(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の拡散符号を発生する拡散符号発生部と、
データシンボルを順次入力するデータシンボル入力部と、
前記データシンボル入力部から順次入力されたデータシンボルに基づいて前記複数の拡散符号のなかから拡散符号を順次選択するとともに、順次選択された拡散符号の境界にダミー区間を設ける拡散変調部と、
前記拡散変調部から出力された拡散符号を音響として出力する音響出力部と、
を備えた音響を用いた情報伝送装置。
【請求項２】
前記拡散変調部は、直前に選択した拡散符号と今回選択した拡散符号が異なるときのみ、それらの境界に前記ダミー区間を設ける請求項１に記載の音響を用いた情報伝送装置。
【請求項３】
前記ダミー区間には、０値が連続するブランク信号が挿入される請求項１または請求項２に記載の情報伝送装置。
【請求項４】
前記ダミー区間には、前記直前に選択した拡散符号および前記今回選択した拡散符号をクロスフェードさせた波形の信号が挿入される請求項１または請求項２に記載の情報伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、主として音響を用いて符号を伝送する情報伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
音響を用いて情報を伝送する場合、情報を拡散符号で拡散変調して音響として放音することが考えられる。
【０００３】
このような技術は従来提案されておらず、音響を伝送媒体に利用する符号伝送技術としては、特許文献１、２に示すようなものがあった。特許文献１の方式は、可聴音帯域の搬送波をベースバンド信号で変調し、この変調信号にマスカー音を付加して聴こえにくくして伝送する方式である。特許文献２の方式は、振幅変調を用いて音声信号に電子透かしを埋め込む方式である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１０４５９８号公報
【０００５】
【特許文献２】特開２００６−２５１６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
情報を拡散変調する場合において、情報の伝送効率を向上しようとすると、拡散符号を多重化して複数の情報を並行して伝送することが考えられる。しかし、音響を用いた拡散変調は電波に比べてチップレートを高くすることができないため、伝送効率を向上するためには拡散符号の周期を長くすることができない。短い周期の拡散符号は自己相関特性が高くなく、多重化した場合にそれぞれの拡散符号の相関特性が悪化し、復調の精度を確保することが困難になるという問題点があった。
【０００７】
この発明は、音響を用いて、信頼度の高い効率的な情報伝送が可能な情報伝送装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、複数の拡散符号を発生する拡散符号発生部と、データシンボルを順次入力するデータシンボル入力部と、前記データシンボル入力部から順次入力されたデータシンボルに基づいて前記複数の拡散符号のなかから拡散符号を順次選択するとともに、順次選択された拡散符号の境界にダミー区間を設ける拡散変調部と、前記拡散変調部から出力された拡散符号を音響として出力する音響出力部と、を備えたことを特徴とする。
