【手続補正書】
【提出日】平成20年6月16日(2008.6.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信側と受信側との間で符号化変調により情報の伝送を行う符号化変調復調方法であって、
前記送信側は、
伝送情報ビット列をカオス生成器に入力して符号化信号系列を生成し、符号化変調方式のカオス伝送信号系列として前記受信側へ伝送するカオス伝送信号系列生成ステップを備え、
前記受信側は、
推定送信系列を生成する推定送信系列生成ステップと、
前記推定送信系列を入力として前記送信側の前記カオス伝送信号系列生成ステップと同一の処理により推定伝送信号系列を生成する推定伝送信号系列生成ステップと、
前記送信側より受信した受信信号系列と前記推定伝送信号系列との誤差を計算し、その最小誤差を与える推定送信系列を前記受信信号系列の復号結果として出力する復号ステップと
を備え、
前記送信側における前記カオス伝送信号系列生成ステップは、
前記伝送情報ビット列と帰還されたカオス系列とを入力として所定の入力側演算を施すことにより入力信号系列を生成する入力側演算ステップと、
前記入力信号系列を入力として前記カオス生成器によりカオス系列を生成するカオス系列生成ステップと、
前記カオス系列を入力として所定の出力側演算を施すことにより前記カオス伝送信号系列を生成する出力側演算ステップと
を備え、
前記受信側における前記推定伝送信号系列生成ステップは、
前記推定送信系列と帰還された推定カオス系列とを入力として前記送信側と同一の入力側演算を施すことにより推定入力信号系列を生成する入力側演算ステップと、
前記推定入力信号系列を入力として前記送信側と同一のカオス生成器により推定カオス系列を生成する推定カオス系列生成ステップと、
前記推定カオス系列を入力として前記送信側と同一の出力側演算を施すことにより推定伝送信号系列を生成する出力側演算ステップと
を備えたことを特徴とするカオス符号化変調復調方法。
【請求項２】
前記所定の入力側演算ｆは、数式ｆ（ｋ，ｓ１（ｋ−１））＝ｓ１（ｋ−１）で表される（但し、ｓ１はカオス生成器への入力信号系列を表し、ｋ＝０，１，…である。）ことを特徴とする請求項１に記載のカオス符号化変調復調方法。
【請求項３】
前記所定の出力側演算ｈは、以下の数式で表されることを特徴とする請求項２に記載のカオス符号化変調復調方法。
【数１】
2005354674.tif 000001
但し、ｂはディジタルの伝送情報ビット列｛０，１｝を表し、ｎ，ｋ＝０，１，…である。
【請求項４】
前記ｓ２（ｋ）は、以下の数式で表されることを特徴とする請求項３に記載のカオス符号化変調復調方法。
【数２】
2005354674.tif 000002
【請求項５】
前記カオス生成器は、円環状カオスの生成方程式を用いて、初期値をｘ0＝Ｒｅ［ｓi（ｋ）］，ｙ0＝Ｉｍ［ｓi（ｋ）］とし、以下の数式で表わされるものとしたことを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載のカオス符号化変調復調方法。
【数３】
2005354674.tif 000003
ｓ1（ｋ）＝ｘ20＋ｊｙ20
【請求項６】
前記所定の出力側演算ｈは、以下の数式で表されることを特徴とする請求項２に記載のカオス符号化変調復調方法。
【数４】
2005354674.tif 000004
但し、ｂはディジタルの伝送情報ビット列｛０，１｝を表し、ｎ，ｋ＝０，１，…である。
【請求項７】
前記所定の出力側演算ｈは、以下の数式で表されることを特徴とする請求項２に記載のカオス符号化変調復調方法。
【数５】
2005354674.tif 000005
但し、ｂはディジタルの伝送情報ビット列｛０，１｝を表し、ｎ，ｋ＝０，１，…である。
【請求項８】
前記出力側演算は、前記カオス系列から振幅、位相とも疑似雑音的に変化するカオス伝送信号系列を生成することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のカオス符号化変調復調方法。
【請求項９】
前記出力側演算は、前記カオス系列から振幅又は位相のいずれか一方のみが変化するカオス伝送信号系列を生成することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のカオス符号化変調復調方法。
【請求項１０】
前記受信側における前記復号ステップは、所定の長さｖｌ以上の各系列に対して、復号拘束長を１増加させる毎に前記推定伝送信号系列を１／２ずつ廃棄して前記誤差計算を行うことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のカオス符号化変調復調方法。
【請求項１１】
送信側と受信側との間で符号化変調により情報の伝送を行う符号化変調復調方法であって、
前記送信側は、
