无线通信系统及其利用系统的制作方法
本发明涉及使用实现高度可靠的无线通信的无线设备的无线通信系统及其利用系统，特别涉及如下无线通信系统及其利用系统：安置无线设备的环境具有反射或散射电波的障碍物，使用由于障碍物而产生的多重波，在发送点与接收点之间形成多个可识别的无线传输路径，能够将此用于产率传输信息。
背景技术：
为了实现可持续发展的产业，社会上要求实现使能量消耗的高效化和产业废弃物削减并存的新的能量的产生及分配系统。在世界各地正在推动构建这样的以能量产生及分配为目的的新的能量及通信融合网络。
该能量及通信融合网络的目标在于：用该网络来连接参与能量的产生及分配以及消耗的各种机器，由所有或者特定的机器共用与各种机器的工作状况以及周围环境有关的信息，使用该信息控制用网络连接的机器的工作状态，使通过网络结合的所有机器所达到的性能系统整体地最佳。
在该网络的实现中，应结合的机器的总数非常大，所以为了减少网络的导入成本以及保养成本，期待使用无线网络。
关于无线网络，虽然能够期待其导入、保养成本的下降，但另一方面存在如下问题：由于作为无线通信的传输介质的电磁波的物理性质而在网络上流动的数据暴露于来自外部的噪音、干扰波，所以难以确保对使用该数据的各种机器的控制或监视信息的可靠性。
特别是在用能量及通信融合网络结合的各种机器生成并分配电力、自来水、燃气等直接关系到普通居民的生活的资源的情况下，由于该数据的劣化以及欠缺，居民生活必然会受到重大打击，所以为了通过无线技术实现能量及信息融合网络，必须解决难以确保对各种机器的控制或监视信息的可靠性的问题。
在基于无线的通信中，存在于通信的发送点与接收点之间的各种机器作为电磁波散射体起作用，所以由于各种机器引起的反射而经由多个多重反射传播通路，通过从发送点至接收点的多个不同的路径而进行基于无线的通信。基于多重反射的多个路径在发送点和接收点是固有的，关于除了发送点和接收点以外的其它空间点，来自发送点的信号经由与从发送点至接收点的多个路径不同的路径而到达其它空间点，从其它空间点产生的信号也经由与从发送点至接收点的多个路径不同的路径而到达接收点。
因此，通过选择或者组合从发送点至接收点的多个路径而产生在发送点与接收点之间传输无法在其它空间点获得的信息的可能性。作为使用这样的原理的背景技术，有专利文献1。在专利文献1中，将应传输的信息信号数字化，将平衡调制器和正交的2个天线用于发送机，使极化波的旋转、固定这2个状态与数字信号对应而进行数据传输。另外，在专利文献2中，根据应传输的信息信号生成2个系列的数据，使用不同旋转方向的旋转极化波发送各个系列的数据。
专利文献1：日本特开平10-135919号公报
专利文献2：日本特开2006-254112号公报
技术实现要素：
在这些背景技术中，针对在发送与接收之间传输过程中的信号所受到的噪音及干扰，前者避免对极化波的扰乱，后者通过2个不同的极化波与单一极化波相比减轻对极化波的扰乱，从而提高发送与接收之间的可靠性。
无论在哪个技术中，都将存在于发送与接收之间的多个传播通路笼统为一个传输路径进行通信，针对在发送与接收之间产生的不同的多个场所产生的针对信号的噪音附加及干扰而无法分别应对该噪音及干扰，在确保发送与接收之间的通信可靠性方面产生问题。
由此，本发明要解决的课题在于提供如下无线通信系统及其利用系统：在发送机与接收机之间存在多个电磁波的散射体，从发送机发射的电磁波由于散射体而受到多重反射，它们相互干涉而到达接收机，在这样的电波环境下，针对在发送与接收之间不同的多个场所产生的对信号的噪音附加及干扰，将它们去除或者减少而在发送与接收之间实现高度可靠的通信。
由此，本发明的无线通信系统，包括：发送机，将强相关符合叠加到极化波旋转的载波而发送载波；以及接收机，使用来自发送机的接收极化波中的强相关码来确立发送机与接收机的同步，其中，接收机利用多个不同的极化波接收信号，关于多个接收极化波的各接收极化波，使用与接收极化波对应的接收信号和强相关码的相关值来确立发送机与接收机的同步，将相关值与阈值进行比较而抽取特定的接收极化波以及与该极化波对应的接收信号，根据同步定时的偏差计算发送极化波角度，使用与多个发送极化波角度对应的特定的接收极化波以及针对该极化波的接收信号，将由不同的传导路径传输的信号分离、选择。
