專利名稱：擾頻器、擾頻處理方法以及程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及擾頻器、基帶信號生成設(shè)備、擾頻處理方法、基帶信號生成方法以及程序。
背景技術(shù)：
當(dāng)使用諸如4值FSK (頻移鍵控)調(diào)制等多值數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)建立通信時，通過臨時使用二進(jìn)制(或低于通常值的值)調(diào)制，重要位單元中的歐氏距離與相對不重要的其他位單元相比盡可能得大地取值。該處理實際上能實現(xiàn)校正待發(fā)送數(shù)據(jù)中的錯誤的等效功能。
另外，為了避免由于調(diào)制偏置而引起的能量集中或者為了能夠進(jìn)行信息保密，傳輸線路上的數(shù)據(jù)被頻繁進(jìn)行擾頻。因此，通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行擾頻，盡管例如調(diào)制信號可以像偽隨機噪聲(PN)那樣被分散，原始信息數(shù)據(jù)表明了同樣的值(具體例如，所有均為“O”的數(shù)據(jù))?，F(xiàn)有情況下當(dāng)數(shù)據(jù)被擾頻時，由邏輯運算電路等來確定目標(biāo)信息數(shù)據(jù)與作為預(yù)備位串的擾頻碼型二者的異或邏輯(ExOR)(參考例如無線電工業(yè)和商業(yè)協(xié)會所著的“窄帶數(shù)字通信系統(tǒng)(SCPC/FDMA) ”標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范ARIB STD-T61，I. O版本，第二卷，1999年5月27日，第142-143頁)。生成的擾頻碼型通常作為PN碼序列等。通常的設(shè)計是，通過將待提供給PN碼生成器的初始值設(shè)置為可變擾頻碼，從而可以生成各種擾頻碼型。下面說明的是，在由作為同步字和功能信道的信息數(shù)據(jù)組所構(gòu)成的幀結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)發(fā)送系統(tǒng)中，對一幀中的預(yù)定數(shù)據(jù)串進(jìn)行擾頻的過程。同步字是在執(zhí)行解碼處理時使用的定時信號，并且信息數(shù)據(jù)組是一組數(shù)據(jù)，根據(jù)功能其可分為音頻數(shù)據(jù)、通信控制數(shù)據(jù)。在這種情況下，當(dāng)對要被包括在一幀中的每一個功能信道執(zhí)行誤差校正編碼處理之后，功能信道被結(jié)合起來以集成為一幀。在非擾頻狀態(tài)下的幀完成之后，確定預(yù)定數(shù)據(jù)串和擾頻碼型的異或邏輯，從而生成發(fā)送數(shù)據(jù)串。因此，所生成的發(fā)送數(shù)據(jù)串被轉(zhuǎn)換成符號數(shù)據(jù)，并且然后在對載波等調(diào)制時作為調(diào)制數(shù)據(jù)來使用，并且被發(fā)送到傳輸線路。在發(fā)送數(shù)據(jù)的接收端，發(fā)送數(shù)據(jù)被解調(diào)，并且然后在擾頻過程的反向處理中被解擾頻，從而可以重構(gòu)起原始信息數(shù)據(jù)組等。因此，對形成一幀的數(shù)據(jù)串所進(jìn)行的擾頻處理，是在緊接著執(zhí)行變?yōu)榉枖?shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換之前對每一個位值執(zhí)行的。如上所述，為了在重要位單元中設(shè)置比其他位單元的距離更長的歐氏距離，在符號數(shù)據(jù)中合理地分布每一條數(shù)據(jù)非常重要。因此，如果如現(xiàn)有技術(shù)中那樣，在執(zhí)行變?yōu)榉枖?shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換之前對每一個位值執(zhí)行擾頻處理，則難以有效地為重要位單元設(shè)置歐氏距離。然后，在對數(shù)據(jù)串執(zhí)行擾頻之后，對對應(yīng)于重要位單元的部分執(zhí)行預(yù)定處理，從而可以提高該部分的抗差錯性能。在這種情況下，需要在每次形成幀之后對每一個功能信道再次執(zhí)行處理。因此存在一個問題，即在功能信道的內(nèi)容被改變之后，當(dāng)重要位單元的位置發(fā)生改變時，例如諸如 當(dāng)音頻數(shù)據(jù)被改變?yōu)橥ㄐ趴刂茢?shù)據(jù)時，處理比較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用于解決上述問題，并且本發(fā)明的目標(biāo)是提出一種擾頻器等，當(dāng)要在多值調(diào)制系統(tǒng)中提高抗差錯性能時該擾頻器能夠以簡單操作對數(shù)據(jù)串進(jìn)行擾頻，以及甚至當(dāng)功能信道的內(nèi)容被改變時能夠以簡單處理對數(shù)據(jù)進(jìn)行擾頻。