JPH0373185B2 - - Google Patents
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- JPH0373185B2 JPH0373185B2 JP59187276A JP18727684A JPH0373185B2 JP H0373185 B2 JPH0373185 B2 JP H0373185B2 JP 59187276 A JP59187276 A JP 59187276A JP 18727684 A JP18727684 A JP 18727684A JP H0373185 B2 JPH0373185 B2 JP H0373185B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spectrum
- signal
- section
- demodulation
- noise
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- Expired - Lifetime
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04K—SECRET COMMUNICATION; JAMMING OF COMMUNICATION
- H04K1/00—Secret communication
- H04K1/04—Secret communication by frequency scrambling, i.e. by transposing or inverting parts of the frequency band or by inverting the whole band
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
Description
(産業上の利用分野)
本発明は通信の秘話性を高めたり、あるいは通
信の周波数干渉による漏洩対耐を付与したりする
ために、信号源のスペクトラムを周波数域上でス
クランブルしさらにエンフアシスを施し変調した
送信波の受信方式に係るものであり、通信の機密
性が高く、かつPM伝送路で生じるフエージング
雑音による通話品質の劣化を防止し得る受信方式
に関するものである。
(従来の技術)
第11図は従来の秘話受信方式を示す機能ブロ
ツク図であつて、1は受信アンテナ、2はPM復
調部、3はスペクトラムデスクランブル部、4は
出力端子であつて、a,bは観測点を示してい
る。
第2図は従来の受信方式各部のスペクトラム
を、スペクトラムデスクランブル部として単純ス
ペクトラム反転を用いる場合について、模式的に
表わした図で、a,bはそれぞれ第11図の観測
点a,bに対応している。
第3図は送信方式の例を示すブロツク図であつ
て、5は入力端子、6はスペクトラムスクランブ
ル部、7はPM送信部、8は送信アンテナであつ
て、c,dは観測点を示している。
第4図は送信方式各部のスペクトラムを模式的
に表わした図で、c,dはそれぞれ第3図の観測
点c,dに対応している。
従来のこの種受信方式は、第11図に示すよう
にスペクトラムデスクランブル部3をPM復調部
2に縦続接続した構成を用いて、例えば第3図に
示す構造を有する送信機で発射する変調波を受信
することを前提としており、PM復調して得られ
る復調信号をスペクトラムデスクランブル(特に
ここでは単純スペクトラム反転を考える)し、秘
話信号を解読再生していた。位相変調された信号
が発射され受信アンテナに受信されるまでの間
を、PM伝送路と呼び、PM伝送路が定在波性電
界を成し受信復調信号にフエージング雑音が混入
する場合、特にフエージングPM伝送路と呼ぶ。
自動車電話等の移動体通信は、ほとんどフエー
ジング性雑音の影響を受ける。かかるフエージン
グPM伝送路における雑音の平均電力スペクトラ
ムを第5図に示す。第5図の受信レベル10dBμは
自動車電話のサービスエリア端における電界を、
22dBμは同エリアの中央部の電界を示し、エリア
全域にわたり−20dB/decadeの傾きをなす積分
性特性を呈する。したがつて第2図aの斜線部の
様に模式的に示す事とした。以下にこの斜線部の
形状のスペクトラムを逆三角形と称する。
復調信号には、第2図aの斜線部の様なフエー
ジング雑音が混入するので、スペクトラム反転部
3によつて、逆三角形の雑音が、第2図bに示す
様な三角形の雑音に変換される。PM復調機能の
かわりにFM復調機能を用いる場合には、第6図
に示す様に平坦なスペクトラムを有するフエー
ジング雑音が混入する。第6図にPM復調時、
さらに同にPM復調後単純スペクトラム反転し
た場合のフエージング雑音を併せ示す。これらの
3パターンは典型的な雑音電力のスペクトラムを
示し、これらの聴覚的レベルをZwicker法による
解析値と実験で求めた値を表1に示す。表1に示
したように、雑音電力は3パターンで等しく保つ
ても、聴覚的には逆三角形が最も低いレベルとな
り平坦形が逆三角形よりほぼ4dB高く、三角形が
最も高いレベルで逆三角形に比較して約10dB高
く聴かれる。
この事から、第11図に示す秘話受信機を用い
ると秘話を使用しないPM受信機のSNRに比較し
て10dB(電力)の通話品質劣化を生じる事が知れ
る。
(Industrial Application Field) The present invention scrambles the spectrum of a signal source in the frequency range and further applies emphasis in order to improve the confidentiality of communications or provide protection against leakage due to frequency interference in communications. The present invention relates to a reception method for modulated transmission waves, which provides high communication secrecy and which can prevent deterioration of speech quality due to fading noise generated in PM transmission paths. (Prior Art) FIG. 11 is a functional block diagram showing a conventional confidential reception system, in which 1 is a receiving antenna, 2 is a PM demodulator, 3 is a spectrum descrambler, and 4 is an output terminal. , b indicate observation points. Figure 2 is a diagram schematically representing the spectrum of each part of the conventional reception system when simple spectrum inversion is used as the spectrum descrambling part, and a and b correspond to observation points a and b in Figure 11, respectively. are doing. Figure 3 is a block diagram showing an example of a transmission system, where 5 is an input terminal, 6 is a spectrum scrambling section, 7 is a PM transmitting section, 8 is a transmitting antenna, and c and d indicate observation points. There is. FIG. 4 is a diagram schematically showing the spectrum of each part of the transmission system, and c and d correspond to observation points c and d in FIG. 3, respectively. This type of conventional reception system uses a configuration in which a spectrum descrambler 3 is cascaded to a PM demodulator 2 as shown in FIG. The demodulated signal obtained by PM demodulation was subjected to spectrum descrambling (in particular, simple spectrum inversion is considered here), and the confidential signal was decoded and reproduced. The period from when a phase-modulated signal is emitted until it is received by a receiving antenna is called a PM transmission path.If the PM transmission path forms a standing wave electric field and fading noise is mixed into the received demodulated signal, This is called a fading PM transmission line. Mobile communications such as car telephones are mostly affected by fading noise. FIG. 5 shows the average power spectrum of noise in such a fading PM transmission path. The reception level of 10 dBμ in Figure 5 represents the electric field at the edge of the car phone service area.