請求項２の発明は、前記拡散変調部は、直前に選択した拡散符号と今回選択した拡散符号が異なるときのみ、それらの境界に前記ダミー区間を設けることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１、２の発明において、前記ダミー区間には、０値が連続するブランク信号が挿入されることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１、２の発明において、前記ダミー区間には、前記直前に選択した拡散符号および前記今回選択した拡散符号をクロスフェードさせた波形の信号が挿入されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、データシンボルに応じて拡散符号を選択することにより、データシンボルを拡散処理する伝送装置において、ダミー区間を設けたり、窓関数処理を施すことにより、複数の拡散符号を用いることによる相関特性の乱れを防止して信頼度の高いデータシンボルの伝送が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明が適用される音響通信システムの送信装置、受信装置の構成を示す図
【図２】前記送信装置のデータ重畳部の構成を示す図
【図３】送信装置の変調部の構成を示す図
【図４】送信装置の差動符号化部の構成を示す図
【図５】ダミーデータが挿入された拡散符号列の例を示す図
【図６】ダミーデータの挿入箇所の選択ルールの例を示す図
【図７】前記受信装置の復調部の構成を示す図
【図８】受信装置の整合フィルタの入力信号、フィルタ係数、出力信号を例示する図
【図９】整合フィルタにダミーデータを挿入した信号と挿入しない信号とを入力した場合における出力信号波形の相違を比較した図
【図１０】受信装置の符号判定部の判定ルールを示す図
【図１１】前後の拡散符号をクロスフェードさせてダミーデータを作成する手順を説明する図
【図１２】前後の拡散符号をクロスフェードさせたダミーデータを挿入した拡散符号列の実際の波形例を示す図
【図１３】拡散符号に窓関数処理を施した信号波形を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図面を参照してこの発明の実施形態である音響通信方式および音響通信システムについて説明する。
【００１２】
≪音響通信システム≫
図１は、この発明の実施形態である音響通信システムの構成を示す図である。この音響通信システムは、送信装置１、受信装置２で構成される。
【００１３】
送信装置１は、データ重畳部１０、アナログ回路部１１およびスピーカ１２を有している。データ重畳部１０はデータ符号Ｄを拡散処理して、音楽、音声などの音響信号Ｓの高音域に重畳する回路部である。データ重畳部１０の構成および動作の詳細は後述する。
【００１４】
アナログ回路部１１は、Ｄ／Ａコンバータおよびオーディオアンプを含み、データ重畳部１０から出力されたデジタルの合成信号をアナログ信号に変換し、増幅してスピーカ１２に供給する。スピーカ１２は、アナログ回路部１１から入力された合成信号を音響として放音する。放音された合成信号音は空間を伝搬して受信装置２のマイク２２へ到達する。
【００１５】
受信装置２は、マイク２２、アナログ回路部２３、復調部２１を有している。アナログ回路部２３は、マイク２２が収音した音声信号を増幅するアンプ、オーディオ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータを有している。復調部２１は、収音した音声信号に含まれている拡散信号を検出し、その拡散信号に重畳されているデータ符号Ｄを復調する回路部である。復調部２１の構成および動作の詳細は後述する。
【００１６】
≪データ重畳部≫
図２は、送信装置１のデータ重畳部１０の構成例を示す図である。データ重畳部１０は、入力されたデータ符号Ｄに応じて複数の拡散符号から１つの拡散符号を選択して出力することにより、データ符号Ｄを拡散処理する。また、データ重畳部１０は、順次入力されたデータ符号Ｄに応じて直前に選択した拡散符号と今回選択した拡散符号が異なるとき、これら２つの拡散符号の間にダミー区間を設けてダミーデータを挿入する。これにより、２つの拡散符号間の相関特性の乱れによるデータ復調のエラーを防止している。
