログ信
号を、例えば周波数チャンネルの総数Nで離散値化する
ことによって得られる符号を周波数チャンネル切換え符
号とする。
In order to achieve the above object, in the channel switching code generation system of the present invention, the mapping represented by the difference equation X k + 1 = f (X k ) is repeated. A deterministic, but deterministic, irregular, complex, period-free and unpredictable chaotic behavior of an analog signal is distributed, for example, with a total number N of frequency channels. The code obtained by digitizing is the frequency channel switching code.

【0017】このようにすると、特定の差分方程式X
k+1=f(Xk)で表される写像を反復して得られるアナ
ログ信号を反復写像の初期値を変えることによって複数
の符号を発生する手法、さらに差分方程式Xk+1=f
(Xk)で表せるような反復写像のアナログ信号を異な
る反復写像を複数用いることによって複数の符号を発生
する手法、さらに特定の差分方程式Xk+1=f(Xk)で
表せるような反復写像の、特定の初期値に対するアナロ
グ信号を、符号として用い始める離散区間の位置kをず
らすことによって符号を複数作り出す手法、さらに上記
の切換え符号を多数発生する3方式を同時に用いること
で非常に多数の符号を容易に発生することが可能とな
る。
In this way, the specific difference equation X
A method of generating a plurality of codes by changing an initial value of an iterative mapping of an analog signal obtained by iterating a mapping represented by k + 1 = f (X k ), and a difference equation X k + 1 = f
A method of generating a plurality of codes by using a plurality of different iterative mappings of analog signals of the iterative mappings that can be represented by (X k ), and a repetitive method represented by a specific difference equation X k + 1 = f (X k ). An extremely large number of mapping signals can be created by shifting the position k of the discrete section where the analog signal corresponding to a specific initial value is used as a code, and by simultaneously using the above three methods for generating a large number of switching codes. It is possible to easily generate the code of.

【0018】また、上述の符号発生方式によって生成さ
れる符号は、不規則かつ複雑で周期を持たない予測不可
能なふるまいをするカオス性質を保存しているので、符
号の組み合わせ方に対して小さい依存性で、FH通信シ
ステムにおいて送信波の衝突が起こりにくくなる符号の
セットを与えることを可能とする。
Further, the code generated by the above-mentioned code generation method preserves the chaotic property which is irregular, complicated, and has no period and has unpredictable behavior. The dependency makes it possible to provide a set of codes that makes it less likely that a transmitted wave will collide in an FH communication system.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】まず、図1を参照して本発明のチ
ャンネル切換え符号発生方式の原理を説明する、図1
(a)は反復写像によって得られるカオス的なアナログ
信号を示す模式図である。図1(b)は図1(a)のア
ナログ信号をチャンネル数を1から9とした場合に離散
値化してチャンネル切換え符号を得る方法を示す模式図
である。図1(b)に示すように、本発明ではまずカオ
ス的なアナログ信号を計算して得ておいて、それをチャ
ンネルの番号にあわせて離散値化することによってチャ
ンネル切換え符号を得るものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the principle of the channel switching code generation system of the present invention will be described with reference to FIG.
(A) is a schematic diagram which shows the chaotic analog signal obtained by iterative mapping. FIG. 1B is a schematic diagram showing a method of obtaining a channel switching code by converting the analog signal of FIG. 1A into discrete values when the number of channels is changed from 1 to 9. As shown in FIG. 1B, in the present invention, a channel switching code is obtained by first calculating and obtaining a chaotic analog signal and then digitizing it to match the channel number. .

【0020】さて、図1(a)に示すアナログ信号は所
定の範囲内の大きさであることが分かっているので、そ
の範囲をチャンネル数で分ける。図1(b)の場合、9
個のチャンネル数で分けている。
Since it is known that the analog signal shown in FIG. 1A has a size within a predetermined range, the range is divided by the number of channels. In the case of FIG. 1B, 9
It is divided by the number of individual channels.

【0021】今、チャンネル符号はk、k+1、k+
2、・・・の時間間隔で切り換わっていくものとする。
時間kのときのアナログ信号の値Xkは1つのチャンネ
ルを表わす符号となるが、この符号がどのチャンネルを
表わしているかは、その値Xkを四捨五入して決める。
即ち、図1(b)において、Xkは5チャンネルと6チ
ャンネルの間に存するが、四捨五入すると、6チャンネ
ルとなる。
Now, the channel code is k, k + 1, k +
It is assumed that switching is performed at time intervals of 2, ...
The value Xk of the analog signal at the time k is a code representing one channel, and which channel this code represents is determined by rounding off the value Xk.
That is, in FIG. 1B, Xk exists between channels 5 and 6, but when rounded off, it becomes 6 channels.