為了獲得上述目標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明第一方面的擾頻器基本上包括碼型生成裝置，用于生成擾頻碼型；倍值確定裝置，用于確定與下述二進(jìn)制位串中每一個位的位值相對應(yīng)的正或負(fù)倍值，所述二進(jìn)制位串用于形成由模式生成裝置所生成的擾頻碼型；以及倍乘處理裝置，用于將符號數(shù)據(jù)串中的每一條符號數(shù)據(jù)與由該倍值確定裝置所確定的與擾頻碼型中每一個位的位值的相對應(yīng)的倍值進(jìn)行倍乘，其中，所述符號數(shù)據(jù)串表示了在值域中包括有具有相同絕對值的至少預(yù)定對的正值和負(fù)值的一串多元符號。然后，優(yōu)選情況下倍值確定裝置進(jìn)行操作，以使得當(dāng)包括在擾頻碼型中的位值是作為反向運算值的預(yù)定位值時，倍值被確定為-1，并且當(dāng)包括在擾頻碼型中的位值是作為非反向運算值的預(yù)定位值時，倍值被確定為+1。根據(jù)本發(fā)明第二方面的基帶信號生成設(shè)備包括符號數(shù)據(jù)生成裝置，用于接收其重要水平已預(yù)定的數(shù)據(jù)的供給，通過分割重要位數(shù)據(jù)的每一個位來添加冗余位數(shù)據(jù)，以及以預(yù)定的位數(shù)分割次重要位數(shù)據(jù)，從而生成符號數(shù)據(jù)，該符號數(shù)據(jù)表示了在值域中包括有具有相同絕對值的至少預(yù)定對得正值和負(fù)值的多元符號；碼型生成裝置，用于生成擾頻碼型；倍值確定裝置，用于確定與用于形成由模式生成裝置所生成的擾頻碼型的二進(jìn)制位串中所包括的每一個位的位值相對應(yīng)的正或負(fù)倍值；倍乘處理裝置，用于在由符號數(shù)據(jù)生成裝置所生成的每一條符號數(shù)據(jù)與由倍值確定裝置所確定的倍值之間執(zhí)行倍乘；以及基帶信號生成裝置，用于生成表示由倍乘處理裝置所獲取的作為倍乘結(jié)果的一串多元符號的基帶信號。優(yōu)選情況下，符號數(shù)據(jù)生成裝置執(zhí)行操作，以便在由基帶信號生成裝置所生成的基帶信號中作為冗余位數(shù)據(jù)的位數(shù)據(jù)被加到重要位數(shù)據(jù)的每一個位上，其中用于表示包括有冗余位數(shù)據(jù)的兩個符號并且具有不同值的兩點的瞬時值之差的最小值，大于表示沒有包括冗余位數(shù)據(jù)的兩個符號并且具有不同值的兩點的瞬時值之差的最小值。根據(jù)本發(fā)明第三方面的擾頻處理方法是一種使用了數(shù)據(jù)處理設(shè)備的擾頻處理方法，它包括碼型生成步驟，用于生成擾頻碼型；倍值確定步驟，用于確定與形成在碼型生成步驟中所生成的擾頻碼型的二進(jìn)制位串中的每一個位的位值相對應(yīng)的正或負(fù)倍值；以及倍乘處理步驟，用于將符號數(shù)據(jù)串中的每一條符號數(shù)據(jù)與在倍值確定步驟中所確定的與擾頻碼型中每一個位的位值相對應(yīng)的倍值進(jìn)行倍乘，其中，所述符號數(shù)據(jù)串表示在值域中包括有具有相同絕對值的至少預(yù)定對的正值和負(fù)值的一串多元符號。根據(jù)本發(fā)明第四方面的基帶信號生成方法是一種使用基帶信號生成設(shè)備以生成表示一串多元符號的基帶信號的基帶信號生成方法，它包括符號數(shù)據(jù)生成步驟，用于接收其重要水平已預(yù)定的數(shù)據(jù)的供給，通過分割重要位數(shù)據(jù)的每一個位來添加冗余位數(shù)據(jù)，以及以預(yù)定的位數(shù)分割次重要位數(shù)據(jù)，從而生成符號數(shù)據(jù)，該符號數(shù)據(jù)表示在值域中包括有具有相同絕對值的至少預(yù)定對的正值和負(fù)值的多元符號；碼型生成步驟，用于生成擾頻碼型；倍值確定步驟，用于確定與用于形成由碼型生成裝置所生成的擾頻碼型的二進(jìn)制位串中所包括的每一個位的位值相對應(yīng)的的正或負(fù)倍值；倍乘處理步驟，用于在符號數(shù)據(jù)生成步驟中所生成的每一條符號數(shù)據(jù)與在倍值確定步驟中所確定的倍值之間執(zhí)行倍乘；以及基帶信號生成步驟，用于生成基帶信號，該基帶信號表示作為倍乘處理步驟中的倍乘結(jié)果所獲取的一串多兀符號。
