(57)【要約】【課題】デジタルデータを送受信する回路又はソフトウエアを有しないアナログＦＭ専用トランシーバを用いて安価で盗聴されにくい送受信方法及び装置を提供する。【解決手段】内蔵装置１０は、マイクロフォン１６からの音声信号を、アナログＦＭ送信器での送信に適するベースバンド送信信号に変換する。この内蔵装置は、アナログＦＭ受信機の直接スピーカ音声出力３１からベースバンド受信信号を解読する。この装置はまた、マイクロフォン１６からの受信アナログ信号をデジタル化するアナログ・デジタルコンバータ１０２と、デジタル化信号を処理する前変調処理部１０８とを有する。デジタル化信号の側バンドスペクトルは、所定量だけサブ可聴周波数から離れる方向にシフトされ、ベースバンド信号を発生する。【選択図】図１
2008206154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロフォン（１６）からの音声信号を、アナログＦＭ送信器で送信するのに適するベースバンド送信信号へ変換するための装置（１０）であって、
前記アナログＦＭ送信器は、送信音声周波数帯、サブ可聴周波数帯、及び直接マイクロフォン音声入力部（３０）を有し、
前記装置は、
前記マイクロフォン（１６）からの受信アナログ音声信号（１９）をデジタル化するよう構成されたアナログ・デジタルコンバータ（１０２）と、
前記送信音声周波数帯内で周波数を占めるベースバンド送信信号を発生するよう構成された前変調プロセッサ（１０８）と、
発生した前記ベースバンド送信信号を前記ＦＭ送信器の前記直接マイクロフォン音声入力部（３０）に印加されるアナログ音声出力信号（２０）に変換することにより、一定のエンビロープを有するデジタル符号化ＲＦ ＴＸ信号を送信するよう構成されたデジタル・アナログコンバータ（１１０）と
を具備することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記デジタル化された音声信号を符号化するよう構成されたボコーダ（１０４）をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
選択された一定エンビロープデジタル変調スキームに対応する一連の符号に前記デジタル化された信号をマッピングするよう構成されていることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記前変調プロセッサ（１０８）はさらに、前記サブ可聴周波数帯を超える量だけ実数ベースバンドデジタル信号の側バンドをアップシフトし、該アップシフトした側バンド信号の実数成分を抽出して前記アナログＦＭ送信器の前記直接マイクロフォン音声入力部（３０）に加えるためにベースバンドＴＸ信号に前記抽出した成分を変換するよう構成されていることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項５】
アナログＦＭトランシーバの直接スピーカ音声出力部からのベースバンド受信信号を解読するための装置であって、
前記アナログＦＭトランシーバは、音声受信周波数帯、サブ可聴周波数帯、及び直接スピーカ音声出力部（３１）を有し、
前記装置は、
ベースバンド受信信号をデジタル信号に変換するよう構成されたアナログ・デジタルコンバータであって、前記ベースバンド受信信号は、一定エンビロープでデジタル符号化ＲＦ ＲＸ信号のＦＭアナログ復調の結果生ずると共に前記ＦＭトランシーバの前記音声受信周波数帯内で周波数を占める直接スピーカ音声出力部（３１）から受信されるアナログ・デジタルコンバータ（２０２）と、
変換されたベースバンド音声信号を使用してスピーカ音声信号（２１）を発生するよう構成された後復調プロセッサ（２０４）とを有し、
前記スピーカ音声信号は、前記デジタル符号化ＲＦ ＲＸ信号を発生するために使用される音声信号を複製することを特徴とする装置。
【請求項６】