【0022】従って、FH通信において、Xkは6チャ
ンネルを表わしているとして扱われ、送信側及び受信側
で6チャンネルに対応して用意された周波数が局部発振
周波数として用いられることになる。以下、同様にし
て、k+1ではXk+1が7チャンネル、k+2ではXk+2
が6チャンネル、k+3ではXk+3が4チャンネルとな
る。
Therefore, in FH communication, Xk is treated as representing 6 channels, and the frequencies prepared for the 6 channels on the transmitting side and the receiving side are used as the local oscillation frequency. Similarly, X k + 1 is 7 channels for k + 1 and X k + 2 is for k + 2.
Has 6 channels, and with k + 3, X k + 3 has 4 channels.

【0023】このように、前記アナログ信号を離散値化
し、その各離散値をチャンネルを表わす符号として用い
ることにより、周期性を有さず、ランダムに生じる符号
を数多く得ることができる。尚、上述の形態では、離散
値を四捨五入してチャンネルを決めているので、受信側
においても同様な四捨五入を行わなければならない。
As described above, by converting the analog signal into discrete values and using each of the discrete values as a code representing a channel, it is possible to obtain many codes that have no periodicity and occur randomly. In the above embodiment, since the channels are decided by rounding off the discrete values, the rounding off must be done on the receiving side as well.

【0024】そこで、送信側で四捨五入して該当するチ
ャンネルを決めたとき、そのチャンネルに合致する値を
チャンネル切換え符号として送信するようにしてもよ
い。このようにすると、符号自体がチャンネルに対応し
ているので、受信側で四捨五入を行ってチャンネルを決
定する動作が不要となる。
Therefore, when the transmitting side rounds off and determines the corresponding channel, a value matching the channel may be transmitted as the channel switching code. In this case, since the code itself corresponds to the channel, the receiving side does not need to perform the rounding operation to determine the channel.

【0025】反復写像によって生じるアナログ信号が、
カオス性を有する差分方程式については数多くの研究が
なされており、その1部を挙げると、 ロジスティック写像:Xk+1=aXk(1−Xk) 三角法写像:Xk+1=aSIN(Xk) さらには、・Xk+1=aXk 2−1 ・Xk+1=bXk;0≦Xk≦1/b =−Xk/(1−1/b)+b/(1−b);1/b≦Xk≦1 ・Xk+1=bXk;0≦Xk≦1/b =Xk/(1−1/b)−1/(1−b);1/b≦Xk≦1 などがある。ただし、パラメータa,bの任意の値に対
して反復写像のすべてのアナログ信号がカオス性になる
わけではないのは周知の通りである。
The analog signal produced by the iterative mapping is
Many studies have been conducted on the difference equation having chaos property. One of them is: Logistic mapping: X k + 1 = aX k (1-X k ) Trigonometric mapping: X k + 1 = aSIN ( X k ) Furthermore, · X k + 1 = aX k 2 −1 · X k + 1 = bX k ; 0 ≦ X k ≦ 1 / b = −X k / (1-1 / b) + b / (1 -b); 1 / b ≦ X k ≦ 1 · X k + 1 = bX k; 0 ≦ X k ≦ 1 / b = X k / (1-1 / b) -1 / (1-b); 1 / b ≦ X k ≦ 1. However, it is well known that not all analog signals of the iterative mapping are chaotic for arbitrary values of the parameters a and b.

【0026】ここで図3(a)に、ロジスティック写像
の反復写像のアナログ信号を、a=4,X0=0.8,
k=801からk=1000の時について示す。図3
(b)は、図3(a)のアナログ信号を24で離散値化
したものである。図3(b)から分かるようにカオス性
のアナログ信号を離散値化しても不規則かつ複雑で非周
期性を有するカオス性は失われていないことが分かる。
また離散値化する整数値は大きいほど元のアナログ信号
に近づくので、カオス性は保たれることは明白である。
従って、カオス性のアナログ信号を離散値化して得られ
る符号は不規則かつ複雑で非周期性を有し予測不可能な
性質を有しているといえる。
Here, in FIG. 3A, an analog signal of the repetitive mapping of the logistic mapping is represented by a = 4, X 0 = 0.8,
The case of k = 801 to k = 1000 is shown. FIG.
FIG. 3B shows the analog signal of FIG. As can be seen from FIG. 3 (b), even if the chaotic analog signal is converted into discrete values, the chaotic property having irregularity, complexity, and aperiodicity is not lost.
Further, it is obvious that the chaotic property is maintained because the larger the integer value to be discretized, the closer to the original analog signal.
Therefore, it can be said that a code obtained by converting a chaotic analog signal into a discrete value is irregular, complicated, aperiodic, and unpredictable.

