KR19990077302A - 전송을 위한 디지탈 데이터의 다중-레벨, 다중-주파수 간섭 패턴 아날로그 파형 암호화 - Google Patents

전송을 위한 디지탈 데이터의 다중-레벨, 다중-주파수 간섭 패턴 아날로그 파형 암호화

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KR19990077302A
KR19990077302A KR1019980705448A KR19980705448A KR19990077302A KR 19990077302 A KR19990077302 A KR 19990077302A KR 1019980705448 A KR1019980705448 A KR 1019980705448A KR 19980705448 A KR19980705448 A KR 19980705448A KR 19990077302 A KR19990077302 A KR 19990077302A
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간터 윌리엄 에이.
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Abstract

본 발명에 따라 디지탈 데이터는 심볼 파형이라 칭하고, 사인 곡선의 파동 간섭 패턴의 간섭의 결과로서 생성되는 일련의 아날로그 파형으로 암호화된다. 각각의 이들 파형은 N-비트 데이터(블록 210)의 암호화된 버전이다. 이들 암호화된 심볼 파형은 전통전인 전압 상태 시그널링 또는 펄스 코드와 외관 및 전파 특성 모두가 매우 상이한 암호화된 버전이다. 암호화된 심볼 파형은 각각의 파동의 이득(블록 260A 및 260B) 위상 쉬프트(블록 250A 및 250B)가 검출기에 의해 신호 처리 기술을 통해 인지될 수 있고, 이어서 복호화될 수 있는 m 조합의 유일한 간섭 패턴을 제공하도록 연산되는 경우의 한 세트의 아날로그 사인 곡선 파동을 발생시키고(블록 230 및 240), 중첩시킴으로써(블록 270A 및 270B), 형성된다. 심볼 파형들은 연속적인 심볼 파형들이 간섭 주파수를 자체 발생하지 않는 원활한 연속 AC 아날로그 신호를 형성하기 위해 함께 이어지도록 연산되고, 대역 여과될 수 있고, 장거리 전파에 적절하다. 본 발명의 전송 기술은 그중에서도 특히 디지탈 통신 장치 또는 시스템에 적용될 수 있다.

Description

전송을 위한 디지탈 데이터의 다중-레벨, 다중-주파수 간섭 패턴 아날로그 파형 암호화
도 1은 IEEE 표준 S02 시리즈에 한정되는 100 Mbps Ethernet 와이어 LAN의 펄스 코드 변조(PCM)를 예시하고 있다. PCM은 분포된 컴퓨터들을 서버들에게 접속시키는 데, 그리고 Intranet 등의 기타 컴퓨터 네트워크들에 널리 사용된다. 그러나, 이러한 기술은 328 피트의 전파에 이르는 규격으로 제한된다. 더욱이, 전압 상태 변화는 검출기에 의한 복잡한 데이터 검출 및 데이터 전송을 방해하는 많은 원치 않는 주파수들을 생산한다. 예를 들면, 수 나노초 내의 1 볼트의 전압 스윙은 도 1에 나타낸 링잉을 초래한다.
N 주파수의 복수개의 N 선택된 사인 곡선 파동은 코드 세트(심볼)를 형성하도록 특정 이득 레벨 및 특정 위상 쉬프트로 설정되도록 제안되어 왔다. 코드 세트는 그러한 심볼 간격 동안 효력이 있었던 N 이득 및 N 위상 쉬프트 설정치 각각을 회복하기 위해 각각의 N 주파수로 검출된 심볼 상에서 개별 푸리에 변환(DFT(discrete Fourier transform))을 수행하는 검출기에 의해 검출된다. 각각의 N 파동은 별개의 부반송파로서 처리되고, 그 대역폭은 사용된 N 주파수의 모든 범위에 미친다. 각각의 심볼 경계에서 N 파동의 불연속성 및 연산의 복잡성으로 인해, 심볼은 검출기가 수신된 심볼을 식별하고 복호화하기에 충분히 긴 심볼 기간(간격) 동안 유지되어야 한다. 그러나, 이와 같이 긴 심볼 간격은 낮은 데이터 전송률을 유도하고, 이러한 방법이 현재 이용할 수 있는 데이터 전송 장치에 왜 사용될 수 없는지를 설명할 수 있다.
다중 파동으로부터 데이터를 복호화시키기 위해 복잡한 연산을 수행하는 대신에, 조합 또는 중첩으로부터 발생하는 생성된 간섭 패턴 등의 조절할 수 있는 특성을 나타내는 한 세트의 사인 곡선 파동을 선택하는 것이 바람직하고, 이들 파동은 장거리에 걸쳐 고속 통신 정보, 특히 디지탈 정보를 제공하기 위한 유일한 코드 기호(데이터)로서 검출(복호화)될 수 있다.
본 발명은 디지탈 데이터를 원활한 아날로그 파형으로 암호화할 수 있는 데이터 암호화 방법 및 장치에 관한 것이다.
도 1은 100 Mbps Ethernet 전송의 실제 A/D 샘플링을 나타내고;
도 2는 본 발명의 200 KHz 파형 전송의 실제 A/D 샘플링을 나타내며;
도 3은 연속적인 AC 아날로그 파형으로서 나타낸 간섭 패턴과 함께 나타낸 W=3 사인 곡선 파동을 사용하는 본 발명의 실시예에 의해 발생된 2개의 심볼의 그래프도를 나타내고;
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의해 발생 및 전송된 심볼 파형 s(t)의 실제 A/D 샘플링을 나타내며;
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 의해 발생 및 전송된 심볼 파형 s(t)의 실제 A/D 샘플링을 나타내고;
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 의해 발생 및 전송된 심볼 파형 s(t)의 실제 A/D 샘플링을 나타내며;
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 의해 발생 및 전송된 심볼 파형 s(t)의 실제 A/D 샘플링을 나타내고;
도 8은 본 발명의 암호화 장치의 실시예를 나타내는 블록도이며;
도 9는 본 발명의 암호화 장치의 다른 실시예를 나타내는 블록도이고;
도 10은 도 9의 암호화 장치에 내장된 W 개별 주파수 합성기를 나타내는 블록도이며;
도 11은 수신된 AC 아날로그 파형을 검출 및 복호화하기 위해, 본 발명의 일반화된 A/D 샘플링 및 신호 처리 장치의 블록도이다.
본 발명의 목적은 장거리에 걸쳐 고속으로 데이터, 특히 디지탈 데이터를 암호화하고 전송하는 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 암호화된 데이터를 전송하기 위해 사용되는 파형의 주파수 콘텐트를 조절하는 암호화 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 장치 및 기술을 제공하는 것이고, 여기서 암호화된 데이터를 전송하는 AC 아날로그 파형은 밴드 밖의 잡음을 제거하기 위해 대역 필터를 통과할 수 있는 좁은 대역폭으로 존재함으로써, 효율적인 스펙트럼 이용을 위해 조밀하게 놓인 독립적인 전송 채널들을 인에이블시킨다.
본 발명의 또 다른 목적은 높은 암호화 효율로 데이터를 암호화하기 위해 상기한 바의 장치 및 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 여러 가지 다른 목적, 장점 및 특징들은 하기 상세한 설명으로부터 쉽게 이해할 수 있으며, 새로운 특징들은 첨부된 특허 청구의 범위에서 특별히 지적될 것이다.
본 발명에 따라, 입력된 데이터를 나타내는 유일한 간섭 패턴을 생산하도록 조합된 복수개의 아날로그 파동으로 입력된 데이터를 암호화시키는 암호화 방법이 제공된다. 선택된 주파수의 복수개의 아날로그 파동이 발생되고, 각각 입력된 데이터에 따라 위상- 및 이득-조절된 파동을 나타낸다. 위상- 및 이득-조절된 파동들은 단일 AC 아날로그 파형으로서 나타나는 유일한 간섭 패턴을 생성하도록 조합된다.
바람직하게는, 입력된 데이터는 N-비트의 데이터 세그먼트로 분할되고, N-비트 데이터 세그먼트는 복수개의 위상- 및 이득-조절된 아날로그 파동으로 암호화된다.
바람직한 실시예에서, 암호화 및 복호화 장치는 장거리에 걸친 정보의 통신을 허용하도록 송신기 및 수신기 각각에 내장된다. 또한, 암호화 및 복호화 장치는 열화없이 정보의 전송을 보조하기 위한 대표적인 반복기에 내장될 수 있다.
실시예로써 제공된 하기 상세한 설명은 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니고, 수반된 도면들과 연관시켜 잘 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 전송 장치는 원활한 아날로그 AC 파형을 유선으로 또는 공기 중에 직접적으로 전파하거나, 또는 대안으로, 이러한 파형은 이후에 전파되는 반송파를 변조한다. 이 파형은 심볼 경계에서 함께 이어진 심볼들의 시퀀스로 구성된다. 심볼 경계에서 파형의 전압 레벨은 심볼들이 현저한 불연속성 없이 함께 이어질 수 있도록 0이 된다. 도 2는 200 KHz의 주파수를 갖는 본 발명에 따른 원활한 AC 아날로그 파형을 나타낸다. 본 발명에 따른 파형은 유선으로 수천 피트 전파될 수 있고, 수백 Mbps의 데이터 속도를 지지한다. 그의 데이터 속도는 잡음에 의해서라기 보다는 오히려, 현재의 집적 회로(IC) 기술의 최대 클록 속도에 의해서만 제한된다. 대안으로, 본 발명에 따른 AC 아날로그 파형은 RF 반송파를 변조할 수 있다. 협대역 용도 등의 본 발명의 다른 용도에서, 본 발명에 따라 발생된 AC 아날로그 파형은 치밀한 간격의 간섭 없는 반송파로부터 또는 치밀한 간격의 간섭 없이 직접적으로 전파하는 파형으로부터 기인하는 큰 이용 범위를 제공한다. 또한, 주어진 비트 에러율을 지지하기 위해, 본 발명의 반송파-대-잡음 비율은 그의 협 대역으로 인해 매우 바람직하고, 이는 대역 밖의 잡음을 여과 제거시킬 수 있다.
각각의 심볼은 N 비트의 디지탈 데이터를 암호화한다. 각각의 심볼은 유일하고 인지할 수 있는 간섭 패턴을 형성하기 위해 복수개의 W 사인 곡선 파동을 중첩시킴으로써 구성된다. 2N상이한 간섭 패턴들(심볼들)은 전송을 위해 N 비트의 데이터를 암호화시킬 필요가 있지만, E 여분의 또는 추가의 심볼들이 전송 조절 목적으로 할당됨으로써, 전체적으로 M=(2N+E)의 유일한 심볼을 요한다. 즉, 심볼당 암호화될 수 있는 데이터 비트의 최대수는 N≤log2M이다.
심볼 파형들을 암호화시키고, 발생시키는 데 필요하고, 이들 심볼 파형들을 검출하고, 복호화시키는 데 필요한 여러 가지 변수들이 연산된다. 바람직하게는, 이들 연산된 변수들은 본 발명의 전송 기술을 구현하는 고객 집적 회로(IC)로 할당된다.