【００１７】
図２において、音響信号入力部３１は音響信号Ｓを入力する。入力された音響信号Ｓは、ＬＰＦ３２によって高域がカットされる。ＬＰＦ３２のカットオフ周波数は、聴感と変調信号に割り当てる帯域幅に基づいて決定される。カットオフ周波数を低くしすぎると音響信号Ｓの音質が劣化する。同時に、低いカットオフ周波数に合わせて変調信号の帯域周波数を下げると、変調信号が聴取者の聴感上耳に付きやすくなる。逆に、ＬＰＦ３２のカットオフ周波数を高くしすぎると、変調信号の帯域を広くすることができず、データ符号の伝送品質が低下する。したがって、ＬＰＦ３２のカットオフ周波数は、ＬＰＦ３２を通過させた音響信号の聴感評価および要求される変調信号の帯域幅等を考慮して決定される。なお、入力された音響信号が中低音帯域のみ周波数成分を有し、高音帯域に成分が存在しないような信号の場合には、ＬＰＦ３２は省略してもよい。  
ＬＰＦ３８で高域をカットされた音響信号Ｓはゲイン調整部３３によって利得が調整される。利得が調整された音響信号Ｓは加算器３４に入力される。
【００１８】
データ符号入力部３５はデータ符号Ｄを読み込んで変調部３７に入力する。拡散符号発生部３６は拡散符号Ａ発生部３６Ａ、拡散符号Ｂ発生部３６Ｂを有し、２種類の拡散符号Ａ，Ｂを並行且つ同期させて発生し、変調部３７に入力する。拡散符号Ａ，Ｂとしては、Ｍ系列等の一定の巡回周期を持つ擬似乱数符号列が用いられる。２つの拡散符号Ａ，Ｂとしては、相互相関の低い疑似乱数符号列の組み合わせが選択される。
【００１９】
変調部３７は、拡散符号の１周期毎にデータ符号入力部３５からデータ符号を２シンボルずつ入力し、入力された２シンボルのデータ符号Ｄに基づき、正位相の拡散符号Ａ、反転された（逆位相の）拡散符号Ａ、正位相の拡散符号Ｂ、または、反転された（逆位相の）拡散符号Ｂのいずれかを選択して出力する拡散処理を行う。
【００２０】
また、変調部３７は、直前の２シンボルのデータ符号に対応して選択した拡散符号と、今回の２シンボルのデータ符号に対応して選択した拡散符号との異同に応じてダミーデータ挿入信号を出力する。ダミーデータ挿入信号は、後述のダミーデータ挿入部４４に入力される。ダミーデータ挿入部４４は、ダミーデータ挿入信号が入力されると、直前の拡散符号と今回の拡散符号との間にダミーデータを挿入する。変調部３７は、ダミーデータ挿入信号を出力すると、ダミーデータの長さだけ今回の拡散符号の出力を遅らせる。
【００２１】
図３（Ａ）は変調部３７の構成を示す図である。図３（Ｂ）は変調部３７のセレクタ７０の選択ルールを示す図である。変調部３７は、拡散符号Ａの位相を反転させるインバータ７１Ａ、拡散符号Ｂの位相を反転させるインバータ７１Ｂ、および、データ符号Ｄに基づいて拡散符号を選択するセレクタ７０を備えている。セレクタ７０は、入力された２シンボルのデータ符号に基づいて正位相の拡散符号Ａ（Ａ）、反転された拡散符号Ａ（ｂａｒＡ）、正位相の拡散符号Ｂ（Ｂ）および反転された拡散符号Ｂ（ｂａｒＢ）のいずれかを選択する。２ビットの送信シンボルに基づく拡散符号の選択ルールは図３（Ｂ）に示すとおりである。
【００２２】
また、セレクタ７０は、直前に選択した拡散符号と今回選択した拡散符号が異なる場合には、ダミーデータ挿入信号を出力して、ダミーデータの長さ（この実施形態では拡散符号１周期分）だけ今回選択した拡散符号の出力を遅らせる。直前に選択した拡散符号と今回選択した拡散符号が同一の場合には、ダミーデータ挿入信号を出力せずそのまま今回選択した拡散符号を出力する。変調部３７（セレクタ７０）から出力された拡散符号は差動符号化部３８で差動符号化されたのち、ダミーデータ挿入部４４に入力される。ダミーデータ挿入部４４については後述する。
【００２３】