【0027】図4(a)にロジスティック写像のアナロ
グ信号を、a=4,X0=0.2,k=801からk=
1000の場合について、24で離散値化したものを示
す。図4(b)は、ロジスティック写像のアナログ信号
を、a=4,X0=0.21,k=801からk=10
00の場合につき、24で離散値化したものである。カ
オス性のアナログ信号は初期値に対する鋭敏性があるこ
とが知られているが、図4からカオス性のアナログ信号
は離散値化しても初期値鋭敏性は失われないことが分か
る。従って、特定の反復写像を用いても、取り得る初期
値の数と同程度の非常に多数の符号が得られると言え
る。
The analog signal of the logistic map is shown in FIG. 4 (a), where a = 4, X 0 = 0.2, k = 801 to k =
In the case of 1000, the discrete value is shown in 24. In FIG. 4B, analog signals of the logistic map are represented by a = 4, X 0 = 0.21, k = 801 to k = 10.
In the case of 00, it is a discrete value in 24. It is known that the chaotic analog signal is sensitive to the initial value, but it can be seen from FIG. 4 that the chaotic analog signal does not lose the initial value sensitivity even when it is discretized. Therefore, it can be said that a very large number of codes as many as the number of possible initial values can be obtained even by using a specific iterative mapping.

【0028】図5(a)にロジスティック写像のアナロ
グ信号を、a=4,X0=0.9,k=801からk=
1000の場合について、24で離散値化したものを示
している。図5(b)は、差分方程式Xk+1=2Xk2
1で表される反復写像のアナログ信号を、a=4,X0
=0.9,k=801からk=1000の場合につい
て、24で離散値化したものである。図5から分かるよ
うに反復写像が異なると、それによって得られる符号も
異なる。従って、異なる反復写像を用いることによっ
て、非常にたくさんの符号が得られると言える。
The analog signal of the logistic map is shown in FIG. 5 (a), where a = 4, X 0 = 0.9, k = 801 to k =
In the case of 1000, the discrete value is shown in 24. FIG. 5B shows the difference equation X k + 1 = 2Xk 2 −.
The analog signal of the iterative mapping represented by 1 is a = 4, X0
In the case of = 0.9, k = 801 to k = 1000, the discrete value is converted into 24. As can be seen from FIG. 5, different iterative mappings result in different codes. Therefore, it can be said that a large number of codes can be obtained by using different iterative maps.

【0029】図6(a)にロジスティック写像のアナロ
グ信号を、a=4,X0=0.6,k=101からk=
300の場合について、24で離散値化したものを示
す。図6(b)は、ロジスティック写像の出力値系列を
a=4,X0=0.6,k=801からk=1000の
場合について、24で離散値化したものである。カオス
性のアナログ信号の自己相関は時間差を大きくするに従
って0に収束することが知られている。また、図6から
も分かるように符号系列として用い始めるkの値を変え
てやることによって相関の小さい符号系列のセットが得
られることが分かる。
The analog signal of the logistic map is shown in FIG. 6A, where a = 4, X0 = 0.6, k = 101 to k =
In the case of 300, the discrete value is shown in 24. FIG. 6B shows the output value series of the logistic mapping, which is converted into discrete values at 24 in the case of a = 4, X0 = 0.6, k = 801 to k = 1000. It is known that the autocorrelation of a chaotic analog signal converges to 0 as the time difference increases. Further, as can be seen from FIG. 6, it can be seen that a set of code sequences having a small correlation can be obtained by changing the value of k that is used as a code sequence.