根据本发明，具有如下效果：在发送机与接收机之间存在多个电磁波的散射体，从发送机发射的电磁波由于该散射体而受到多重反射，它们相互干涉而到达接收机，在这样的电波环境下，能够在发送与接收之间实现时刻变化的多个传输路径，通过对经由这些多个传输路径来到接收机的信号进行选择或者加权合成，能够高度可靠地恢复该信号所包含的信息而实现高度可靠无线通信。
附图说明
图1是示出实施例1的无线通信系统的结构例的图。
图2是示出在具备反射或散射电波的障碍物的环境下的通信的一个例子的图。
图3是示出实施例2的无线通信系统的接收机的结构例的图。
图4是示出实施例3的无线通信系统的接收机以及强相关码的结构例的图。
图5是示出实施例4的无线通信系统的发送机的结构例的图。
图6是示出实施例5的无线通信系统的发送机的结构例的图。
图7是示出实施例6的无线通信系统的接收机的结构例的图。
图8是示出实施例7的无线通信系统的发送机的结构例的图。
图9是示出实施例8的无线通信系统的发送机的结构例的图。
图10是示出实施例9的无线通信系统的接收机的结构例的图。
图11是示出应用了实施例10的无线通信系统的升降机系统的结构例的图。
图12是示出应用了实施例11的无线通信系统的变电设备监视系统的结构例的图。
(符号说明)
1：第1发送天线；2：第2发送天线；3：差拍频率90度相移电路；4：数字信号处理设备；5：强相关码产生器；6：差拍波形产生器；7：90度相移器；8：同步补足用强相关码产生器；9：同步维持用强相关码产生器；11：第1接收天线；12：第2接收天线；13：余弦权重电路；14：正弦权重电路；15：偏角控制电路；16：合成器；17：乘法器；18：可变延迟电路；19：强相关码产生电路；20：解调电路；21：比较器；22：阈值产生电路；23：延迟器；24：基带电路；25：强相关码部分符合产生电路；26：第2解调电路；27：第2可变延迟电路；28：第2乘法器；30：第1频率的余弦发射机；31：第1发送混频器；32：第2发送混频器；33：第2频率的余弦发射机；34：发送加法电路；35：第1频率的正弦发射机；36：第3发送混频器；37：第4发送混频器；38：第2频率的正弦发射机；39：发送减法电路；40：总和电路；41：第1频率的余弦局部发射机；42：第1接收混频器；43：第2接收混频器；44：余弦相移电路；45：第2频率的余弦局部发射机；46：加法分配电路；51：第1频率的余弦局部发射机；52：第1接收混频器；53：第2接收混频器；54：余弦相移电路；55：第2频率的余弦局部发射机；56：减法分配电路；60：第2总和电路；61：强相关码产生器；62：第1数字数据生成电路；63：第1数字信号处理设备；64：强相关码产生器；65：第2数字数据生成电路；66：第2数字信号处理设备；67：乘法器；68：可变延迟电路；69：强相关码产生电路；70：解调电路；71：比较器；72：阈值产生电路；73：延迟器；1100：升降机系统；1101：建筑物；1111：升降吊笼；1102：基站无线设备；1103：基站2正交极化波一体天线；1112：终端站2正交极化波一体天线；1114：高频缆线；1113：终端无线设备；1200：变电设备监视系统；1201：变电设备1201；1203：终端站无线设备；1202：终端站2正交极化波一体天线；1211：基站装置；1213：基站无线设备；1212：基站2正交极化波一体天线。
具体实施方式
以下，使用附图说明本发明的实施例。
实施例1
在实施例1中，说明针对在发送与接收之间在不同的多个场所产生的对信号的噪音附加及干扰，将它们去除或者减少而在发送与接收之间实现高度可靠的通信的无线通信系统的结构例。
图2是示出在具备反射或散射电波的障碍物的环境下的通信的一个例子的图。在该例中，存在于通信的发送点和接收点(发送点tx、接收点rx)之间的各种机器d作为电磁波散射体起作用，所以由于各种机器d引起的反射，经由多个多重反射传播通路，通过从发送点tx至接收点rx的多个不同的路径p来进行通信。另外，此处实施了旋转极化波通信，发送点tx和接收点rx分别具备90度正交的2个天线。旋转极化波通信是指使用极化波以载波频率以下的任意频率与行进方向正交地旋转的电波的通信。此外，旋转极化波的极化面如图示那样旋转，随着时间t的经过，极化面的相位发生变化。因此，一般而言，发送点处的相位(发送侧相位