伝送情報ビット列をカオス生成器に入力して符号化信号系列を生成し、符号化変調方式のカオス伝送信号系列として前記受信側へ伝送するカオス伝送信号系列生成ステップを備え、
前記受信側は、
推定送信系列を生成する推定送信系列生成ステップと、
前記推定送信系列を入力として前記送信側の前記カオス伝送信号系列生成ステップと同一の処理により推定伝送信号系列を生成する推定伝送信号系列生成ステップと、
前記送信側より受信した受信信号系列と前記推定伝送信号系列との誤差を計算し、その最小誤差を与える推定送信系列を前記受信信号系列の復号結果として出力する復号ステップと
を備え、
前記受信側における前記復号ステップは、所定の長さｖｌ以上の各系列に対して、復号拘束長を１増加させる毎に前記推定伝送信号系列を１／２ずつ廃棄して前記誤差計算を行うことを特徴とするカオス符号化変調復調方法。
【請求項１２】
前記受信側における前記復号ステップは、復号拘束長を可変的に設定することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載のカオス符号化変調復調方法。
【請求項１３】
前記受信側における前記復号ステップは、復号ビットの確からしさの尺度に基づいて前記復号拘束長を可変的に設定することを特徴とする請求項１２に記載のカオス符号化変調復調方法。
【請求項１４】
前記受信側における前記復号ステップは、前記推定送信系列における復号ビットを０とした場合の前記受信信号系列との最小誤差ｄ０と、前記復号ビットを１とした場合の最小誤差ｄ１とを比較し、前記最小誤差ｄ１の方が小さい場合は前記復号ビットを１と復号し、前記最小誤差ｄ０の方が小さい場合は前記復号ビットを０と復号することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載のカオス符号化変調復調方法。
【請求項１５】
前記受信側における前記復号ステップは、前記最小誤差ｄ０と前記最小誤差ｄ１との差の絶対値を０以上の閾値と比較し、前記差の絶対値が前記閾値以上の場合は復号を行い、前記閾値未満の場合は復号拘束長を増加させて前記最小誤差ｄ０、ｄ１を再計算することを特徴とする請求項１４に記載のカオス符号化変調復調方法。
【請求項１６】
前記送信側における前記カオス伝送信号系列生成ステップは、複数のカオス生成器を用いて、前記伝送情報ビットの値によって異なるカオス生成器によりカオス伝送信号系列を生成することを特徴とする請求項１乃至１５のいずれかに記載のカオス符号化変調復調方法。
【請求項１７】
前記送信側における前記カオス伝送信号系列生成ステップは、縦続又は並列或いはこれらの組合わせにより接続された複数のカオス生成器を用いて前記カオス伝送信号系列を生成することを特徴とする請求項１乃至１６のいずれかに記載のカオス符号化変調復調方法。
【請求項１８】
前記送信側における前記カオス伝送信号系列生成ステップは、
前記カオス伝送信号系列をパケット化すると共に前記カオス生成器によるカオス系列の生成を一旦終了して前記カオス生成器を初期化するパケット化ステップを含むことを特徴とする請求項１乃至１７のいずれかにカオス符号化変調復調方法。
【請求項１９】
前記パケット化ステップは、前記各パケットを終端させる際にテールビットを挿入することを特徴とする請求項１８に記載のカオス符号化変調復調方法。
【請求項２０】
前記カオス伝送信号系列生成ステップの前又は後に実行され且つ雑音的に変化する変調信号を許容する他方式の符号化ステップを更に備えたことを特徴とする請求項１乃至１９のいずれかに記載のカオス符号化変調復調方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
１．送信側と受信側との間で符号化変調により情報の伝送を行う符号化変調復調方法であって、
前記送信側は、
伝送情報ビット列をカオス生成器に入力して符号化信号系列を生成し、符号化変調方式のカオス伝送信号系列として前記受信側へ伝送するカオス伝送信号系列生成ステップを備え、
前記受信側は、
推定送信系列を生成する推定送信系列生成ステップと、
前記推定送信系列を入力として前記送信側の前記カオス伝送信号系列生成ステップと同一の処理により推定伝送信号系列を生成する推定伝送信号系列生成ステップと、
前記送信側より受信した受信信号系列と前記推定伝送信号系列との誤差を計算し、その最小誤差を与える推定送信系列を前記受信信号系列の復号結果として出力する復号ステップと
を備え、
前記送信側における前記カオス伝送信号系列生成ステップは、
前記伝送情報ビット列と帰還されたカオス系列とを入力として所定の入力側演算を施すことにより入力信号系列を生成する入力側演算ステップと、
前記入力信号系列を入力として前記カオス生成器によりカオス系列を生成するカオス系列生成ステップと、
前記カオス系列を入力として所定の出力側演算を施すことにより前記カオス伝送信号系列を生成する出力側演算ステップと
を備え、