【0030】次に、図7で本発明のチャンネル切換え符
号を用いたFH通信機の簡単な例を示す。そして、その
動作について簡潔に説明する。図7(a)はFH送信機
の要部ブロック図、図7(b)はFH受信機の要部ブロ
ック図である。図中、20はチャンネル切換え符号発生
器であって、カウンタ部1、ROM部2、ラッチ部3か
ら成っている。4はホッピングシンセサイザ、5は1次
変調器、6はミキサ、7はBPF(バンドパスフィル
タ)、8はアンテナである。また、9はアンテナ、10
は広帯域BPF、11はミキサ、12は狭帯域BPF、
13は検波器である。14はカウンタ部、15はROM
部、16はラッチ部であり、これらは受信機側のチャン
ネル切換え符号発生器を構成する。17はホッピングシ
ンセサイザである。
Next, FIG. 7 shows a simple example of an FH communication device using the channel switching code of the present invention. Then, the operation will be briefly described. FIG. 7A is a block diagram of a main part of the FH transmitter, and FIG. 7B is a block diagram of a main part of the FH receiver. In the figure, reference numeral 20 is a channel switching code generator, which comprises a counter section 1, a ROM section 2, and a latch section 3. Reference numeral 4 is a hopping synthesizer, 5 is a primary modulator, 6 is a mixer, 7 is a BPF (band pass filter), and 8 is an antenna. Further, 9 is an antenna, 10
Is a wide band BPF, 11 is a mixer, 12 is a narrow band BPF,
Reference numeral 13 is a detector. 14 is a counter unit, 15 is a ROM
The reference numeral 16 designates a latch portion which constitutes a channel switching code generator on the receiver side. 17 is a hopping synthesizer.

【0031】図7(a)を用いて送信機の動作を簡潔に
説明する。カウンタ部1は回路ブロックに共通のクロッ
ク(図示せず)の数を数えて、それをアドレス信号とし
てROM部2に出力するものである。ROM部2は、あ
らかじめカオス性のアナログ信号を離散値化する計算を
して得られたチャンネル切換符号が、ホッピングシンセ
サイザ4の入力データフォーマットに対応して変換され
たデータが格納されている。
The operation of the transmitter will be briefly described with reference to FIG. The counter unit 1 counts the number of clocks (not shown) common to the circuit blocks and outputs the counted clocks to the ROM unit 2 as an address signal. The ROM section 2 stores data obtained by converting a channel switching code obtained by performing a calculation for converting a chaotic analog signal into a discrete value in advance so as to correspond to the input data format of the hopping synthesizer 4.

【0032】ラッチ部3では、カウンタ部1からのアド
レス信号に従ってROM部2から出力されたデータがホ
ッピングシンセサイザ4の入力データフォーマットに対
応して数ビット保持しておいてからまとめてホッピング
シンセサイザ4に出力する。ホッピングシンセサイザ4
は入力データに応じた局部発振周波数を順次出力する。
1次変調器5は適当な狭帯域変調で送信データを1次変
調する。ミキサ6では、1次変調信号とホッピングシン
セサイザ4の出力とを乗積して、その後適切な周波数特
性のバンドパスフィルタ(以下、BPF)7を通して、
アンテナ8から送信する。
The latch unit 3 holds several bits of data output from the ROM unit 2 according to the address signal from the counter unit 1 in accordance with the input data format of the hopping synthesizer 4, and then collectively stores the data in the hopping synthesizer 4. Output. Hopping synthesizer 4
Sequentially outputs the local oscillation frequency according to the input data.
The primary modulator 5 primary-modulates the transmission data by an appropriate narrow band modulation. The mixer 6 multiplies the primary modulation signal and the output of the hopping synthesizer 4 and then passes through a band pass filter (hereinafter, BPF) 7 having an appropriate frequency characteristic,
It transmits from the antenna 8.

【0033】その結果、受信機に到達した信号は、アン
テナ9で受信され広帯域BPF10で不要帯域からの干
渉波を除去しミキサ11に進む。ミキサ11ではホッピ
ングシンセサイザ17の出力(局部発振信号)を受信信
号に乗積して逆拡散する。カウンタ部14,ROM部1
5,ラッチ部16からなるチャンネル切換え符号発生器
の動作は上述の送信機側の説明と同様である。そして、
逆拡散された受信信号は狭帯域BPF12を通って検波
器13で検波される。
As a result, the signal arriving at the receiver is received by the antenna 9 and the broadband BPF 10 removes the interference wave from the unnecessary band and proceeds to the mixer 11. The mixer 11 multiplies the output (local oscillation signal) of the hopping synthesizer 17 by the received signal and despreads the product. Counter section 14, ROM section 1
5, the operation of the channel switching code generator including the latch unit 16 is the same as that described on the transmitter side. And
The despread reception signal passes through the narrow band BPF 12 and is detected by the wave detector 13.

