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CN108028695B - 发送机以及接收机 - Google Patents

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CN108028695B
CN108028695B CN201780003185.3A CN201780003185A CN108028695B CN 108028695 B CN108028695 B CN 108028695B CN 201780003185 A CN201780003185 A CN 201780003185A CN 108028695 B CN108028695 B CN 108028695B
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Abstract

使得能够在发送机与接收机之间实现适当的通信。为此，发送机(201)具有：对信息信号(角频率ωI)进行调制并产生偏振面旋转的第1电波(载波角频率ωc)的第1发送部(2011)；和对信息信号(ωI)进行调制并产生偏振面固定的第2电波(载波角频率ωc‑ωp、ωc+ωp)的第2发送部(2012)。另外，接收机(301)具有：将对信息信号(ωI)进行调制且偏振面旋转的第1电波(ωc)进行解调的第1接收部(73)；和将对信息信号(ωI)进行调制且偏振面固定的第2电波(载波角频率ωc‑ωp、ωc+ωp)进行解调的第2接收部(83、87)，基于第1以及第2接收部(73、83、87)的接收结果将信息信号复原。

Description

发送机以及接收机
技术领域
本发明涉及发送机以及接收机。
背景技术
在进行无线通信的发送机与接收机之间存在使电磁波反射、衍射的电波散射体的情况下，在两机之间形成多个无线传播路径。若简单地统一使用这些多个无线传播路径，则在任一传播路径自然或人为地受到影响而改变时，会妨碍无线通信。为此期望能够抑制多个无线传播路径的相关性。
例如，在下述专利文献1中记载了如下内容：根据本发明，关于利用多个发送天线以及接收天线的MIMO-OFDM传输的解调方式，在室外视线环境等中将正交偏振等不同的偏振分配给各收发天线来进行MIMO-OFDM传输的情况下，通过将在接收侧测定出的交叉偏振功率比用于发送侧、接收侧的各发送天线的XPD的调整，能够有效地抑制了各传播路径的相关性，并且能够抑制由于使用偏振而产生的接收分集效应的减少，能够进行MIMO-OFDM传输特性的改善(参考段落0022)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2012-49740号公报
发明内容
发明要解决的课题
根据专利文献1公开的技术，能够在一定程度上抑制多个无线传播路径的相关性。但是，由于发送机以及接收机统一地使用多个传播路径，因此能够抑制多个无线传播路径的相关性的能力有限，存在不能进行合适的通信的情况。
本发明鉴于上述状况而提出，目的在于，提供能够实现合适的通信的发送机以及接收机。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明的发送机特征在于，具有：第1发送部，对信息信号进行调制并产生偏振面旋转的第1电波；和第2发送部，对所述信息信号进行调制并产生偏振面固定的第2电波。
发明的效果
根据本发明，能够在发送机与接收机之间实现合适的通信。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的无线通信系统的框图。
图2是本发明的第2实施方式的无线通信系统的框图。
图3是本发明的第3实施方式的无线通信系统的框图。
图4是本发明的第4实施方式的无线通信系统的框图。
图5是本发明的第5实施方式中的发送机的框图。
图6是本发明的第6实施方式中的接收机的框图。
图7是本发明的第7实施方式的无线通信系统的框图。
图8是本发明的第8实施方式的无线通信系统的框图。
图9是本发明的第9实施方式的无线通信系统的框图。
图10是本发明的第10实施方式中的收发机的框图(1/2)。