图1是示出实施例1的无线通信系统的结构例的图。在实施例1的无线通信系统中，针对在发送与接收之间的不同的多个场所产生的对信号的噪音附加及干扰，将它们去除或者减少而在发送与接收之间实现高度可靠的通信。
图1的无线通信系统采用旋转极化波通信。因此，发送机t和接收机r分别具备90度正交的2个天线。发送机t侧的天线at1、at2处于相互正交位置，另外接收机r侧的天线ar1、ar2也处于相互正交位置。如图2所示，被送出的电波w是极化面旋转并且相位随着时间t的经过而发生变化的旋转极化波。
为了实现旋转极化波发送，在接收机t侧，将通过数字信号处理设备4中生成的2个不同频率的信号形成差拍(beat)的发送信号提供给发送天线的一方at1，将相同的发送信号经由差拍频率90度相移电路3提供给发送天线的另一方at2。
发送机t内的数字信号处理设备4包括强相关码产生器5、具有2个频率分量的差拍波形产生器6以及数字数据生成电路11。此处，将由数字数据生成电路11制作出的信号与由强相关码产生电路5制作出的强相关码叠加，对由差拍波形产生器6制作出的载波信号实施调制。
数字信号处理设备4将调制信号(差拍波形产生器6输出)输出2个系统，一方直接从第1发送天线at1作为电波而发射到空间，另一方经由90度相移电路3从第2发送天线at2作为电波而发射到空间。关于发射出的电波，极化波以差拍频率旋转而到达至接收机r。
虽然接收机r通过相互正交的第1接收天线ar1和第2接收天线ar2接收到了从发送机t发射出的电波，但该情况下的接收是由于反射或散射电波的障碍物的影响而通过从发送点tx至接收点rx的多个不同的路径p得到的。因此，可以认为在接收信号中存在来自多个路径的多个接收侧相位θ(以下简称为接收角)，另外存在来自多个路径的多个延迟时间t。可以认为在图2中接收到多个由未知的接收角θ与未知的延迟时间t组合而成的接收信号。
因此，在图2的接收机r侧具备多个接收电路。关于第1接收电路r1，接收角为θ1而具有多个延迟时间t(t，2t，3t··)。关于第n接收电路rn，接收角为θn而具有多个延迟时间t(t，2t，3t··)。其结果是在特定的接收角与特定的延迟时间的组合中检测到高灵敏度的接收。且关于高灵敏度的接收，也可以得到与多个路径对应的多组。
准备了多个的接收电路基本上被做成同一结构，所以此处以第1接收电路r1的例子进行说明。在接收电路r1中，首先具备对来自第1接收天线ar1的信号提供余弦权重的余弦权重电路13和对来自第2接收天线ar2的信号提供正弦权重的正弦权重电路14，通过合成器16将它们相加。在该情况下，关于由接收电路r1提供的权重，接收角为θ1。此外，对应于由设置于各个接收电路的偏角控制电路15指定的极化波角度而设定决定权重的接收角θ1。
通过该一连串的处理，接收到的信号的实际的接收角与预估的角一致的接收电路高灵敏度地得到信号，不一致的接收电路低灵敏度地得到信号。
接下来，通过由强相关码产生电路19生成的强相关码和可变延迟电路18以及乘法器17以及解调电路20，对来自合成器16的合成输出进行滑动相关计算。由强相关码产生电路19生成的强相关码与由发送侧的强相关码产生电路5制作出的强相关码基本上相同。由此，从解调电路20再现在相关度最高的比特位置的信号。将解调电路20的输出通过比较器21与各阈值产生电路22的阈值进行比较，其比较结果δ被输入到基带电路24而保持。
另外，乘法器17的输出通过多个延迟器23的级联连接电路而被提供不同的延迟，时间定时的多个信号e被输入到基带电路24，该时间定时的多个信号e对应于发送机t发送的各发送极化波角度
这样，极化波旋转的发送信号由于存在于发送与接收之间的多个电波散射体而经由不同的多个传播通路，受到不同的固有的极化波角度位移而到达接收机，关于到达接收机的受到不同的极化波角度位移的多个接收信号，一边针对每个极化波角度位移旋转极化波，一边通过接收机来再生，进而，各个再生信号受到不同的延迟t而分离后作为基带电路24的输入。