【0034】このとき上記に示すチャンネル切換え符号
は本質的に周期を持たないものの、ROM部2の記憶容
量に依存して周期を有してしまう。しかしながら、現在
普及しているPLL−ICでは比較分周器を設定するシ
リアルデータが高々20ビット程度であるから、1ホッ
プ当たりに必要なデータ量は20ビット程度となる。よ
って、2000ホップの周期に対して必要なROM容量
はわずか40kビット程度である。従って、ROM部2
の記憶容量に依存する周期は修正ワン・コインシデンス
符号の周期に対してはるかに長い周期となる。
At this time, the channel switching code described above has essentially no cycle, but it has a cycle depending on the storage capacity of the ROM section 2. However, in the currently widely used PLL-IC, the serial data for setting the comparison frequency divider is about 20 bits at most, so that the data amount required for one hop is about 20 bits. Therefore, the ROM capacity required for a cycle of 2000 hops is only about 40 kbits. Therefore, the ROM section 2
The period depending on the storage capacity of is much longer than the period of the modified one coincidence code.

【0035】受信機側のホッピングシンセサイザ17は
送信機側のホッピングシンセサイザ4と同じチャンネル
切換え符号で同期してホッピングしている必要がある。
同一のチャンネル切換え符号を送信機と受信機で共有す
るのは、送信機側のROM部2に同じチャンネル切換え
符号の情報を入れることでできる。ここでは詳述しない
が、ホッピングの同期は一般的な同期補足回路及び同期
追跡回路で実現できる。
The hopping synthesizer 17 on the receiver side needs to perform hopping in synchronization with the same channel switching code as the hopping synthesizer 4 on the transmitter side.
Sharing the same channel switching code between the transmitter and the receiver can be done by putting information of the same channel switching code in the ROM section 2 on the transmitter side. Although not described in detail here, hopping synchronization can be realized by a general synchronization capturing circuit and a synchronization tracking circuit.

【0036】最後に、FH通信システムの構築において
複数のチャンネル切換え符号の選び方を付言しておく。
まず、反復写像によって生成される、決定論的であるに
も拘らず不規則かつ複雑で周期をもたないふるまいをす
るカオス性質を有しているアナログ信号を周波数チャン
ネルの総数Nで離散値化した符号を、特定の反復写像に
おいて初期値を変えてやることや、または異なる反復写
像を複数の用いることや、または特定の反復写像の特定
の初期値に対するアナログ信号を符号として用い始める
離散区間の位置kをずらすことや、以上のような切換え
符号を多数発生する3方式を同時に用いることによって
予め計算し、沢山得ておく。そして、使用する通信シス
テムで必要とされる数のチャンネル切換え符号のセット
を相互相関を調べて選び出す。
Finally, a method of selecting a plurality of channel switching codes in constructing the FH communication system will be additionally mentioned.
First, an analog signal generated by an iterative mapping and having a deterministic but chaotic behavior that is irregular, complicated, and has no period is discretized with the total number N of frequency channels. Of a discrete interval which starts with a different initial value in a particular iterative map, or uses a plurality of different iterative maps, or starts using an analog signal as a code for a particular initial value of a particular iterative map. Preliminary calculations are made by shifting the position k, and by simultaneously using the above-mentioned three methods for generating a large number of switching codes, a lot of them are obtained. Then, the number of sets of channel switching codes required for the communication system used is selected by examining the cross-correlation.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
差分方程式XK+1=f(Xk)で表せるような写像を反復
することによって生成される、決定論的であるにもかか
わらず不規則かつ複雑で周期を持たない予測不可能な振
舞いをするカオス性質を有しているアナログ信号を離散
値化したものをチャンネル切換え符号とする。そのた
め、本質的に周期性を有さずかつランダム性に富む符号
を、従来の符号発生法とは桁違いに数多く発生すること
ができる。さらに周波数ホッピング通信システムにおい
て送信波の衝突が起こりにくくなる相関の小さい符号の
セットを与えることを可能とする。また、従来よりはる
かに秘匿性の高いFH通信システムを構築することが可
能となる。
As described above, in the present invention,
The deterministic, but irregular, complex, and period-free unpredictable behavior generated by iterating a map represented by the difference equation X K + 1 = f (X k ). A channel switching code is a discrete value of an analog signal having a chaotic property. Therefore, it is possible to generate a large number of codes that have essentially no periodicity and are rich in randomness, which is orders of magnitude higher than that of conventional code generation methods. Further, it is possible to provide a code set having a small correlation that makes it difficult for a collision of transmission waves to occur in a frequency hopping communication system. Further, it becomes possible to construct an FH communication system which is much more confidential than before.