変調部３７により２ビットずつのデータ符号Ｄに基づいて選択・変調（以下、単に変調と呼ぶ。）された拡散符号ＭＰＮは、差動符号化部３８によって差動符号ＤＭＰＮに変換される。差動符号化処理は、拡散符号の各チップの値をその絶対値から前チップからの変化を表す値に置き換える処理である。この差動符号化により、受信側において、送信側に正確に同期したクロックが無くても、遅延検波を用いて高精度にシンボルを復調することができる。
【００２４】
図４は差動符号化部３８の例を示す図である。差動符号化部３８は、拡散符号ＭＰＮが一方の入力端子に入力されるＸＯＲ回路４５と、ＸＯＲ回路４５の出力を１チップ遅延してＸＯＲ回路４５の他方の入力端子に戻す１チップ遅延回路４６で構成されている。ＸＯＲ回路４５の出力を１チップ遅延してフィードバックすることにより、ＸＯＲ回路４５は、入力された拡散符号ＭＰＮとＸＯＲ回路４５の１クロック前の出力との比較結果を差動符号ＤＭＰＮとして出力する。すなわち、拡散符号ＭＰＮの各チップの絶対値が、差動符号ＤＭＰＮでは、直前の差動符号ＤＭＰＮのチップとの位相変化の有無に置き換えられる。これにより、受信側において、連続する２チップを比較することにより拡散符号ＭＰＮを復元することができる。なお、差動符号ＤＭＰＮは、−１，１の２値の信号に変換される。
【００２５】
差動符号化部３８で差動符号化された拡散符号（ＤＭＰＮ）は、ダミーデータ挿入部４４に入力される。ダミーデータ挿入部４４は、ダミーデータ挿入信号が入力されると、直前の拡散符号（差動符号化された拡散符号）と今回の拡散符号（差動符号化された拡散符号）との境界にダミーデータを挿入する。
【００２６】
図５にダミーデータが挿入された拡散符号列の例を示す。この例は、ダミーデータとして１周期分のブランクデータを挿入した例である。同図上段は、ダミーデータが挿入される前の拡散符号列を示している。同図下段は、ダミーデータが挿入された後の拡散符号列を示している。上段の拡散符号列において、拡散符号の周期の境界点にダミーデータ（０データ）を挿入して各拡散符号を切り離し、相関検出時に検出値の乱れが生じないようにしている。
【００２７】
ダミーデータの挿入は、連続する２つの拡散符号が切り換わるとき（たとえば拡散符号Ａから拡散符号Ｂに切り換わるとき）に出力されるダミーデータ挿入信号に基づいて行われる。したがって、この実施形態では、連続する２つの拡散符号が切り換わるときにダミーデータが挿入される。なお、処理を簡略化する場合には、符号の切り換わりがあるか無いかにかかわらず、全ての拡散符号の境界にダミーデータを挿入してもよい。
【００２８】
また、拡散符号が切り換わるとき全てにダミーデータを挿入するのではなく、特に相関特性が乱れるおそれのある場合のみダミーデータを挿入するようにしてもよい。すなわち、拡散符号Ａ、拡散符号Ｂは、相互相関の低い組み合わせが用いられる。したがって、図６に示すように、拡散符号Ａ、拡散符号Ｂが相互に切り換わるとき、および、拡散符号ｂａｒＡ、拡散符号ｂａｒＢが相互に切り換わるときにはそれほど相関特性が乱れないと考えてダミーデータを挿入せず、拡散符号Ａまたは拡散符号Ｂから拡散符号ｂａｒＡまたは拡散符号ｂａｒＢに切り換わるとき、および、拡散符号ｂａｒＡまたは拡散符号ｂａｒＢから拡散符号Ａまたは拡散符号Ｂに切り換わるときには相関特性が大きく乱れるとしてダミーデータを挿入するようにしてもよい。
【００２９】
拡散符号の周期の境界全てにダミーデータを挿入すれば、相関特性は良好に維持でき通信の信頼性を向上することができるが伝送効率が低下する。一方、ダミーデータを挿入する箇所を少なくすれば、伝送高率を高くすることができるが通信の信頼性が低下する。どこにダミーデータを挿入するかは、伝送効率と通信の信頼性とのトレードオフで決定すればよい。
【００３０】