图11是本发明的第10实施方式中的收发机的框图(2/2)。
图12是本发明的第11实施方式的升降机系统的示意图。
图13是本发明的第12实施方式的变电站系统的示意图。
具体实施方式
[第1实施方式]
图1是本发明的第1实施方式的无线通信系统的框图。
本实施方式的无线通信系统具有发送机201和接收机301。
<发送机201>
发送机201具有在空间上正交的发送天线1、2。例如若发送天线1的偏振面是垂直(V)，则发送天线2的偏振面成为水平(H)。另外，发送机201具有信息信号产生器4、发送部2011(第1发送部)和发送部2012(第2发送部)。信息信号产生器4输出要传输给接收机301的角频率ωI的信息信号。发送部2011、2012对该信息信号进行调制而生成无线频带的发送信号，将所生成的发送信号提供到发送天线1、2。
在发送部2011中，正交码生成电路(图中记作OCG，以下相同)5输出作为扩频码的正交码#1(第1正交码)，乘法运算器7(第1叠加电路)将正交码#1和信息信号相乘，将信息信号以正交码#1进行扩频。在此，对以下的说明中所用的“旋转偏振”这样的用语进行说明。在电磁波的偏振中，已知直线偏振和圆偏振。将包含电场的振动的朝向和电磁波的传播方向的面称作偏振面，直线偏振是指偏振面恒定的偏振。另外，圆偏振是指偏振面旋转的偏振。“旋转偏振”是圆偏振的一种，是指偏振面的旋转频率比电磁波的载波的频率低的偏振。
在将旋转偏振中的偏振面的旋转角频率设为ωp(旋转频率，其中ωp＞ωI)、时刻设为t时，偏振旋转频率余弦振荡器11(偏振面旋转用振荡器)输出cosωpt，偏振旋转频率正弦振荡器12(偏振面旋转用振荡器)输出sinωpt。乘法运算器13将乘法运算器7的输出信号和cosωpt相乘，乘法运算器14将乘法运算器7的输出信号和sinωpt相乘。载波频率余弦振荡器19(载波用振荡器)在将载波角频率设为ωc(载波频率，其中ωc＞ωp)时，输出cosωct。
乘法运算器17将乘法运算器13的输出信号和cosωct相乘，将乘法运算结果提供到发送天线1。另外，乘法运算器18将乘法运算器14的输出信号和cosωct相乘，将乘法运算结果提供到发送天线2。从发送部2011经由发送天线1、2发送的电磁波成为具有旋转角频率ωp的旋转偏振的电磁波，传播以正交码#1扩频的信息信号。
另外，在发送部2012中，正交码生成电路6输出作为扩频码的正交码#2(第2正交码)，乘法运算器8(第2叠加电路)将正交码#2和信息信号相乘。另外，正交码#2是与上述的正交码#1相互正交的码。载波频率余弦振荡器21输出cos(ωc-ωp)t，载波频率余弦振荡器22输出cos(ωc+ωp)t。
乘法运算器23将乘法运算器8的输出信号和cos(ωc-ωp)t相乘。其乘法运算结果作为载波角频率为ωc-ωp的发送信号而提供到发送天线1。另外，乘法运算器24将乘法运算器8的输出信号和cos(ωc+ωp)t相乘。其乘法运算结果作为载波角频率为ωc+ωp的发送信号而提供到发送天线2。从发送部2012经由发送天线1、2发送的电磁波都是偏振面固定的直线偏振的电磁波，传播以正交码#2扩频的信息信号。
<接收机301>
接收机301为了接收从发送机201发送的电磁波而具有空间上正交的接收天线61、62。例如，若设接收天线61的偏振面是垂直(V)，则接收天线62的偏振面成为水平(H)。乘法运算器73(第1接收部)将接收天线61的接收信号和从载波频率余弦振荡器72输出的cosωct相乘。乘法运算器74(第1逆扩频部)将从正交码生成电路71(第1逆扩频部)输出的正交码#1和乘法运算器73的输出信号相乘。
在乘法运算器73中，对载波角频率为ωc的电磁波进行解调，解调结果在乘法运算器74中被逆扩频。在此，载波角频率为ωc的电磁波是由发送部2011生成、且经由发送天线1、2旋转偏振的电磁波。在该旋转偏振的电磁波的偏振面相对于接收天线61的偏振面正交的定时，接收天线61不再能够接收该旋转偏振的电磁波，乘法运算器73、74的输出信号成为大致零值。另外，该定时由于与旋转偏振的旋转周期同步出现，因此能够表征为“旋转偏振的偏振面的角度”。以下将该角度称作“非检测角θz”。若将非检测角θz的定时除外，则理想上乘法运算器74的输出信号与原本发送机201内的信息信号产生器4输出的信息信号相等。