본 발명의 각각의 상이한 용도에서, 아래 논의하는 연산을 통해 그의 특정 오퍼레이팅 환경에 대해 변수들이 최적이다. 본 발명의 각각의 용도에 대해, 변수들의 다중 조합이 이용될 수 있지만, 이들 변수의 최적의 선택은 단가 및 특정 용도의 여러 가지 성능 요건 등의 일련의 트레이드 오프에 의해 제한될 수 있다.
각각의 심볼은 셀들이라 칭하는 소정의 타이밍 간격에 미치며, 여기서 각각의 셀은 소정의 시간(L 초)을 나타낸다. 심볼들을 나타내는 AC 아날로그 파형의 극성은 셀에 의해 교대되고, 즉, 극성은 인접한 셀들에서 반대이다.
W의 실질적으로 순수한 사인 곡선 파동이 심볼 파형으로 구성된 간섭 패턴을 생성한다고 가정하면, 심볼 파형은 s(t)로 나타낼 수 있다:
여기서, t는 0 내지 KL 초의 범위이고(심볼의 외부 경계를 제한함), K는 셀들의 수 또는 스팬과 동일하고, gx및 px는 X 파동의 이득 또는 위상을 나타낸다. 여기서, x 파동의 주파수는 fx=x/2KL Hz로 주어지고, W 파동의 일부는 fK=x/(2KL) = 1/2L Hz 미만의 주파수를 가져야 하고, 일부 파동은 fK보다 더 큰 주파수를 가져야 한다. 원할하고 거의 연속적인 파형을 생성하기 위해, 식 s(t)는 모든 심볼 경계에서 부득이 0으로 된다. 즉, s(0) = s(KL) = 0 mV. 다시 말해, 각각의 파동의 이득 및(또는) 위상은 심볼 파형 s(t)의 신호 레벨이 모든 심볼 경계에서 실질적으로 0이 되도록 조절된다. 중첩된 파동들의 주파수는 1/2KL의 정수 배수로 필연적으로 제한될 필요는 없지만, 1/2KL의 비정수 배수, 예를 들면 f1.5=1.8/2KL임을 인식해야 한다.
모든 성분 파동들이 t=0에서 동위상인 경우, 수학식 1은 하기 식으로 환원된다:
심볼 파형들 s(t)의 각각의 성분 파동에 대해 이득이 산출되는 방식은 도 3과 연관시켜 이하 설명할 것이다. 도 3은 AC 아날로그 파형을 형성하기 위해 함께 이어진 2개의 심볼을 나타내는 2개의 심볼 파형 s(t)를 예시한다. 본 실시예에서, 1개의 심볼은 단일 셀만에 미치고(K-1 셀이 미침), t=0에서 동일한 위상의 3개의 파동은 심볼 파형 s(t)로 나타낸 간섭 패턴을 생성하기 위해 사용된다. 이들 3개 파동의 주파수는 다음과 같다:
f.5= .5/2L Hz
f.9= .9/2L Hz
f1.4= 1.6/2L Hz
각각의 파동의 주파수의 선택은 거의 임의적이며, 생성된 심볼 파형 s(t)는 심볼 경계에서 (또는 K=1에 대한 셀 경계에서) 실질적으로 0이고, 일부 파동의 주파수는 f1=1/2L 미만이고, 일부는 f1보다 더 크다는 것을 인식해야 한다.
모든 심볼에 대한 심볼 파형 s(t)는 심볼 종점(경계)에서 0 전압에 따라 생성되기 때문에, 즉, s(0)=0 및 s(1L)=0이기 때문에, 심볼들은 AC 아날로그 파형을 형성하기에 충분한 불연속성 없이 함께 이어질 수 있다. t=0에서 동-위상 조건은 sin(0)=0이기 때문에 항상 s(0)=0을 초래한다. 따라서, 3개의 독립적인 선형 방정식 세트가 수학식 2으로부터 유도될 수 있고, 여기서 심볼 파형 s(t)의 진폭은 부득이 t=0.25L에서 C1mV로 t=0.75L에서 C2mV로 된다.
s(0.25L) = C1= g.5sin.125π + g.9sin.225π + g1.6sin0.4π
s(0.75L) = C2= g.5sin.375π + g.9sin.675π + g1.6sin1.2π
s(1L) = 0= g.5sin.5π + g.9sin.9π + g1.6sin.6π
여기서, gx는 주파수 fx를 갖는 성분 파동의 이득을 나타낸다. 치환에 의해, 수학식 3 내지 수학식 5는 g.5, g.9및 g1.6에 대한 하기 해결책을 유도한다.
g1.6= 1.0514*g.5+ 0.3249*g.9
g.5= 1.0644*C1- 1.5418*C2
g.9= 2.2244*C2- 0.4921*C1
4개의 가능한 값들(진폭 레벨)이 C1및 Cx에 대해 선택되는 경우, 즉, 70 mV, 90 mV, 110 mV 및 130 mV인 경우의 많은 실시예로써, M=16의 유일한 간섭 패턴이 발생될 수 있고, 본 실시예에서는 16개의 간섭 패턴들 각각이 유일한 심볼을 나타낸다. 수학식 N≤log2M으로부터, 심볼당 암호화될 수 있는 데이터 비트의 최대수는 본 실시예에서 N=4이고, 데이터 속도는 일반적으로 D=N/KL로 제한된다. M=2N이기 때문에, 본 실시예에서 여분의 심볼은 없으므로, E=0이다. 구속의 횟수, 즉, C1및 C2는 셀당 2이지만, 셀당 구속의 횟수는 1 이상의 임의의 수일 수 있다.
도 3에서, 제1 심볼에 대해 C1=70 mV이고, C2=110 mV이고, 제2 심볼에 대해 C1=90 mV이고, C2=-130 mV이다. 심볼 파형 s(t)의 극성은 인접한 셀들과 반대이기 때문에, K가 홀수일 때, s(t)의 진폭의 극성, 즉 C1및 C2는 본 발명에 따라 연속적인 아날로그 파형을 유지하기 위해 각각의 심볼과 교대된다.
표 1.1 및 1.2는 셀당 P=12의 동일한 공간 지점에서 샘플링된 도 3의 심볼 파형 s(t)의 진폭 값(전압) 및 후속하는 심볼의 t=0에 대응하는 종점 L을 포함한다. 수학식 3 내지 수학식 5로부터 유도되는 셀당 12개의 동일한 샘플 지점에서 3개의 성분 파동 각각의 대응하는 진폭 값들은 성분 파동들에 의해 강화 및 상쇄되는 간섭 패턴을 그래프로 나타내기 위해 도 3에 역시 포함된다. 표 1.1 및 1.2는 도 3에 나타낸 제1 및 제2 심볼들 각각에 대해 연산된 이득 gx을 또한 열거하고, 여기서, s.5(t) = g.5sin 0.5πt, s.9(t) = g.4sin 0.9πt 및 s1.6(t) = g1.5sin 1.6πt 및 s(t) = s.5(t) + s.9(t) + s1.6(L)이다. 도 3에 그래프로 나타내고, 표 1.1 및 1.2에 표로 나타낸 바와 같이, 성분 파동들은 심볼 경계에서 불연속성을 나타내지만, 본 발명에 따라, AC 아날로그 파형은 심볼 경계에서 연속적이다. 즉, 제1 및 제2 심볼을 나타내는 심볼 파형들은 t=0 및 t=L에서 0이지만, t=L에서 성분 파동의 진폭은 0과 동일하지 않고, 즉, 표 1.1에서 최종 열은 s.5(L)=-95.1 mV, s.9(L)= 65.0 및 s1.6(L)=30.1 mV임을 나타낸다.
제1 심볼에 대한 구속: C1=70mV 및 C2=110mV
이득 변수: g.5=-95.09 g.9=210.24 g1.6=-31.67
t/L s(t) s.5(t) s.9(t) s1.6(t)
0.000 0.0 0.0 0.0 0.0
0.083 23.8 -12.4 49.1 -12.9
0.167 47.3 -24.6 95.4 -23.5
0.250 70.0 -36.4 136.5 -30.1
0.333 91.0 -47.5 170.1 -31.5
0.417 106.9 -57.9 194.2 -27.4
0.500 121.8 -67.2 207.6 -18.6
0.583 127.6 -75.4 209.6 -6.6
0.667 124.2 -82.4 199.9 6.6
0.750 110.0 -87.9 179.3 18.6
0.833 84.2 -91.8 148.7 27.4
0.917 47.1 -94.3 109.8 31.5
1.000 0.0 -95.1 65.0 30.1
제1 심볼에 대한 구속: C1=90mV 및 C2=130mV
이득 변수: g.5=104.64 g.9=244.88 g1.6=30.45
t/L s(t) s.5(t) s.9(t) s1.6(t)
0.000 0.0 0.0 0.0 0.0
0.083 -31.1 13.7 -57.2 12.4
0.167 -61.5 27.1 -111.2 22.6
0.250 -90.0 40.0 -159.0 29.0
0.333 -115.5 52.3 -198.1 30.3
0.417 -136.2 63.7 -226.2 26.4
0.500 -150.0 74.0 -241.9 17.9
0.583 -154.8 83.0 -244.1 6.3
0.667 -148.6 90.6 -232.9 -6.3
0.750 -130.0 96.7 -208.8 -17.9
0.833 -98.5 101.1 -173.2 -26.4
0.917 -54.5 103.7 -128.0 30.3
1.000 0.0 104.6 -75.7 -29.0
도 3에서, 데이터 전송률은 D=4/L bps이다. 심볼당 셀의 수(K), 성분 파동의 수(W), 및 각각의 성분 파동의 주파수 및 위상은 사용자에 의해 선택될 수 있다는 것을 인식해야 한다. 이들 파라메터의 선택은 제한된 수의 심볼들이 낮은 에러 발생률로 검출기에 의해 개별적으로 인식되기에 충분히 유일한 것인지 여부 등의 본 발명의 특정 용도에 의존한다.
다른 실시예로서, 도 4는 5개의 연속적인 심볼을 나타내는 5개의 심볼 파형 s(t)으로부터 형성되는 수신된 AC 아날로그 파형이다. 각각의 심볼 파형은 협대역의 주파수 f1.9, f2및 f2.2를 갖는 3개의 사인 곡선 파동으로부터 형성된 간섭 패턴이다. 본 실시예에서, 1개의 심볼은 2개의 셀들에 미치고, 즉, K=2 셀에 미치고, t=0에서 동-위상의 3개의 사인 곡선 파동은 간섭 패턴을 형성하기 위해 사용된다.
모든 심볼에 대한 심볼 파형 s(t)는 심볼 종점(경계)에서 0 전압에 따라 생성되기 때문에, 즉, s(2L)=0이기 때문에, 연속적인 심볼들을 나타내는 심볼 파형 s(t)은 AC 아날로그 파형을 형성하기에 충분한 불연속성 없이 함께 이어질 수 있으므로, 심볼 파형 s(t)가 부득이 t=0.25L에서 C1mV, t=L에서 0 mV 및 t=1.5L에서 C2mV인 경우, 4개의 수학식 세트가 수학식 2로부터 유도될 수 있다;
s(0.5L) = C1= g1.8sin0.9π + g2sinπ + g2.2sin1.17π
s(1L) = 0= g1.8sin1.8π + g2sin2π + g2.2sin2.2π
s(0.5L) = C2= g1.8sin2.7π + g2sin3π + g2.2sin3.3π
s(2L) = 0= g1.8sin3.6π + g2sin4π + g2.2sin4.4π
여기서, gx는 주파수 fx를 갖는 성분 파동의 이득을 나타낸다.