根據(jù)本發(fā)明第五方面的程序使計算機執(zhí)行下述處理，包括碼型生成步驟，用于生成擾頻碼型；倍值確定步驟，用于確定與用于形成在碼型生成步驟中所生成的擾頻碼型的二進(jìn)制位串中的每一個位的位值相對應(yīng)的正或負(fù)倍值；以及倍乘處理步驟，用于將符號數(shù)據(jù)串中的每一條符號數(shù)據(jù)與在倍值確定步驟中所確定的與擾頻碼型中每一個位的位值相對應(yīng)的倍值進(jìn)行倍乘，其中所述符號數(shù)據(jù)串表示在值域中包括有具有相同絕對值的至少預(yù)定對的正值和負(fù)值的一串多兀符號。根據(jù)本發(fā)明第六方面的程序使計算機執(zhí)行下述處理，包括符號數(shù)據(jù)生成步驟，用于接收其重要水平已預(yù)定的數(shù)據(jù)的供給，通過分割重要位數(shù)據(jù)的每一個位來添加冗余位數(shù)據(jù)，以及以預(yù)定的位數(shù)分割次重要位數(shù)據(jù)，從而生成符號數(shù)據(jù)，該符號數(shù)據(jù)表示在值域中包括有具有相同絕對值的至少預(yù)定對的正值和負(fù)值的多元符號；碼型生成步驟，用于生成擾頻碼型；倍值確定步驟，用于確定與用于形成由碼型生成裝置所生成的擾頻碼型的二進(jìn)制位串中所包括的每一個位的位值相對應(yīng)的正或負(fù)倍值；倍乘處理步驟，用于在符號數(shù)據(jù)生成步驟中所生成的每一條符號數(shù)據(jù)與在倍值確定步驟中所確定的倍值之間執(zhí)行倍乘；以及基帶信號生成步驟，用于生成基帶信號，該基帶信號表示作為在倍乘處理步驟中的倍乘結(jié)果所獲取的一串多兀符號。本發(fā)明可以以簡單運算對數(shù)據(jù)串進(jìn)行擾頻，并且即便以當(dāng)功能信道的內(nèi)容發(fā)生改變時也可以簡單處理對數(shù)據(jù)進(jìn)行擾頻。


圖I示出了根據(jù)實施本發(fā)明的模式的擾頻器的構(gòu)造例子；圖2為流程圖，示出了由擾頻器所執(zhí)行的處理的例子；圖3示出了用于實現(xiàn)圖2中的步驟S102和S103中的處理的程序例子；圖4示出了包括有發(fā)射器/接收器的發(fā)送/接收系統(tǒng)的構(gòu)造例子，其中發(fā)射器/接收器使用了擾頻器；圖5為示意圖，示出了交錯信息數(shù)據(jù)的處理過程；圖6示出了由基帶信號所形成的眼圖的例子；圖7示出了在擾頻器的每一個部分中的輸出值的實際例子；以及圖8示出了生成基帶信號的操作的實際例子。
具體實施例方式下面參考附圖來詳細(xì)說明根據(jù)實施本發(fā)明的模式的擾頻器。圖I示出了根據(jù)實施本發(fā)明的模式的擾頻器的構(gòu)造例子。在諸如LSI (大規(guī)模集成)等被安裝在用于通過使用多值調(diào)制系統(tǒng)來執(zhí)行通信的通信設(shè)備內(nèi)的微機系統(tǒng)中，圖I所示的每一個構(gòu)造可以是例如4值FSK (頻移鍵控)調(diào)制等，其依靠軟件通過CPU (中央處理器)和DSP (數(shù)字信號處理器)等所配置的、用于執(zhí)行預(yù)先存儲在ROM(只讀存儲器)中的程序的數(shù)據(jù)處理設(shè)備來實現(xiàn)，或者通過利用FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)和ASIC(專用集成電路)等所配置的硬件的數(shù)據(jù)處理設(shè)備來實現(xiàn)，或者通過將預(yù)定硬件配置和軟件配置結(jié)合起來而獲得的數(shù)據(jù)處理設(shè)備來實現(xiàn)。如圖I所示，擾頻器100包括數(shù)據(jù)輸入單元10、碼型生成單元11、倍值確定單元12、倍乘處理單元13和數(shù)據(jù)輸出單元14。數(shù)據(jù)輸入單元10從外部將待作為擾頻目標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行擾頻的數(shù)據(jù)串采集到擾頻器100。由數(shù)據(jù)輸出單元10所采集的數(shù)據(jù)串是由多元符號所構(gòu)成的、并在值域中包括有具有相同絕對值的至少預(yù)定對的正值 和負(fù)值的符號數(shù)據(jù)串。這種符號數(shù)據(jù)串的實際例子可以是能夠取(+3)、(+1)、(-1)和(-3)等每一個符號值的符號數(shù)據(jù)串。該符號數(shù)據(jù)串在值域中包括有具有相同絕對值3的一對正值和負(fù)值(+3)和(-3)以及具有相同絕對值I的一對正值和負(fù)值(+1)和(-1)這兩對值。數(shù)據(jù)輸入單元10可以從具有在預(yù)定幀緩存器、存儲器等中所存儲的幀構(gòu)造的數(shù)據(jù)中逐一地依次讀取在預(yù)定區(qū)域中待擾頻的數(shù)據(jù)的符號，并且將所讀取的數(shù)據(jù)提供給倍乘處理單元13。碼型生成單元11構(gòu)造為用于生成PN碼的邏輯電路等，并且生成由“I”和“O”的二進(jìn)制位串所形成的擾頻碼型。由碼型生成單元11所生成的擾頻碼型被例如逐位地依次提供給倍值確定單元12。倍值確定單元12確定倍值，該數(shù)據(jù)用于對待擾頻數(shù)據(jù)進(jìn)行的擾頻，該數(shù)據(jù)與包括在形成由碼型生成單元11所生成的擾頻碼型的二進(jìn)制位串中每一個位的位值相對應(yīng)。倍值確定單元12確定與包括在形成擾頻碼型的二進(jìn)制位串中每一個位的位值相對應(yīng)的正或負(fù)的倍值。