22 dBμ indicates the electric field at the center of the area, and exhibits an integral characteristic with a slope of -20 dB/decade over the entire area. Therefore, we have decided to show it schematically as shown in the shaded area in Figure 2a. Hereinafter, the spectrum having the shape of this diagonal line will be referred to as an inverted triangle. Since the demodulated signal contains fading noise as shown in the shaded area in Figure 2a, the spectrum inverter 3 converts the inverted triangular noise into triangular noise as shown in Figure 2b. be done. When the FM demodulation function is used instead of the PM demodulation function, fading noise having a flat spectrum is mixed in as shown in FIG. Figure 6 shows when demodulating PM,
Furthermore, the fading noise when simple spectrum inversion is performed after PM demodulation is also shown. These three patterns show typical noise power spectra, and Table 1 shows the values of their auditory levels determined by analysis using the Zwicker method and experimentally. As shown in Table 1, even if the noise power is kept equal for the three patterns, the inverted triangle has the lowest auditory level, the flat type is approximately 4 dB higher than the inverted triangle, and the triangular type has the highest level compared to the inverted triangle. The sound is heard approximately 10dB higher. From this fact, it can be seen that when the confidential message receiver shown in FIG. 11 is used, the speech quality deteriorates by 10 dB (power) compared to the SNR of the PM receiver that does not use the confidential message.
【表】
この受信SNRの劣化を防止する方法として、
第7図に示す様にスペクトラムデスクランブル部
の前端に微分機能部を、又後端に積分機能部を付
加した秘話受信機を用いる方法が本出願人によつ
て開示されている(特願昭58−179395)。この方
式は、第8図あるいは第18図に示す秘話送信機
を用いて発射するPM変調波を受信し秘話解読す
るために用いられるものである。第7図におい
て、9は受信用アンテナ、10はPM復調部、1
1は微分機能部、12はスペクトラムデスクラン
ブル部、13は積分機能部であり、e〜hは観測
点である。第8図において、15は入力端子、1
6は微分機能部、17はスペクトラムスクランブ
ル部、18は積分機能部、19はPM送信部であ
り、i〜lは観測点である。第18図において、
61は入力端子、62は微分機能部、63はスペ
クトラムスクランブル部、64はFM送信部、6
5はアンテナである。第9図は、第7図の各観測
点におけるスペクトラムを示し、e〜hは、観測
点e〜hに対応する。第10図は、第8図の各観
測点におけるスペクトラムを示し、i〜lは各々
観測点i〜lに対応する。
図9,10のスペクトラムは模式的に示すもの
であり、今、第8図の15の入力端子に、第10
図iに示すスペクトラムを有する信号が入力され
るものとする。入力信号は、16で微分され、第
10図jの様になつた後、17のスペクトラムス
クランブラで秘話暗号化され第10図kの様に周
波数域上でスクランブルされる。スクランブルさ
れた信号は次いで18で積分され、第10図lの
如くスペクトラムされ、19でPM変調され、2
0のアンテナから発射される。フエージングPM
伝送を伝搬した電波は9のアンテナで受信され1
0のPM復調機で復調される。以上送信方式とし
て第8図を用いた場合を説明したが、第18図を
用いた場合も同じ結論になることは、第8図の積
分機能部18とPM送信部19の機能を合せたも
のが、第18図のFM送信部64の機能と等価で
あるという周知の事実から明らかである。
PM復調のスペクトラムは第9図eに示す様
に、斜線で示したフエージング雑音が混入する事
を除いて第10図lに等しい形を有する。10の
復調出力は、11で微分され第9図fの如くスペ
クトラム修正される。fのスペクトラムの特徴と
して雑音成分が平坦である事に注意してほしい。
fの雑音特性のため、いかなるスペクトラムデス
クランブルを10で施しても雑音特性は不変に保
れる。一方、信号成分はスペクトラムデスクラン
ブルの影響を受け第9図gの如くなる。スペクト
ラムデスクランブルを施した信号は第7図の13
で積分され第9図hの如くスペクトラムを有す
る。第10図iの入力信号と第9図hの信号成分
のスペクトラムが互いに等しくかつ第9図hの雑
音が第6図の逆三角形のスペクトラムを成す事
が明らかになる。第7図の12のスペクトラムデ
スクランブラと第8図17のスペクトラムスクラ
ンブラが互いにS(*)とS-1(*)の様にスペク
トラムスクランブラの逆特性を有するならば必ず
第10図iと第9図hの上記の関係は保たれる。
上に述べたように、従来の方式が有していた欠
点を解決する方法が既に本出願人によつて開示さ
れているが、この方式は第7図に示すように、秘
話機能12とPM受信機能10との必須機能の他
に11の微分と13の積分機能という付加的機能
が必要であり、回路で実現するとき回路が複雑に
なりかつ経済的に高価になる欠点を有していた。
(発明が解決しようとする問題点)
以上のごとく、従来のPM復調方式はスペクト
ラムスクランブルにより雑音特性が影響をうける