なお、ダミーデータは上記のブランクデータに限定されず、その長さも拡散符号１周期分に限定されない。
【００３１】
ダミーデータ挿入部４４において、適宜ダミーデータが挿入された差動符号ＤＭＰＮは、アップサンプリング部３９に入力される。アップサンプリング部３９は、入力された符号列をアップサンプリングする。拡散符号発生部３６が発生した拡散符号ＰＮのチップレートとこのアップサンプリング部３９におけるアップサンプリング率により、送信（放音）される拡散符号のチップレートおよび帯域幅が決定される。
【００３２】
アップサンプリング処理された信号（差動符号ＤＭＰＮ）は、ＬＰＦ４０に入力される。ＬＰＦ４０は、チップ間干渉を抑制しつつベースバンド信号の帯域を制限するフィルタでありナイキストフィルタと呼ばれるものである。ナイキストフィルタは、インパルス応答がシンボル・レートでリングする（０を通過する）特性を有するフィルタであり、一般的にコサイン・ロールオフ・フィルタと呼ばれるＦＩＲフィルタで構成される。フィルタの次数、ロールオフ率α等は、適用する条件等に応じて決定される。
【００３３】
なお、この実施形態では、受信側においてもＬＰＦ５４（図７参照）でフィルタリングを行うため、このＬＰＦ４０と受信側のＬＰＦ５４で完全なナイキストフィルタとなるように、それぞれが、ルートレイズド・コサイン・ロールオフ・フィルタで構成される。
【００３４】
ＬＰＦ４０によって帯域制限、波形整形された信号は乗算器４２においてキャリア（搬送波）信号と乗算され、高域へ周波数シフトされる。キャリア信号発生部４１が発生するキャリア信号の周波数は任意であるが、周波数シフトされた拡散符号の帯域がＬＰＦ３２のカットオフ周波数以上で、スピーカ、マイク等の音響機器の可動周波数帯域、および、信号圧縮を含むデジタル信号処理部（ＣＯＤＥＣ）の符号化周波数帯域の範囲に納まるように設定する。
【００３５】
高域へ周波数シフトされた変調信号ＭＤＭＰＮはゲイン調整部４３によってゲイン調整される。ゲイン調整された変調信号ＭＤＭＰＮは加算器３４で音響信号Ｓと加算合成される。この合成信号が外部に出力される。ゲイン調整部４３のゲインは、適用する環境やシステムで許される放音音圧レベル、要求される伝播距離、聴感評価等に基づいて決定される。なお、ゲイン調整部４３のゲインを、ＬＰＦ３２から出力される音響信号Ｓのレベルに応じて適応的に制御してもよい。例えば、音響信号Ｓのレベルが大きい場合には、マスキング効果が期待できるので変調信号ＭＤＭＰＮのレベルも上げて雑音に対する利得を上げ、音響信号Ｓのレベルが小さい場合には、音響信号Ｓの聴感が悪化しないように変調信号ＭＤＭＰＮのレベルを下げると言う制御をすることも可能である。
【００３６】
≪復調部≫
図７は、受信装置２の復調部２１の構成例を示す図である。復調部２１には、マイク２２で収音され、アナログ回路部２３でＡ／Ｄ変換された合成信号が入力される。入力された合成信号は、ＨＰＦ５１に入力される。ＨＰＦ５１は合成信号から音響信号成分を除去し、キャリア信号で周波数シフトされた拡散信号成分ＭＤＭＰＮを取り出すためのフィルタである。ＨＰＦ５１のカットオフ周波数は、変調信号帯域の下限周波数に設定される。ＨＰＦ５１によって抽出された変調信号ＭＤＭＰＮは、遅延器５２および乗算器５３に入力される。遅延器５２の遅延時間は、拡散符号の１チップ分の時間に設定される。送信側において拡散符号がＮ倍にアップサンプリングされている場合、遅延器５２の遅延時間によりアップサンプリングされたＮチップの符号列が遅延される。乗算器５３は、ＨＰＦ５３の１チップ分のサンプルと、遅延器５２の１チップ分のサンプルとを乗算する。この処理が上述した遅延検波処理である。この遅延検波処理によって、差動符号化された信号ＭＤＭＰＮが、元の拡散符号ＭＰＮを含む信号に変換される。このように、送信側に差動符号化処理、受信側に遅延検波を採用することにより、受信側において、復調時にキャリア信号を再生せずに符号列を復調することが可能になる。