作為實際的例子，對應(yīng)于擾頻碼型中的每一個位，如果位值為“1”，則倍值確定單元12將“+I ”確定為倍值，如果位值為“0”，則將“-I ”確定為倍值。也就是說，當(dāng)包括在擾頻碼型中的二進(jìn)制的每一個位中的值為事先作為非反向運算值所限定的預(yù)定值(例如，“ I”)時，倍值確定單元12確定正值“+I”作為倍值，并且當(dāng)包括在擾頻碼型中的每一個位中的值為事先作為反向運算值所限定的值(例如，“O”)時，則確定負(fù)值“-I”作為倍值。由倍值確定單元12所確定的倍值被通知/告知給倍乘處理單元13。在由數(shù)據(jù)輸入單元10所提供的符號數(shù)據(jù)串中所包括的每一條符號數(shù)據(jù)與由倍值確定單元12所確定的倍值之間，倍乘處理單元13進(jìn)行倍乘。通過倍乘處理單元13的倍乘操作所得到數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)輸出單元14從擾頻器100輸出，并作為擾頻數(shù)據(jù)被存儲在由數(shù)據(jù)輸入單元10等所讀取的幀緩存中的地址處。下面說明的是具有上述構(gòu)造的擾頻器100的操作。圖2為流程圖，示出了由擾頻器100所執(zhí)行的處理的例子。當(dāng)開始圖2中的處理時，數(shù)據(jù)輸入單元10首先從外部向擾頻器100輸入已經(jīng)被轉(zhuǎn)換為作為待擾頻數(shù)據(jù)的多元符號的數(shù)據(jù)(符號數(shù)據(jù))(步驟S100)。碼型生成單元11生成作為擾頻碼型的PN碼序列等(步驟S101)。當(dāng)在步驟SlOl中所生成的擾頻碼型被例如逐位地依次提供時，倍值確定單元12確定與所提供位的值相對應(yīng)的、用于對待擾頻符號數(shù)據(jù)進(jìn)行擾頻的倍值(步驟S102)。然后，倍乘處理單元13在由步驟SlOO中被數(shù)據(jù)輸入單元10所采集的待擾頻的數(shù)據(jù)與在步驟102中由倍值確定單元12所確定的倍值之間執(zhí)行倍乘(步驟S 103)。此時，倍乘處理單元13依次在對于一個符號的待擾頻數(shù)據(jù)與對于包括在擾頻碼型單元中的一個位的位值所確定的倍值之間進(jìn)行倍乘，直到它到達(dá)由待擾頻數(shù)據(jù)所表示的符號數(shù)為止。
例如，假定由數(shù)據(jù)輸入單元10提供給倍乘處理單元13的N個符號的符號數(shù)據(jù)(待擾頻)是In[i] (N是自然數(shù)，并且O < i < N)，并且從倍乘處理單元13發(fā)送給數(shù)據(jù)輸出單元14的N個符號的符號數(shù)據(jù)是Out [i]。另外，假定從碼型生成單元11提供給倍值確定單元12的N個位的擾頻碼型是S [i]。在這種情況下，在步驟S102和步驟S103中的處理可以通過例如具有CPU的微機系統(tǒng)執(zhí)行如圖3所示程序的來實現(xiàn)。如圖3所示的程序示出了源程序，其中使用C語言來作為編程語言。
用于指示由倍乘處理單元13執(zhí)行倍乘所獲得的值的數(shù)據(jù)，作為被擾頻的符號數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)輸出單元14由擾頻器100輸出(步驟S104)。不過，對圖2中所示的各個步驟中的任何處理并不需要依次選擇和執(zhí)行，而是由擾頻器100的每一個部件通過共享處理來同時執(zhí)行多個處理。用于實現(xiàn)上述構(gòu)造和操作的擾頻器100可以用于構(gòu)成如圖4所示的發(fā)送/接收系統(tǒng)的發(fā)射器/接收器101和102等。下面說明的是應(yīng)用到發(fā)射器/接收器101和102的擾頻器100的一個實際例子。發(fā)射器/接收器101和102基本上具有相同的構(gòu)造，并且通過包括外部分組網(wǎng)絡(luò)等在內(nèi)的外部傳輸線路110來在二者之間進(jìn)行例如音頻和圖像等信息數(shù)據(jù)的通信。發(fā)射器/接收器101和102分別具有發(fā)送設(shè)備20和接收設(shè)備30。發(fā)送設(shè)備20通過在具有預(yù)定頻率的載波上執(zhí)行諸如4值FS調(diào)制等多值調(diào)制來生成調(diào)制波信號，并且通過傳輸線路110將該信號發(fā)送到另一方的接收設(shè)備30。接收設(shè)備30接收通過傳輸線路110從發(fā)射器的發(fā)送設(shè)備20發(fā)送來的調(diào)制波信號，并且將音頻和圖像信息數(shù)據(jù)等存儲起來。發(fā)射器/接收器101和102的每一個發(fā)送設(shè)備20除了具有上述的擾頻器100以夕卜，還具有信息數(shù)據(jù)生成單元21、交錯單元22、基帶信號生成單元23、調(diào)制單元24和高頻輸出單元25，如圖4所示。發(fā)射器/接收器101和102的每一個接收設(shè)備30具有高頻輸入單元31、解調(diào)單元32、符號確定單元33、解擾頻器34、解交錯單元35和信息數(shù)據(jù)重建單元36，如圖4所示。