前記後復調プロセッサ（２０４）はさらに、前記サブ可聴周波数帯に依存する量だけ前記直接スピーカ音声出力信号の側バンドをダウンシフトし、該ダウンシフトした側バンド信号の実数成分を抽出して該抽出した成分を変換するよう構成されていることを特徴とする請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記装置はさらに、ＴＸ−ＲＸ無線経路、不完全な音声濾波の一方又は双方の不完全の結果生ずる歪を低減するために中間信号を適応等化するよう構成されていることを特徴とする請求項５記載の装置。
【請求項８】
前記ＦＭトランシーバ（２４）はＦＭ送信器を具備し、
該ＦＭ送信器は、送信音声周波数帯、サブ可聴周波数帯及び直接マイクロフォン音声入力部（３０）を有し、
前記装置はさらに、マイクロフォン（１６）からのアナログ音声信号（１９）をデジタル化し、該デジタル化された音声信号から、前記アナログＦＭトランシーバの前記送信音声周波数帯内に含まれると共に一定エンビロープを有するベースバンド送信信号を発生し、該発生したベースバンド送信信号を前記直接マイクロフォン音声入力部に印加することにより、一定のエンビロープを有するデジタル符号化ＲＦ ＴＸ信号を送信するよう構成されていることを特徴とする請求項５記載の装置。
【請求項９】
前記装置は、前記デジタル化音声信号を符号化するよう構成されたボコーダ（１０４）と、デボコーダ（２０８）とをさらに具備し、
前記変換されたベースバンド音声信号を使用してスピーカ音声信号を発生させるために、前記装置は中間デジタル信号をデボコードするよう構成されたことを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記装置は、前記サブ可聴周波数帯を回避するのに十分な量だけ実数ベースバンドデジタル信号の側バンドをアップシフトし、該アップシフトされた側バンド信号の実数成分を抽出し、前記直接マイクロフォン音声入力部に印加するために前記抽出された成分を実数ベースバンド信号に変換するよう構成されると共に、前記サブ可聴周波数帯に依存した量だけ前記直接スピーカ音声出力の側バンドをダウンシフトし、該ダウンシフトした側バンド信号の実数成分を抽出して該抽出した成分を実数ベースバンドアナログ受信信号に変換するよう構成されていることを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１１】
前記ＦＭトランシーバ（２４）及びスピーカ・マイクロフォン（１８，１６）の間で、前記ＦＭトランシーバ（２４）に対して外部で接続されているよう構成された請求項８記載の装置。
【請求項１２】
マイクロフォン（１６）からの音声信号をベースバンド信号に変換する装置であって、
前記マイクロフォンからのアナログ受信信号をデジタル化するアナログ・デジタルコンバータ（１０２）と、
デジタル化された信号を処理する前変調プロセッサ（１０８）とを具備し、
前記デジタル化信号の側バンドスペクトルは、所定量だけサブ可聴周波数から離れる方向にシフトされて前記ベースバンド信号を発生することを特徴とする装置。
【請求項１３】
前記デジタル化された信号は、実数ベースバンドデジタル信号を有し、
前記前変調プロセッサ（１０８）は、実数ベースバンドデジタル信号の側バンドをアップシフトするよう構成され、
前記所定量は少なくとも300Hzであることを特徴とする請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
前記デジタル化された信号は、実数ベースバンドデジタル信号を有し、
前記前変調プロセッサ（１０８）は、実数ベースバンドデジタル信号の側バンドをアップシフトするよう構成され、
前記所定量は少なくとも600Hzであることを特徴とする請求項１２記載の装置。
【請求項１５】
前記前変調プロセッサ（１０８）は、一定エンビロープを有するデジタル符号化送信信号を発生するよう構成されていることを特徴とする請求項１２記載の装置。
【請求項１６】
前記装置は、スピーカ（１８）と、該スピーカからのデジタル化信号を処理するよう構成された後復調プロセッサ（２０４）とを具備し、
前記直接スピーカ音声出力の側バンドは、前記サブ可聴周波数帯に依存する量だけダウンシフトことを特徴とする請求項１２記載の装置。
【請求項１７】