【００３７】
乗算器５３の乗算出力は、ＬＰＦ５４に入力される。ＬＰＦ５４は、キャリア成分をフィルタリングしてベースバンド信号を抽出するとともに、余計な雑音をフィルタリングしてＳＮ比を向上させるためのフィルタであり、送信側で使用したＬＰＦ（ナイキストフィルタ）４０と同様の特性のものである。なお、上述したように、変調部のＬＰＦ４０とこのＬＰＦ５４とを合わせて完全なナイキストフィルタ特性となるようにそれぞれルート特性のフィルタとされている。
【００３８】
ＬＰＦ５４の出力は、２つの整合フィルタ５５Ａ，Ｂへ入力される。整合フィルタ５５Ａ，Ｂは、送信側の拡散符号発生部３６が発生した拡散符号の１周期と同じ長さのフィルタである。整合フィルタ５５Ａは、送信側の拡散符号発生部３６Ａが発生した拡散符号ＡをＮ倍にアップサンプリングした符号列を係数に持つＦＩＲフィルタで構成される。整合フィルタ５５Ｂは、送信側の拡散符号発生部３６Ｂが発生した拡散符号ＢをＮ倍にアップサンプリングした符号列を係数に持つＦＩＲフィルタで構成される。すなわち、整合フィルタ５５Ａ，Ｂのフィルタ係数列は、拡散符号Ａ，Ｂの各チップをＮ回ずつ繰り返したものである。
【００３９】
整合フィルタ５５Ａ，Ｂは、ＬＰＦ５４の出力波形と拡散符号Ａ，Ｂとの畳み込み演算を実行し、それらの相関値を出力する。伝送路で受けた妨害や雑音は、拡散符号とは相関が低いため、整合フィルタが出力する相関値に大きな影響を与えない。
【００４０】
図８は、整合フィルタ５５Ａにおける波形例を示す図である。同図（Ａ）は整合フィルタ５５Ａの入力信号波形の例を示している。この信号波形は、拡散符号Ａ、ｂａｒＡがダミーデータを挟んで交互に連続する波形である。同図（Ｂ）は、整合フィルタ５５Ａのフィルタ係数を波形とし表した図である。同図（Ｃ）は整合フィルタ５５Ａの出力波形の例を示す図である。同図（Ｂ）のフィルタ係数を有する整合フィルタ５５Ａに、同図（Ａ）の信号波形が順次入力されると、同図（Ｃ）に示すような波形が出力される。整合フィルタ５５Ａは、入力信号に含まれる拡散符号Ａ，ｂａｒＡと同期したタイミングに正負の鋭いピークを出力し、それ以外のタイミングには低い値しか出力しない。
【００４１】
図９は、図８（Ｃ）の出力波形と、拡散符号Ａ、ｂａｒＡがダミーデータを挟まずに交互に連続する波形の出力波形とを比較した図である。同図に示す波形のうち、太線が図８（Ｃ）に示したダミーデータを挿入した入力信号に対する出力波形であり、細線がダミーデータを挿入しない入力信号に対する出力波形である。ダミーデータを挿入しない入力信号に対する出力波形は、拡散符号の１周期毎に相関ピーク値が出力されているが、ピーク値（同期タイミング）以外にも相対的に大きい値が出力されており、外乱等の信号劣化要因が重なることによりピークを誤検出する危険性がある。これに対して、図８（Ｃ）に示すダミーデータを挿入した入力信号に対する出力波形では、相関ピーク値の出力間隔はダミーデータを挿入しない場合に比して長いが、ピーク値以外の出力値は低く抑えられており、入力信号が劣化した場合でもピークを誤検出する可能性は低くなる。
【００４２】
整合フィルタ５５Ａは、拡散符号ＡまたはｂａｒＡが入力されたとき、その符号列が整合したタイミングで強い相関ピークを出力する。拡散符号Ａが入力された場合には正のピークが現れ、拡散符号ｂａｒＡが入力された場合には負のピークが現れる。また、整合フィルタ５５Ｂは、拡散符号ＢまたはｂａｒＢが入力されたとき、その符号列が整合したタイミングで強い相関ピークを出力する。拡散符号Ｂが入力された場合には正のピークが現れ、拡散符号ｂａｒＢが入力された場合には負のピークが現れる。拡散符号Ａと拡散符号Ｂとは相互相関が低いため、整合フィルタ５５Ａは拡散符号Ｂに反応せず、整合フィルタ５５Ｂは拡散符号Ａに反応しない。また、ダミーデータは全体の波形値が０であるため、整合フィルタ５５Ａ，Ｂともに、対応する出力値は０である。