수학식 7 내지 수학식 9는 의존적인 수학식으로 하기 등식: 즉 g2.2=g1.8을 제공한다. 선행된 실시예에서와 같이, I=3의 독립적인 선형 수학식 즉, 수학식6 내지 수학식 8 또는 수학식 6, 수학식 8 및 수학식 9가 I=3 파동 변수 g1.8, g2및 g2.2에 대한 하기 해결책을 유도한다.
g2= -9.2147*C1- 10.2147*C2
g1.9= g2.2= -0.5611*(C2+ g2)
수적인 실시예에서와 같이, C1에 대해 4개의 가능한 값들(진폭 레벨), 즉, 70 mV, 90 mV, 110 mV 및 130mV가 선택되고, Cx에 대해 5개의 가능한 진폭 레벨들, 즉, 20 mV, 90 mV, 110 mV, 130 mV 및 150mV선택되는 경우, 20개의 간섭 패턴들 각각이 유일한 심볼을 나타내는 M=4*5=20의 유일한 간섭 패턴이 발생될 수 있고, N=4 데이터 비트가 본 실시예에서 암호화될 수 있으므로, 여분의 심볼로서 E = M-2N-4 심볼을 남긴다. 도 4는 L=1μsec이고, D=2 Mbps인 경우의 아날로그 파형의 실제 A/D 샘플링을 예시한다.
도 4는 5개의 함께 이어진 심볼들로부터 발생되는 여과, 전송 감쇠 등의 조직적인 전송 효과를 포함하는 수신된 아날로그 파형이다. 이들 파형은 제1 심볼에 대해 C1=90 mV 및 C2=-90 mV이고, 제2 심볼에 대해 C1=70 mV 및 C2=-110 mV이며, 제3 심볼에 대해 C1=130 mV 및 C2=-90 mV이고, 제4 심볼에 대해 C1=90 mV 및 C2=-70 mV이며, 제5 심볼에 대해 C1=110 mV 및 C2=-110 mV인 아날로그 파형을 형성하도록 발생되어 함께 이어졌다. 아날로그 파형의 극성은 인접한 셀들과 반대이기 때문에, K가 짝수일 때, 모든 C1은 양성이고, 모든 C2는 음성임을 인식해야 한다.
위상이 심볼 파형 s(t)의 성분 파동에 대해 산출되는 방식은 이하 도 5와 연관시켜 설명할 것이다. 도 5는 2개의 심볼들을 나타내는 2개의 심볼 파형 s(t)의 조직적인 전송 효과를 포함하는 수신된 아날로그 파형이다. 이 파형은 주파수 f1, f3및 f5를 갖는 3개의 사인 곡선 파동으로부터 형성된다. 이들 3개의 파동은 T=0에서 필연적으로 동-위상일 필요는 없다. 본 실시예에서, 각각의 심볼은 3개의 셀들에 미치고, 즉, K=3셀에 미치고, 3개의 성분 파동들 중의 하나, 즉 주파수 f3(f3파동에 대해)을 갖는 파동만이 t=0에서 동-위상이다. 즉, P3=0이다. 즉, f3파동의 진폭은 t=0에서 0이다. f1파동의 위상 및 f5파동의 위상은 t=0에서 P1및 P5만큼 각각 이동한다. 성분 파동들은 t=0에서 모두 동-위상이 아니기 때문에, 단순화된 수학식 2가 gx를 해결하기 위해 사용될 수 없고, 수학식 1이 사용되어야 한다.
5개의 수학식들이 심볼 파형 s(t)의 진폭을 t=0.5L에서 C1mV, t=1.5L에서 C2mV, t=2.5L에서 C3mV 및 내부 셀 경계에서, 즉, t=1L 및 t=2L에서 0 mV로 임의로 구속함으로써 수학식 1로부터 유도될 수 있다.
s(0.5L) = C1= g1sin(0.167+p1)π + g3sin(0.833+p5)π
s(1L) = 0= g1sin(0.333+p1)π + g3sinπ + g5sin(0.667+p5)π
s(1.5L) = C2= g1sin(0.5+p1)π + g3sin1.5π + g5sin(2.5+p5)π
s(2L) = 0= g1sin(0.667+p2)π + g3sin2π + g5sin(3.33+p5)π
s(2.5L) = C3= g1sin(0.833+p1)π + g3sin2.5π + g5sin(4.167+p5)π
여기서, gx및 Px는 주파수 fx를 갖는 성분 파동들의 이득 및 위상 이동을 나타낸다. 심볼 파형 s(t)가 심볼 경계에서 0 전압 조건을 만족시켜야, 즉 s(0)=0 mV 및 s(3L)=0 mV이기 때문에, 2개의 추가의 수학식이 수학식 1로부터 유도될 수 있다:
s(0) = 0= g2sinp1π + g3sin0 + g5sinp5π
s(3L) = 0= g1sin(1+p1)π + g3sin3π + g5sin(5+p5)π
4개의 0 전압 조건, 즉 s(0)=s(1L)=s(2L)=s(3L)=0이 g1=-g5이고, P1=1-P5를 요하는 삼각법에 의한 식별치이다. 따라서, 5개의 독립적인 수학식, 즉, g1=-g5, P1=1-P5및 수학식10, 수학식 12 및 수학식 14가 해결되어야 하지만, 이들 수학식은 선행된 실시예에서와 같이 선형 수학식이 아니다.
3개의 셀들 각각의 중심에서 s(t)의 평균 전압 레벨로서 g3=(C1-C2+C3)/3일 때 해결책이 존재한다. 상기한 바와 같이, 심볼 파형들의 극성은 모든 셀에서 교대하며, 본 실시예에서, C1은 양성이고, C2는 음성이다. g1에 대해 해결하기 위해, P1은 g1이 하기 3개의 수학식을 동시에 만족시킬 때까지 0에서 1로 반복된다:
및
많은 실시예로써, 동일한 6개의 가능한 값들이 C1, C2및 C3에 대해 선택되는 경우, 즉, 160 mV, 200 mV, 240 mV, 280 mV, 320 mV 및 380 mV가 선택되는 경우, M=6*6*6=216개의 유일한 심볼들이 발생할 수 있다. 수학식 N≤log2M으로부터, 심볼당 암호화될 수 있는 데이터 비트의 최대수는 본 실시예에서 N=7이고, 여분의 심볼로서 E=M-2K=88을 남긴다. 도 5는 5/6 μsec이고 D=2.8 Mbps인 경우의 아날로그 파형의 실제 A/D 샘플링을 예시한다.
도 5에서, 2개의 심볼을 나타내는 2개의 심볼 파형 s(t)의 수신된 아날로그 파형은 제1 심볼에 대해 C1=200 mV, C2=-320 mV 및 C3=280 mV이고, 제2 심볼에 대해 C1=-160 mV, C2=-360 mV 및 C3=-240 mV인 경우의 아날로그 파형을 형성하도록 함께 이어진다. C1, C2및 C3에 대해 선택된 상기 값들은 제1 심볼에 대해 하기 해결책을 유도하고;
g1= -35.28 mV,
g3= 266.67 mV,
g5= 266.67 mV,
P1= 0.2272,
P5= 0.7728
제2 심볼에 대해 하기 해결책을 유도한다.
g1= 58.12 mV,
g3= -253.33 mV,
g5= -58.12 mV,
P1= 0.1301,
P5= 0.8699
표 2.1 및 2.2는 전체적으로 셀당 24개의 지점에 대해 셀당 P=8의 샘플링 지점에서 샘플링된 도 5의 심볼 파형 s(t)의 진폭 값 (전압) 및 동일한 8개의 샘플 지점에서 3개의 성분 파동 각각의 대응하는 진폭값을 포함하고, 여기서, s1(t) = g1sin(0.333πt+P1π), s3(t) = g3sinπt 및 s5(t) = g5sin(1.667πt+P5π), 및 s(t)=s1(t)+s3(t)+s5(t)이다. 성분 파동들로 위상 쉬프트 P1및 P5를 도입하는 장점은 데이터 전송률이 성분 파동의 수(W=3)를 변화시키지 않고 D=7/3L bps로 증가될 수 있다는 것이다.
제1 심볼에 대한 구속: C1=200mV, C2=-320mV, C3=280mV
변수: g1=35.28mV, g3=266.67mV, g5=35.28mV, p1=O.2272, p5=0.7728
t/L s(t) s1.5(t) s2(t) s2.2(t)
0.000 0.0 -23.1 0.0 23.1
0.125 77.8 -26.4 102.1 2.1
0.250 139.6 -29.2 188.6 -19.8
0.375 181.3 -31.5 246.4 -33.5
0.500 200.0 -33.3 266.7 -33.3
0.625 192.4 -34.6 246.4 -27.4
0.750 155.9 -35.2 188.6 -19.4
0.875 90.3 35.2 102.1 2.5
1.000 0.0 -34.6 0.0 23.4
1.125 -104.0 -33.5 -102.1 34.6
1.250 -204.9 -31.7 -188.6 15.4
1.375 -282.9 -29.5 -246.4 -7.1
1.500 -320.0 -26.7 -266.7 -26.7
1.625 -305.0 -23.4 -246.4 -35.2
1.750 -237.6 -19.8 -188.6 -29.2
1.875 -129.0 -15.8 -102.1 -11.1
2.000 0.0 -11.5 0.0 11.5
2.125 124.4 -7.1 102.1 29.5
2.250 221.2 -2.5 188.6 35.2
2.375 274.8 2.1 246.4 26.4
2.500 280.0 6.7 266.7 6.7
2.625 241.7 11.1 246.4 -15.8
2.750 172.2 15.4 188.6 -31.7
2.875 86.9 19.4 102.1 -34.6
제1 심볼에 대한 구속: C1=-160mV, C2=360mV, C3=240mV
변수: g1=38.12mV, g3=253.33mV, g5=58.12mV, p1=O.1301, p5=0.8699
t/L s(t) s1.5(t) s2(t) s2.2(t)
0.000 0.0 23.1 0.0 23.1
0.125 -52.9 29.9 -96.9 14.1
0.250 -97.5 36.1 -179.1 45.5
0.375 -134.2 41.8 -234.0 58.1
0.500 -160.0 46.7 253.3 46.7
0.625 -167.3 50.8 -234.0 15.9
0.750 -146.5 54.0 -179.1 -21.4
0.875 -90.4 56.4 -96.9 -49.9
1.000 0.0 57.7 0.0 -57.7
1.125 113.3 58.1 96.9 -41.8
1.250 228.1 57.5 179.1 -8.5
1.375 318.2 55.9 234.0 28.2
1.500 360.0 53.3 253.3 53.3
1.625 340.3 49.9 234.0 56.4
1.750 260.8 45.5 179.1 36.1
1.875 138.3 40.4 96.9 0.9
2.000 0.0 34.6 0.0 34.6
2.125 -124.6 28.2 -96.9 -55.9
2.250 -211.8 21.4 -179.1 -54.0
2.375 -249.8 14.1 -234.0 -29.9
2.500 -240.0 6.7 -253.3 6.7
2.625 -194.5 11.1 -234.0 40.4
2.750 -130.1 15.4 -179.1 57.5
2.875 -62.1 19.4 -96.9 50.8
이득이 심볼 파형 s(t)의 5개의 성분 파동 각각에 대해 산출되는 방식은 도 6과 관련시켜 설명할 수 있다. 본 실시예에서, 하나의 심볼은 3개의 셀(K-3)에 미치며 간섭 패턴은 각각의 주파수 f1, f2, f3, f4, f5를 갖는 5개의 파동으로부터 형성되고, 5개의 파동은 t=0에서 동-위상이다.