这样一来，从各接收电路r提供相关比较结果δ、时间定时的多个信号e、由偏角控制电路15指定的极化波角度θ的各信号作为基带电路24的输入，并且能够得到与接收电路的数量相应的量的该组合。该组合反映了由于反射或散射电波的障碍物的影响而从发送点tx至接收点rx的多个不同的路径p，从而明确地区分来自与由偏角控制电路15指定的极化波角度θ不一致的接收电路的组合输出与来自一致的接收电路的组合输出。
利用其结果，基带电路24能够使用具有与不同的发送极化波对应的不同的接收极化波的信号的和，通过数字信号处理重构受到不同的极化波位移的单独的接收信号。
如图1所示，将极化波的旋转周期设为tp，当使用强相关码在发送与接收之间建立了信号的同步之后，从特定的发送信号的开始定时开始，使用延迟器23的延迟量t而按照nt/tp(n：整数)来执行发送极化波的计算。
能够通过相互正交的2个接收天线ar1及ar2、余弦权重电路13和正弦权重电路14来计算接收机r接收的受到多个不同的极化波角度位移的信号的和的、不同接收极化波的值，该值等于控制权重电路13及14的偏角控制电路的输出θi。
基带电路24能够使用这些值、和接收机r使用不同的接收极化波得到的接收信号的值e，通过依照(1)式、(2)式的数字信号处理，单独地再生从发送机经由受到不同的极化波角度位移的不同传播通路的信号。
[数1]
[数2]
首先说明(1)式的想法。接收机r接收以多个极化波角度θ到来的电磁波。机械地旋转接收天线ar来接收该接收波即可，能够通过使用两个正交的天线ar1、ar2的输出并在余弦权重电路13、正弦权重电路14中对它们进行cos、sin的加权而相加来电气地实现。
在以各极化波角度θ到来的电磁波中，有的电磁波有时其电场强度低而无法将叠加于电波的信号恢复。在(1)式中，使用相关比较结果δ判别该弱的信号。(1)式表示对多个极化波角度θ的每个极化波角度θ乘以此时的相关比较结果δ而得到的结果。关于将接收到的电场强度用某个阈值进行比较而得到的答案，在电场强度低的情况下为“0”，在电场强度高的情况下为“1”。因此，去除以相关比较结果δ相当于零的某极化波角度θ接收到的电波。由此，仅使用以原本不同的n种极化波角度接收到的电波中的l(l<n)种接收电波来进行信号处理即可。
接下来说明(2)式的想法。通过上述处理，在接收机r中根据相关比较结果δ从n种极化波角度θ仅选择与l种极化波角度θ对应的接收信号来进行信号处理。
此处，考虑在发送与接收之间在数学上制作l种不同的传输路径。首先，发送极化波角度
在该条件下，从发送机t发送同一信号s，在接收机r中针对不同的l种定时(t＝t/tp，2t/tp，···lt/tp)的每一种定时，将信号关于不同的接收极化波角度而相加。此处设想针对l种传播通路的各传播通路而具有特定系数hi(i＝1，2，···l)，只要对同一信号对应不同的被相加的信号，就能够针对l种传播通路的各传播通路制作出来针对特定系数hi的方程。
其中，接收信号为针对各接收极化波角度θ的关于不同时间的总和，所以如果来到接收机r的多个电磁波的相位随机分布，则在这样状态下方程的常数向量的值变得相等，针对l种传播通路的各传播通路求出特定系数hi的方程变得不稳定。
为了避免这种情况，对常数向量施加任意的权重，而此处选择各接收极化波角度θ的余弦值的倒数。其原因是将该方程的系数矩阵设为发送极化波角度θ与接收极化波角度
于是，系数矩阵的要素是极化波角度的正弦值，所以在针对l种传播通路的各传播通路求出特定系数hi的运算(上述矩阵方程)中，将具有与正弦值的倒数类似的性质的函数与常数向量的要素相乘。为了减小该值的变动，将常数向量的加权设为余弦值的倒数。在将系数向量的要素设为发送极化波角度
在(2)式中，如以上那样，将发送极化波角度
本数字信号处理包括逆矩阵运算，所以在(2)式的矩阵的条件差的情况下无法进行计算而难以单独再生经由不同传播通路的信号。矩阵的条件差的情况正是要识别性质相似的传播通路的情况。
该问题的解决能够通过接收机预先确认以不同的接收极化波得到的接收信号的性质而不使用相似性质的接收信号来实现。只要传播通路经受到一些噪音附加或者干扰，则一些外部干扰就被施加到发送机发送出的强相关码而在接收机中与该强相关码的复制物(replica)的相关计算结果就发生变化，所以取接收信号与强相关码的相关而能够根据其相关值的差异识别不同传播通路。