【００４３】
整合フィルタ５５Ａ，Ｂの出力は、符号判定部５６へ入力される。符号判定部５６は、整合フィルタ５５Ａ，Ｂの出力から正負の大きなピークを検出し、どちらのフィルタにピークが現れたか、および、そのピークの正負に基づいて２ビットのデータシンボルを判定する。その判定ルールは図１０に示すとおりである。すなわち、整合フィルタ５５Ａに正のピークが現れた場合には“００”、整合フィルタ５５Ａに負のピークが現れた場合には“０１”、整合フィルタ５５Ｂに正のピークが現れた場合には“１０”、整合フィルタ５５Ｂに負のピークが現れた場合には“１１”とする。ダミーデータは０データであるため、両方の整合フィルタ５５Ａ，Ｂが反応しない。これにより、拡散符号１周期で２ビットのデータ符号を復調することができる。符号判定部５６は復号したデータ符号Ｄを出力する。
【００４４】
以上のように、この実施形態では、拡散符号を差動符号化して差動符号列を生成している。差動符号化することにより、受信側に送信側と正確に同期したクロックが無くても、符号列の各チップの符号の反転の有無を用いて元の拡散符号を復調することが可能になる。また、この差動符号化された拡散符号を周波数シフトしている。周波数をシフトすることにより、差動符号の帯域が、ベースバンドから音響として放音・伝送可能な周波数帯域にシフトされる。また、拡散符号を可聴帯域より高域にシフトすることにより、楽音などの音響信号とミキシングして放音することが可能になる。
【００４５】
以上のような構成によって、聴感上少ない違和感で音響信号に符号変調信号を重畳し空間放音伝送しても周波数変動や妨害に対して高い堅牢性を持つ音響伝送システムを、比較的軽い処理負荷で実現することが可能であり、且つ、データ符号の高速な伝送が可能になる。
【００４６】
《変形例１》
上記実施形態では、ダミーデータとして０データを挿入していた。０データを挿入することにより、整合フィルタ５５Ａ，Ｂが全く相関値を出力しない空白の区間を作り出すことができ、前後の拡散符号を完全に分離することができるが、拡散符号と０データが交互に現れる波形（特に包絡線）が、可聴帯域の有色な周波数特性を持ってしまい聴取者に聴感上の違和感を与えてしまう可能性がある。そこで、ダミーデータとして、拡散符号Ａ，Ｂと異なる拡散符号を用いることにより、ダミーデータを挿入しても可聴帯域の有色な周波数特性を持たせないようにすることが考えられる。
【００４７】
図１１、図１２は、ダミーデータとして、直前の拡散符号と今回の拡散符号をクロスフェードさせた擬似的な拡散符号を用いた実施形態を説明する図である。
【００４８】
図１１はこの実施形態におけるダミーデータ挿入の手順を説明する図である。この図では、拡散符号Ａと拡散符号Ｂが連続した場合の手順を例示している。直前の拡散符号が拡散符号Ａで今回の拡散符号が拡散符号Ｂであった場合（Ｓ１）、直前の拡散符号である拡散符号Ａに漸次減少する窓関数を乗算して（Ｓ２Ａ）、漸次減少する拡散符号を作成する（Ｓ３Ａ）。また、今回の拡散符号である拡散符号Ｂに漸次増加する窓関数を乗算して（Ｓ２Ｂ）、漸次増加する拡散符号を作成する（Ｓ３Ｂ）。そして、Ｓ３Ａの漸次減少する拡散符号とＳ３Ｂの漸次増加する拡散符号とを加算合成して擬似的な拡散符号を作成する（Ｓ４）。この擬似的な拡散符号を拡散符号Ａと拡散符号Ｂの境界にダミーデータとして挿入する（Ｓ５）。
【００４９】
なお、図１１は理解を容易にするため拡散符号を１／０で表しているが、実際の処理では、拡散符号は１／−１の二値信号である。擬似的な拡散符号がダミーデータとして挿入された実際の拡散符号列の例を図１２に示す。図示のように、ダミーデータ区間も擬似的な拡散符号波形が存在するため、可聴周波数帯域に有色なスペクトルを持つことがない。