심볼 경계에서 심볼 파형 s(t)의 진폭은 실질적으로 0이기 때문에, 하나의 수학식, s(3L)=0은 수학식 2으로부터 유도될 수 있다.
s(3L) = 0 = g1sinπ + g2sin2π +
g3sin3π + g4sin4π + g5sin5π
또한, 6개의 다른 수학식들이 아날로그 파형 s(t)의 진폭을 t=0.25L에서 C1mV, t=0.75L에서 C1mV, t=1.25L에서 C2mV, t=1.75L에서 C2mV, t=2.25L에서 C3mV 및 t=2.75L에서 C3mV로 임의로 구속함으로써 유도될 수 있다:
s(0.25L) = C1= g1sin0.0833π + g2sin0.1667π + g3sin0.25π +
g4sin0.333π + g5sin0.4167π
s(0.75L) = C1= g1sin.25π + g2sin0.5π + g3sin0.75π +
g4sinπ + g5sin1.25π
s(1.25L) = C2= g1sin0.4167π + g2sin0.6333π + g3sin1.25π +
g4sin1.6667π + g5sin2.08333π
s(1.75L) = C2= g1sin0.5833π + g2sin1.1667π + g3sin1.75π +
g4sin2.333π + g5sin2.9167π
s(2.25L) = C3= g1sin0.75π + g2sin1.5π + g3sin2.25π +
g4sin3π + g5sin3.75π
s(2.75L) = C3= g1sin0.9167π + g2sin1.8333π + g3sin2.75π +
g4sin3.6667π + g5sin4.5833π
상기 실시예들과는 대조적으로, 내부 셀 경계에서 심볼 파형 s(t)의 진폭들은 0으로 구속되지 않고, 필연적으로 0 레벨 전압이 아니다. 그러나, 이러한 선택에 의해 약간의 장점이 생성되고, 예를 들면, AC 아날로그 파형의 형상은 보다 정확하게 조절될 수 있고, C1, C2및 C3에 대한 2개의 판독치가 잡음 효과를 제거하기 위해 제공될 수 있다. 조절에 의해, 즉 여과에 의해 심볼의 수효(M)를 증가시키는 기술을 기재한 예인 각각의 셀 내의 파형은 이후에 기재할 것이다.
s(3L)을 제한하는 수학식 17의 각각의 성분은 0이기 때문에, 수학식 17은 5개의 파동 진동 g1-g5에 대해 해결하기 위해 사용될 수 있다. 그런, 수학식의 수는 추가로 I-5 독립적인 선형 방정식으로 감소될 수 있고, 5개의 파동 변수들은 나머지 식들을 다양한 방식으로 조합함으로써 유도될 수 있다. 예를 들면, s(.75L)로부터 s(2.25L)을 감산함으로써, 하기 해답 g2=(C1-C3)/2를 유도할 수 있고, s(1.25L)로부터 s(1.75L)을 감산함으로써, 하기 등식 g4=0.5774g2를 유도할 수 있다. g1, g3및 g5에 대한 나머지 해답은 s(2.75L)에 s(.25L)를 가산하고, s(2.25L)에 s(.75L)를 가산하고, s(1.75L)에 s(1.25L)를 가산함으로써 유도될 수 있다:
g1= 3.732g5,
수적인 실시예로써, C1, C2및 C3에 대해 동일한 7개의 가능한 값들, 즉, 54 mV, 66 mV, 78 mV, 90 mV, 102 mV, 114 mV 및 126 mV가 선택되는 경우, M=7*7*7=343개의 유일한 간섭 패턴들이 유일한 심볼을 나타내는 343개의 간섭 패턴들 각각에 따라 발생될 수 있다. 수학식 N≤log2M으로부터, 심볼당 암호화될 수 있는 데이터 비트의 최대수는 본 실시예에서 N=8이고, 여분의 심볼로서 E=M-2K=87 심볼을 남긴다. 도 6은 그의 조직적인 전송 효과를 포함하는 수신된 아날로그 파형의 실제 A/D 샘플링을 예시한다. 여기서, L= 10/9 μsec이고 D=2.4 Mbps이다. C1, C2및 C3에 대해 가능한 수는 본 실시예에서 7과 동일하게 나타냈지만, 가능한 값들의 수치는 C1, C2및 C3에 대해 상이할 수 있음을 인식해야 한다.
도 6에서, 3개의 연속적인 심볼을 나타내는 심볼 파형들은 제1 심볼에 대해 C1=54 mV, C2=-90 mV 및 C3=102 mV이고, 제2 심볼에 대해 C1=-114 mV, C2=78 mV 및 C3=-126 mV이며, 제3 심볼에 대해 C1=66 mV, C2=-102 mV 및 C3=78 mV인 경우의 아날로그 파형을 형성하도록 함께 이어진다.
다른 실시예에서, 주파수 f6(f6-1/L Hz)을 갖는 임의로 선택된 의존적인 동-위상 파동이 선행 실시예의 5개의 성분 파동에 가산된다. 이러한 의존적인 f6파동의 가산은 sin(6(.25L)π/3L)=1이고 sin(6(.75L)π/3L)=-1이기 때문에 하기 방식으로 상기 7개의 수학식 10 내지 수학식 16을 변경시킬 수 있다:
s(.25L) = C1+ g6
s(.75L) = C1- g6
s(1.25L) = C2+ g6
s(1.75L) = C2- g6
s(2.25L) = C3+ g6
s(2.75L) = C3- g6
s(3L) = 0+ g6sin6π
요구되는 s(3L)은 연속적인 심볼이 이어질 때 불연속성을 피하기 위해 0과 동일하다. 7개의 수학식 24 내지 수학식 29는 수학식 18 내지 수학식 23에 +g6또는 -g6을 가산하고, 임의의 값이 자유도로서 g6에 할당될 수 있다. 본 실시예에서, I=5 독립적인 수학식 및 6개의 파동 변수, 즉 g1-g6이 존재한다.
선행된 실시예에서와 같이 C1, C2및 C3에 대해 동일한 7개의 진폭 레벨이 선택됨으로써, 심볼을 나타낼 수 있는 유일한 간섭 패턴의 수는 독립적인 동-위상 f6파동을 부가함에 따라 본 실시예에서 증가될 수 있다. 도 7은 g6=6 mV(경사된 형상)를 갖는 의존적인 f6파동이 제1 심볼을 나타내는 심볼 파형 s(t)를 발생시키기 위해 사용되는 것 및 g6=0 mV(경사되지 않음)를 갖는 의존적인 f6파동이 제2 심볼을 나타내는 심볼 파형 s(t)를 발생시키기 위해 사용되는 것 및 g6=-6 mV(경사된 형상의 반대)를 갖는 의존적인 f6파동이 제3 심볼을 나타내는 심볼 파형 s(t)를 발생시키기 위해 사용되는 것을 제외하고는 도 6에서와 동일한 3개의 심볼을 나타내는 수신된 아날로그 파형이다. 본 실시예에서 g6에 대한 3개의 의존적 세팅, 즉, +6 mV, 0 mV 및 -6 mV는 현재 M=3*343=1029의 유일한 심볼, 심볼당 N=10비트 및 E=5 심볼이 되도록 M 심볼의 수치의 세배이다. 의존적인 파동에 따른 심볼 파형 s(t)의 경사는 심볼당 암호화된 비트의 수를 8에서 10으로 증가시키는 것이 유리하다. 따라서, 데이터 속도는 선행 실시예에서와 같이 D=2.4 Mbps로부터 D=3 Mbps로 증가한다.
가산될 수 있는 임의의 선택된 의존적인 파동의 수효는 1로 제한되지 않고, 1 이상의 임의의 실제 수효가 심볼 경계 조건에 부합되는 한 가산될 수 있고, 독립적인 수학식의 수효는 증가되지 않고, 검출기가 추가의 간섭 패턴을 인식할 수 있다. 예를 들면, 주파수 f9를 갖는 다른 의존적인 동-위상 파동이 상기 실시예에 부가되는 경우, 유일한 심볼들의 수효가 추가로 증가될 수 있다.
유선 전송 용도에 있어서, 일부 링크가 무엇보다도 장거리에 신호들(파형들)을 전파시켜야 하는 경우, 보다 짧은 링크용 심볼 세트를 발생시키고, 즉, 의존적인 파동의 최대수를 사용하고, 보다 긴 링크용의 감소된 심볼 세트를 사용하고, 즉, 0의 의존 파동을 사용하는 것이 유리하다. 또한, 시스템은 전송 채널의 상태에 반응하여 M의 값(유일한 심볼들의 수효)을 극적으로 조절할 수 있고, 즉, 잡음 채널용의 감소된 심볼 세트 및 "클린" 채널용의 완전한 심볼 세트를 사용할 수 있다. 예를 들면, 데이터 (전송)률은 최고의 무에러율로 초기에 설정될 수 있고, 에러 계수가 소정의 임계값을 초과할 때 저하될 수 있고, 즉, 데이터 속도는 g9를 0으로 설정함으로써 저하될 수 있고, g6및 g9를 모두 0으로 설정함으로써 추가로 저하될 수 있다. 이 시스템은 과부하 검출기로서 다른 상태에 반응하여 M 값을 동적으로 조정할 수 있다.
협대역 용도에 있어서, 추가의 의존적인 파동이 유일한 간섭 패턴을 생성하기 위해 W 사인 곡선 파동의 진폭 요건을 감소시키기 위해 사용될 수 있다.
5개의 실시예가 상기한 바와 같이 기재되었지만, 다른 상이한 파라메터 선택이 본 발명의 특정 용도에 따라 고려될 수 있음을 인식해야 한다. 파라메터의 각각의 선택은 장점 및 단점을 갖는다. 예를 들면, 하위 셀 스팬(K)은 나타낼 보다 적은 심볼(M) 및 심볼(N)당 적은 데이터 비트를 허용하지만; 각각의 심볼을 발생시킬 시간을 거의 필요로 하지 않는다. 생성된 아날로그 파형은 보다 많은 이음부, 즉, 보다 많은 심볼 경계를 포함한다.