另外，载波频率余弦振荡器82输出cos(ωc-ωp)t，乘法运算器83(第2接收部)将cos(ωc-ωp)t和接收天线61的接收信号相乘。乘法运算器84(第2逆扩频部)将从正交码生成电路81(第2逆扩频部)输出的正交码#2和乘法运算器83的输出信号相乘。据此，由接收天线61接收到的载波角频率ωc-ωp的接收信号经由乘法运算器83、84被解调、逆扩频。
另外，载波频率余弦振荡器86输出cos(ωc+ωp)t，乘法运算器87(第2接收部)将cos(ωc+ωp)t和接收天线62的接收信号相乘。乘法运算器88(第2逆扩频部)将从正交码生成电路81输出的正交码#2和乘法运算器87的输出信号相乘。据此，由接收天线62接收到的载波角频率ωc+ωp的接收信号经由乘法运算器87、88被解调、逆扩频。
加法运算器64将从乘法运算器84、88输出的信号进行合成。因此，合成后的信号在理想上与原本发送机201内的信息信号产生器4输出的信息信号相等。如此，偏振面固定的载波角频率ωc+ωp的电磁波以及载波角频率ωc-ωp的电磁波以不同的载波角频率以及不同的偏振面传播同一信息信号。因此，通过将这些电磁波单独地进行解调、逆扩频后进行合成，从而加法运算器64能够以大致恒定的强度持续输出信息信号。
减法运算器65从加法运算器64的输出信号减去乘法运算器74的输出信号，并输出减法运算结果。如上所述，若将非检测角θz除外，则理想的是，乘法运算器74的输出信号为原始的信息信号。因此，若将非检测角θz除外，则理想地，减法运算器65的输出信号成为零值。另一方面，在非检测角θz下，由于乘法运算器74的输出信号成为大致零值，因此在理想上从减法运算器65输出非检测角θz下的原始的信息信号。
基带部(图中记作BB模块，以下相同)66若在非检测角θz从减法运算器65接收到信息信号，则进行基于该信息信号的处理。然而，非检测角θz并非仅是一个，在具有多个无线传播路径的情况下，会产生多个非检测角θz。将这些非检测角设为θz1、θz2、...、θzn。减法运算器65针对这些非检测角θz1、θz2、...、θzn的每一个输出信息信号。在该情况下，基带部66根据这些非检测角θz1、θz2、...、θzn对信息信号进行分离，进行基于任一特定的非检测角θzm(其中1≤m≤n)下的信息信号的处理。
<第1实施方式的动作>
从发送机201发送的电磁波在到达接收机301之前被各种电波散射体反射。在此，若电波散射体的表面满足斯涅耳反射定律，则电磁波在电波散射体的表面反射时，会受到该电波散射体的表面的法线矢量和电磁波向该表面的入射矢量所固有的偏振矢量的位移(shift)。然后，经由受到偏振矢量的位移的多个无线传播路径，电磁波到达接收机301。
各无线传播路径一般受到不同的固有的偏振位移。然后，本实施方式中的接收机301能够仅提取以特定的偏振的电磁波(即具有特定的非检测角θzm的电磁波)传输的信号。这与仅捕捉经过特定的无线传播路径而到达接收机301的信息信号是等价的。
如以上那样，根据本实施方式，能够将经由多个无线传播路径传播的信息信号根据非检测角θz1、θz2、...、θzn在时间轴上进行分离，从而仅捕捉特定的非检测角θzm下的信息信号。即，能够选择多个无线传播路径当中的特定的无线传播路径来传输信息信号。由此，能够抑制多个无线传播路径的相关性，能够对于人为或自然的无线传播路径的障碍以及妨碍具有较强的耐性，能够实现适当的通信。
[第2实施方式]
图2是本发明的第2实施方式的无线通信系统的框图。另外，图2中对与图1的各部对应的部分标注相同标号，有时省略其说明。
本实施方式的无线通信系统具有发送机201和接收机302。在此，由于发送机201的构成与第1实施方式的构成(参考图1)同样，因此详述接收机302的构成。
接收机302具有空间上相互正交的3个接收天线61、62、63，这3系统的接收信号被提供到偏振旋转电路60。偏振旋转电路60将接收到的3系统的接收信号变换成空间上正交的2系统的伪接收信号(V′、H′)，并输出。
即，偏振旋转电路60对来自接收天线61、62、63的3系统的接收信号进行角度加权，变换成2系统的伪接收信号(V′，H′)。角度权重例如是欧拉角，是由空间上相互正交的接收天线61、62、63在三维空间假想地形成两个直线偏振天线的角度权重。即，偏振旋转电路60进行动作，使得接收机302假想地形成在任意的方向的空间上正交的两个天线。