前記装置は、訓練シーケンスを発生する訓練シーケンス発生器（１１３）をさらに具備することを特徴とする請求項１２記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線デジタル送受信用の方法及び装置に関し、特に無線アナログＦＭトランシーバをデジタル送受信に適合させる方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
少なくとも１個の公知のデジタルトランシーバは、デジタルデータを送受信するようトランシーバに内蔵された特化された回路（すなわち、アナログＦＭのみを送受信するトランシーバの回路とは異なる回路）及びソフトウエアを有する。このように特化された回路を有するトランシーバは、通常、単純なアナログＦＭ専用のトランシーバよりも高価である。
【０００３】
デジタル通信機器の費用を削減しようとするいくつかの公知の方法は、トランシーバに変更を要することなくデジタル情報を送受信するためにアナログＦＭトランシーバを使用する。しかし、この技法の問題点は、従来のアナログＦＭトランシーバが300Hz以下の音声可聴周波数を通さないことである。この低い音声周波数は、明瞭な音声を維持するには必要なく、さらに、多くのトランシーバは、連続トーン符号スケルチシステム（ＣＴＣＳＳ）用の67〜250.3Hzの低周波数音声帯域を使用する。以下では、直流から約300Hzまでのこの周波数帯を「サブ可聴周波数帯」又は単に「サブ可聴周波数」と称する。アナログＦＭトランシーバにおけるベースバンド濾波（filtering）は、送受信される音声からサブ可聴周波数を拒絶するのが代表的である。この拒絶は、アナログＦＭトランシーバで外部処理してデジタル変調信号（例えば、公安無線システムでは使用される標準であるＣ４ＦＭ等）を生成又は復調することを困難ないし不可能にするのが通常である。濾波は、アイパターンのインテグリティを維持すること等の伝送品質を確保するよう保持されなければならない直流付近の周波数成分を除去するからである。また、代表的なアナログＦＭトランシーバが通す音声周波数は、約3000Hzを超えない。より高い周波数は、明瞭な音声通信には不要であるからである。この最大周波数の制限は、デジタルデータ用に使用できるバンド幅に上限を与える。以下、約300〜3000Hzの周波数を「音声周波数帯」又は単に「音声周波数」と称する。トランシーバの送信部又は別の送信器に言及する場合、これらの周波数を「送信音声周波数帯」と称することがある。トランシーバの受信部又は別の受信器に言及する場合、これらの周波数を「受信音声周波数帯」と称することがある。
【特許文献１】特開平６−２９１７８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
さらに、代表的なアナログＦＭトランシーバの送受信経路においてやや緩い応答音声許容差を考えると、送受信経路を通るデジタル信号のインテグリティを維持するのに必要な、平坦な大きさ、線形位相周波数応答からの重大なずれを生ずるおそれがある。また、アナログＦＭ信号を取り扱うためには代表的なアナログＦＭトランシーバに使用される濾波が適当である場合でさえ、このような濾波は、容認できるデジタルアイパターンを達成するには多すぎる歪を生ずるおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の解決手段は、マイクロフォンからの音声信号を、アナログＦＭ送信器で送信するのに適するベースバンド送信信号へ変換するための内蔵装置により提供される。このアナログＦＭ送信器は、送信音声周波数帯、サブ可聴周波数帯、及び直接マイクロフォン音声入力部を有する。この装置は、マイクロフォンからの受信アナログ音声信号をデジタル化するよう構成されたアナログ・デジタルコンバータを有する。この装置はさらに、ほぼ送信音声周波数帯内で周波数を占めるベースバンド送信信号を発生するよう構成された前変調プロセッサと、発生したベースバンド送信信号をＦＭ送信器の直接マイクロフォン音声入力部に印加されるアナログ音声出力に変換することにより、一定のエンビロープを有するデジタル符号化ＲＦ ＴＸ（無線送信）信号を送信するよう構成されたデジタル・アナログコンバータとを有する。
【０００６】