具体而言，能够根据预先决定了相关值的计算结果的多个阈值将特性不同的传播通路取舍选择成能够进行逆矩阵计算的程度，单独地再生经由不同传播通路的信号。
此外，输入到图1的基带电路24的来自各接收电路r的相关比较结果δ、时间定时的多个信号e、由偏角控制电路15指定的极化波角度θ的各信号分别具有以下含义。首先，相关比较结果δ是判断能否识别接收信号的可否识别信号。根据时间定时的多个信号e，能够推测图2的发送侧的角度
根据实施例1，能够针对多个传播通路的各传播通路单独地再生经由存在于发送机与接收机之间的不同的多个传播通路而传递的信号，所以具有如下效果：针对在发送与接收之间不同的多个场所产生的对信号的噪音附加及干扰，将它们去除或者减少而在发送与接收之间实现高度可靠的通信。
实施例2
在实施例2中，说明针对在发送与接收之间不同的多个场所产生的对信号的噪音附加及干扰，将它们去除或者减少而在发送与接收之间实现高度可靠的通信的无线通信系统的其它结构例。
图3是示出实施例2的无线通信系统的接收机的结构例的图。与图1的实施例1的接收机r不同点在于使用解调信号的质量进行用于单独地再生经由不同传播通路的信号的矩阵计算所需的、以不同的接收极化波得到的接收信号的识别。在实施例1中，使用相关计算的最大值进行接收信号的识别。
在图3的实施例2中，将与各接收极化波对应的解调电路20的解调结果与信号质量阈值产生电路49生成的信号质量阈值通过比较器21比较而输入到基带电路24。
在噪音施加到在发送与接收之间形成的传播通路的情况下，有可能即使基于接收信号与强相关信号的复制物的相关值的计算结果不变低，接收信号的信噪比也大幅劣化。根据本实施例，在针对在发送与接收之间不同的多个场所产生的对信号的噪音附加相对于干扰为主体的情况下，能够提高使针对该噪音附加的发送与接收之间的通信可靠性提高的效果。
实施例3
在实施例3中，说明针对在发送与接收之间不同的多个场所产生的对信号的噪音附加及干扰，将它们去除或者减少而在发送与接收之间实现高度可靠的通信的无线通信系统的其它结构例。
图4是示出实施例3的无线通信系统的接收机以及强相关码的结构例的图。与图1的实施例1的接收机不同点在于实施例3中使用的强相关码被均等分割而各分割出的部分之间的相关值被设定得高。
具体而言，将乘法器17的输出分支出与将强相关码分割出的数量对应的量。而且，各分支部分的电路具备强相关码部分码产生电路25、第2可变延迟电路27、第2乘法器28以及第2解调电路26。另外，分割成第1分支部分的第2解调电路26分配强相关码cc的一部分c1、第2分支部分的第2解调电路26分配强相关码cc的一部分c2。
该分支部分的结构是与基于强相关码产生电路19、可变延迟电路18、乘法器17以及解调电路20的电路结构相同的电路结构，根据该分支部分的结构，使用各接收极化波接收到的信号能够与强相关码的各部分和强相关码的部分码分别进行骑乘相关计算，针对将接收信号在时间轴上分割出的各部分的每个部分进行抽取而输入到基带电路24。
根据实施例3，在分割发送信号的强相关码的各时间区域发送不同的信息，接收机能够在与各时间区域对应的不同的时间将信号分离而再生信息，所以能够在不同的时间区域将信息复用而传输，具有使发送与接收之间的信息传输容量扩大或者信息传输可靠性提高的效果。
实施例4
在实施例中，说明针对在发送与接收之间不同的多个场所产生的对信号的噪音附加及干扰，将它们去除或者减少而在发送与接收之间实现高度可靠的通信的无线通信系统的其它结构例。
图5是示出实施例4的无线通信系统的发送机的结构例的图。与图1的实施例1的发送机t不同点在于作为所使用的强相关码而有cp和cs这两种这点。在图5中，具备用于建立发送与接收之间的同步的同步捕获用强相关码产生电路7和同步维持用强相关码产生电路8，对强相关码产生电路5分别选择性地传输不同的码。
在存在于发送与接收之间的使电磁波散射的物体的变动小的情况下，在接收机r捕获到一次同步之后，发生该同步偏离的情形少的可能性大。根据实施例4，在这样的状况下，如果作为同步捕获用强相关码产生电路7生成的码而使用相关值极大的码，作为同步维持用强相关码产生电路8生成的码而使用具有除了相关值以外的特性的码、例如使用具有强相关特性有周期性的特性的码，则能够在捕获到一次同步之后对通信赋予其它功能。