从偏振旋转电路60输出的伪接收信号(V′)被提供到乘法运算器73、83，伪接收信号(H′)被提供到乘法运算器87。在接收机302中，从乘法运算器73、83、87到减法运算器65的构成与第1实施方式的构成(参考图1)同样。另外，基带部66与第1实施方式的同样，根据非检测角θz1、θz2、...、θzn将信息信号进行分离，进行基于任一特定的非检测角θzm(其中1≤m≤n)下的信息信号的处理。
进而，基带部66控制偏振旋转电路60的角度权重，使得从减法运算器65输出的信息信号当中的特定的非检测角θzm下的信息信号示出良好的通信品质。经由多个无线传播路径来到接收机302的多个旋转偏振的电磁波被合成。合成后的电磁波具有一个传播方向，成为在与旋转偏振的频率同一频率下进行椭圆旋转的电磁波。
若在偏振旋转电路60中假想形成的两个天线当中的一个天线的方向与该传播方向一致，则接收机302的旋转偏振的接收强度成为零值。另一方面，在假想形成的一个天线的方向与该传播方向正交时，接收机302的旋转偏振的接收强度成为最大。基带部66设定角度加权，使得来自假想形成的两个天线的接收信号的强度尽可能大(理想的是成为最大)，使偏振旋转电路60动作。
如以上那样，根据本实施方式的接收机302，能够提高对特定的无线传播路径的接收灵敏度，因此与第1实施方式的接收机301相比，能够提高复原的信息信号的品质。
[第3实施方式]
图3是本发明的第3实施方式的无线通信系统的框图。另外，在图3中对与图1、图2的各部对应的部分标注相同标号，有时省略其说明。
本实施方式的无线通信系统具有发送机203和接收机303。另外，发送机203具有将从信息信号产生器4提供的信息信号提供到发送天线1、2的2个发送部2031、2032。
<发送机203>
在发送机203的发送部2031中，从信息信号产生器4输出的信息信号在乘法运算器7以正交码#1被扩频。载波频率正弦振荡器31(第1正弦振荡器)输出sinω1t，载波频率正弦振荡器32(第2正弦振荡器)输出sinω2t。在此，角频率ω1(载波频率、第1频率)以及角频率ω2(载波频率、第2频率)是相互接近的(例如ω1为ω2的±10％以内的)载波的角频率。另外，乘法运算器33将乘法运算器7的输出信号和sinω1t相乘，乘法运算器34将乘法运算器7的输出信号和sinω2t相乘。减法运算器35从乘法运算器33的输出信号减去乘法运算器34的输出信号，并将减法运算结果提供到发送天线1。结果，由发送部2031从发送天线1发送的电磁波成为将两个角频率ω1、ω2之差的二分之一设为拍频角频率的正弦拍频波。
另外，载波频率余弦振荡器41(第1余弦振荡器)输出cosω1t，载波频率余弦振荡器42(第2余弦振荡器)输出cosω2t。另外，乘法运算器43将乘法运算器7的输出信号和cosω1t相乘，乘法运算器44将乘法运算器7的输出信号和cosω2t相乘。加法运算器45将乘法运算器43、44的输出信号相加，并将加法运算结果提供到发送天线2。结果，由发送部2031从发送天线2发送的电磁波成为将两个角频率ω1、ω2之差二分之一设为拍频角频率的余弦拍频波。
若将从发送部2031经由发送天线1、2发送的电磁波在空间上合成，则生成将上述的拍频角频率设为偏振面的旋转频率的旋转偏振的电磁波。然后，成为由该旋转偏振的电磁波发送以正交码#1扩频的信息信号。
另外，在发送部2032中，从信息信号产生器4输出的信息信号在乘法运算器8以正交码#2被扩频。乘法运算器46将乘法运算器8的输出信号和cosω1t相乘，并将乘法运算结果提供到发送天线1。乘法运算器47将乘法运算器8的输出信号和cosω2t相乘，并将乘法运算结果提供到发送天线2。从发送部2032经由发送天线1、2发送的电磁波都是偏振面固定的直线偏振的电磁波，传播以正交码#2扩频的信息信号。
<接收机303>
接收机303与第2实施方式的接收机302(参考图2)同样，具有：空间上相互正交的3个接收天线61、62、63；和偏振旋转电路60，其对来自这些接收天线61、62、63的3系统的接收信号进行角度加权，假想行程空间上正交的两个天线，变换成2系统的伪接收信号。