また、解決手段は、アナログＦＭ受信器の直接スピーカ音声出力部からのベースバンド受信信号を解読するための内蔵装置により提供される。このアナログＦＭ受信器は、音声受信周波数帯、サブ可聴周波数帯、及び直接スピーカ音声出力部を有する。この装置は、ベースバンド受信信号をデジタル信号に変換するよう構成されたアナログ・デジタルコンバータを有する。ベースバンド受信信号は、一定エンビロープでデジタル符号化ＲＦ ＲＸ（無線受信）信号のＦＭアナログ復調の結果生ずると共にＦＭトランシーバのほぼ音声受信周波数帯内で周波数を占める直接スピーカ音声出力部から受信される。この装置はさらに、変換されたベースバンド音声信号を使用してスピーカ音声信号を発生するよう構成された後復調プロセッサを有する。スピーカ音声信号は、デジタル符号化ＲＦ ＲＸ信号を発生するために使用される音声信号をほぼ複製する。
【０００７】
また、解決手段は、マイクロフォンからのアナログ受信信号をデジタル化するアナログ・デジタルコンバータを有しマイクロフォンからの音声信号をベースバンド信号に変換する装置により提供される。この装置はさらに、デジタル化信号を処理する前変調プロセッサを有する。ここで、デジタル化信号の側バンドスペクトルは、所定量だけサブ可聴周波数から離れる方向にシフトされてベースバンド信号を発生する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して本発明を説明する。上述の概略は、以下の本発明の実施形態の詳細な説明と共に、添付図面に関連して読めばよりよく理解されよう。図面が種々の実施形態の作用ブロックの概略図を示す限り、作用ブロックは、ハードウエア回路間の区分を必ずしも示さない。このため、例えば、１個以上の作用ブロック（例えば、プロセッサ又はメモリ）は、一体物のハードウエア（例えば、汎用信号プロトコル、ブロック、ランダム・アクセス・メモリ、ハード・ディスク等）で実施されてもよい。同様に、プログラムは、独立型プログラムであってもよく、オペレーティングシステム内にサブルーチンとして組み込まれてもよく、イントールされたソフトウエアパッケージ内の作用等であってもよい。種々の実施形態は、図面に示された配置及び手段に限定されないことを理解されたい。
【０００９】
本明細書で使用されるように、単数の要素又は工程は、特に排除しない限り、複数の要素又は工程であることを排除するものではないと理解すべきである。さらに、本発明の「一実施形態」についての言及は、引用された特徴を組み込む追加の要素の存在を排除するものとして解釈することを意図してない。また、逆であることを明示しない限り、特定の特性を有する単一又は複数の要素を「具備する」又は「有する」実施形態は、その特定の特性を必ずしも有さないそのような追加の要素を有してもよい。
【００１０】
本発明の一実施形態において、図１を参照すると、アナログＦＭトランシーバ（携帯トランシーバ等）２４用の内蔵されたベースバンドデジタルスペクトル変換装置（ＢＤＳＴ）外部アダプタ１０は、２つのベースバンド処理部、すなわちベースバンド送信処理部（ベースバンドＴＸ処理部）１２及びベースバンド受信処理部（ベースバンドＲＸ処理部）１４を有する。本明細書で言及される「処理部」は、ソフトウエア機能部又はハードウエア機能部のいずれを指してもよい。例えば、ソフトウエアとして、ベースバンドＴＸ処理部１２は、メモリに設けられたこれらの処理を実行するための命令で、１個以上のデジタル信号処理器（ＤＳＰ）内で完全に又は部分的に実施されてもよい。他方、ハードウエアとして、ベースバンドＴＸ処理部１２は、アナログハードウエアにより完全に又は部分的に実施された機能部であってもよい。ベースバンドＴＸ処理部１２は、マイクロフォン入力部１９からの音声信号からベースバンド送信信号（ベースバンドＴＸ信号）２０を発生する。ベースバンド送信信号２０は、直接マイクロフォン音声入力部３０の代わりに使用される。ベースバンドＲＸ処理部１４は、直接スピーカ音声出力部３１からのベースバンド受信信号（ベースバンドＲＸ信号）２２からスピーカ音声信号２１を発生する。
【００１１】