信息數(shù)據(jù)生成單元21生成例如從外部環(huán)境和外設(shè)中采集的音頻和圖像信息數(shù)據(jù)。另外，信息數(shù)據(jù)生成單元21可以用于讀取事先存儲在預(yù)定存儲設(shè)備中的信息數(shù)據(jù)，以輸出信息數(shù)據(jù)。由信息數(shù)據(jù)生成單元21所生成的信息數(shù)據(jù)可以被分割成多個幀列。例如，每一個幀是由表示通過以預(yù)定周期(例如，每20毫秒)來分割音頻和圖像而獲得的音頻波形和像素數(shù)據(jù)的音頻數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)所形成的。信息數(shù)據(jù)生成單元21根據(jù)預(yù)定程序，將包含在每一幀中的信息數(shù)據(jù)分類成重要位數(shù)據(jù)和次重要位數(shù)據(jù)。作為實際例子，在通過編碼音頻區(qū)而獲得的44位數(shù)據(jù)(已編碼音頻數(shù)據(jù))中，18位局部數(shù)據(jù)作為根據(jù)預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)所指定的聽覺中最重要數(shù)據(jù)被劃歸為最重要音頻數(shù)據(jù)，它是重要位數(shù)據(jù)。另一方面，在經(jīng)過編碼的音頻數(shù)據(jù)中，作為在最重要音頻數(shù)據(jù)之后的聽覺中第二最重要數(shù)據(jù)的26位局部數(shù)據(jù)被劃歸為未保護(hù)音頻數(shù)據(jù)，它是次重要數(shù)據(jù)。作為I幀信息數(shù)據(jù)，除了最重要音頻數(shù)據(jù)和未保護(hù)音頻數(shù)據(jù)之外，還包括有23位保護(hù)數(shù)據(jù)和5位錯誤檢測數(shù)據(jù)等。錯誤檢測數(shù)據(jù)被歸類為重要位數(shù)據(jù)。保護(hù)數(shù)據(jù)包括18位音頻保護(hù)數(shù)據(jù)和5位錯誤檢測數(shù)據(jù)保護(hù)數(shù)據(jù)。構(gòu)成保護(hù)數(shù)據(jù)的每一個位的值可以是“I”。交錯單元22對由信息數(shù)據(jù)生成單元21所生成的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行交錯。此時，交錯單元22根據(jù)從信息數(shù)據(jù)生成單元21接收的信息數(shù)據(jù)來生成對應(yīng)于4值FSK調(diào)制中的符號的2位符號數(shù)據(jù)。更加詳細(xì)地說，由于該重要位數(shù)據(jù)是保護(hù)數(shù)據(jù)，因此將其每一個位進(jìn)行分割，如圖5(A)所示。然后，如圖5(B)所示，通過將構(gòu)成保護(hù)數(shù)據(jù)的每一個位進(jìn)行I對I的結(jié)合，生成2位數(shù)據(jù)。此時可以對所生成的數(shù)據(jù)進(jìn)行組合，以便構(gòu)成保護(hù)數(shù)據(jù)的位變成低位位。另一方面，對于次重要位數(shù)據(jù)，2位數(shù)據(jù)作為未保護(hù)數(shù)據(jù)被分成一對，如圖5(A)所示。交錯單元22以預(yù)定順序為擾頻器 100提供符號數(shù)據(jù)串，其中在針對保護(hù)數(shù)據(jù)的分割處理和針對冗余位數(shù)據(jù)的添加處理中所獲得的2位數(shù)據(jù)與在針對未保護(hù)數(shù)據(jù)的分割處理中所獲得的2位數(shù)據(jù)交替分布，如圖5(C)所示。擾頻器100從交錯單元22接收符號數(shù)據(jù)串的供應(yīng)，并且針對擾頻碼型的一個符號和一個位依次執(zhí)行如圖2所示的處理，從而對符號數(shù)據(jù)串進(jìn)行擾頻。由擾頻器100所擾頻的符號數(shù)據(jù)串被提供給基帶信號生成單元23?；鶐盘柹蓡卧?3將由擾頻器100所擾頻的符號數(shù)據(jù)串轉(zhuǎn)換成基帶信號，以用在4值的根奈奎斯特FSK調(diào)制中。例如，由基帶信號生成單元23所生成的基帶信號形成如圖6所示的眼圖。如圖6所示的基帶信號的瞬時值收斂到位于一個符號區(qū)(表示一個符號的信息)中的預(yù)定相位點(奈奎斯特點)的四值之一。這四個值(符號值)按照從大到小的順序進(jìn)行分布，也就是以等間隔進(jìn)行分布的(+3)、(+1)、(-1)和(_3)，假定第二個最大值為 “+I，，。例如，基帶信號生成單元23將包括在符號數(shù)據(jù)串中的符號“ 11”(具有值“11”的2位數(shù)據(jù))轉(zhuǎn)換成其中符號值為(-3)的符號區(qū)，將符號“10”轉(zhuǎn)換成其中符號值為(-1)的符號區(qū)，將符號“00”轉(zhuǎn)換成其中符號值為(+1)的符號區(qū)，并且將符號“01”轉(zhuǎn)換成其中符號值為(+3)的符號區(qū)，如圖6所示。