乘法运算器103将所生成的一方的伪接收信号(V′)和载波频率余弦振荡器101输出的cosω1t相乘。另外，乘法运算器104将该一方的伪接收信号(V′)和载波频率余弦振荡器102输出的cosω2t相乘。加法运算器105将乘法运算器103、104的乘法运算结果相加。乘法运算器74将加法运算器105的输出信号和正交码生成电路71输出的正交码#1相乘。由此，以正交码#1扩频的信息信号被解调、逆扩频。
另外，从偏振旋转电路60输出的2系统的伪接收信号被提供到乘法运算器106和乘法运算器107。乘法运算器106将一方的伪接收信号(H′)和cosω1t相乘，乘法运算器107将另一方的伪接收信号(V′)和cosω2t相乘。加法运算器108将乘法运算器106、107的输出信号相加，乘法运算器84将该加法运算结果和正交码生成电路81输出的正交码#2相乘。由此，以正交码#2扩频的信息信号被解调、逆扩频。
减法运算器65(复原部)从乘法运算器74的输出信号减去乘法运算器84的输出信号。由此，与第1、第2实施方式同样地，减法运算器65按非检测角θz1、θz2、...、θzn的每一个输出信息信号。另外，基带部66的功能也与第2实施方式的基带部同样。即，基带部66根据非检测角θz1、θz2、...、θzn将信息信号进行分离，进行基于某特定的非检测角θzm(其中1≤m≤n)下的信息信号的处理。进而，基带部66对偏振旋转电路60的角度权重进行控制，使得从减法运算器65输出的非检测角θzm下的信息信号示出良好的通信品质。
在本实施方式中，由于取代第2实施方式(参考图2)中使用的角频率ωc、ωp而使用相互接近的角频率ω1、ω2，因此容易通过DSP(Digital Signal Processor、数字信号处理装置)等来实现发送机203、接收机303中包含的众多要素。由此，能够使发送机203、接收机303小型化，并且能够抑制电路要素的经年变化以及温度变化，因此能够实现装置的高可靠化以及高寿命化。
[第4实施方式]
图4是本发明的第4实施方式的无线通信系统的框图。另外，在图4中对与图1～图3的各部对应的部分标注相同标号，有时省略其说明。
本实施方式的无线通信系统具有发送机204和接收机304。另外，发送机204具有将从信息信号产生器4提供的信息信号提供到发送天线1、2的2个发送部2011、2042。
<发送机204>
首先，发送部2011与第1实施方式(参考图1)的发送部同样。即，发送部2011将信息信号以正交码#1扩频，将载波角频率为ωc且具有旋转角频率ωp的旋转偏振的电磁波经由发送天线1、2输出。另外，在发送部2042中，从信息信号产生器4输出的信息信号在乘法运算器8以正交码#2被扩频。
载波频率余弦振荡器121输出cosωct，载波频率正弦振荡器122输出sinωct。乘法运算器23将乘法运算器8的输出信号和cosωct相乘。乘法运算器24将乘法运算器8的输出信号和sinωct相乘。乘法运算器23、24的输出信号分别被提供到发送天线1、2。由此，发送部2042使用余弦波cosωct和正弦波sinωct，经由发送天线1、2发送时间上正交的电磁波。这些电磁波都是偏振面固定的直线偏振的电磁波，传播以正交码#2扩频的信息信号。
<接收机304>
另外，若与第2实施方式的接收机302(参考图2)比较，则接收机304的构成取代载波频率余弦振荡器82而设置有载波频率余弦振荡器182，取代载波频率余弦振荡器86而设置有载波频率正弦振荡器186。载波频率余弦振荡器182输出cosωct，载波频率正弦振荡器186输出sinωct。除了上述方面以外，接收机304的构成与接收机302的构成同样。
在本实施方式中，通过偏振面固定且时间上正交的2系统的电磁波，从发送机204向接收机304传输同一信息信号。然后，在将这2系统的电磁波单独地进行解调、逆扩频后，经由乘法运算器84、88以及加法运算器64将信息信号进行合成，由此加法运算器64能够以大致恒定的强度持续输出信息信号。
乘法运算器74与第1、第2实施方式的情况同样地，输出在非检测角θz1、θz2、...、θzn下成为零值的信息信号。因此，减法运算器65按这些非检测角θz1、θz2、...、θzn的每一个输出信息信号。基带部66进行基于任一特定的非检测角θzm下的信息信号的处理，并且控制偏振旋转电路60的角度权重使得非检测角θzm下的信息信号示出良好的通信品质。