こと、及び回路構成が複雑であるという欠点を有
していた。
(問題点を解決するための手段)
本発明の特徴は、スペクトラムスクランブルさ
れかつ位相変調された送信波を受信する方式にお
いて、受信波を周波数復調するFM受信手段と、
その出力に接続されるスペクトラムスクランブル
手段と、その出力に接続される積分手段とを具備
するPM信号の受信方式である。
(作用)
上記構成によると、FM受信手段の出力の雑音
スペクトラムが平坦となり従つて雑音スペクトラ
ムがスペクトラムスクランブルの影響をうけず、
又、積分手段の出力における雑音スペクトラムは
いわゆる逆三角形となつて、聴覚レベルの雑音を
最小とすることができる。
(実施例)
PM信号をFM復調器と積分手段により復調可
能なことは当業者には周知であり、例えば科学新
聞社発行の(1972.9.30)、書物「移動通信方式」
(渡辺正信著)の第51頁に記載されている。本発
明はこの技術を発展させるものである。
第1図は本発明の1実施例を機能ブロツクで示
す図であつて、21は受信アンテナ、22はFM
復調部、23はスペクトラムデスクランブル部、
24は積分部、25は出力端子部を表わしてお
り、m,n,oはそれぞれ観測点を示している。
第12図は本発明の実施例における各観測点のス
ペクトラムを模式的に表わした図で、(m)、
(n)、(o)は第1図の点m,n,oに対応して
いる。
第1図において、FA受信部22とスペクトラ
ムデスクランブル部23と、積分部24が縦続接
続されて処理機能を構成している。かかる処理機
能を用いて第8図に示す既に開示したスペクトラ
ムスクランブル送信機で発射されるPM変調波を
受信するとき、第1図の各点には、第12図に示
すスペクトラムが生じ、第12図oに示す如第1
0図iの入力信号のスペクトラムが正しく受信さ
れ、かつフエージング雑音が第6図の逆三角形
を成し通話品質が全く秘話を使用しないPM受信
時に比較して劣化しない事が知れよう。ここで
FM復調出力信号が第12図mの様なスペクトラ
ムを有する事を説明する。
第13図はPM復調部の詳細な構成例を示す図
である。同図において、26はPM復調機の入力
端子、27はFM復調機、28は積分フイルタ、
29はPM復調機の出力端子である。かかる構成
はFM復調機の動作安定度が優れている点に着目
しFM復調機を使用した、PM復調機の構成例を
示すものである。
第7図に示す本出願人が開示した従来のスペク
トラムスクランブル受信方式(特願昭58−
179395)の10のPM復調手段に第13図の構成
を有するPM復調手段を適用すると第15図に示
す構成を有するスペクトラムスクランブル受信方
式が得られる。
第15図において、30は受信アンテナ、31
はFM復調手段、32は積分手段、33は微分手
段、34はスペクトラムデスクランブル手段、3
5は積分手段、36は出力端子であり、r,s,
tは観測点を示す。同図において、33の微分と
35の積分が付加手段であり、31のFM復調、
32の積分、34のスペクトラムデスクランブル
手段は必須手段である。
第16図にスペクトラムスクランブラ手段の一
実現例を示す。第16図において、40は入力端
子、41はミキサ、42は局部発振器、43はロ
ーパスフイルタ、44〜46はスイツチ、47〜
49はバンドパスフイルタ、50〜52はミキ
サ、5355は可変周波数局部発振器、56〜5
8はカツトオフ周波数が調整可能なローパスフイ
ルタ、59は加算器、60は出力端子であり、
EA,EB,…,EPは各々観測点である。これら
各点に表われるスペクトラムを第17図EA〜
EMに示す。第17図においてEA〜EMは点EA
〜EMに各々対応している。局部発振器42の周
波数は1+2(=0)に固定、ローパス43のカ
ツトオフ周波数は2は、又バンドパスフイルタ4
7〜49の通過域帯域は〔1、1+w〕、〔1+
w、1+2w〕、〔2−w、2〕に各々固定され
ている。ここにw=(2−1)/mであり、入力
信号の帯域分割数mと入力帯域幅(2−1)によ
つて定まる。ここでは帯域分割数mを3の場合に
ついて説明するがmが3以外の場合でも容易に類
推できるので説明を省く。可変局部発振器の発信
周波数を各々53は2(1+w)、54は2(1+
w)、55は22−wとし、可変カツトオフロー
パスフイルタのカツトオフ周波数を各々56を1
+2w、57を1+w、58を2に設定し、スイ
ツチ44をEA側に、45をEB側に、46をEA
側に設定する。第17図EAに模式的に示したス
ペクトラムを有する信号を入力端子40に入力す
ると、点EBには(EB)に示す様に単純スペクト
ラム反転した信号が現われる。(EA)および
(EB)は、バンドパスフイルタ47〜49で形成
されるフイルタバンクで(EM),(EB)に点線
で示す様にm個に帯域分割される。図中1,2,
3は入力信号の帯域に存在していた信号成分を意
味し、(EB)の様、1′,2′,3′は各成分が反
転している事を示す。44と47は、(EA)の1
の成分を抽出し(EC)のスペクトラムが点ECに
現われる。53の出力と47の出力との積をミキ
サ50は出力し、その出力信号のスペクトラムは
図17の(ED)の様に両側波となる。この両側
波の下側のみ56で抽出すれば、点EEにスペク
トラム(EE)が現われる。
この操作により成分1は反転され、かつ周波数
wのみ偏位される。45と48の作用により、
スペクトラム(EF)が抽出された後、ミキサ5
1で局部発振器54の出力信号で変調し変調波の
下部側帯域を57で抽出すればスペクトラム
(EH)が求まる。この間、成分2は、周波数w
のみ下方へ偏位される。
第3の信号成分3は、46と49で抽出された
後、ミキサ52で局部発振器の出力で変調され、
変調波の下部側帯域を抽出して、同一周波数域に
おいてスペクトラム反転の操作を受ける。3点
EE,EH,ELにおける3信号の和を59の加算器
で求めれば点EMにスペクトラム(EM)が現わ
れる。
スペクトラム(EA)と(EM)とを比較すれ
ば良く判る様に、各成分はスイツチ44〜46の
状態と、局部発振器53〜55の周波数により2
m・m!通りのスペクトラムスクランブルのパタ
ーンが得られる、今、(EM)は示すパターンを
スクランブル出力とすれば、デスクランブルは、
この操作の逆を行えば良い。すなわち、(EM)
における成分1をw上へ偏位し、成分2を反転
しかつwのみ下へ偏位し、成分3を反転すれば
源信号のスペクトラム(EA)が求まる。かかる
スペクトラムデスクランブル手段は、第16図の
44EB側に、45をEA側に、46をEB側に設
定し、かつ局部発振器53〜55の発振周波数を
各々53を21+3wに、54を2(1+w)に、
55を2(1+2w)に設定、56〜58のロー
パスフイルタのカツトオフ周波数を各々、56を
2に、57を1+wに、58を1+2wに設定す
る事で実現できる。
ところで、微分手段は入力信号G(f)を、f2G(f)
なるスペクトラムに変換する機能を、積分手段は
入力信号F(f)をf-2F(f)なるスペクトラムに変換す
る機能を有している。ここには周波数を示す。
第15図において、観測点tのスペクトラム
は、同rのスペクトラムに等しい事は32の積分
と33の微分とが相殺(f-2・f2=1)する事か