通過上述轉(zhuǎn)換，四種類型的符號形成了灰度碼序列，使得當(dāng)符號值s呈降序(或升序)分布時，相鄰符號之間的所有漢明(Hamming)距離都為I。另外通過轉(zhuǎn)換，對應(yīng)于具有低位數(shù)字“I”的符號，形成了具有符號值(-3)或(+3)的符號區(qū)。由于構(gòu)成保護(hù)數(shù)據(jù)的每一位的值為“1”，因此包括有重要位數(shù)據(jù)的所有符號被轉(zhuǎn)換成其中的符號值為(+3)或(-3)的符號區(qū)。也就是說，對通過將作為冗余位數(shù)據(jù)的保護(hù)數(shù)據(jù)加到重要位數(shù)據(jù)所獲得符號的符號值進(jìn)行設(shè)置，以使兩個不同符號之間的符號值之差的最小值可以大于當(dāng)在不加上冗余位數(shù)據(jù)的情況下生成符號時所獲得的最小值。也就是說，待保護(hù)數(shù)據(jù)中的歐氏距離被設(shè)置得大于未待保護(hù)的數(shù)據(jù)的歐氏距離。在如圖6所示的實際例子中，通過加上冗余位數(shù)據(jù)所獲得符號的符號值可以是值域中的最大值或最小值，但是在不加上冗余位數(shù)據(jù)的情況下所獲得符號的符號值可以取值域中的所有值。因此，通過將作為冗余位數(shù)據(jù)的保護(hù)數(shù)據(jù)加到重要位數(shù)據(jù)上，限制了可能的符號值，但是符號值的間隔(歐氏距離)得到實質(zhì)的延長。因此，可以提高信噪比。進(jìn)而，通過/隨著在交錯單元22中所執(zhí)行的處理，包括了以下部分，在該部分中，與包括了重要位數(shù)據(jù)的符號數(shù)據(jù)相對應(yīng)的符號區(qū)和與包括了次重要位數(shù)據(jù)的符號數(shù)據(jù)相對應(yīng)的符號區(qū)呈交替分布。因此，盡管在調(diào)制波信號發(fā)送期間當(dāng)在基帶信號中分布有重要位數(shù)據(jù)時存在衰退等影響，還是可以降低集體丟失大量重要位數(shù)據(jù)的風(fēng)險。如上所述，由基帶信號生成單元23所生成的基帶信號被提供給調(diào)制單元24。調(diào)制單元24使用由基帶信號生成單元23所生成的基帶信號來對載波進(jìn)行頻率調(diào)制(4值FSK調(diào)制)。所獲得的調(diào)制波信號被提供給高頻輸出單元25。高頻輸出單元25對由調(diào)制單元24所提供的調(diào)制波信號進(jìn)行功率放大，并且將其發(fā)送到傳輸線路110。
在接收設(shè)備30中，高頻輸入單元31將通過例如傳輸線路110所接收的信號進(jìn)行放大，并且將結(jié)果信號提供給解調(diào)單元32。解調(diào)單元32通過檢測由高頻輸入單元31所提供的已接收信號來恢復(fù)基帶信號。基帶信號被提供給符號確定單元33。根據(jù)從解調(diào)單元32所接收的基帶信號的每一個奈奎斯特點的瞬時值，符號確定單元33確定由包括有各個奈奎斯特點在內(nèi)的每一個符號區(qū)所表示的符號。基于確定結(jié)果，重新生成被擾頻的符號數(shù)據(jù)串。此時重新生成的符號數(shù)據(jù)串被提供給解擾頻器34。解擾頻器34與擾頻器100 —樣，通過將從符號確定單元33所接收的符號數(shù)據(jù)串與對應(yīng)于擾頻碼型的倍值相乘，重新生成由交錯單元22所交錯的符號數(shù)據(jù)串。因此，由解擾頻器34所重新生成的符號數(shù)據(jù)串被提供給解交錯單元35。解交錯單元35通過對從解擾頻器34接收到的符號數(shù)據(jù)串執(zhí)行與到交錯單元22相反向的程序的處理，重新生成信息數(shù)據(jù)串。例如，解交錯單元35根據(jù)幀中每一個符號的電平來確定每一條符號數(shù)據(jù)是否被分類成重要位數(shù)據(jù)或次重要位數(shù)據(jù)。此時，被歸類為重要位數(shù)據(jù)的符號數(shù)據(jù)被分成例如一個高電平位和一個低電平位，并且高電平位的數(shù)據(jù)被提取出來。另一方面，被歸類為次重要位數(shù)據(jù)的符號數(shù)據(jù)的全部2位數(shù)據(jù)被提取出來。這樣提取的數(shù)據(jù)彼此相關(guān)，并且被提供給信息數(shù)據(jù)重構(gòu)單元36。信息數(shù)據(jù)重構(gòu)單元36將從解交錯單元35所接收到的數(shù)據(jù)串作為信息數(shù)據(jù)進(jìn)行構(gòu)造和重建。例如，信息數(shù)據(jù)重構(gòu)單元36具有查找表，用于描述從解交錯單元35接收到的數(shù)據(jù)串和信息數(shù)據(jù)之間的對應(yīng)關(guān)系，并且通過參考該表來重建對應(yīng)于從解交錯單元35接收到的數(shù)據(jù)串的信息數(shù)據(jù)。