根据本实施方式，由于与第1～第3实施方式相比能够减少所使用的载波频率的数量，因此能够降低由发送机204的各部的非线性引起的杂散信号的量，能够提高无线通信品质。
[第5实施方式]
图5是本发明的第5实施方式的无线通信系统的框图。另外，在图5中对与图1～图4的各部对应的部分标注相同标号，有时省略其说明。本实施方式的无线通信系统具有发送机205和接收机(未图示)。另外，接收机可以运用第1、第2实施方式中的接收机301、302(参考图1、图2)当中的任一者。
发送机205在具有发送部2011、2012、发送天线1、2和信息信号产生器4这一点上与第1实施方式的发送机201(参考图1)同样。进而，发送机205具有同步信号生成电路(图中记作SCG)9和信号切换电路27。同步信号生成电路9输出给定的同步信号。信号切换电路27每隔一定期间或每隔不定期间，选择信息信号产生器4输出的信息信号或同步信号生成电路9输出的同步信号当中的一方，并将所选择的信号提供到发送部2011、2012的双方。
同步信号生成电路9生成的同步信号具有较强的相关特性，通过在接收机再生该信号，能够高精度地取得收发机间的同步。旋转偏振由于随着时刻偏振发生变化，因此在高精度地取得收发机间的同步的情况下，能够提高接收机中的偏振的识别度。到达接收机的多个到达波经过不同的传播路径而受到不同的固有的偏振位移。根据本实施方式，接收机能够提高多个到达波的偏振的识别精度，能够提高收发机间的传播路径的识别精度。因此，根据本实施方式，取得提高针对外部者对无线传播路径的改变的耐性的效果。
[第6实施方式]
图6是本发明的第6实施方式的无线通信系统的框图。另外，在图6中对与图1～图5的各部对应的部分标注相同标号，有时省略其说明。本实施方式的无线通信系统具有发送机203(参考图3)和接收机306。另外，发送机203在图6中省略图示。
接收机306具有：空间上相互正交的3个接收天线61、62、63；和对这些接收天线61、62、63的接收信号分别进行处理的3个接收部3061、3062、3063。在接收部3061的内部，余弦振荡器141、151分别输出cosω1t、cosω2t，正弦振荡器145、155分别输出sinω1t、sinω2t。正交码生成电路142、146输出正交码#1，正交码生成电路152、156输出正交码#2。
接收天线61的接收信号被4分支，在乘法运算器143、147、153、157中分别与cosω1t、sinω1t、cosω2t、sinω2t相乘。乘法运算器144、148分别将乘法运算器143、147的输出信号和正交码#1相乘，再生信息信号。另外，乘法运算器154、158分别将乘法运算器153、157的输出信号和正交码#2相乘，再生该信息信号。如此，从乘法运算器144、148、154、158生成4系统的信息信号，这些信息信号被提供到运算部50。
另外，接收部3062具有余弦振荡器241、251、正弦振荡器245、255、乘法运算器243、244、247、248、253、254、257、258、输出正交码#1的正交码生成电路242、246以及输出正交码#2的正交码生成电路252、256。它们与上述的接收部3061中的余弦振荡器141、151、正弦振荡器145、155、乘法运算器143、144、147、148、153、154、157、158、正交码生成电路142、146以及正交码生成电路152、156分别对应。因此，接收部3062对接收天线62的接收信号进行与接收部3061同样的处理，并将4系统的信息信号提供到运算部50。
另外，接收部3063具有余弦振荡器341、351、正弦振荡器345、355、乘法运算器343、344、347、348、353、354、357、358、输出正交码#1的正交码生成电路342、346以及输出正交码#2的正交码生成电路352、356。它们与上述的接收部3061中的各构成要素对应，接收部3063对接收天线63的接收信号进行与接收部3061同样的处理，并将4系统的信息信号提供到运算部50。