활동적인 협대역 주파수 용도에 있어서, 예를 들면 K=5의 셀 스팬, 각각의 심볼의 2개의 외부 셀들(제1 및 제5 셀)의 중심에 있는 심볼 파형 s(t)의 진폭은 평균 진폭 등의 소정의 전압 레벨로 구속될 수 있지만, 각각의 심볼의 3개의 내부 셀(제2, 제3 및 제4 셀)은 구속된 진폭의 전체 M 조합을 가질 수 있다. 다시 말해, 데이터 비트들은 각각의 심볼의 3개의 내부 셀만으로 암호화되고, 외부 셀들(제1 및 제5 셀들)은 암호화된 데이터를 포함하지 않고, 서두에서와 같이 처리될 수 있다.
외부 셀들의 비암호화는 검출기를 인에이블시켜 개개의 심볼들을 용이하게 인지할 수 있고, 심볼들의 시퀀스를 부분적으로 데커플링함으로써 협대역 필터 메모리 효과를 최소화한다. 대안으로, 서두의 비암호화는 협대역 필터 메모리 효과가 최소화될 때까지 필터 컷오프를 유포함으로써 피할 수 있다.
도 8로 돌아가서, 본 발명의 암호화 장치의 일 실시예의 블록도를 예시한다. 도 8의 암호화 장치는 집적 회로로서 구현되고 데이터 버퍼(210), 제어기(220), 국소 발진기(230), 주파수 합성기 및 성형기(240), 위상 쉬프터(250A 및 250B), 이득 증폭기(260A 및 260B), 및 조합기(270A 및 270B)로 구성되는 것이 바람직하다.
성분 파동 각각에 대한 파동 변수 gX및 PX는 상기 논의한 방식으로 제어기(220)의 게이트 로직에 저장된다. 발진기(230)는 클록 신호를 발생시키고, 이 신호는 선택된 주파수의 상기 실질적으로 순수한 사인 곡선 파동의 소정의 수 W(W>1)를 발생시키기 위해 주파수 합성기 및 성형기(240)에 공급된다. 이들 W 파동(W는 정수임)은 위상 쉬프터(250A 및 250B)에 교대로 결합된다. 상이한 주파수의 W 파동 세트가 세트 내의 최초 파동(도 3에서 g.5sin(.5tπ)로 표지됨)으로 고려한 바 가장 낮은 주파수 파동으로, 세트 내의 최종 파동(도 3에서 g1.6sin(1.6tπ)로 표지됨)으로 고려한 바 가장 높은 주파수 파동으로, 및 중간 주파수(도 3에서 g.9sin(.9tπ)로 표지됨)를 나타내는 세트 내의 중심 파동으로 발생된다.
어떤 경우, 단일 기준 파동이 발생될 수 있고, 그로부터 나머지 성분 파동들은 적절한 주파수 분할 및 주파수 증가에 의해 합성될 수 있다. 대안으로, W개의 별개의 주파수 합성기 및 성형기를 사용하여 W 파동을 발생시키는 것이 보다 편리하다.
디지탈 정보의 일련의 비트 등의 입력 데이터가 입력된 데이터를 N-비트의 데이터 세그먼트로 분할하는 데이터 버퍼(210)에 공급되고, 여기서 N은 1 이상의 정수를 나타낸다. 연속적인 데이터 세그먼트가 N-비트 데이터 세그먼트의 함수로서 소정의 수의 위상 쉬프트(PX's) 및 소정의 수의 이득(gX's)을 발생시키는 제어기(220)에 공급된다. 각각의 위상 쉬프트(PX) 및 각각의 이득(gX)은 주파수 합성기 및 성형기(240)에 의해 발생된 각각의 파동에 대응한다. 위상 쉬프트들은 위상 쉬프터(250A 및 250B)에 교대로 공급되고, 이득은 이득 증폭기(260A 및 260B)에 교대로 공급된다.
위상 쉬프터(250A 및 250B)는 제어기(220)로부터 수신된 대응하는 위상 쉬프트(PX)에 따라 주파수 합성기 및 성형기(240)로부터 수신된 각각의 파동의 위상을 조절한다. 위상 조절된 파동은 이어서, 위상 쉬프터로부터 이득 증폭기(260A 및 260B) 각각에 공급된다. 각각의 이득 증폭기는 특정 위상 쉬프터와 유일하게 연관된다.
이득 증폭기(260A 및 260B)는 제어기(220)로부터 그에 언급된 대응하는 이득(gX)에 따라 각각의 위상 쉬프터(250A 및 250B)로부터 수신된 각각의 위상 조절된 파동의 진폭을 조절한다. 이어서, 이득 및 위상 조절된 파동은 조합기(270A 및 270B)에 결합되고, 각각의 조합기는 특정 이득 증폭기와 유일하게 연관된다.
각각의 조합기(270A 및 270B)는 W 이득- 및 위상-조절된 파동들을 조합하여 도 3에 나타낸 유일한 심볼을 나타내는 심볼 파형 s(t)로서 형성되는 간섭 패턴을 생성한다. 다시 말해, N-비트 데이터는 이들 N-비트의 값에 따라 유일한 간섭 패턴 또는 심볼 등으로 암호화된다. 각각의 조합기는 조합된 파동의 처리를 증진시키기 위해 디지탈 신호 처리기를 포함할 수 있다. 이어서, 심볼 파형 s(t)는 전송을 위해 출력 장치(80)에 공급된다. 출력 장치(80)는 전송을 위한 단일 AC 아날로그 파형을 생성하기 위해 연속적인 N-비트 데이터 세그먼트들을 나타내는 심볼 파형들 s(t)를 이음새 없이 조합한다. 이와 같이 유리한 결과는 심볼 경계 조건, 즉, 0 전압 레벨 때문임을 상기하자.
위상 쉬프터, 이득 증폭기 및 조합기 쌍들은 장치를 인에이블시켜 현재 데이터 세그먼트를 전송하면서 다음 N-비트 데이터 세그먼트를 준비한다. 예를 들면, 채널 A로서 생각될 수 있는 것의 회로는 채널 B의 회로가 다음 데이터 세그먼트를 준비하면서 현재 데이터 세그먼트를 전송하는 기능을 행한다. 스위치(90)는 조합기가 현재 데이터 세그먼트를 처리하는 것에 따라 조합기(270A 및 270B)에 출력 장치(80)를 접속시킨다. 위상 쉬프터, 이득 증폭기 및 조합기의 채널의 수효는 2로만 제한되지 않고, 추가의 심볼 셋업 시간에 의해 이러한 추가가 심볼 셋업을 개선시키는 한 2 이상의 실수일 수 있다.
도 9를 참조하면, 도 8의 암호화 장치의 일 섹션의 블록도를 나타낸다. 각각의 섹션은 W 위상 쉬프터(250A1- 250AW) 및 대응하는 W 이득 증폭기(260A1- 260AW)를 포함한다. 발진기(230)는 클록 신호를 W 주파수 합성기 및 성형기(2401-240W) 각각에 공급한다. 각각의 주파수 합성기 및 성형기는 심볼 파형 s(t)를 생성하도록 중첩될 W 파동중의 하나(도 3-7 참조)를 발생시키고; 즉, 주파수 합성기 및 성형기(240)는 W 밖의 파동 x를 발생시키고, 이는 위상 쉬프터(250A)에 공급된다(도 3 참조).
W 위상 쉬프터(250A1- 250AW) 각각은 대응하는 위상 쉬프트에 따라 주파수 합성기 및 성형기(2401-240W)로부터 수신된 W 파동들 중의 하나의 위상을 조절하고, 즉, PX는 W 파동의 제1 세트의 파동 x의 위상을 조절한다. 이어서, 세트 내의 W 위상 조절된 파동은 이득 증폭기(260A1- 260AW)에 공급된다. 즉, 위상 쉬프터(250AX)는 대응하는 위상 쉬프트(PX)에 따라 파동 x의 위상을 조절하고, 위상 조절된 파동 x를 이득 증폭기(260AX)에 공급한다.
W 이득 증폭기(260A1- 260AW) 각각은 그에 대응하는 이득에 따라 W 위상 조절된 파동 각각의 이득(진폭)을 조절하고, 세트 내의 W 위상 및 이득 조절된 파동들은 조합기(270A)에 공급된다. 다시 말해, 이득 쉬프터는 대응하는 이득(gX)에 따라 위상 조절된 파동(x)의 진폭을 조절하고, 위상 및 이득 조절된 파동 x를 조합기(270A)에 공급한다.
도 10에 있어서, 전송을 위한 심볼 파형 s(t)의 시퀀스를 암호화시키고 발생시키기 위한 장치의 다른 실시예의 블록도를 예시한다. 이 장치는 데이터 버퍼(110), 어드레스 발생기(120), 전자 메모리 테이블(130), D/A 변환기(140), 저역 필터(150) 및 출력 장치(80)로 구성된다.
디지탈 정보의 일련의 비트 등의 입력된 데이터는 입력된 데이터를 N이 1 이상의 정수를 나타내는 경우의 N-비트의 데이터 세그먼트들로 분할하는 데이터 버퍼(110)에 공급된다. 연속적인 N-비트 데이터 세그먼트들은 어드레스 발생기(120)에 의해 데이터 버퍼(110)로부터 판독된다. 어드레스 발생기(120)는 M개의 미리 기록된 심볼 파형 s(L) 밖의 미리 기록된(저장된) 심볼 파형s(L)을 유일하게 식별하기 위해 각각의 N-비트 데이터 세그먼트에 대응하여 암호 또는 어드레스를 발생시킨다. 어드레스는 테이블(130)에 공급된다.
테이블(130)은 각각의 표에서 M개의 유일한 심볼 파형 s(t) 각각과 연관된 샘플 디지탈 출력값(레벨)이 전자적으로 저장된다. 예를 들면, M개의 심볼 파형 s(t) 각각에 대해 샘플 진폭 레벨을 기록할 수 있도록 M개의 어드레스 가능한 케이블이 존재한다. 일 실시예에서, 이들 샘플 진폭 레벨은 셀당 P의 일정한 간격으로 M 유일한 심볼 파형 각각을 샘플링함으로써 이미 얻어졌다. 테이블(130)은 D/A 변환기(140)에 공급되는 심볼 파형 s(t)를 나타내는 출력값의 시퀀스로부터 각각의 테이블을 유일하게 지정(식별)하기 위해 어드레스 발생기(120)로부터 수신된 어드레스를 사용한다.