在應(yīng)用了上述擾頻器100的發(fā)送設(shè)備20中，假設(shè)如圖7(A)所示的符號數(shù)據(jù)從交錯單元22被供應(yīng)到擾頻器100。當(dāng)基帶信號生成單元23在不對如圖7(A)所示的符號數(shù)據(jù)進(jìn)行擾頻的情況下將其轉(zhuǎn)化成基帶信號時，得到具有如圖8(A)所示波形的基帶信號。具有如圖8(A)所示波形的基帶信號的信號電平是向正向區(qū)域偏置的。因此，調(diào)制單元24所進(jìn)行的調(diào)制是偏置的，并且能量集中在所調(diào)制的波信號中。然后，在擾頻器100中，碼型生成單元11生成例如如圖7(B)所示的擾頻碼型。與擾頻碼型相對應(yīng)，倍值確定單元12確定例如如圖7 (C)所示的倍值，并將其通告給倍乘處理單元13。。倍乘處理單元13執(zhí)行如圖7(A)所示的符號數(shù)據(jù)中的每一個符號值和如圖7(C)所示的每一個倍值之間的倍乘。根據(jù)倍乘結(jié)果，數(shù)據(jù)輸出單元14發(fā)送用于表示例如如圖7(D)所示的輸出符號的符號數(shù)據(jù)，并且將其發(fā)送到基帶信號生成單元23。因此，當(dāng)通過基帶信號生成單元23將這樣被擾頻的符號數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成基帶信號時，得到了具有如圖8(B)所示波形的基帶信號。在具有如圖8(B)所示的基帶信號中，信號電平分散在正負(fù)兩個區(qū)域中。因此，可以減小調(diào)制單元24的調(diào)制中的偏置，并且在調(diào)制波信號中的能量可以得到擴(kuò)散/分散。另外，經(jīng)過擾頻的符號數(shù)據(jù)與未經(jīng)擾頻的符號數(shù)據(jù)很不相同。接收設(shè)備30在不知道由發(fā)送設(shè)備20的碼型生成單元11所生成的擾頻碼型的情況下，不能正確地對符號數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)。結(jié)果，可以確保信息的保密性。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，對應(yīng)于在用于形成由碼型生成單元11所生成的擾頻碼型的二進(jìn)制位串中所包括的每一個位的位值，來確定諸如“+I”和“-I”等正負(fù)倍值。然后，倍乘處理單元13執(zhí)行用于表示由在值域中包括有諸如(+3)、(+1)、(-1)和(-3)等具有同一絕對值的一組預(yù)定正值和負(fù)值的多元符號所構(gòu)成的符號數(shù)據(jù)串中的每一個符號值的符號數(shù)據(jù)與例如由倍值確定單元12所確定的倍值之間的倍乘。因此，在諸如符號值和倍值之間的倍乘等簡單操作中，可以對符號數(shù)據(jù)串進(jìn)行擾頻。進(jìn)而，由于以符號單元而非以位單元執(zhí)行了倍乘，因此即便當(dāng)在改變了功能信道的內(nèi)容之后改變了重要位單元的位置時，例如當(dāng)將音頻數(shù)據(jù)變成用于通信控制的數(shù)據(jù)的情況，也可以在不改變處理內(nèi)容的情況下以簡單處理對數(shù)據(jù)進(jìn)行擾頻。在體現(xiàn)本發(fā)明的上述模式中，4值的根奈奎斯特FSK調(diào)制系統(tǒng)被用作倍值調(diào)制系統(tǒng)。不過，本發(fā)明并不限于該應(yīng)用。例如，本發(fā)明還可以被應(yīng)用到諸如使用4個或多個值的倍值調(diào)制系統(tǒng)、PSK (相移鍵控)調(diào)制系統(tǒng)等任何倍值調(diào)制系統(tǒng)。進(jìn)而，根據(jù)本發(fā)明的擾頻器100并不限于專用系統(tǒng)，使用公共計算機系統(tǒng)也可以實現(xiàn)它。例如，將程序從用于存儲可實現(xiàn)如上所述的擾頻器100的構(gòu)造和功能的存儲媒介(例如光盤、磁性光盤、磁盤、IC存儲器等)安裝到微計算機系統(tǒng)，其中該微計算機系統(tǒng)是被加載到用于執(zhí)行倍值調(diào)制系統(tǒng)中的通信的通信設(shè)備的。因此，可以構(gòu)造用于執(zhí)行上述處理的擾頻器100。進(jìn)而，例如，將程序上載到位于電氣通信網(wǎng)絡(luò)上的信息處理設(shè)備(例如服務(wù)器設(shè)備)，并且可以經(jīng)過通信線路進(jìn)行發(fā)布。另外，使用用于表示程序的電信號可以調(diào)制載波，發(fā)射所得到的調(diào)制波信號，并且已經(jīng)接收到調(diào)制波信號的設(shè)備可以對信號進(jìn)行解調(diào)并且獲取該程序。在預(yù)定OS(操作系統(tǒng))的控制下，該程序可以與其他應(yīng)用程序一起被激活和執(zhí)行，從而執(zhí)行處理。當(dāng)OS共享部分處理時，或者當(dāng)OS形成本發(fā)明的部分組件時，可以將排除了該部件的程序存儲在存儲媒介中。