ら理解できる。換言すれば31のFM復調出力を
直接スペクトラムデスクランブルしても、第7図
に示す様にPM復調出力(第15図S点に対応)
を微分してからスペクトラムデスクランブルして
もデスクランブルラの特性が等しい時正しく一致
する。したがつて本発明の実施例の点mのスペク
トラムが第12図mの如くなる事が示される。
議論を第15図に戻す。32の積分と33と微
分を予め相殺し31の出力を34のデスクランブ
ラへ導く様にする時得られる構成が、本発明とな
る。
本発明の実施例である第1図において、22の
FM復調手段と24の積分手段はそれぞれPM復
調手段の部分である。第1図は、実はスペクトル
ラムデスクランブラ23を第13図に示すPM復
調機の点Pに挿入した構造を有し、一切の付加手
段を有さない事が明らかである。
以上説明した様に、本発明の方式によれば、
FM復調手段とスペクトラムデスクランブル手段
と積分手段とを縦列的に使用する事により、通信
の機密度を高める事ができる第1の利点が、受信
時に混入するフエージング雑音がデスクランブル
に際し変形されて通話品質が劣化する事を完全に
防止しうる第2の利点が、かつ一切の付加手段を
使用しないので本発明の適用にあたり回路の製造
コストが高くなる事は全く生じない第3の利点が
得られる。
以上、主に聴覚的雑音レベルに着目し通話品質
の劣化防止とその経済的な実現技術に開示に力点
を置いて説明してきた。以下は、本発明で開示し
たスペクトラムスクランブル受信方式と、既に開
示されている第8図に示すスペクトラムスクラン
ブル送信方式(特願昭58−180636)とを組み合せ
るとき、PM伝送路での秘話度と干渉耐力を向上
する新しい効果が生じる事を示す。
第8図15の入力端子に電力G(f)なる信号を入
力する。16の微分、17のスクランブラ、18
の積分手段により、点lに電力T(f)なる信号が得
られる。すなわち、T(f)は
T(f)=f-2S〔f2G(f)〕 (1)
ここにS〔*〕はスペクトラムスクランブルを
示し、信号*がスクランブルされS〔*〕が求ま
る。
式1のT(f)をPM変調し発射し本発明の方式の
実施例である第1図の22においてFM復調する
とき、PM伝送路が理想的ならば、復調電力R(f)
は、T(f)の微分形、すなわちf2T(f)と与えられ
る。したがつて
R(f)=f2T(f)=S〔f2G(f)〕 (2)
本発明の方式においては、FM復調後、ただち
にスペクトラムデスクランブルされ、24で積分
され出力される。出力信号の電力をO(f)とすれ
ば、次の様に与えられる。
O(f)=f-2S-1〔R(f)〕 (3)
ここにS-1〔*〕はスペクトラムデスクランブル
機能を表わし、次の関係を満たす。
S-1〔*〕=SS-1〔*〕=*
式3に、式2を代入すれば、
O(f)=f-2S-1[S〔f2G(f)〕]
=f-2S-1S〔f2G(f)〕=G(f) (4)
となり、PM伝送路が無雑音無歪み条件を満たす
場合、送信入力信号G(f)が正しく受信側で再生さ
れる事が知れる。したがつて、本発明が第4の利
点を有する事が明らかになる。
(発明の効果)
以上のごとく、本発明によると簡単な構成で、
スペクトラムスクランブルに影響されない雑音特
性をもつPM受信方式が得られる。[Table] As a method to prevent this reception SNR deterioration,
As shown in FIG. 7, the applicant has disclosed a method using a secret receiver in which a differential function section is added to the front end of the spectrum descrambling section and an integral function section is added to the rear end (Japanese Patent Application No. 58−179395). This method is used to receive a PM modulated wave emitted using a confidential message transmitter shown in FIG. 8 or 18 and to decode the confidential message. In FIG. 7, 9 is a receiving antenna, 10 is a PM demodulator, 1
1 is a differential function section, 12 is a spectrum descrambling section, 13 is an integration function section, and e to h are observation points. In Fig. 8, 15 is an input terminal;
6 is a differential function section, 17 is a spectrum scramble section, 18 is an integration function section, 19 is a PM transmission section, and i to l are observation points. In Figure 18,
61 is an input terminal, 62 is a differential function section, 63 is a spectrum scramble section, 64 is an FM transmission section, 6
5 is an antenna. FIG. 9 shows the spectrum at each observation point in FIG. 7, and e to h correspond to observation points e to h. FIG. 10 shows the spectrum at each observation point in FIG. 8, and i to l correspond to observation points i to l, respectively. The spectra in Figures 9 and 10 are shown schematically, and now the 10th input terminal is connected to the 15th input terminal in Figure 8.
Assume that a signal having the spectrum shown in Figure i is input. The input signal is differentiated by 16 to become as shown in FIG. 10j, and then encrypted by a spectrum scrambler 17 and scrambled on the frequency range as shown in FIG. 10k. The scrambled signal is then integrated at 18, spectrumd as in Figure 10l, PM modulated at 19, and 2