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

【図1】 本発明のチャンネル切換え符号を発生する方
式の概念を説明する模式図。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the concept of a system for generating a channel switching code according to the present invention.

【図2】 従来の周波数チャンネル切換符号の一例を示
す図。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a conventional frequency channel switching code.

【図3】 本発明のチャンネル切換え符号発生方式にお
ける離散値化の例を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing an example of digitization in the channel switching code generation method of the present invention.

【図4】 本発明のチャンネル切換え符号発生方式にお
ける離散値化の例を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing an example of digitization in the channel switching code generation method of the present invention.

【図5】 本発明のチャンネル切換え符号発生方式にお
ける離散値化の例を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing an example of digitization in the channel switching code generation method of the present invention.

【図6】 本発明のチャンネル切換え符号発生方式にお
ける離散値化の例を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing an example of digitization in the channel switching code generation method of the present invention.

【図7】 本発明のチャンネル切換え符号発生方式を利
用した周波数ホッピング通信装置のブロック図。
FIG. 7 is a block diagram of a frequency hopping communication device using the channel switching code generation method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:カウンタ部 2:ROM部 3:ラッチ部 4:ホッピングシンセサイザ 5:1次変調器 6:ミキサ 7:バンドパスフィルタ 8:アンテナ 9:広帯域バンドパスフィルタ 10:狭帯域バンドパスフィルタ 11:検波器 1: Counter part 2: ROM part 3: Latch part 4: Hopping synthesizer 5: 1st order modulator 6: Mixer 7: Bandpass filter 8: Antenna 9: Wideband bandpass filter 10: Narrowband bandpass filter 11: Detector

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】写像を反復して行なうことによって得られ
る不規則かつ予測不可能な振舞いをするカオス性質を有
しているアナログ信号を離散値化することによってチャ
ンネル切換え符号を得ることを特徴とするチャンネル切
換え符号発生方式。
1. A channel switching code is obtained by digitizing an analog signal having a chaotic property of irregular and unpredictable behavior obtained by repeatedly performing mapping. Channel switching code generation method.
【請求項2】周波数の異なる複数のキャリアを順次切り
換えて信号を送信する周波数ホッピングスペクトル拡散
通信方式においてキャリア切り換えの符号を発生するチ
ャンネル切換え符号発生方式であって、 写像を反復して行なうことによって得られる不規則かつ
予測不可能な振舞いをするカオス性質を有しているアナ
ログ信号を離散値化することによってチャンネル切換え
符号を得ることを特徴とするチャンネル切換え符号発生
方式。
2. A channel switching code generation system for generating a carrier switching code in a frequency hopping spread spectrum communication system in which a plurality of carriers having different frequencies are sequentially switched to transmit a signal by repeating mapping. A channel-switching code generation method characterized in that a channel-switching code is obtained by digitizing an obtained analog signal having a chaotic property that causes irregular and unpredictable behavior.
【請求項3】前記アナログ信号をチャンネル数によって
離散値化することを特徴とする請求項1又は請求項2に
記載のチャンネル切換え符号発生方式。
3. The channel switching code generating system according to claim 1, wherein the analog signal is digitized according to the number of channels.
【請求項4】所定時間間隔での前記アナログ信号の値が
どのチャンネルに対応するかを計算する手段を有するこ
とを特徴とする請求項3に記載のチャンネル切換え符号
発生方式。
4. The channel switching code generation system according to claim 3, further comprising means for calculating to which channel the value of the analog signal at a predetermined time interval corresponds.
【請求項5】異なる反復写像を複数用いることを特徴と
する請求項1又は請求項2に記載のチャンネル切換え符
号発生方式。
5. The channel switching code generation method according to claim 1, wherein a plurality of different iterative mappings are used.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101753225A (en) * 2008-12-03 2010-06-23 财团法人工业技术研究院 RF channel deciding and conversing method and RF wireless transmit-receive system thereof
WO2019003321A1 (en) 2017-06-27 2019-01-03 三菱電機株式会社 Code generation device, code generation method and code generation program

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