【００５０】
図２に示したブロック図において、ダミーデータ挿入部４４が、前後の拡散符号に基づいてクロスフェードする擬似的な拡散符号をダミーデータを作成し、上記前後の拡散符号の境界にこのダミーデータを挿入することにより、図１１、図１２に示した拡散符号列を出力することが可能になる。
【００５１】
また、この変形例において、ダミーデータとして、拡散符号Ａ、拡散符号Ｂと相関特性の低い第３の拡散符号を用いてもよい。ダミーデータとして第３の拡散符号を用いることにより、この第３の拡散符号をパイロット信号やマーカ信号として用いて、受信信号レベルや伝送路特性を推定することが可能である。
【００５２】
《変形例２》
変形例１では、前後の拡散符号の境界にダミー区間を設け、前後の拡散符号に窓関数を掛けてクロスフェードさせた擬似的な拡散符号をダミーデータとして挿入したが、ダミー区間を設けることなく、図１３に示すように、データシンボルである拡散符号そのものに窓関数を掛けることによって、相関特性の劣化を防止してもよい。図１３に示す波形は、全ての拡散符号に窓関数を掛けているが、前後の拡散符号が切り換わるときのみ窓関数を掛けるようにしてもよい。
【００５３】
図１３のような窓関数が掛かった符号列を生成するためには、図２に示したダミーデータ挿入部４４が、ダミーデータの挿入に代えて、送信シンボルである拡散符号に対して窓関数を乗算する構成にすればよい。
【００５４】
なお、図１２に示したダミーデータとしての擬似的な拡散符号、および、図１３に示した窓関数が掛けられたシンボルとしての拡散符号は、１／−１の２値信号でなく１乃至−１の間の中間値を持つ。このため、図１２の擬似的な拡散符号、図１３の窓関数の乗算をアップサンプリング後に行えば、アップサンプリング部３９の処理ビット数を節約することができる。
【００５５】
≪尚書き≫
上記実施形態では、エラー訂正符号の付加等については記載していないが、送信装置側でエラー訂正やインターリーブ等を使用した場合には、受信装置側で、受信シンボルに対してそれらの処理を追加すればよい。
【００５６】
この実施形態では、伝送するデータシンボルとして２ビットのデータ符号を用いているが、伝送するデータシンボルはビットデータに限定されない。
【００５７】
この実施形態では、２種類の拡散符号から１つを選択し、且つ、その拡散符号を反転することにより、拡散符号の１周期に２ビットのデータ符号を伝送しているが、３種類以上の拡散符号を用いれば、より多ビットのデータ符号の伝送が可能になる。
【００５８】
また、拡散符号を反転することなく、多数の拡散符号を準備してそれを選択するようにしてもよい。さらに、拡散符号の位相シフトは反転（１８０度）に限定されない。
【００５９】
また、複数の拡散符号はその長さが同一でなくてもよい。異なる長さの拡散符号を複数用いてもよい。
【００６０】
なお、上記実施形態では、キャリア信号と差動符号ＤＭＰＮとの乗算を実数領域の演算で行っているが、ヒルベルト変換によりキャリア信号を複素数に変換し、複素領域での乗算で差動符号ＤＭＰＮの帯域シフトをしてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１  受信装置
２  送信装置
１０  データ重畳部
２１  復調部
３６（３６Ａ，３６Ｂ）  拡散符号発生部
３７  変調部
４４  ダミーデータ挿入部
５５（５５Ａ，５５Ｂ）  整合フィルタ
５６  符号判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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