It is emitted from the 0 antenna. Fading PM
The transmitted radio waves are received by 9 antennas and 1
0 PM demodulator. The case where FIG. 8 is used as the transmission method has been explained above, but the same conclusion can be reached even when FIG. 18 is used. This is clear from the well-known fact that the function is equivalent to that of the FM transmitter 64 shown in FIG. The spectrum of PM demodulation, as shown in FIG. 9e, has the same shape as that in FIG. 10l, except for the inclusion of fading noise shown by diagonal lines. The demodulated output of 10 is differentiated by 11 and the spectrum is corrected as shown in FIG. 9f. Please note that the noise component is flat as a characteristic of the spectrum of f.
Because of the noise characteristics of f, the noise characteristics can be kept unchanged no matter how much spectrum descrambling is performed by 10. On the other hand, the signal components are affected by spectrum descrambling and become as shown in FIG. 9g. The signal subjected to spectrum descrambling is 13 in Figure 7.
is integrated, and has a spectrum as shown in Fig. 9h. It becomes clear that the spectra of the input signal in FIG. 10i and the signal component in FIG. 9h are equal to each other, and that the noise in FIG. 9h forms an inverted triangular spectrum in FIG. If the 12 spectrum descramblers in Figure 7 and the 17 spectrum scramblers in Figure 8 have opposite characteristics of the spectrum scramblers, such as S (*) and S -1 (*), then The above relationship in FIG. 9h holds. As mentioned above, a method for solving the drawbacks of the conventional method has already been disclosed by the applicant. In addition to the essential function of receiving function 10, additional functions such as differential function 11 and integral function 13 are required, and when realized by a circuit, the circuit has the disadvantage of being complicated and economically expensive. . (Problems to be Solved by the Invention) As described above, the conventional PM demodulation method has the drawbacks that the noise characteristics are affected by spectrum scrambling and the circuit configuration is complicated. (Means for Solving the Problems) The present invention is characterized in that, in a method of receiving spectrum-scrambled and phase-modulated transmitted waves, an FM receiving means for frequency demodulating the received waves;
This is a PM signal reception system that includes a spectrum scrambling means connected to the output thereof, and an integrating means connected to the output thereof. (Function) According to the above configuration, the noise spectrum of the output of the FM receiving means is flat, and therefore the noise spectrum is not affected by spectrum scrambling.
Further, the noise spectrum at the output of the integrating means has a so-called inverted triangle shape, so that hearing level noise can be minimized. (Example) It is well known to those skilled in the art that PM signals can be demodulated using an FM demodulator and an integrating means.