예를 들면, 표 3.1 및 3.2는 도 5에 나타낸 바의 가능한 M=216 심볼에서 벗어난 2 심볼에 대한 실제 디지탈 출력값을 나타내고, 여기서 셀당 P=8의 샘플 및 심볼당 K=3의 셀들이 심볼당 24개의 디지탈 출력 값의 시퀀스이다. 도 2 및 도 4-7은 12 비트 출력 해상도를 갖는 D/A 변환기(140)를 사용하여 도 10의 암호화 장치에 의해 실제로 발생 및 전송되는 심볼 파형 s(t)를 나타내고, 4096개의 불연속 출력 레벨이 사용될 수 있다. 도 5에서, 디지탈 출력 값 2047은 DC 기준 0 볼트로 설정된다. 디지탈 출력 값 0 및 4094는 전체 스케일로 -400 mV 및 400 mV 각각으로 조정된다. 심볼 파형 s(t)의 24개의 샘플이 가장 가까운 D/A 출력 전압 레벨로서 표(130)에 기록된다. 도 5는 AC 아날로그 파형을 형성하기 위해 함께 이어진 2개의 심볼 파형 s(t)를 나타내고; 제1 및 제2 심볼 파형 s(t)는 표 3.1 및 표 3.2를 각각 사용함으로써 발생된다. 즉, 표 3.1의 출력 시퀀스 1-24는 도 5의 제1 심볼 파형 s(t)를 발생시키기 위해 사용되고, 출력 시퀀스 25-48은 도 5의 제2 심볼 파형 s(t)를 발생시키기 위해 사용된다.
시퀀스 # s(t) D/A 출력 레벨
1 0.0 2047
2 77.8 2445
3 139.6 2761
4 181.3 2975
5 200.0 3070
6 192.4 3032
7 155.9 2845
8 90.3 2509
9 0.0 2047
10 -104.0 1515
11 -204.9 998
12 -282.9 599
13 -320.0 409
14 -305.0 486
15 -237.6 831
16 -129.0 1387
17 0.0 2047
18 124.4 2684
19 221.2 3179
20 274.8 3454
21 280.0 3480
22 241.7 3284
23 172.2 2928
24 86.9 2492
시퀀스 # s(t) D/A 출력 레벨
25 0.0 2047
26 -52.9 1776
27 -97.5 1548
28 -134.2 1360
29 -160.0 1228
30 -167.3 1191
31 -146.5 1297
32 -90.4 1584
33 0.0 2047
34 113.3 2627
35 228.1 3214
36 318.2 3675
37 360.0 3889
38 340.3 3788
39 260.8 3382
40 138.3 2755
41 0.0 2047
42 -124.6 1409
43 -211.8 963
44 -249.8 769
45 -240.0 819
46 -194.5 1051
47 -130.1 1381
48 -62.1 1729
D/A 변환기(140)는 각각의 수신된 디지탈 출력 레벨을 L/P 초 동안 유지하고, 이어서 표 130으로부터 수신된 시퀀스에서 다음 디지탈 출력 레벨을 출력한다. 저역 필터(150)는 도 4-7 등의 원활한 AC 아날로그 파형으로의 D/A 출력 단계를 원활하게 하고, 전송을 위해 이 AC 아날로그 파형을 출력 장치(80)에 공급한다.
D/A 변환기(140)는 CD 음악의 그것과 유사한 복잡한 출력 파동을 생산하는 데 주의하자. CD 환경에서, 광디스크로부터 판독된 N=16 비트 스트링의 연속은 청취자의 귀로 검출되는 오디오 확성기에 공급되는 원활한 아날로그 파형을 발생하는 D/A 출력 레벨의 시퀀스를 정하고 있다. 값진 기록 음악은 큰 간섭 패턴이지만, 중첩된 사인 곡선 파동의 연속적인 변수 W는 아니다. 본 발명의 AC 아날로그 파형 s(t)은 주파수 1/2L Hz의 단일의 변화하는 진폭 톤을 통상적으로 생산함에 따라 음악적으로 훨씬 풍요롭지 못하다.
협대역 용도에 대해, 생성되는 아날로그 파형을 보다 정밀하게 성형하기 위해 16 비트 등의 보다 큰 비트 해상도로 D/A 변환기(140)를 사용하는 것이 유리할 수 있음을 인식해야 한다. 그러나, 이러한 소자는 최적의 암호기 및 복호기를 선택하는데 독립적으로 고려되지 않아야 한다. 심볼 이음의 원활도, 아날로그 파형 s(t)의 진폭 변화의 최대 속도 등의 다른 요인들은 이들 요인아 복호기의 작동 효율과 상호작용하기 때문에 고려되어야 한다. 이러한 진폭 변화 속도는 다른 주파수와 같이 검출기에 의해 인식되는 것에 주의해야 한다. 컴퓨터 모델링 및 시뮬레이션이 심볼 파형 s(t)를 발생시키는 최적의 파라메터들을 선택하는 데 보조하기 위해 사용될 수 있다.
도 10의 암호화 장치에 의해 발생되고, 전송되며, 디지탈 오실로스코프에 의해 샘플링된 실제 AC 아날로그 파형을 도 4-7에 수신된 파형으로서 나타낸다. 디지탈 오실로스코프는 파형의 0 교차점을 기준으로 생성된 AC 아날로그 파형의 평균 주파수를 결정(감지)하고, 이는 각각 약 500 KHz, 600 KHz, 450 KHz 및 450 KHz, 및 상기 실시예의 fK주파수이다. 이들 AC 아날로그 파형을 측정하는 스펙트럼 분석기는 주파수 fK에서 스파이크를 나타낸다. 이러한 스펙트럼 분석기의 결과는 본 발명의 비간섭 장점을 지지한다. 이와는 대조적으로, 도 1의 PCM 파형 및 모든 다른 펄스 코드들은 스펙트럼 분석기 상의 많은 주파수를 디스플레이한다. 마찬가지로, 본 발명의 많은 이어진 심볼들의 AC 아날로그 파형을 가로질러 신속한 푸리에 변환(FFT) 연산은 잡음 이상의 주파수 성분 fX을 전형적으로 나타낸다. W 성분 주파수는 많은 이어진 심볼들을 가로질러 0 전력 근처로 평균된다.
도 11에 있어서, 원활한 아날로그 파형으로부터 N비트 데이터를 검출하고 복호화하는 장치의 블록도를 예시한다. 검출 장치는 고객 집적 회로로서 구현되고, 대역 필터(310), A/D 샘플러 데이터 버퍼(320), 신호 처리기(330) 및 복호기/메모리(340)로 구성되는 것이 바람직하다.
도 3-7에 나타낸 바와 같이 함께 이어진 심볼(간섭 패턴)에 따라 입력된 AC 아날로그 파형은 바람직하지 못한 주파수 범위, 듯, AC 아날로그 파형을 생성하기 위해 사용되는 W 파동의 범위에서 충분히 벗어난 주파수를 여과시킨다. 이어서, 통과 대역 내의 AC 아날로그 파형이 여과된 AC 아날로그 파형을 소정의 간격으로 샘플링하는 A/D 샘플러 데이터 버퍼(320)에 공급된다. 이와 같이 샘플링된 파형은 조직적인 전송 효과를 갖고, 이는 발생된 파형을 변경시킨다. A/D 샘플러 데이터 버퍼(320)는 이들 소정의 간격으로 샘플링 펄스를 발생시키기 위한 내부 클록을 포함하는 것이 바람직하고; 샘플링된 값들(또는 전압 판독치)이 신호 처리기(330)에 공급된다. 보다 많은 수의 샘플들이 보다 정확한 신호 처리를 허용하지만, 이는 다시 보다 신속하고 보다 값비싼 신호 처리기를 요한다는 것을 인식해야 한다. 신호 처리기(330)는 도 10의 대역 필터(310) 및 저역 필터(150)의 효과를 포함하는 조직적인 전송 효과를 고려해야 한다.
짧은 셀 기간(L)에 따라, 신호 처리기는 아날로그 비교 회로에 따라 구현될 수 있지만, 보다 긴 셀 기간 동안, 적분, 미분, 임계값 검출 및 일반적인 패턴 인식 등의 종래의 처리 기술 및 그의 조합을 이용하는 디지탈 신호 처리기(DSP)가 바람직하다. 프로그램 가능한 DSP에 따라, 마이크로코드 개선 및 갱신은 이미 고려되지 않았거나 또는 검출기를 선택(설계)하는 데 명백한 잠재적인 검출기 성능 문제를 극복하기 위해 용이하게 구현될 수 있다.
종래의 처리 기술을 이용하는 신호 처리기(330)는 복호기/메모리(340)에 저장된 AC 아날로그 파형을 발생시키는 데 사용되는 C1,C2및 C3등으로부터 구속된 출력 레벨의 시퀀스를 결정하기 위한 샘플을 처리한다(도 10의 표 130, 즉 표 3.1 및 3.2에 저장된 출력 레벨의 시퀀스와 유사함). 신호 처리기(330)의 기능은 전송된 AC 아날로그 파형을 구성하는 심볼의 시퀀스를 정확하게 인지하는 것이다. 출력 레벨의 인지된 시퀀스가 복호기/메모리(340)에 공급된다.
복호기/메모리(340)는 신호 처리기(33)로부터 수신된 심볼의 인지된 시퀀스를 복호화한다. 수신된 심볼이 데이터 심볼인 경우, 복호기/메모리(340)는 그로부터 N-비트 데이터를 회복한다. 다른 한편, 수신된 심볼이 여분의 심볼 x에 대응하는 경우, 이와 같이 여분의 심볼 x에 의해 나타낼 수 있는 조절 작용이 회복된다. 일부 여분의 심볼은 무엇보다도 동기화, 어드레스 지정 프로토콜, 에러 검출, 스크램블링 및 압축을 조절하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 발생 및 검출 장치의 집적 회로(IC)는 설계 과정의 결과를 포함하는 IC 칩의 쌍들과 매치된다. 대안으로, 발생 및 검출 장치는 종래의 마이크로프로세서, 특히 고속 마이크로프로세서로서 구축될 수 있다.
지금까지, 직접 전파의 실시예들만을 기재하였다. 본 발명의 다른 용도에 있어서, 상기 암호화 및 복호화 장치는 광섬유 시스템, 레이저 통신 시스템 등의 광통신 시스템에 내장될 수 있다. 이러한 용도에서, 출력 장치(80)(도 8 및 도 10)는 심볼을 나타내는 AC 아날로그 파형을 광선 파동의 광자 출력을 변조시키는 광세기 변조기에 공급한다.
본 발명의 또다른 용도로서, 암호화 장치는 AC 아날로그 파형이 AM 변조된 파형을 초래하는 반송파를 변조시키도록 RF 송신기에 내장될 수 있다. 따라서, RF 반송파 주파수는 주파수 fK보다 충분히 큰 것으로 가정된다. 심볼 파형, 즉, 심볼의 시퀀스를 나타내는 AC 아날로그 파형은 RF 반송파 주파수를 진폭 변조시키는 것을 인식해야 한다.
본 발명의 또다른 용도로서, 암호화 장치는 자기 기억 장치에 내장될 수 있고, 여기서 출력 장치(80)(도 8 및 10)로부터 AC 아날로그 파형은 자기 기록기의 자기 매체의 자속 변화를 유도하도록 기록 헤드의 기입 전류를 변조시키기 위해 사용된다. 자기 기억 장치의 판독 헤드는 복호기의 대역 필터(310)에 입력된 아날로그 파형을 제공한다(도 11).
본 발명의 또다른 용도에 있어서, 암호기 및 복호기는 송수신 양용 전송 시스템의 각각의 단부에 제공된다. 송수신 양용 전송 시스템은 역 시그널링을 이용함으로써 단일 채널에 의해 작동될 수 있다. 송수신 양용 시스템은 별개의 채널에 의해 작동할 수 있고, 각각의 채널은 특정 전송 방향으로 할당된다.