图5的实施例4的结构适合于由模拟电路构成发送机的情况。
实施例5
在实施例6中，说明针对在发送与接收之间不同的多个场所产生的对信号的噪音附加及干扰，将它们去除或者减少而在发送与接收之间实现高度可靠的通信的无线通信系统的其它结构例。
图6是示出实施例5的无线通信系统的发送机的结构例的图。与图1的实施例1的发送机不同点在于用于对正交天线at1、at2提供具有90度相位差异的信号的电路结构是不同的。通过针对正交天线at1侧进行余弦处理，针对正交天线at2侧进行正弦处理，从而提供具有90度相位差异的信号。
在实施例5中，在数字信号处理设备4中输出强相关码产生器5和数字数据生成电路11的叠加信号。这点与实施例1相同。在图5的结构中，在其后级具备第1频率的余弦发射机30、第1频率的正弦发射机35、第2频率的余弦发射机33、第2频率的正弦发射机38、第1发送混频器31、第2发送混频器32、第3发送混频器36、第4发送混频器37、发送加法电路34以及发送减法电路39。
具体而言，数字信号处理设备4的输出被分支为4个系统，在第1系统中第1频率的余弦发射机30的输出在第1发送混频器31中与数字信号处理设备4的输出相乘，在第2系统中第2频率的余弦发射机33的输出在第2发送混频器32中与数字信号处理设备4的输出相乘。在第3系统中第1频率的正弦发射机35的输出在第3发送混频器36中与数字信号处理设备4的输出相乘，在第4系统中第2频率的正弦发射机38的输出在第4发送混频器37中与数字信号处理设备4的输出相乘。
进而，第1发送混频器31的输出与第2发送混频器31的输出在发送加法电路34中相加而从第1发送天线at1发射，第3发送混频器36的输出与第4发送混频器37的输出在发送减法电路39中相减而从第2发送天线at2发射。
根据实施例5，极化波旋转的发送波能够通过4个发射机、4个混频器、加法电路以及减法电路来实现，能够在数字信号处理中置换它们，所以具有使装置小型化以及减少制造成本的效果。
实施例6
在实施例6中，说明针对在发送与接收之间不同的多个场所产生的对信号的噪音附加及干扰，将它们去除或者减少而在发送与接收之间实现高度可靠的通信的无线通信系统的其它结构例。
图7是示出实施例6的无线通信系统的接收机的结构例的图。与图1的实施例1不同点在于研究了对接收信号赋予权重的部分这点。
该点为代替多个余弦权重电路13、正弦权重电路14、偏角控制电路15以及合成器16，而具备第1频率的余弦局部发射机41、第1频率的正弦局部发射机51、第2频率的余弦局部发射机45、第2频率的正弦局部发射机55、第1接收混频器42、第2接收混频器43、第3接收混频器52、第4接收混频器53、加法分配电路46、减法分配电路56、余弦相移电路44、正弦相移电路54以及总和电路44。
从第1发送天线ar1接收到的信号通过加法分配电路46同相地分支为2路，一方与第1频率的余弦局部发射机41的输出通过第1接收混频器42相乘，另一方与经由余弦相移电路44的第2频率的余弦局部发射机45的输出在第2接收混频器43中相乘，两者成为总和电路44的输入。
同样地，从第2发送天线ar2接收到的信号在减法分配电路56中反相地分支为2路，一方与第1频率的正弦局部发射机51的输出在第3接收混频器52中相乘，另一方与经由正弦相移电路54的第2频率的正弦局部发射机55的输出在第4接收混频器53中相乘，两者成为总和电路44的输入。总和电路44的输出成为乘法器17的输入，正弦相移电路54将其相移量输入到数字电路24。与图1的实施例1同样地，根据不同的相移量将上述结构并联地设置多个。
根据实施例5，无需余弦权重电路以及正弦权重电路就能够实现图1的实施例1的接收机的功能，所以解决了两个权重电路的权重量不平衡所致的接收极化波的极化波角度精度劣化的问题，具有易于使用接收信号的极化波角度的差异来识别不同的传播通路的效果。
实施例7
在实施例7中，说明本发明的针对在发送与接收之间不同的多个场所产生的对信号的噪音附加及干扰，将它们去除或者减少而在发送与接收之间实现高度可靠的通信的无线通信系统的其它结构例。