(written by Masanobu Watanabe) on page 51. The present invention advances this technology. FIG. 1 is a functional block diagram showing one embodiment of the present invention, in which 21 is a receiving antenna, 22 is an FM
demodulation section, 23 is a spectrum descrambling section;
24 represents an integrating section, 25 represents an output terminal section, and m, n, and o each represent an observation point.
FIG. 12 is a diagram schematically representing the spectrum of each observation point in the embodiment of the present invention, (m),
(n) and (o) correspond to points m, n, and o in FIG. In FIG. 1, an FA receiving section 22, a spectrum descrambling section 23, and an integrating section 24 are connected in cascade to form a processing function. When receiving the PM modulated wave emitted by the already disclosed spectrum scramble transmitter shown in FIG. 8 using such a processing function, the spectrum shown in FIG. 12 is generated at each point in FIG. 1st as shown in figure o
It can be seen that the spectrum of the input signal shown in Figure 0i is correctly received, the fading noise forms the inverted triangle shown in Figure 6, and the speech quality is not degraded compared to when receiving PM without using secret speech. here
It will be explained that the FM demodulated output signal has a spectrum as shown in Fig. 12m. FIG. 13 is a diagram showing a detailed configuration example of the PM demodulation section. In the figure, 26 is the input terminal of the PM demodulator, 27 is the FM demodulator, 28 is the integral filter,
29 is an output terminal of the PM demodulator. This configuration is an example of a configuration of a PM demodulator that uses an FM demodulator, focusing on the excellent operational stability of the FM demodulator. The conventional spectrum scrambling reception system disclosed by the applicant (Japanese Patent Application No. 1983-1999) shown in FIG.
When the PM demodulation means having the configuration shown in FIG. 13 is applied to the 10 PM demodulation means of 179395), a spectrum scrambling reception system having the configuration shown in FIG. 15 is obtained. In FIG. 15, 30 is a receiving antenna, 31
3 is an FM demodulating means, 32 is an integrating means, 33 is a differentiating means, 34 is a spectrum descrambling means, 3
5 is an integrating means, 36 is an output terminal, r, s,
t indicates an observation point. In the figure, 33 differentiation and 35 integration are additional means, 31 FM demodulation,
Integration at 32 and spectrum descrambling at 34 are essential means. FIG. 16 shows an implementation example of the spectrum scrambler means. In Fig. 16, 40 is an input terminal, 41 is a mixer, 42 is a local oscillator, 43 is a low-pass filter, 44-46 are switches, 47-
49 is a band pass filter, 50-52 is a mixer, 5355 is a variable frequency local oscillator, 56-5
8 is a low-pass filter whose cut-off frequency is adjustable, 59 is an adder, 60 is an output terminal,
EA, EB, ..., EP are observation points. The spectrum appearing at each of these points is shown in Figure 17 EA~
Shown in EM. In Figure 17, EA~EM is the point EA
~Each corresponds to EM. The frequency of the local oscillator 42 is fixed at 1 + 2 (= 0 ), the cutoff frequency of the low pass 43 is fixed at 2 , and the frequency of the band pass filter 4 is fixed at 2.
The passband bands of 7 to 49 are [ 1 , 1 +w], [ 1 +
w, 1 + 2w] and [ 2 −w, 2 ], respectively. Here, w=( 2-1 )/ m , which is determined by the number m of band divisions of the input signal and the input bandwidth ( 2-1 ) . Here, the case where the number of band divisions m is 3 will be explained, but the explanation will be omitted since the analogy can be easily made even when m is other than 3. The oscillation frequency of the variable local oscillator is set to 2( 1 +w) for 53 and 2( 1 +w) for 54, respectively.
w), 55 is 2 2 −w, and the cutoff frequency of the variable cutoff low pass filter is set to 1.
Set +2w, 57 to 1 +w, 58 to 2 , switch 44 to EA side, 45 to EB side, 46 to EA
Set on the side. When a signal having the spectrum schematically shown in FIG. 17EA is input to the input terminal 40, a signal whose spectrum is simply inverted as shown in (EB) appears at point EB. (EA) and (EB) are filter banks formed by bandpass filters 47 to 49, and (EM) and (EB) are divided into m bands as shown by dotted lines. 1, 2, in the figure
3 means a signal component existing in the input signal band, and 1', 2', and 3' indicate that each component is inverted, as in (EB). 44 and 47 are (EA) 1
The spectrum of (EC) appears at point EC. The mixer 50 outputs the product of the output of 53 and the output of 47, and the spectrum of the output signal becomes a double-sided wave as shown in FIG. 17 (ED). If only the lower side of these both-side waves is extracted at 56, a spectrum (EE) will appear at point EE. With this operation, component 1 is inverted and the frequency
Only w is deflected. Due to the action of 45 and 48,
After the spectrum (EF) is extracted, mixer 5
1 modulates with the output signal of the local oscillator 54 and extracts the lower band of the modulated wave at 57 to obtain the spectrum (EH). During this time, component 2 has a frequency w
is deflected downward. The third signal component 3 is extracted at 46 and 49 and then modulated by the output of the local oscillator at mixer 52,
The lower sideband of the modulated wave is extracted and subjected to spectrum inversion in the same frequency range. 3 points
If the sum of the three signals at EE, EH, and EL is calculated using 59 adders, a spectrum (EM) appears at point EM. As can be clearly seen by comparing the spectra (EA) and (EM), each component varies depending on the state of switches 44 to 46 and the frequency of local oscillators 53 to 55.