ベースバンドＴＸ信号２０は、（ＴＩＡ Ｐ２５仕様書で定義された）Ｃ４ＦＭ変調等の約2.7kHz以下のバンド幅を有する任意の一定エンビロープデジタル変調に由来する。この2.7kHzバンド幅は、アナログＦＭトランシーバ２４の音声周波数帯の送信、又は音声周波数帯の受信のいずれかにより決定される。これらはいずれも代表的なＦＭトランシーバでは2.7kHz（約300Hzから始まり3000Hzで終わる）であると仮定される。このため、より広い又はより狭い周波数範囲を有する異なるタイプのアナログＦＭトランシーバ２４が使用されると、許容できる周波数範囲は異なる可能性がある。アナログＦＭトランシーバ２４は、本明細書で説明する方法及び装置により、デジタル符号化ＲＦ ＴＸ信号２６を生成すると共にデジタル符号化ＲＦ ＲＸ信号２８を受信する。
【００１２】
アナログＦＭトランシーバ２４のほぼ送信音声周波数帯内で周波数を占めるベースバンドＴＸ信号２０に言及される場合、一般に可聴周波数帯上の最大周波数までの周波数に言及することに留意されたい。
【００１３】
公安通信で使用されるデジタル変調システムであるＣ４ＦＭは、直流まで通してスペクトルコンテントを有する。しかし、ＢＤＳＴ外部アダプタ１０／アナログＦＭトランシーバ２４インタフェースにおけるベースバンドＴＸ信号２０及びベースバンドＲＸ信号２２は、直流から300Hzまでのスペクトルコンテントを有していない。その代わり、通常のベースバンドＣ４ＦＭのスペクトルは、ベースバンドＴＸ信号２０及びベースバンドＲＸ信号２２のいずれも、使用されていないか、又はより代表的には連続トーン符号化スケルチシステム（ＣＴＣＳＳ）用に使用されたサブ可聴周波数帯に重ならないように、ヒルベルト変換及びＢＤＳＴ外部アダプタ１０における混合処理を使用して直流から離れる方向にシフトされる。ベースバンドＲＸ処理部１４は、別のヒルベルト変換及び混合操作を使用することにより、元のＣ４ＦＭベースバンド信号を復元する。このシフトしたベースバンドスペクトルは、代表的アナログＦＭトランシーバが使用する約3000Hzの上側周波数カットオフ内に嵌まる。従来のマイクロフォン１６及び従来のスピーカ１８（例えば小型スピーカ）を、ＢＤＳＴ外部アダプタ１０と共に使用することができる。マイクロフォン１６及びスピーカ１８は、携帯型又はクリップ保持型のスピーカマイク又はハンドセット内で結合することができ、選択されたマイクロフォンレベルに到達するとＰＴＴ（プッシュトゥトーク）信号２３を発生するＰＴＴスイッチ２７又はＶＯＸ回路（図示せず）を具備してもよい。マイクロフォン１６、ＰＴＴスイッチ２７及びスピーカ１８はまた、ＢＤＳＴ外部アダプタ１０として同一の筐体に収容してもよい。
【００１４】
例えば、図１及び図２を参照すると、マイクロフォン１６からのアナログ信号１９は、ＢＤＳＴ外部アダプタ１０の送信処理部１２により処理される。アナログ信号は、Ａ／Ｄコンバータ１０２によりデジタル信号に変換される。追加のアナログ処理（例えば、ゲイン制御、リミッティング等）は、この変換の前に任意に印加してもよいが、本発明の種々の実施形態を実施するには必要ないので、図２に図示されていない。本発明の構造は特に音声通信に有用であるので、構成によっては、一般に「ビット」と呼ばれる１及び０のシーケンスに音声信号を効率的に符号化することにより送信されたバンド幅を小さくするよう、音声エンコーダ（ボコーダ）１０４を提供してもよい。また、構成によっては、デジタル入力ビットを無権限受信者が安全な会話の「盗聴」を困難にする安全データストリームにさらに符号化するために暗号化機能部１０６を設けてもよい。また、デジタルビットストリームは、選択されたデジタル変調スキームで許容できる符号に対応する信号のシーケンスに変換される。例えば、Ｃ４ＦＭ変調の場合、ビットシーケンスは、一般に＋３，＋１，−１，−３で表わされる４個の符号からなるシーケンスにマッピングされる。各符号は、２ビットの情報を表わす。前変調プロセッサ１０８はこのシーケンスからの滑らかなデジタル出力を生成し、サブ可聴周波数帯を占めないように出力からのスペクトルをシフトさせる。このデジタル出力がＤ／Ａコンバータ１１０によりアナログ信号に変換されると、結果は、アナログＦＭトランシーバ２４のマイクロフォン入力に印加されると所望のデジタル符号化ＲＦ ＴＸ信号２６を生成するベースバンドＴＸ信号２０となる。
【００１５】