前記受信側における前記推定伝送信号系列生成ステップは、
前記推定送信系列と帰還された推定カオス系列とを入力として前記送信側と同一の入力側演算を施すことにより推定入力信号系列を生成する入力側演算ステップと、
前記推定入力信号系列を入力として前記送信側と同一のカオス生成器により推定カオス系列を生成する推定カオス系列生成ステップと、
前記推定カオス系列を入力として前記送信側と同一の出力側演算を施すことにより推定伝送信号系列を生成する出力側演算ステップと
を備えたことを特徴とするカオス符号化変調復調方法。
手段１によれば、送信側において、カオス伝送信号系列生成ステップが伝送情報ビット列をカオス生成器に入力して符号化信号系列を生成し、符号化変調方式のカオス伝送信号系列として受信側へ伝送すると、受信側において、推定送信系列生成ステップが推定送信系列を生成し、推定伝送信号系列生成ステップが推定送信系列を入力として送信側のカオス伝送信号系列生成ステップと同一の処理により推定伝送信号系列を生成し、復号ステップが送信側より受信した受信信号系列と推定伝送信号系列との誤差を計算し、その最小誤差を与える推定送信系列を受信信号系列の復号結果として出力する。従って、カオス系列を用いたアナログ符号化、つまり信号波形による符号化を行うことにより、良好な伝送特性と伝送の秘匿性とを両立することができる。すなわち、低受信信号品質でも比較的良好な伝送誤り率特性が得られ、かつ逐次復号が可能である。さらに通信信号系列がカオスによってランダムに変動するため雑音に近く、他者が通信内容を容易に解読できない秘匿性に優れた情報の伝送を行うことができる。つまり、カオス系列を用いることにより伝送信号が疑似雑音的に変化するため信号自体では伝送情報が明確ではなく、かつ送信側及び受信側で用いるカオス伝送信号系列生成ステップにおけるパラメータを全て把握しなければ、カオス系列の無相関性から他者が復号を行うことがほぼ不可能であることから伝送の秘匿性が実現されている。尚、カオス生成器の種類は何を用いてもよく、複数の系統を混在させてもよい。符号化過程の演算の自由度も高く、符号化率の設定も自由である。
特に、送信側において、入力側演算ステップが伝送情報ビット列と帰還されたカオス系列とを入力として所定の入力側演算を施すことにより入力信号系列を生成し、カオス系列生成ステップが入力信号系列を入力としてカオス生成器によりカオス系列を生成し、出力側演算ステップが、カオス系列を入力として所定の出力側演算を施すことによりカオス伝送信号系列を生成する。一方、受信側において、推定送信系列生成ステップが推定送信系列を生成し、入力側演算ステップは推定送信系列と帰還された推定カオス系列とを入力として送信側と同一の入力側演算を施すことにより推定入力信号系列を生成し、推定カオス系列生成ステップは推定入力信号系列を入力として送信側と同一のカオス生成器により推定カオス系列を生成し、出力側演算ステップは推定カオス系列を入力として送信側と同一の出力側演算を施すことにより推定伝送信号系列を生成し、復号ステップは送信側より受信した受信信号系列と推定伝送信号系列との誤差を計算し、その最小誤差を与える推定送信系列を受信信号系列の復号結果として出力する。尚、入力側演算としては、カオス生成器の収束範囲内の演算であればどのような演算を用いてもよく、出力側演算としては、例えば、最大振幅等を制限する演算を用いてもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
２．前記所定の入力側演算ｆは、数式ｆ（ｋ，ｓ１（ｋ−１））＝ｓ１（ｋ−１）で表される（但し、ｓ１はカオス生成器への入力信号系列を表し、ｋ＝０，１，…である。）ことを特徴とする手段１に記載のカオス符号化変調復調方法。
手段２によれば、送信側において、入力側演算ステップが伝送情報ビット列と帰還されたカオス系列とを入力としてカオス生成器の収束範囲内の演算である入力側演算ｆを施すことにより入力信号系列を生成し、カオス系列生成ステップが入力信号系列を入力としてカオス生成器によりカオス系列を生成し、出力側演算ステップが、カオス系列を入力として所定の出力側演算を施すことによりカオス伝送信号系列を生成する。一方、受信側において、推定送信系列生成ステップが推定送信系列を生成し、入力側演算ステップは推定送信系列と帰還された推定カオス系列とを入力として送信側と同一の入力側演算ｆを施すことにより推定入力信号系列を生成し、推定カオス系列生成ステップは推定入力信号系列を入力として送信側と同一のカオス生成器により推定カオス系列を生成し、出力側演算ステップは推定カオス系列を入力として送信側と同一の出力側演算を施すことにより推定伝送信号系列を生成し、復号ステップは送信側より受信した受信信号系列と推定伝送信号系列との誤差を計算し、その最小誤差を与える推定送信系列を受信信号系列の復号結果として出力する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