M・m! Now, if we take the pattern shown by (EM) as the scramble output, the descrambling is as follows:
You can do the opposite of this operation. That is, (EM)
The spectrum (EA) of the source signal can be found by shifting component 1 upwards w, inverting component 2, shifting only w downward, and inverting component 3. This spectrum descrambling means sets 44 on the EB side, 45 on the EA side, and 46 on the EB side in FIG . ( 1 + w),
Set 55 to 2 ( 1 + 2w), set the cutoff frequency of each of the low-pass filters 56 to 58, and set 56 to 2 (1 + 2w).
This can be achieved by setting 2 , 57 to 1 +w, and 58 to 1 +2w. By the way, the differentiating means converts the input signal G(f) into f 2 G(f)
The integrating means has a function of converting the input signal F(f) into a spectrum of f -2 F(f). The frequency is shown here. In FIG. 15, the fact that the spectrum at observation point t is equal to the spectrum at observation point r can be understood from the fact that the integral of 32 and the differential of 33 cancel each other out (f -2 ·f 2 =1). In other words, even if the 31 FM demodulation output is directly spectrum descrambled, the PM demodulation output (corresponding to point S in Figure 15) will be as shown in Figure 7.
Even if the spectra are descrambled after differentiating, they will match correctly if the characteristics of the descramblers are equal. Therefore, it can be seen that the spectrum at point m in the embodiment of the present invention is as shown in FIG. 12m. Returning the discussion to Figure 15. The present invention is a configuration obtained when the integral of 32 and the differential of 33 are canceled out in advance so that the output of 31 is guided to the descrambler of 34. In FIG. 1, which is an embodiment of the present invention, 22
The FM demodulating means and the integrating means 24 are each part of the PM demodulating means. It is clear that FIG. 1 actually has a structure in which a spectral lamb descrambler 23 is inserted at point P of the PM demodulator shown in FIG. 13, and does not include any additional means. As explained above, according to the method of the present invention,
By using the FM demodulation means, the spectrum descrambling means, and the integration means in tandem, the first advantage is that the confidentiality of communication can be increased. The second advantage is that deterioration in speech quality can be completely prevented, and the third advantage is that the manufacturing cost of the circuit does not increase at all when applying the present invention because no additional means are used. It will be done. The above explanation has focused mainly on the auditory noise level, with emphasis on preventing deterioration of call quality and disclosing technology for realizing it economically. The following describes the degree of secrecy in the PM transmission path when the spectrum scramble reception method disclosed in the present invention is combined with the spectrum scramble transmission method shown in FIG. This shows that a new effect that improves interference resistance is generated. A signal called power G(f) is input to the input terminal of FIG. 815. 16 differential, 17 scrambler, 18
A signal with power T(f) is obtained at point l by the integrating means. That is, T(f) is T(f)=f -2 S[f 2 G(f)] (1) Here, S[*] indicates spectrum scrambling, and the signal * is scrambled to find S[*] . When T(f) in Equation 1 is PM modulated and emitted, and FM demodulated at 22 in FIG. 1, which is an embodiment of the method of the present invention, if the PM transmission path is ideal, the demodulation power R(f)
is given as the differential form of T(f), ie, f 2 T(f). Therefore, R(f)=f 2 T(f)=S[f 2 G(f)] (2) In the method of the present invention, after FM demodulation, the spectrum is immediately descrambled, integrated at 24, and output. Ru. If the power of the output signal is O(f), it is given as follows. O(f)=f -2 S -1 [R(f)] (3) Here, S -1 [*] represents the spectrum descrambling function and satisfies the following relationship. S -1 [*]=SS -1 [*]=* Substituting equation 2 into equation 3, O(f)=f -2 S -1 [S[f 2 G(f)]] = f -2 S -1 S [f 2 G(f)] = G(f) (4) If the PM transmission path satisfies the noise-free and distortion-free conditions, the transmitted input signal G(f) will be correctly reproduced on the receiving side. I know what will happen. Therefore, it becomes clear that the present invention has a fourth advantage. (Effect of the invention) As described above, according to the present invention, with a simple configuration,
A PM reception system with noise characteristics that is not affected by spectrum scrambling can be obtained.