図２及び図３を参照すると、いくつかの構成において、前変調プロセッサ１０８は、適当に符号化され滑らかにされたベースバンド信号を生成するフィルタリング（例えば、二乗余弦（raised cosine）フィルタ１１２及び逆正弦（inverse sine）フィルタ１１４）を有する。例えば、Ｃ４ＦＭベースバンド信号は、二乗余弦フィルタ（α＝0.2）１１２及び逆正弦フィルタ１１４を通って暗号化機能部１０６からの実数信号入力を濾波することにより生成される。これらのフィルタの出力部において、変調は、Ｐ２５仕様に従ったＣ４ＦＭである。マイクロフォン１６での音声入力用の代表的なＣ４ＦＭベースバンドスペクトル１２４は、逆正弦フィルタ１１４の出力部では図３に示される。
【００１６】
前変調プロセッサ１０８はまた、どのＰＴＴイベントの開始においてもパイロットトーンを発生する正弦波パイロットトーン発生器２５を有する。また、ベースバンドＴＸ処理部１２は、ＰＴＴイベントの必ずしも全てではないが一部の開始時にも短い（例えば200ミリ秒）の訓練シーケンスを発生する訓練シーケンス発生器１１３を有することができる。正弦波パイロットトーン発生器２５及び訓練シーケンス発生器１１３は、アナログＦＭトランシーバ２４のＰＴＴ切替えを提供するためにも使用されるマイクロフォン１６の同じＰＴＴスイッチ２７によりトリガをかけてもよい。パイロットトーンは、デジタル信号として移相器１１８により注入することができ、移相器１１８が使用する複素正弦関数から派生してもよい。ベースバンドＲＸ処理部１４は、ベースバンドスペクトルを元のＣ４ＦＭ形式へ戻すことを容易にするために、別のトランシーバにより送信されたパイロットトーンにロックすることができる。訓練シーケンスは、アナログＦＭ信号経路で導入された歪を除去するよう、ＢＤＳＴ外部アダプタ１０のベースバンドＲＸ処理部１４の適応等化フィルタを校正するために使用してもよい。
【００１７】
本発明のいくつかの構成において、ヒルベルト変換プロセッサ１１６は、負のスペクトルが除去された実数ベースバンドＣ４ＦＭ信号からＩ及びＱの複素信号を生成する。複素正弦乗算関数であってもよい移相器１１８は、サブ可聴周波数帯から離れる方向にスペクトルを移動するために、ｆsubaudibleで表わされる所定の周波数により実数ベースバンドＣ４ＦＭのスペクトルからシフトした上側の側バンドスペクトルを有する複素信号を生成する。少なくとも１個の構成において、300Hzカットオフの若干上の音声周波数帯で生ずることが多い歪を回避するのに十分なｆsubaudibleは600Hzである。構成によってはデエンファシスフィルタ１２２によりさらに濾波されたベースバンドＴＸ信号２０は、図３に「実数部」として示された実数部／ダウンシフト関数１２０により発生される。実数ベースバンドＴＸ信号２０は、アナログＦＭトランシーバ２４のマイクロフォン入力へ提供することができる。すなわち、x(nT)が逆正弦フィルタ１１４のベースバンド出力であり、y(nT)がマイクロフォン入力へのベースバンド出力である場合、
【数１】
2008206154.tif 000003
である。
ここで、
【数２】
2008206154.tif 000004
は、x(nT)のヒルベルト変換である。このヒルベルト変換
【数３】
2008206154.tif 000005
は、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタを実施するようプログラムされたＢＤＳＴ外部アダプタ１０内のＤＳＰを使用して実施することができる。
【００１８】
結果として得られた、スペクトル１２６により表わされた実数ベースバンド信号２０は、Ｃ４ＦＭベースバンドスペクトル１２４の元のスペクトル情報を全て保持しているが、約−ｆsubaudibleから＋ｆsubaudibleまでの「穴」１２８を含んでいる。
【００１９】
ＦＭトランシーバ２４は通常、送信信号に対しては標準周波数プリエンファシスを、受信信号に対しては補償周波数デエンファシスを提供する。送信デジタル信号のバンド幅を小さくするために、アナログＦＭトランシーバ２４における送信プリエンファシスフィルタの作用を効果的に無効にする任意のデエンファシスフィルタ１２２を実数部１２０から実数ＴＸベースバンド信号２０に適用してもよい。