본 발명의 또다른 용도에 있어서, 암호기 및 복호기는 대표적인 반복기에 내장된다. 반복기에 의해 수신된 AC 아날로그 파형 s(t)는 복호기에 의해 데이터로 복호화되고; 암호기는 복호화된 데이터를 재전송되는 다른 AC 아날로그 파형 s'(t)로 다시 암호화시킨다. 반복기는 부가된 안전성을 제공하도록 수신된 형태와 상이한 데이터를 암호화할 수 있고, 즉, 암호기의 상이한 구현은 송신기 및 반복기 각각에 혼입된다. 다시 말해, 반복기에 의해 발생된 아날로그 파형 s'(t)는 수신된 아날로그 파형 s(t)와 상이할 수 있다.
본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 특별히 예시하고 기재하였지만, 본 발명의 정신 및 범위에서 벗어나지 않는 다양한 변화가 이루어질 수 있음을 용이하게 인식할 수 있다. 첨부된 특허 청구의 범위는 상기 실시예, 기재된 대안 및 모든 동등물을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (74)

  1. 입력된 데이터를 수신하는 단계;
    각각 적어도 하나의 조절가능한 파동 특성을 나타내는 복수개의 실질적으로 사인 곡선 파동을 발생시키는 단계;
    조절된 파동을 생산하기 위해 상기 입력된 데이터의 함수로서 각각의 상기 복수개의 파동들중의 적어도 하나의 파동 특성을 조절하는 단계;
    간섭 패턴을 생성하기 위해 복수개의 상기 조절된 파동들을 조합하는 단계; 및
    상기 입력된 데이터를 나타내는 상기 단일 아날로그 파형으로서 상기 간섭 패턴을 출력하는 단계를 포함하는, 유일한 간섭 패턴으로서 형성된 단일 아날로그 파형으로 입력된 데이터를 암호화시키는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 입력된 데이터가 디지탈 정보의 일련의 비트들로 형성되고, 상기 입력된 데이터를 N-비트 데이터의 세그먼트로 분할시키는 단계를 추가로 포함하고, 여기서 N은 1 이상의 정수이고; 상기 적어도 하나의 파동 특성은 상기 N-비트 데이터의 세그먼트의 함수로서 조절되는 암호화 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 세그먼트가 심볼로서 암호화되고; 상기 단일 아날로그 파형이 연속적인 심볼들을 나타내며; 상기 단일 아날로그 파형이 심볼에서 심볼로 연속적인 암호화 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 단일 아날로그 파형이 연속적인 심볼들 간의 경계에서 실질적으로 0 진폭을 나타내는 암호화 방법.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 단일 아날로그 파형이 AC 아날로그 파형인 암호화 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 AC 아날로그 파형이 심볼을 나타내기 위해 K 셀들의 기간을 거치는 암호화 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 K 셀들의 각각의 심볼이 소정의 시간(KL 초)을 나타내고, 상기 AC 아날로그 파형이 평균 주파수(fK=1/2L)를 갖는 암호화 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 복수개의 실질적으로 사인 곡선 파동 중의 적어도 하나의 주파수가 fK보다 더 크고, 상기 복수개의 실질적으로 사인 곡선 파동 중의 적어도 하나의 주파수가 fK보다 더 작은 암호화 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 조절 단계가 조절된 파동을 생산하기 위해 상기 입력된 데이터의 함수로서 상기 복수개의 파동들 각각의 이득을 조절하는 암호화 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 조절 단계가 조절된 파동을 생산하기 위해 상기 입력된 데이터의 함수로서 상기 복수개의 파동들 각각의 위상을 조절하는 암호화 방법.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 조절 단계가 조절된 파동을 생산하기 위해 상기 입력된 데이터의 함수로서 상기 복수개의 파동들 각각의 위상을 추가로 조절하는 암호화 방법.
  12. 제 6 항에 있어서, 각각의 셀 내의 적어도 하나의 소정의 지점에서 적어도 하나의 구속값으로 상기 AC 아날로그 파형의 진폭을 구속함으로써 상기 AC 아날로그 파형을 형상화하는 단계를 추가로 포함하는 암호화 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 구속값이 복수개의 불연속 전압 레벨에 대응하는 암호화 방법.
  14. 입력된 데이터를 수신하는 수단;
    각각 적어도 하나의 조절가능한 파동 특성을 나타내는 복수개의 실질적으로 사인 곡선 파동을 발생시키는 수단;
    조절된 파동을 생산하기 위해 상기 입력된 데이터의 함수로서 각각의 상기 복수개의 파동들중의 적어도 하나의 파동 특성을 조절하는 수단;
    간섭 패턴을 생성하기 위해 복수개의 상기 조절된 파동들을 조합하는 수단; 및
    상기 입력된 데이터를 나타내는 상기 단일 아날로그 파형으로서 상기 간섭 패턴을 출력하는 단계를 포함하는, 유일한 간섭 패턴으로서 형성된 단일 아날로그 파형으로 입력된 데이터를 암호화시키는 장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 입력된 데이터가 디지탈 정보의 일련의 비트들로 형성되고, 상기 입력된 데이터를 N-비트 데이터의 세그먼트로 분할시키는 수단을 추가로 포함하고, 여기서 N은 1 이상의 정수이고; 상기 적어도 하나의 파동 특성은 상기 N-비트 데이터의 세그먼트의 함수로서 조절되는 암호화 장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 세그먼트가 심볼로서 암호화되고; 상기 단일 아날로그 파형이 연속적인 심볼들을 나타내며; 상기 단일 아날로그 파형이 심볼에서 심볼로 연속적인 암호화 장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 단일 아날로그 파형이 연속적인 심볼들 간의 경계에서 실질적으로 0 진폭을 나타내는 암호화 장치.
  18. 제 16 항에 있어서, 상기 단일 아날로그 파형이 AC 아날로그 파형인 암호화 장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 AC 아날로그 파형이 심볼을 나타내기 위해 K 셀들의 기간을 거치는 암호화 장치.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 K 셀들의 각각의 심볼이 소정의 시간(KL 초)을 나타내고, 상기 AC 아날로그 파형이 평균 주파수(fK=1/2L)를 갖는 암호화 장치.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 복수개의 실질적으로 사인 곡선 파동 중의 적어도 하나의 주파수가 fK보다 더 크고, 상기 복수개의 실질적으로 사인 곡선 파동 중의 적어도 하나의 주파수가 fK보다 더 작은 암호화 장치.
  22. 제 14 항에 있어서, 상기 조절 수단이 조절된 파동을 생산하기 위해 상기 입력된 데이터의 함수로서 상기 복수개의 파동들 각각의 이득을 조절하는 수단을 포함하는 암호화 장치.
  23. 제 14 항에 있어서, 상기 조절 수단이 조절된 파동을 생산하기 위해 상기 입력된 데이터의 함수로서 상기 복수개의 파동들 각각의 위상을 조절하는 수단을 포함하는 암호화 장치.
  24. 제 22 항에 있어서, 상기 조절 수단이 조절된 파동을 생산하기 위해 상기 입력된 데이터의 함수로서 상기 복수개의 파동들 각각의 위상을 조절하는 수단을 추가로 포함하는 암호화 장치.
  25. 제 19 항에 있어서, 각각의 셀 내의 적어도 하나의 소정의 지점에서 적어도 하나의 구속값으로 상기 AC 아날로그 파형의 진폭을 구속함으로써 상기 AC 아날로그 파형을 형상화하는 수단을 추가로 포함하는 암호화 장치.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 구속값이 복수개의 불연속 전압 레벨에 대응하는 암호화 장치.
  27. 제 14 항에 있어서, 상기 출력 수단이 상기 단일 아날로그 파형을 직접적으로 전파시키는 수단을 포함하는 암호화 장치.
  28. 제 14 항에 있어서, 상기 출력 수단이 AM 변조된 파형을 발생하기 위해 상기 단일 아날로그 파형으로 RF 반송파를 변조시키는 수단을 포함하는 암호화 장치.
  29. 제 14 항에 있어서, 상기 출력 수단이 광자 파동을 발생시키기 위해 상기 단일 아날로그 파형으로 광 반송파를 변조시키는 수단을 포함하는 암호화 장치.
  30. 제 14 항에 있어서, 상기 출력 수단이 자기 매체 중에서 자속 변화를 유도하도록 상기 단일 아날로그 파형으로 기록 헤드의 기입 전류를 변조시키는 수단을 포함하는 암호화 장치.
  31. 제 27 항에 있어서, 상기 직접적으로 전파시키는 수단이 상기 단일 아날로그 파형을 공기 중에 전파시키는 암호화 장치.
  32. 제 27 항에 있어서, 상기 직접적으로 전파시키는 수단이 상기 단일 아날로그 파형을 유선으로 전파시키는 암호화 장치.
  33. 제 28 항에 있어서, 상기 RF 반송파 변조 수단이 상기 AM 변조된 파형을 공기 중에 전파시키는 수단을 포함하는 암호화 장치.
  34. 제 28 항에 있어서, 상기 RF 반송파 변조 수단이 상기 AM 변조된 파형을 유선으로 전파시키는 수단을 포함하는 암호화 장치.
  35. 제 29 항에 있어서, 상기 광 반송파 변조 수단이 광자 파동을 공기 중에 전파시키는 수단을 포함하는 암호화 장치.
  36. 제 29 항에 있어서, 상기 광 반송파 변조 수단이 상기 광자 파동을 유선으로 전파시키는 수단을 포함하는 암호화 장치.
  37. 각각의 심볼 파형 s(t)의 샘플 지점의 저장된 디지탈 값의 어드레스가능한 표를 제공하는 단계(여기서, s(t)는 각각 상기 입력된 데이터의 함수로서 조절되는 적어도 하나의 파동 특성을 갖는 실질적으로 사인 곡선 파동의 복수개의 실질적으로 사인 곡선 파동들을 조합함으로써 생성되는 간섭 패턴임);
    테이블을 어드레스하기 위한 상기 입력된 데이터의 함수로서 어드레스를 발생시키는 단계;
    저장된 디지탈 값을 어드레스된 테이블로부터 판독하는 단계; 및
    상기 입력된 데이터를 나타내는 상기 단일 아날로그 파형을 생산하기 위해 상기 어드레스된 테이블로부터 판독된 디지탈 값을 여과하는 단계를 포함하는, 입력된 데이터를 단일 아날로그 파형으로 암호화시키는 방법.
  38. 제 37 항에 있어서, 상기 입력된 데이터가 디지탈 정보의 일련의 비트들로 형성되고, 상기 입력된 데이터를 N-비트 데이터의 세그먼트로 분할시키는 단계를 추가로 포함하고, 여기서 N은 1 이상의 정수이고; 상기 적어도 하나의 파동 특성은 상기 N-비트 데이터의 세그먼트의 함수로서 조절되는 암호화 방법.
  39. 제 38 항에 있어서, 상기 세그먼트가 심볼 파형 s(t)로서 암호화되고; 상기 단일 아날로그 파형이 연속적인 심볼 파형들 s(t)를 나타내며; 상기 단일 아날로그 파형이 심볼 파형 s(t)에서 심볼 파형 s(t)로 연속적인 암호화 방법.