第1図は本発明の実施例のブロツク図、第2図
は従来の受信方式各部のスペクトラムを模式的に
表わした図、第3図は送信方式の例を示すブロツ
ク図、第4図は送信方式各部のスペクトラムを模
式的に表わした図、第5図はPM復調時に混入す
るフエージング雑音電力の長時間平均スペクトラ
ムを示す図、第6図はフエージング雑音の典型的
な電力スペクトラムパターンを示す図、第7図
は、従来の受信方式の別の例を示すブロツク図、
第8図は、従来の送信方式の別の例を示すブロツ
ク図、第9図は受信方式各部のスペクトラムを模
式的に表わした図、第10図は送信方式各部のス
ペクトラムを模式的に表わした図、第11図は従
来の受信方式を示すブロツク図、第12図は本発
明の実施例各部のスペクトラムを模式的に表わし
た図、第13図はPM復調手段の詳細な構成を示
すブロツク図、第14図はPM復調手段各部のス
ペクトラムを模式的に表わした図、第15図は、
FM復調手段を用いた秘話受信方式の構成を示し
たブロツク図、第16図は、スペクトラムスクラ
ンブラの一実施例、第17図は第16図の各部の
スペクトラムを模式的に表わす図である。第18
図は送信方式の別の例を示すブロツク図である。
1,9,21,30……受信アンテナ、2,1
0……PM復調部、3,12,23……スペクト
ラムデスクランブル部、6,17,34……スペ
クトラムスクランブル部、7,19……PM変調
(送信)部、8,20……送信アンテナ、11,
16,33……微分部、13,18,24,2
8,32,35……積分部、22,27,31…
…FM復調部、40……入力端子、41,50〜
52……ミキサ、42,53〜55……局部発振
器、43,56〜58……ローパスフイルタ、4
4〜46……スイツチ、47,49……バンドパ
スフイルタ、59……加算器、60……出力端
子。61……入力端子、62……微分部、63…
…スペクトラムスクランブル部、64……FM変
調(送信)部、65……アンテナ。
Figure 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, Figure 2 is a diagram schematically representing the spectrum of each part of a conventional reception system, Figure 3 is a block diagram showing an example of a transmission system, and Figure 4 is a transmission system. A diagram schematically representing the spectrum of each part of the system. Figure 5 shows a long-term average spectrum of fading noise power mixed in during PM demodulation. Figure 6 shows a typical power spectrum pattern of fading noise. FIG. 7 is a block diagram showing another example of the conventional receiving system.
Figure 8 is a block diagram showing another example of a conventional transmission system, Figure 9 is a diagram schematically representing the spectrum of each part of the reception system, and Figure 10 is a diagram schematically representing the spectrum of each part of the transmission system. 11 is a block diagram showing the conventional receiving system, FIG. 12 is a diagram schematically representing the spectrum of each part of the embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a block diagram showing the detailed configuration of PM demodulation means. , FIG. 14 is a diagram schematically representing the spectrum of each part of the PM demodulation means, and FIG.
FIG. 16 is a block diagram showing the configuration of a confidential reception system using FM demodulation means, and FIG. 17 is a diagram schematically showing the spectrum of each part of FIG. 16. 18th
The figure is a block diagram showing another example of the transmission method. 1, 9, 21, 30...Receiving antenna, 2, 1
0...PM demodulation section, 3, 12, 23... Spectrum descrambling section, 6, 17, 34... Spectrum scrambling section, 7, 19... PM modulation (transmission) section, 8, 20... Transmission antenna, 11,
16, 33... Differential part, 13, 18, 24, 2
8, 32, 35... Integral part, 22, 27, 31...
...FM demodulation section, 40...Input terminal, 41, 50~
52...Mixer, 42, 53-55...Local oscillator, 43, 56-58...Low pass filter, 4
4 to 46...Switch, 47, 49...Band pass filter, 59...Adder, 60...Output terminal. 61...Input terminal, 62...Differential part, 63...
...Spectrum scrambling section, 64...FM modulation (transmission) section, 65...Antenna.
Claims (1)
FM送信手段をこの順序で設けた送信器により発
生され、スペクトラムスクランブルされ、かつ移
相変調された送信波を受信する方式において、 少なくとも受信波を周波数復調するFM受信手
段と、FM受信手段の復調出力信号についてスペ
クトラムデスクランブルする手段と、デスクラン
ブルした出力を積分する手段を設け、移相変調
(PM)無線伝送路においてスペクトラムスクラ
ンブルを施した信号を受信する事を特徴とするス
ペクトラムスクランブル受信方式。[Claims] 1 Differentiating means and spectrum scrambling means
In a method of receiving a transmission wave that is generated by a transmitter provided with FM transmission means in this order, spectrum scrambled, and phase shift modulated, at least an FM reception means for frequency demodulating the received wave, and a demodulation of the FM reception means. A spectrum scrambling reception method is provided with means for spectrum descrambling an output signal and means for integrating the descrambled output, and receiving the spectrum scrambled signal on a phase shift modulation (PM) wireless transmission path.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18727684A JPS6166430A (en) | 1984-09-08 | 1984-09-08 | Spectrum scramble reception system |
| DE8484306658T DE3481887D1 (en) | 1983-09-29 | 1984-09-28 | RADIO RECEIVING SYSTEM FOR A PHASE-MODULATED SIGNAL. |
| EP84306658A EP0138485B1 (en) | 1983-09-29 | 1984-09-28 | Radio reception system for a phase modulation signal |
| US06/656,796 US4726064A (en) | 1983-09-29 | 1984-10-01 | Wireless reception system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18727684A JPS6166430A (en) | 1984-09-08 | 1984-09-08 | Spectrum scramble reception system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6166430A JPS6166430A (en) | 1986-04-05 |
| JPH0373185B2 true JPH0373185B2 (en) | 1991-11-21 |
Family
ID=16203161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18727684A Granted JPS6166430A (en) | 1983-09-29 | 1984-09-08 | Spectrum scramble reception system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6166430A (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6072434A (en) * | 1983-09-29 | 1985-04-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Spectrum scramble reception system |
-
1984
- 1984-09-08 JP JP18727684A patent/JPS6166430A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6166430A (en) | 1986-04-05 |
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