【００２０】
スペクトル１２６及び実数ＴＸベースバンド信号２０で表わされるシフトされたＣ４ＦＭベースバンド信号は、以後、「Ｓ−Ｃ４ＦＭ」と称する。Ｓ−Ｃ４ＦＭベースバンドＴＸ信号２０は、多くの既存のアナログＦＭトランシーバが使用する最も単純な定エンビロープ直接ＦＭ技法により、アナログＦＭトランシーバ２４ででも周波数変調することができる。
【００２１】
図４に図示されるベースバンドＲＸ処理部１４は、ベースバンドＴＸ処理部１２の逆を実行する。信号処理の流れが右から左である図４を参照すると、デジタル符号化されたＲＦ ＲＸ信号２８は、アナログＦＭトランシーバ２４のＦＭ復調器により復調され、ベースバンドＲＸ信号２２を生成する。このアナログ信号は、ベースバンドＲＸ処理部１４のＡ／Ｄコンバータ２０２によりデジタル化される。デジタル化された信号は後復調プロセッサ２０４により操作される。後復調プロセッサ２０４は、図示の構成では元のＣ４ＦＭ形式に戻るようスペクトルをダウンシフトし、４符号である＋３，＋１，−１，−３を抽出し、送信トランシーバで使用された安全符号化を除去する作動暗号解読機能部２０６に送られるビットストリームに変換する。デジタルＲＦ ＲＸ信号２８を発生させるためにボコーダが使用される構成においては、ベースバンドＲＸ処理部１４は、ボコーディングを反転させると共にデジタルビットストリームをデジタル音声信号に変換するデボコーダ２０８を有する。次に、Ｄ／Ａコンバータ２１０がスピーカ１８又はヘッドフォンに適するアナログ音声信号２１を発生する。図４には示されておらず、本発明の種々の実施形態を実施するには必要ないが、追加のアナログ処理又は増幅は通常、Ｄ／Ａコンバータ２１０及びスピーカ１８間の信号経路に組み込まれる。例えば、更なる増幅及び減衰、音声周波数応答の整形（例えば、音声の明瞭さを改善するために、低音域、高音域を強調すること）をすることができる。
【００２２】
いくつかの構成において、信号の流れが右から左である図５を参照すると、後復調処理部２０４は、アナログＦＭトランシーバ２４の受信部に通常置くデエンファシスフィルタを補償するプリエンファシスフィルタ２１２を有する。プリエンファシスフィルタ２１２の出力は、本実施形態では構成が周波数シフトされたＳ−Ｃ４ＦＭベースバンド信号であるが、直流から300Hzまでのサブ可聴周波数のエネルギーがほぼ０の、図５の関連するスペクトル２２６により表わされたベースバンド信号である。
【００２３】
受信したＳ−Ｃ４ＦＭベースバンド信号の周波数シフトを元に戻すために、ヒルベルト変換処理部２１４が、ベースバンド信号２２６からＩ及びＱ複素信号を作り出し（負の周波数側バンドを除去）し、複素乗算関数２１６がｆsubaudibleだけ（例えば600Hzだけ）このスペクトルをダウンシフトし、次に、Ｉ成分が実数部／ダウンシフト関数２１８により除去されて別の処理のために実数ベースバンド信号２３０（図には復元したベースバンドＣ４ＦＭスペクトル２３０として表わされる）に変換して戻す。より特定すると、y(nT)がトランシーバからサンプリングされたベースバンド入力である場合、以下のz(nT)はこの処理の出力である。
【数４】
2008206154.tif 000006
【００２４】
ＳＳＢの最高復調については、式（２）の複素正弦関数は、式（１）のベースバンドＴＸ処理部１２で使用された複素正弦関数の周波数及び位相と合致する。上述したように、送信トランシーバによりベースバンド信号に注入された正弦波パイロットトーンに発振器をロックするために、位相ロックループ（ＰＬＬ）技法を使用することができる。
【００２５】
本発明の構成により、イコライザ２２０を設けてもよい。イコライザ２２０は、アナログＦＭトランシーバ２４内でアナログＦＭ ＴＸ及びＲＸ信号経路により300〜3000Hzの範囲で導入された種々の形態の歪（例えば、プリエンファシス濾波、デエンファシス濾波、後変調リミッタ濾波等）を改良する受信適応イコライザであってもよい。例えば、イコライザ２２０は、タップウエイトを決定する送信訓練シーケンスを使用する最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）の判定基準に基づく線形適応フィルタであってもよい。イコライザ２２０用に設けられたタップの数は、等化される歪の重大性及び特性に依存して変更することができる。