图8是示出实施例7的无线通信系统的发送机的结构例的图。与图1的实施例1的发送机不同点在于在实施例7中使用的强相关码被均等分割而各分割出的部分(c1、c2、c3、c4)之间的相关值被设定得高。
根据实施例7，在将发送信号的强相关码分割出的各时间区域发送不同的信息，接收机能够在与各时间区域对应的不同的时间将信号分离而传输信息，所以能够在不同的时间区域将信息复用而传输，具有使发送与接收之间的信息传输容量扩大或者信息传输可靠性提高的效果。
实施例8
在实施例8中，说明针对在发送与接收之间不同的多个场所产生的对信号的噪音附加及干扰，将它们去除或者减少而在发送与接收之间实现高度可靠的通信的无线通信系统的其它结构例。
图9是示出实施例8的无线通信系统的发送机的结构例的图。与图6的实施例5的发送机不同点在于将数字信号处理设备4分割为2个系统4a、4b。
第1数字信号处理设备4a输出第1强相关码产生器5a和第1数字数据生成电路11a的叠加信号，第2数字信号处理设备4b输出第2强相关码产生器5b和第2数字数据生成电路11b的叠加信号。
另外，作为用于将来自2个系统4a、4b的数字信号处理设备4的输出作为具有90度相位差异的信号而提供给正交天线at1、at2的电路结构，采用以下结构。具体而言，具备第1频率的余弦发射机30、第1频率的正弦发射机35、第2频率的余弦发射机33、第2频率的正弦发射机38、第1发送混频器31、第2发送混频器32、第3发送混频器36、第4发送混频器37、发送加法电路34以及发送减法电路39。
在该电路结构中，第1数字信号处理设备4a的输出被分支为2个系统，在分支的一方，第1频率的余弦发射机30的输出在第1发送混频器31中与第1数字信号处理设备4a的输出相乘。另外，在分支的另一方，第1频率的正弦发射机35的输出在第3发送混频器36中与第1数字信号处理设备4a的输出相乘。
另外，第2数字信号处理设备4b的输出被分支为2个系统，在分支的一方，第2频率的余弦发射机33的输出在第2发送混频器32中与第2数字信号处理设备4b的输出相乘。另外，在分支的另一方，第2频率的正弦发射机38的输出在第4发送混频器37中与第2数字信号处理设备4b的输出相乘。
之后，第1发送混频器31的输出与第2发送混频器32的输出在发送加法电路34中相加而从第1发送天线at1发射。另外，第3发送混频器36的输出与第4发送混频器37的输出在发送减法电路39中相减而从第2发送天线at2发射。
根据本实施例，能够通过不同的数字数据对构成极化波旋转的发送波的2个频率的信号实施调制来传输该信号，所以具有使发送与接收之间的通信容量或者通信可靠性倍增的效果。
实施例9
在实施例9中，说明针对在发送与接收之间不同的多个场所产生的对信号的噪音附加及干扰，将它们去除或者减少而在发送与接收之间实现高度可靠的通信的无线通信系统的其它结构例。
图10是示出实施例9的无线通信系统的接收机的结构例的图。与图7的实施例6不同点在于追加设置有多个与接收电路部分ra(包括乘法器17、强相关码产生电路19、可变延迟电路18、解调电路20、比较器21、阈值产生电路22、延迟器23以及总和电路40的结构要素)同样的结构rn。所追加设置的接收电路部分rn包括第2乘法器67、第2强相关码产生电路69、第2可变延迟电路68、第2解调电路70、第2比较器71、第2阈值产生电路72、第2延迟器73以及第2总和电路60。
在所追加设置的接收电路部分rn中，第1接收混频器42的输出和第3接收混频器52的输出成为总和电路40的输入，第2接收混频器43的输出和第4接收混频器53的输出成为第2总和电路60的输入，各个总和电路的输出以及正弦相移器电路54的相移量成为基带电路24的输入。
根据实施例9，能够利用图7的实施例6中记载的手段而单独地抽取由包含2个频率分量的极化波旋转的电磁波传输的包含于不同的2个频率分量的信息，所以具有使发送与接收之间的通信容量或者通信可靠性倍增的效果。
实施例10
在实施例10中，说明本发明的针对在发送与接收之间不同的多个场所产生的对信号的噪音附加及干扰，将它们去除或者减少，在发送与接收之间实现高度可靠的通信的无线通信系统的其它结构例。