３．前記所定の出力側演算ｈは、以下の数式で表されることを特徴とする手段２に記載のカオス符号化変調復調方法。
【数１】
2005354674.tif 000006
但し、ｂはディジタルの伝送情報ビット列｛０，１｝を表し、ｎ，ｋ＝０，１，…である。
手段３によれば、送信側において、入力側演算ステップが伝送情報ビット列と帰還されたカオス系列とを入力としてカオス生成器の収束範囲内の演算である入力側演算ｆを施すことにより入力信号系列を生成し、カオス系列生成ステップが入力信号系列を入力としてカオス生成器によりカオス系列を生成し、出力側演算ステップが、カオス系列を入力として出力側演算ｈを施すことによりカオス伝送信号系列を生成する。一方、受信側において、推定送信系列生成ステップが推定送信系列を生成し、入力側演算ステップは推定送信系列と帰還された推定カオス系列とを入力として送信側と同一の入力側演算ｆを施すことにより推定入力信号系列を生成し、推定カオス系列生成ステップは推定入力信号系列を入力として送信側と同一のカオス生成器により推定カオス系列を生成し、出力側演算ステップは推定カオス系列を入力として送信側と同一の出力側演算ｈを施すことにより推定伝送信号系列を生成し、復号ステップは送信側より受信した受信信号系列と推定伝送信号系列との誤差を計算し、その最小誤差を与える推定送信系列を受信信号系列の復号結果として出力する。尚、出力信号はｂ（ｎ）の違いにより３以上のユークリッド距離を有する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
４．前記ｓ２（ｋ）は、以下の数式で表されることを特徴とする手段３に記載のカオス符号化変調復調方法。
【数２】
2005354674.tif 000007
手段４において、ｓ２（ｋ）は、円環状カオスの生成式により導かれる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
５．前記カオス生成器は、円環状カオスの生成方程式を用いて、初期値をｘ0＝Ｒｅ［ｓi（ｋ）］，ｙ0＝Ｉｍ［ｓi（ｋ）］とし、以下の数式で表わされるものとしたことを特徴とする手段２乃至４のいずれかに記載のカオス符号化変調復調方法。
【数３】
2005354674.tif 000008
ｓ1（ｋ）＝ｘ20＋ｊｙ20 
手段５によれば、上記ｓ1（ｋ）の式より、ｘｌ＋１とｙｌ＋１の式が１出力ごとに２０回繰り返されることになる。なお、出力される伝送信号は振幅と位相が変化するカオス変調信号（ｃｈａｏｓ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ：ＣＳＫ）となる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
６．前記所定の出力側演算ｈは、以下の数式で表されることを特徴とする手段２に記載のカオス符号化変調復調方法。
【数４】
2005354674.tif 000009
但し、ｂはディジタルの伝送情報ビット列｛０，１｝を表し、ｎ，ｋ＝０，１，…である。
手段６によれば、送信側において、入力側演算ステップが伝送情報ビット列と帰還されたカオス系列とを入力としてカオス生成器の収束範囲内の演算である入力側演算ｆを施すことにより入力信号系列を生成し、カオス系列生成ステップが入力信号系列を入力としてカオス生成器によりカオス系列を生成し、出力側演算ステップが、カオス系列を入力として出力側演算ｈを施すことによりカオス伝送信号系列を生成する。一方、受信側において、推定送信系列生成ステップが推定送信系列を生成し、入力側演算ステップは推定送信系列と帰還された推定カオス系列とを入力として送信側と同一の入力側演算ｆを施すことにより推定入力信号系列を生成し、推定カオス系列生成ステップは推定入力信号系列を入力として送信側と同一のカオス生成器により推定カオス系列を生成し、出力側演算ステップは推定カオス系列を入力として送信側と同一の出力側演算ｈを施すことにより推定伝送信号系列を生成し、復号ステップは送信側より受信した受信信号系列と推定伝送信号系列との誤差を計算し、その最小誤差を与える推定送信系列を受信信号系列の復号結果として出力する。尚、変調信号は振幅１で位相のみ変動するカオス位相変調信号（ｃｈａｏｓ  ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ：ＣＰＳＫ）となる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
７．前記所定の出力側演算ｈは、以下の数式で表されることを特徴とする手段２に記載のカオス符号化変調復調方法。
【数５】
2005354674.tif 000010
但し、ｂはディジタルの伝送情報ビット列｛０，１｝を表し、ｎ，ｋ＝０，１，…である。
