JPH09186630A - チャンネル切換え符号発生方式 - Google Patents
チャンネル切換え符号発生方式Info
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- 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
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- switching code
- channel switching
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Abstract
(57)【要約】
【課題】秘匿性の非常に高い周波数ホッピング通信シス
テムを構築する。 【解決手段】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、周波数チャンネルの総数９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。
テムを構築する。 【解決手段】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、周波数チャンネルの総数９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。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
高いＦＨ通信システムを構築することを目的とする。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
式の概念を説明する模式図。
【図２】 従来の周波数チャンネル切換符号の一例を示
す図。
す図。
【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。
ける離散値化の例を示す図。
【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。
ける離散値化の例を示す図。
【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。
ける離散値化の例を示す図。
【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。
ける離散値化の例を示す図。
【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。
用した周波数ホッピング通信装置のブロック図。
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
Claims (5)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7342128A JPH09186630A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | チャンネル切換え符号発生方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7342128A JPH09186630A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | チャンネル切換え符号発生方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09186630A true JPH09186630A (ja) | 1997-07-15 |
Family
ID=18351352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7342128A Pending JPH09186630A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | チャンネル切換え符号発生方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09186630A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101753225A (zh) * | 2008-12-03 | 2010-06-23 | 财团法人工业技术研究院 | 射频频道决定与变换方法及其射频无线收发系统 |
| WO2019003321A1 (ja) | 2017-06-27 | 2019-01-03 | 三菱電機株式会社 | 符号生成装置、符号生成方法および符号生成プログラム |
-
1995
- 1995-12-28 JP JP7342128A patent/JPH09186630A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101753225A (zh) * | 2008-12-03 | 2010-06-23 | 财团法人工业技术研究院 | 射频频道决定与变换方法及其射频无线收发系统 |
| WO2019003321A1 (ja) | 2017-06-27 | 2019-01-03 | 三菱電機株式会社 | 符号生成装置、符号生成方法および符号生成プログラム |
| US11218240B2 (en) | 2017-06-27 | 2022-01-04 | Mitsubishi Electric Corporation | Code generation apparatus, code generation method, and computer readable medium |
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