图11是示出应用了实施例10的无线通信系统的升降机系统的结构例的图。关于实施例10的升降机系统1100，升降吊笼1111升降于被设置升降机的建筑物1101的内部。在建筑物1101的内部的底部以及顶板部，结合设置有具备无线通信系统的发送机以及接收机的基站无线设备1102和基站2正交极化波1体天线1103。
另外，在升降机1111的外部顶板和外部底面分别设置有具备无线通信系统的发送机以及接收机的终端站2正交极化波1体天线1112，使用高频缆线1114结合于终端无线设备1113。
这样，在利用建筑物内的空间且进行与移动体之间的通信的环境下进行升降机系统中的无线通信，基站无线设备1103和终端站无线设备1113将建筑物1101的内部作为无线传输介质，所以电磁波由于建筑物1101的内壁以及升降机的外壁而受到多重反射，形成多重波干涉环境。
根据具备本发明的无线通信系统的发送机以及接收机的基站，能够实现检测来自外界的传播通路改变行为并对该改变补偿发送与接收之间的通信质量的下降的高质量的无线传输，所以能够利用使用该无线设备的无线连接手段而不使用有线连接手段，从建筑物1101远程实施对升降机1111的控制或监视。其结果是能够删除缆线等有线连接手段，能够以更小的建筑物体积实现同一输送能力、或者能够以同一建筑物体积实现通过增大升降机尺寸带来的输送能力的提高。
实施例11
在实施例11中，说明针对在发送与接收之间不同的多个场所产生的对信号的噪音附加及干扰，将它们去除或者减少而在发送与接收之间实现高度可靠的通信的无线通信系统的其它结构例。
图12是示出应用具备实施例11的无线通信系统的发送机以及接收机的无线设备的变电设备监视系统的结构例的图。
变电设备监视系统1200包括多个变电设备1201。各变电设备1201结合设置有具备本发明的无线通信系统的发送机以及接收机的终端站无线设备1203和终端站2正交极化波1体天线1202。另外，在多个变电设备1201的附近，设置有数量少于变电设备1201的数量的多个具备无线通信系统的发送机以及接收机的基站装置1211。基站装置1211结合设置有基站无线设备1213和基站2正交极化波1体天线1212。
在该情况下，变电设备的尺寸是几m的程度，压倒性地大于与作为无线设备使用的电磁波的频率的几百mhz至几ghz对应的波长，所以电磁波由于多个变电设备1201而受到多重反射，形成多重波干涉环境。
在实施例11中，能够实现在多重波干涉环境下检测来自外界的传播通路改变行为并对该改变补偿发送与接收之间的通信质量的下降的高质量的无线传输，所以能够利用使用该无线设备的无线连接手段而不使用有线连接手段，通过多个基站装置1211远程实施对变电设备1201的控制或监视。其结果，能够解决在使用缆线等有线连接手段的情况下作为问题的高压感应电力的问题，能够削减该缆线的铺设成本，所以具有提高变电设备1201的控制或监视系统的安全性以及削减成本的效果。
根据以上说明的本发明，发送机针对极化波旋转的电磁波叠加具有该旋转周期的强相关码，对该码调制信号而发送，接收机具备强相关信号的复制物并接收极化波旋转的信号，利用强相关码建立发送与接收之间的同步，针对发送机发送出的每个极化波而将多个信号分离，针对各极化波的每个极化波计算接收信号与强相关信号的相关而得到相关值，将该相关值与预先设定的阈值进行比较而得到比较值，使用该比较值来选择各极化波的每个极化波的接收波，从选择出的该接收波解调信号。
发送机使用旋转的极化波发送信号，信号由于存在于发送与接收之间的多个作为电波散射体的结构体而受到多重反射，经由不同的路径而受到不同的极化波角度的位移，到达接收机。
由此，接收机利用强相关符合能够知道发送机在哪个定时发送了哪个极化波角度，能够在同一时刻针对受到不同的极化波角度位移的每个接收信号而将与同一发送极化波对应的接收信号分离。
能够通过接收信号与该强相关信号的相关计算而计算被分离出的信号的接收质量，能够针对每个接收质量将被分离出的接收信号分组。接收机通过选择分组得到的接收信号或者对分组得到的接收信号赋予适当的权重而合成，从而能够实现在发送与接收之间存在多个传播通路而将其选择或者合成来进行通信的高度可靠通信。
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