【００２６】
次に、Ｐ２５仕様に従ってＣ４ＦＭ信号用に最大限のアイパターンを達成するため、要するに「目を開ける」ために、スライドウインドウ積分器２２２が必要な部品として設けられる。スライドウインドウ積分器２２２からの出力としてのＣ４ＦＭ信号の代表的なアイパターン２３２は、図５に図示されている。次に、受信信号に符号の値（＋３，＋１，−１，−３）を決定し、（送信時に暗号化される場合）暗号解読機能部２０６により暗号が解読できる信号を生成するよう符号値をビットに変換する符号ビットデコーダ２２４が設けられる。暗号解読機能部２０６は、選択されたデジタル変調スキームの符号の暗号を、デボコーダ２０８により解読され次にＤ／Ａコンバータ２１０及びスピーカ１８により音声信号に復元され得るビットシーケンスに解読する。
【００２７】
本発明の種々の実施形態が、トランシーバに対するいかなる変更をも要することなく、デジタル情報の送受信用のアナログＦＭトランシーバを使用することができる方法及び装置を提供することを理解されたい。種々の実施形態は、デジタルデータを送受信するためにアナログＦＭトランシーバに特別の回路及びソフトウエアを必要としない。（送信信号用の）マイクロフォン入力及び（受信信号用の）スピーカ出力へのインタフェースを有する外部アダプタ（例えば、ＢＤＳＴ外部アダプタ１０）は、この目的のためにいくつかの実施形態で提供される。デジタルデータは、スピーカ／マイクロフォン及びトランシーバ間にＢＤＳＴ外部アダプタ１０を使用して形成され、同じＢＤＳＴ外部アダプタ１０を使用して復調される。ＢＤＳＴ外部アダプタ１０は、アナログＦＭトランシーバ用に代表的な周波数応答と両立することができ、盗聴からの安全等のデジタル伝送に関連する多くの利点を提供することができる。また、アナログＦＭトランシーバよりもアンテナＦＭ送信器、アナログＦＭ受信器を使用した本発明の構成において、本発明の利点の少なくともいくつかは、ベースバンドＴＸ処理部又はベースバンドＲＸ処理部のみを有するＢＤＳＴ１０により達成することができる。さらに、本発明の構成は、デジタル化ベースバンド信号へ、又はデジタル化ベースバンド信号から干渉されること無く、ＣＴＣＳＳトーンを送受信することができる。
【００２８】
本発明を種々の特定実施形態により説明したが、当業者であれば、本発明の種々の実施形態を特許請求の範囲の真髄の範囲内で変更を加えて実施することができることを理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態に従って構成された、プッシュトゥトーク（ＰＴＴ）スピーカマイク及び従来のＦＭトランシーバ間に作動結合されたベースバンドデジタルスペクトル変換装置（ＢＤＳＴ）のブロック図である。
【図２】図１のＢＤＳＴの送信処理部を示す概略ブロック図である。
【図３】図２の前変調処理ブロックを示すより詳細な概略ブロック図である。
【図４】図１のＢＤＳＴの受信処理部を示す概略ブロック図である。
【図５】図４の後復調処理ブロックを示すより詳細な概略ブロック図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０    装置
１６    マイクロフォン
１８    スピーカ
１９    アナログ音声信号
２０    アナログ音声出力信号
２１    スピーカ音声信号
２４    ＦＭトランシーバ
３０    直接マイクロフォン音声入力部
３１    直接スピーカ音声出力部
１０２  アナログ・デジタルコンバータ
１０４  ボコーダ
１０８  前変調プロセッサ
１１０  デジタル・アナログコンバータ
１１３  訓練シーケンス発生器
２０２  アナログ・デジタルコンバータ
２０４  後復調プロセッサ
２０８  デボコーダ
【図１】
2008206154.tif 000007
【図２】
2008206154.tif 000008
【図３】
2008206154.tif 000009
【図４】
2008206154.tif 000010
【図５】
2008206154.tif 000011