手段７によれば、送信側において、入力側演算ステップが伝送情報ビット列と帰還されたカオス系列とを入力としてカオス生成器の収束範囲内の演算である入力側演算ｆを施すことにより入力信号系列を生成し、カオス系列生成ステップが入力信号系列を入力としてカオス生成器によりカオス系列を生成し、出力側演算ステップが、カオス系列を入力として出力側演算ｈを施すことによりカオス伝送信号系列を生成する。一方、受信側において、推定送信系列生成ステップが推定送信系列を生成し、入力側演算ステップは推定送信系列と帰還された推定カオス系列とを入力として送信側と同一の入力側演算ｆを施すことにより推定入力信号系列を生成し、推定カオス系列生成ステップは推定入力信号系列を入力として送信側と同一のカオス生成器により推定カオス系列を生成し、出力側演算ステップは推定カオス系列を入力として送信側と同一の出力側演算ｈを施すことにより推定伝送信号系列を生成し、復号ステップは送信側より受信した受信信号系列と推定伝送信号系列との誤差を計算し、その最小誤差を与える推定送信系列を受信信号系列の復号結果として出力する。尚、畳込み符号のパリティにより伝送信号の振幅を変動させ、過去のｂ（ｎ）の違いによってもユークリッド距離が伸びる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
８．前記出力側演算は、前記カオス系列から振幅、位相とも疑似雑音的に変化するカオス伝送信号系列を生成することを特徴とする手段１乃至７のいずれかに記載のカオス符号化変調復調方法。
手段８によれば、出力側演算は、カオス系列から振幅、位相とも疑似雑音的に変化するカオス伝送信号系列を生成するので、極めて秘匿性の高い情報の伝送を行うことができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
９．前記出力側演算は、前記カオス系列から振幅又は位相のいずれか一方のみが変化するカオス伝送信号系列を生成することを特徴とする手段１乃至７のいずれかに記載のカオス符号化変調復調方法。
手段９によれば、出力側演算は、カオス系列から振幅又は位相のいずれか一方のみが変化するカオス伝送信号系列を生成するので、安価なデバイスを用いてカオス伝送信号系列を生成することができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
１０．前記受信側における前記復号ステップは、所定の長さｖｌ以上の各系列に対して、復号拘束長を１増加させる毎に前記推定伝送信号系列を１／２ずつ廃棄して前記誤差計算を行うことを特徴とする手段１乃至９のいずれかに記載のカオス符号化変調復調方法。
手段１０によれば、所定の長さｖｌ未満の系列に対しては全探査を行って誤差計算を行い、ｖｌ以上の各系列に対しては復号拘束長を１増加させる毎に推定伝送信号系列を１／２ずつ廃棄して誤差計算を行うので、計算系列数を常に２ｖｌ個に保つことができ、計算量の発散を防止しつつ復号拘束長を増加させて復号誤り率を低減することができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
１１．送信側と受信側との間で符号化変調により情報の伝送を行う符号化変調復調方法であって、
前記送信側は、
伝送情報ビット列をカオス生成器に入力して符号化信号系列を生成し、符号化変調方式のカオス伝送信号系列として前記受信側へ伝送するカオス伝送信号系列生成ステップを備え、
前記受信側は、
推定送信系列を生成する推定送信系列生成ステップと、
前記推定送信系列を入力として前記送信側の前記カオス伝送信号系列生成ステップと同一の処理により推定伝送信号系列を生成する推定伝送信号系列生成ステップと、
前記送信側より受信した受信信号系列と前記推定伝送信号系列との誤差を計算し、その最小誤差を与える推定送信系列を前記受信信号系列の復号結果として出力する復号ステップと
を備え、
前記受信側における前記復号ステップは、所定の長さｖｌ以上の各系列に対して、復号拘束長を１増加させる毎に前記推定伝送信号系列を１／２ずつ廃棄して前記誤差計算を行うことを特徴とするカオス符号化変調復調方法。
手段１１によれば、送信側において、カオス伝送信号系列生成ステップが伝送情報ビット列をカオス生成器に入力して符号化信号系列を生成し、符号化変調方式のカオス伝送信号系列として受信側へ伝送すると、受信側において、推定送信系列生成ステップが推定送信系列を生成し、推定伝送信号系列生成ステップが推定送信系列を入力として送信側のカオス伝送信号系列生成ステップと同一の処理により推定伝送信号系列を生成し、復号ステップが送信側より受信した受信信号系列と推定伝送信号系列との誤差を計算し、その最小誤差を与える推定送信系列を受信信号系列の復号結果として出力する。従って、カオス系列を用いたアナログ符号化、つまり信号波形による符号化を行うことにより、良好な伝送特性と伝送の秘匿性とを両立することができる。