另外在這種情況下，根據(jù)本發(fā)明，假設(shè)用于執(zhí)行待由計算機執(zhí)行 的每一個功能或步驟的程序被存儲在存儲媒介中。工業(yè)應(yīng)用性簡單信號處理操作可以實現(xiàn)一種具有良好抗差錯性能的、用于數(shù)字信息的通信系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行擾頻的擾頻器，所述擾頻器包括 信息數(shù)據(jù)生成單元，所述信息數(shù)據(jù)生成單元用于將所述信息數(shù)據(jù)分類成重要位數(shù)據(jù)和次重要位數(shù)據(jù)； 交錯單元，所述交錯單元用于生成對應(yīng)于4值FSK調(diào)制中的符號的2位符號數(shù)據(jù)，其中每個重要位數(shù)據(jù)被分割并且被添加I位保護(hù)數(shù)據(jù)以生成2位要被保護(hù)的數(shù)據(jù)，兩位次重要位數(shù)據(jù)被分割成一對以生成不被保護(hù)的數(shù)據(jù)，所述要被保護(hù)的數(shù)據(jù)和所述不被保護(hù)的數(shù)據(jù)被排列成預(yù)定序列以生成符號數(shù)據(jù)串； 碼型生成單元，所述碼型生成單元用于生成包括二進(jìn)制位串的擾頻碼型，所述二進(jìn)制位串包括每一個均具有被預(yù)定為反向運算值的位值的位和每一個均具有被預(yù)定為非反向運算值的位值的位； 擾頻器，所述擾頻器用于執(zhí)行將所述符號數(shù)據(jù)串中的每一符號與擾頻碼型中的每一位倍乘的處理。
2.如權(quán)利要求I所述的擾頻器，其中通過添加作為冗余位數(shù)據(jù)的保護(hù)數(shù)據(jù)至重要位數(shù)據(jù)而生成的符號數(shù)據(jù)的符號值是數(shù)值范圍中的最大值或最小值。
3.如權(quán)利要求I所述的擾頻器，其中所述預(yù)定序列是交替變換的。
4.一種基帶信號生成設(shè)備，所述基帶信號生成裝置包括 信息數(shù)據(jù)生成單元，所述信息數(shù)據(jù)生成單元用于將所述信息數(shù)據(jù)分類成重要位數(shù)據(jù)和次重要位數(shù)據(jù)； 交錯單元，所述交錯單元用于生成對應(yīng)于4值FSK調(diào)制中的符號的2位符號數(shù)據(jù)，其中每個重要位數(shù)據(jù)被分割并且被添加I位保護(hù)數(shù)據(jù)以生成2位要被保護(hù)的數(shù)據(jù)，兩位次重要位數(shù)據(jù)被分割成一對以生成不被保護(hù)的數(shù)據(jù)，所述要被保護(hù)的數(shù)據(jù)和所述不被保護(hù)的數(shù)據(jù)被排列成預(yù)定序列以生成符號數(shù)據(jù)串； 碼型生成單元，所述碼型生成單元用于生成包括二進(jìn)制位串的擾頻碼型，所述二進(jìn)制位串包括每一個均具有被預(yù)定為反向運算值的位值的位和每一個均具有被預(yù)定為非反向運算值的位值的位； 擾頻器，所述擾頻器用于執(zhí)行將所述符號數(shù)據(jù)串中的每一符號與擾頻碼型中的每一位倍乘的處理； 基帶信號生成裝置，所述基帶信號生成裝置用于生成表示通過所述倍乘處理獲得的作為倍乘結(jié)果的多電平符號數(shù)據(jù)串的基帶信號。
5.如權(quán)利要求4所述的基帶信號生成設(shè)備，其中通過添加作為冗余位數(shù)據(jù)的保護(hù)數(shù)據(jù)至重要位數(shù)據(jù)而生成的符號數(shù)據(jù)的符號值是數(shù)值范圍中的最大值或最小值。
6.如權(quán)利要求4所述的基帶信號生成設(shè)備，其中所述預(yù)定序列是交替變換的。
全文摘要
本發(fā)明涉及擾頻器、擾頻處理方法以及程序。倍值確定單元(12)確定倍值，該倍值是與用于構(gòu)成在碼型生成單元(11)中生成的擾頻碼型的二進(jìn)制位串中包含的每一個位的位值相對應(yīng)的正值或負(fù)值。倍乘處理單元(13)將符號數(shù)據(jù)與由倍值確定單元(12)所確定的倍值進(jìn)行倍乘，所述符號數(shù)據(jù)表示由在值域中由包含有預(yù)定對的具有相同絕對值的正值和負(fù)值的多元符號所形成的符號數(shù)據(jù)串中的每一個符號值。這里，倍值處理單元(13)在針對一個符號的符號數(shù)據(jù)與對應(yīng)于包含在擾頻碼型中的一個位的位值所確定的倍值之間進(jìn)行倍乘，直到到達(dá)由符號數(shù)據(jù)串所表示的符號數(shù)為止。本發(fā)明通過簡單操作對數(shù)據(jù)串進(jìn)行擾頻，并且即便當(dāng)功能信道內(nèi)容發(fā)生改變時也可通過簡單處理執(zhí)行擾頻。
文檔編號H04L25/03GK102624521SQ20121000179
公開日2012年8月1日 申請日期2005年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月30日
發(fā)明者真島太一 申請人:Jvc建伍株式會社