  40. 제 39 항에 있어서, 상기 단일 아날로그 파형이 연속적인 심볼 파형들 s(t) 간의 경계에서 실질적으로 0 진폭을 나타내는 암호화 방법.
  41. 제 39 항에 있어서, 상기 단일 아날로그 파형이 AC 아날로그 파형인 암호화 방법.
  42. 제 41 항에 있어서, 상기 AC 아날로그 파형이 심볼 파형 s(t)를 나타내기 위해 K 셀들의 기간을 거치는 암호화 방법.
  43. 제 42 항에 있어서, 상기 K 셀들의 각각의 심볼이 소정의 시간(KL 초)을 나타내고, 상기 AC 아날로그 파형이 평균 주파수(fK=1/2L)를 갖는 암호화 방법.
  44. 제 43 항에 있어서, 상기 복수개의 실질적으로 사인 곡선 파동 중의 적어도 하나의 주파수가 fK보다 더 크고, 상기 복수개의 실질적으로 사인 곡선 파동 중의 적어도 하나의 주파수가 fK보다 더 작은 암호화 방법.
  45. 제 37 항에 있어서, 상기 조절 단계가 조절된 파동을 생산하기 위해 상기 입력된 데이터의 함수로서 상기 복수개의 파동들 각각의 이득을 조절하는 암호화 방법.
  46. 제 37 항에 있어서, 상기 조절 단계가 조절된 파동을 생산하기 위해 상기 입력된 데이터의 함수로서 상기 복수개의 파동들 각각의 위상을 조절하는 암호화 방법.
  47. 제 45 항에 있어서, 상기 조절 단계가 조절된 파동을 생산하기 위해 상기 입력된 데이터의 함수로서 상기 복수개의 파동들 각각의 위상을 추가로 조절하는 암호화 방법.
  48. 제 42 항에 있어서, 각각의 셀 내의 적어도 하나의 소정의 지점에서 적어도 하나의 구속값으로 상기 AC 아날로그 파형의 진폭을 구속함으로써 상기 AC 아날로그 파형을 형상화하는 단계를 추가로 포함하는 암호화 방법.
  49. 제 48 항에 있어서, 각각의 구속값이 복수개의 불연속 전압 레벨에 대응하는 암호화 방법.
  50. 각각의 심볼 파형 s(t)의 샘플 지점의 저장된 디지탈 값의 어드레스가능한 표를 제공하는 수단(여기서, s(t)는 각각 상기 입력된 데이터의 함수로서 조절되는 적어도 하나의 파동 특성을 갖는 실질적으로 사인 곡선 파동의 복수개의 실질적으로 사인 곡선 파동들을 조합함으로써 생성되는 간섭 패턴임);
    테이블을 어드레스하기 위한 상기 입력된 데이터의 함수로서 어드레스를 발생시키는 수단;
    저장된 디지탈 값을 어드레스된 테이블로부터 판독하는 수단; 및
    상기 입력된 데이터를 나타내는 상기 단일 아날로그 파형을 생산하기 위해 상기 어드레스된 테이블로부터 판독된 디지탈 값을 여과하는 수단을 포함하는, 입력된 데이터를 단일 아날로그 파형으로 암호화시키는 장치.
  51. 제 50 항에 있어서, 상기 입력된 데이터가 디지탈 정보의 일련의 비트들로 형성되고, 상기 입력된 데이터를 N-비트 데이터의 세그먼트로 분할시키는 수단을 추가로 포함하고, 여기서 N은 1 이상의 정수이고; 상기 적어도 하나의 파동 특성은 상기 N-비트 데이터의 세그먼트의 함수로서 조절되는 암호화 장치.
  52. 제 51 항에 있어서, 상기 세그먼트가 심볼 파형 s(t)로서 암호화되고; 상기 단일 아날로그 파형이 연속적인 심볼 파형들 s(t)를 나타내며; 상기 단일 아날로그 파형이 심볼 파형 s(t)에서 심볼 파형 s(t)로 연속적인 암호화 장치.
  53. 제 52 항에 있어서, 상기 단일 아날로그 파형이 연속적인 심볼 파형들 s(t) 간의 경계에서 실질적으로 0 진폭을 나타내는 암호화 장치.
  54. 제 52 항에 있어서, 상기 단일 아날로그 파형이 AC 아날로그 파형인 암호화 장치.
  55. 제 54 항에 있어서, 상기 AC 아날로그 파형이 심볼 파형 s(t)를 나타내기 위해 K 셀들의 기간을 거치는 암호화 장치.
  56. 제 55 항에 있어서, 상기 K 셀들의 각각의 심볼이 소정의 시간 KL 초를 나타내고, 상기 AC 아날로그 파형이 평균 주파수 fK=1/2L를 갖는 암호화 장치.
  57. 제 56 항에 있어서, 상기 복수개의 실질적으로 사인 곡선 파동 중의 적어도 하나의 주파수가 fK보다 더 크고, 상기 복수개의 실질적으로 사인 곡선 파동 중의 적어도 하나의 주파수가 fK보다 더 작은 암호화 장치.
  58. 제 50 항에 있어서, 상기 조절 수단이 조절된 파동을 생산하기 위해 상기 입력된 데이터의 함수로서 상기 복수개의 파동들 각각의 이득을 조절하는 수단을 포함하는 암호화 장치.
  59. 제 50 항에 있어서, 상기 조절 수단이 조절된 파동을 생산하기 위해 상기 입력된 데이터의 함수로서 상기 복수개의 파동들 각각의 위상을 조절하는 수단을 포함하는 암호화 장치.
  60. 제 58 항에 있어서, 상기 조절 수단이 조절된 파동을 생산하기 위해 상기 입력된 데이터의 함수로서 상기 복수개의 파동들 각각의 위상을 조절하는 수단을 추가로 포함하는 암호화 장치.
  61. 제 55 항에 있어서, 각각의 셀 내의 적어도 하나의 소정의 지점에서 적어도 하나의 구속값으로 상기 AC 아날로그 파형의 진폭을 구속함으로써 상기 AC 아날로그 파형을 형상화하는 수단을 추가로 포함하는 암호화 장치.
  62. 제 61 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 구속값이 복수개의 불연속 전압 레벨에 대응하는 암호화 장치.
  63. 제 50 항에 있어서, 상기 출력 수단이 상기 단일 아날로그 파형을 직접적으로 전파시키는 수단을 포함하는 암호화 장치.
  64. 제 50 항에 있어서, 상기 출력 수단이 AM 변조된 파형을 발생하기 위해 상기 단일 아날로그 파형으로 RF 반송파를 변조시키는 수단을 포함하는 암호화 장치.
  65. 제 50 항에 있어서, 상기 출력 수단이 광자 파동을 발생시키기 위해 상기 단일 아날로그 파형으로 광 반송파를 변조시키는 수단을 포함하는 암호화 장치.
  66. 제 50 항에 있어서, 상기 출력 수단이 자기 매체 중에서 자속 변화를 유도하도록 상기 단일 아날로그 파형으로 기록 헤드의 기입 전류를 변조시키는 수단을 포함하는 암호화 장치.
  67. 제 63 항에 있어서, 상기 직접적으로 전파시키는 수단이 상기 단일 아날로그 파형을 공기 중에 전파시키는 암호화 장치.
  68. 제 63 항에 있어서, 상기 직접적으로 전파시키는 수단이 상기 단일 아날로그 파형을 유선으로 전파시키는 암호화 장치.
  69. 제 64 항에 있어서, 상기 RF 반송파 변조 수단이 상기 AM 변조된 파형을 공기 중에 전파시키는 수단을 포함하는 암호화 장치.
  70. 제 64 항에 있어서, 상기 RF 반송파 변조 수단이 상기 AM 변조된 파형을 유선으로 전파시키는 수단을 포함하는 암호화 장치.
  71. 제 65 항에 있어서, 상기 광 반송파 변조 수단이 광자 파동을 공기 중에 전파시키는 수단을 포함하는 암호화 장치.
  72. 제 65 항에 있어서, 상기 광 반송파 변조 수단이 상기 광자 파동을 유선으로 전파시키는 수단을 포함하는 암호화 장치.
  73. 각각의 심볼 파형 s(t)의 샘플 지점의 디지탈 값에 대응하는 저장된 데이터의 메모리를 제공하는 수단(여기서, s(t)는 복수개의 실질적으로 사인 곡선 파동들을 조합함으로써 생성되는 간섭 패턴임);
    여과된 파형을 제공하기 위해 상기 단일 아날로그 파형을 여과하는 단계;
    샘플 지점을 제공하기 위해 소정의 간격으로 상기 여과된 파형을 샘플링하는 수단;
    상기 샘플 지점으로부터 디지탈 값의 시퀀스를 발생시키는 수단; 및
    상기 단일 아날로그 파형이 상기 저장된 데이터를 나타내는 경우에, 상기 디지탈 값의 시퀀스의 함수로서 저장된 데이터를 메모리로부터 판독하는 수단을 포함하는, 단일 아날로그 파형으로부터 데이터를 복호화시키는 장치.
  74. 전송을 위해 데이터를 제공하는 수단;
    각각의 심볼 파형 s(t)의 샘플 지점의 저장된 디지탈 값의 어드레스가능한 테이블을 제공하는 수단(여기서, s(t)는 각각의 상기 실질적으로 사인 곡선 파동이 상기 데이터의 함수로서 조절되는 적어도 하나의 파동 특성을 갖는 복수개의 실질적으로 사인 곡선 파동들을 조합함으로써 생성되는 간섭 패턴임);
    테이블을 어드레스하기 위한 상기 데이터의 함수로서 어드레스를 발생시키는 수단;
    어드레스된 테이블로부터 저장된 디지탈 값을 판독하는 수단; 및
    상기 데이터를 나타내는 상기 단일 아날로그 파형을 생산하기 위해 상기 어드레스된 테이블로부터 판독된 디지탈 값을 여과하는 수단;
    을 포함하는 상기 데이터를 단일 아날로그 파형으로 부호화하는 수단;
    상기 단일 아날로그 파형을 전송하는 수단;
    상기 단일 아날로그 파형을 수신하는 수단; 및
    상기 각각의 심볼 파형들 s(t)의 샘플 지점의 디지탈 값들에 대응하는 저장된 데이터의 메모리를 제공하는 수단;
    여과된 파형을 제공하기 위해 상기 단일 아날로그 파형을 여과하는 수단;
    샘플 지점을 제공하기 위해 소정의 간격으로 상기 여과된 파형을 샘플링하는 수단;
    상기 샘플 지점으로부터 디지탈 값들의 시퀀스를 발생시키는 수단; 및
    상기 디지탈 값들의 시퀀스의 함수로서 메모리로부터 저장된 데이터를 판독하는 수단;
    을 포함하는, 단일 아날로그 파형으로부터 상기 데이터를 복호화하는 수단을 포함하는, 데이터를 송신 및 수신하는 장치.
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Patent event date: 19980716

Patent event code: PA01051R01D

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