すなわち、低受信信号品質でも比較的良好な伝送誤り率特性が得られ、かつ逐次復号が可能である。さらに通信信号系列がカオスによってランダムに変動するため雑音に近く、他者が通信内容を容易に解読できない秘匿性に優れた情報の伝送を行うことができる。つまり、カオス系列を用いることにより伝送信号が疑似雑音的に変化するため信号自体では伝送情報が明確ではなく、かつ送信側及び受信側で用いるカオス伝送信号系列生成ステップにおけるパラメータを全て把握しなければ、カオス系列の無相関性から他者が復号を行うことがほぼ不可能であることから伝送の秘匿性が実現されている。尚、カオス生成器の種類は何を用いてもよく、複数の系統を混在させてもよい。符号化過程の演算の自由度も高く、符号化率の設定も自由である。
特に、所定の長さｖｌ未満の系列に対しては全探査を行って誤差計算を行い、ｖｌ以上の各系列に対しては復号拘束長を１増加させる毎に推定伝送信号系列を１／２ずつ廃棄して誤差計算を行うので、計算系列数を常に２ｖｌ個に保つことができ、計算量の発散を防止しつつ復号拘束長を増加させて復号誤り率を低減することができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
１２．前記受信側における前記復号ステップは、復号拘束長を可変的に設定することを特徴とする手段１乃至１１のいずれかに記載のカオス符号化変調復調方法。
手段１２によれば、受信側における復号ステップが、復号拘束長を可変的に設定するので、復号拘束長の長さによって計算量とビット誤り率とのトレードオフを得て、受信側のみで復号ビット誤り率を所望に制御することができる。尚、復号拘束長とは、復号結果を得るために用いる信号系列の長さであり、本発明では、復号ステップにおいて誤差計算の対象となる受信信号系列又は推定伝送信号系列の長さを意味する。
１３．前記受信側における前記復号ステップは、復号ビットの確からしさの尺度に基づいて前記復号拘束長を可変的に設定することを特徴とする手段１２に記載のカオス符号化変調復調方法。
手段１３によれば、受信側における復号ステップが、復号ビットの確からしさの尺度に基づいて復号拘束長を可変的に設定するので、復号ビットの確からしさが高いときは復号拘束長を短く設定して計算量を低減し、復号ビットの確からしさが低いときは復号拘束長を長く設定して探索範囲を広げて確からしさを向上させることができる。
１４．前記受信側における前記復号ステップは、前記推定送信系列における復号ビットを０とした場合の前記受信信号系列との最小誤差ｄ０と、前記復号ビットを１とした場合の最小誤差ｄ１とを比較し、前記最小誤差ｄ１の方が小さい場合は前記復号ビットを１と復号し、前記最小誤差ｄ０の方が小さい場合は前記復号ビットを０と復号することを特徴とする手段１乃至１３のいずれかに記載のカオス符号化変調復調方法。
手段１４によれば、最小誤差ｄ０よりも最小誤差ｄ１の方が小さい場合は、０よりも１の方がより確からしい値であるため、復号ビットが１と復号され、最小誤差ｄ１よりも最小誤差ｄ０の方が小さい場合は、１よりも０の方がより確からしい値であるため、復号ビットが０と復号される。尚、最小誤差ｄ０と最小誤差ｄ１とが等しい場合、０と１とで確からしさの優劣がつかないため、復号ビットを任意の値（０又は１）に復号するようにしてもよい。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
１５．前記受信側における前記復号ステップは、前記最小誤差ｄ０と前記最小誤差ｄ１との差の絶対値を０以上の閾値と比較し、前記差の絶対値が前記閾値以上の場合は復号を行い、前記閾値未満の場合は復号拘束長を増加させて前記最小誤差ｄ０、ｄ１を再計算することを特徴とする手段１４に記載のカオス符号化変調復調方法。
手段１５において、最小誤差ｄ０と最小誤差ｄ１との差の絶対値が閾値以上の場合は、受信信号系列と推定伝送信号系列との最小誤差ｄ０、ｄ１の差が十分に大きく、確からしい復号結果を得ることができる。よって、この場合は、復号拘束長を増加させることなく復号を行うことにより、計算量の増大を抑えることができる。一方、最小誤差ｄ０と最小誤差ｄ１との差の絶対値が閾値未満の場合は、最小誤差ｄ０、ｄ１の差が小さく、確からしい復号結果が得ることができない。よって、この場合は、復号拘束長を増加させてｄ０、ｄ１を再計算し、最小誤差ｄ０と最小誤差ｄ１との差の絶対値が閾値以上となるまで復号拘束長の増加と誤差計算とを繰り返すことによって、より確からしい復号結果を得ることができる。
１６．前記送信側における前記カオス伝送信号系列生成ステップは、複数のカオス生成器を用いて、前記伝送情報ビットの値によって異なるカオス生成器によりカオス伝送信号系列を生成することを特徴とする手段１乃至１５のいずれかに記載のカオス符号化変調復調方法。
手段１６によれば、伝送情報ビットの値が０か１かによって、異なるカオス生成器によりカオス伝送信号系列を生成するので、同一の０，１の系列を与えない限り同一のカオス伝送信号系列を得ることができない（換言すれば、復号拘束長が無限大である）ため、良好な伝送誤り率特性を得ることができる。
１７．前記送信側における前記カオス伝送信号系列生成ステップは、縦続又は並列或いはこれらの組合わせにより接続された複数のカオス生成器を用いて前記カオス伝送信号系列を生成することを特徴とする手段１乃至１６のいずれかに記載のカオス符号化変調復調方法。
手段１７によれば、カオス伝送信号系列生成ステップが、縦続又は並列或いはこれらの組合わせにより接続された複数のカオス生成器を用いてカオス伝送信号系列を生成するので、信号系列のランダム性をより増大させて、情報伝送の秘匿性を向上させることができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
１８．前記送信側における前記カオス伝送信号系列生成ステップは、
前記カオス伝送信号系列をパケット化すると共に前記カオス生成器によるカオス系列の生成を一旦終了して前記カオス生成器を初期化するパケット化ステップを含むことを特徴とする手段１乃至１７のいずれかにカオス符号化変調復調方法。
手段１８によれば、カオス伝送信号系列生成ステップは、パケット化ステップにおいてカオス伝送信号系列をパケット化すると共にカオス生成器によるカオス系列の生成を一旦終了してカオス生成器を初期化するので、一部のビットに復号誤りが生じた場合でも、当該ビット以降の系列に誤りが伝搬することを抑制することができる。
１９．前記パケット化ステップは、前記各パケットを終端させる際にテールビットを挿入することを特徴とする手段１８に記載のカオス符号化変調復調方法。
手段１９によれば、パケット化ステップが、各パケットを終端させる際にテールビットを挿入するので、パケット終端付近でのビット誤りを抑制することができる。
２０．前記カオス伝送信号系列生成ステップの前又は後に実行され且つ雑音的に変化する変調信号を許容する他方式の符号化ステップを更に備えたことを特徴とする手段１乃至１９のいずれかに記載のカオス符号化変調復調方法。
手段２０によれば、カオス伝送信号系列生成ステップと他方式の符号化ステップとを組み合わせることにより、復号ステップにおける計算量をより一層低減することができる。例えば、他方式の符号化ステップとしては、雑音的に変化する変調信号を許容する他の符号化（ターボ符号など）、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｉｎｐｕｔ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｏｕｔｐｕｔ）伝送手法、多重伝送手法等を用いることができる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
図３に、受信側に設けられるカオス復号器の構成を示す。図中のカオス生成器、演算部ｆ，ｈなどのカオス系列生成部分は送信側と同一のものを用いる。まず、カオス復号器内の図３左端に示すブロックにおいて、以下の数式で表わす推定送信系列を生成する（推定送信系列生成ステップ）。
【数６】
2005354674.tif 000011
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
次に、この推定送信系列（上記数式）を入力として送信側のカオス伝送信号系列生成ステップと同一の処理により、以下の数式で表わす推定伝送信号系列を生成する（推定伝送信号系列生成ステップ）。
【数７】
2005354674.tif 000012
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
次に、送信側より受信された受信信号系列ｒ（ｋ）と推定伝送信号系列（上記数式）との誤差Ｅｒを算出する。誤差Ｅｒは、以下のように表わされる。
【数８】
2005354674.tif 000013
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
そして、最小誤差ｍｉｎ｜Ｅｒ｜を与える上述した推定送信系列を復号結果とする（復号ステップ）。ここで、ｅｒｒ（）は何らかの距離を導出する関数、例えば、以下の数式に示す２乗ユークリッド距離である。
【数９】
2005354674.tif 000014
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
復号は各ｎ毎に単独に行うこともできるが、ｌビット（ｌ＞０）を１フレームとして、以下に示すように、一括して復号することも可能である。
【数１０】
2005354674.tif 000015
【数１１】
2005354674.tif 000016
【数１２】
2005354674.tif 000017
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
この場合、推定送信系列［数１０］の全系列を生成し、比較する必要がある。誤差の関数として２乗ユークリッド距離を用いる場合、Ｅｒは、以下のように表わされる。
【数１３】
2005354674.tif 000018
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
復号ビット（先頭ビット）が０であるときの推定送信系列を次式に、復号ビットが１であるときの推定送信系列を次々式にそれぞれ表わす。
【数１４】
2005354674.tif 000019
【数１５】
2005354674.tif 000020
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
したがって、本実施形態は、同一の受信信号系列においても、拘束長ｌもしくはｓｈの値の設定により受信側のみでビット誤り率と計算複雑度とのトレードオフを実現することができる。しかし、復号拘束長ｌのときの次式に示す推定送信系列の系列数は２ｌとなるため、ｌの増加に伴いすぐに計算量は発散してしまう。
【数１６】
2005354674.tif 000021
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
これまでの検討では、入力ｂ（ｎ）は１ビットであったが、図７に示すように数ビットのｂ（ｎ）として演算ｆに入力することも可能である。この一度に入力するｂ（ｎ）のビット数をｎｄとし、ｂ（ｎ）に対して出力されるｓ（ｋ）の数をｒｃ個とした場合、ｒｃ／ｎｄ＞１であれば冗長度を付加する符号化を施すことになる。このとき、図６のパケット構成を含めると全体の伝送効率は、次式によって表わされる。
【数１７】
2005354674.tif 000022
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
図９のような等価低域系、ガウス雑音通信路の等価低域系伝送システムにおけるシミュレーションを行い、伝送特性を調べた。なお、以降では受信側での同期は完全に取れていることを仮定する。伝送システムのパラメータは表１のとおりであり、符号化器におけるパラメータは、入力側演算ｆを、
ｆ（ｋ，ｓ１（ｋ−１））＝ｓ１（ｋ−１）  （６）
とし、出力側演算ｈを以下のようにした。
【数１８】
2005354674.tif 000023
【表１】
2005354674.tif 000024
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
ここで、ｓ２（ｋ）は、以下のとおりである。
【数１９】
2005354674.tif 000025
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
カオス生成器には、円環状カオスの生成方程式を用いて、初期値をｘ0＝Ｒｅ［ｓi（ｋ）］，ｙ0＝Ｉｍ［ｓi（ｋ）］とし、以下の（９）式，（１０）式で表わされるものとした。
【数２０】
2005354674.tif 000026
ｓ1（ｋ）＝ｘ20＋ｊｙ20      （１０）
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
（７）式より、出力信号はｂ（ｎ）の違いにより３以上のユークリッド距離を有することになる。（８）式は、（９）式のカオス生成式より導かれる式であり、（１０）式より（９）式は１出力ごとに２０回繰り返されることになる。また、初期値ｓ１（−１）は乱数によって発生させた。なお、出力される伝送信号は振幅と位相が変化するカオス変調信号（ｃｈａｏｓ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ：ＣＳＫ）となる。また、出力側演算ｈを（１１）式のようにすると、変調信号は振幅１で位相のみ変動するカオス位相変調信号（ｃｈａｏｓ  ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ：ＣＰＳＫ）となる。
【数２１】
2005354674.tif 000027
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
用いたトレリス符号は、再帰的組織畳込み符号ＲＳＣ［１  ５／７］であり、ｂ（ｎ）はトレリス符号語のパリティビットとし無符号化情報ビットは伝送しない。そのため、トレリス符号化器による伝送効率の低下はなく、全体の伝送効率は実施例１と同じである。符号化器におけるパラメータは、実施例１の（７）式部分が以下の（１２）式に示すとおりとなり、畳込み符号のパリティにより伝送信号の振幅を変動させ、過去のｂ（ｎ）の違いによってもユークリッド距離が伸びるように設定した。それ以外は、実施例１と同じである。
【数２２】
2005354674.tif 000028