运算部50对12(4×3)系统的信息信号赋予加权来进行加法运算、减法运算等处理，并将其结果提供到基带部66。更具体地，运算部50担负第3实施方式(图3)中的接收机303内的偏振旋转电路60、减法运算器65等功能。由此，运算部50与第3实施方式的减法运算器65同样地，按非检测角θz1、θz2、...、θzn的每一个输出信息信号。基带部66进行基于任一特定的非检测角θzm下的信息信号的处理，并且控制运算部50的各种常数，使得非检测角θzm中的信息信号示出良好的通信品质。
在图6中，与余弦振荡器141、正交码生成电路142以及乘法运算器143、144的部分大致同样构成的部分汇集了12个。这样，若利用DSP构成接收机306，则只要使微程序的给定的步骤范围循环12次，就能够实现接收部3061、3062、3063。如以上那样，根据本实施方式，在利用DSP构成接收机306的情况下，能够减少微程序的步骤数，因此能够降低微程序用的存储器容量，还能够减少设计工数。
[第7实施方式]
图7是本发明的第7实施方式的无线通信系统的框图。另外，在图7中对与图1～图6的各部对应的部分标注相同标号，有时省略其说明。
本实施方式的无线通信系统具有发送机207和接收机307。
<发送机207>
发送机207具有信息信号产生器4、BPSK调制电路28、发送部2071、2072和发送天线1、2。在发送机207中，从信息信号产生器4输出的信息信号被BPSK调制电路28变换成二值数字信号。发送部2071内的乘法运算器7将正交码#1和二值数字信号相乘，并输出乘法运算结果。该乘法运算结果在乘法运算器13中与cosωpt相乘，在乘法运算器14中与sinωpt相乘。另外，ωp与第1实施方式的同样，是旋转偏振的旋转角频率。
时钟电路219输出载波频率fc的时钟信号。Δ∑电路(Sigma-Delta电路)217、218分别以载波频率fc为周期对乘法运算器13、14的输出信号进行采样。带通滤波器15、16从Δ∑电路217、218的输出信号中提取载波频率fc附近的分量(除去谐波分量)，并提供到发送天线1、2。由此，发送天线1、2发送旋转角频率为ωp且载波频率为fc的旋转偏振的电磁波。
另外，在发送部2072中，乘法运算器8将正交码#2和二值数字信号相乘，并输出乘法运算结果。另外，时钟电路221、222输出载波频率fc-fp、载波频率fc+fp的时钟信号。Δ∑电路223、224分别以载波频率fc-fp、载波频率fc+fp为周期对乘法运算器8的输出信号进行采样。带通滤波器25、26从Δ∑电路223、224的输出信号中分别提取载波频率fc-fp附近、载波频率fc+fp附近的分量(除去谐波分量)，并提供到发送天线1、2。由此，发送天线1、2传播载波频率为fc-fp以及fc+fp、是偏振面固定的直线偏振的电磁波、且以正交码#2扩频的信息信号。
<接收机307>
接收机307与第2实施方式的接收机302(参考图2)同样地，具有：空间上相互正交的3个接收天线61、62、63；和偏振旋转电路60，其对来自这些接收天线61、62、63的3系统的接收信号进行角度加权，假想地形成空间上正交的两个天线，变换成2系统的伪接收信号。
时钟电路272输出载波频率fc的时钟信号。另外，比较器273对该时钟信号与伪接收信号(V′)进行比较，并输出比较结果。乘法运算器74将比较器273的输出信号和正交码生成电路71输出的正交码#1相乘。由此，以正交码#1扩频的信息信号被解调、逆扩频。更具体地，与第2实施方式的情况同样地，输出在非检测角θz1、θz2、...、θzn下成为零值的信息信号。
另外，时钟电路282、287分别输出载波频率fc-fp、fc+fp的时钟信号。比较器283对载波频率fc-fp的时钟信号与伪接收信号(V′)进行比较，并输出比较结果。比较器286对载波频率fc+fp的时钟信号与伪接收信号(H′)进行比较，并输出比较结果。乘法运算器84、88将比较器283、286的输出信号和正交码生成电路81输出的正交码#2分别相乘，并输出乘法运算结果即逆扩频的信息信号。
加法运算器64将从乘法运算器84、88输出的信息信号进行合成。从加法运算器64输出的信息信号由于是对2系统的电磁波个别进行解调、逆扩频后进行合成的信号，因而其强度大致成为恒定。因此，减法运算器65与第2实施方式(参考图2)的同样地，按每个非检测角θz1、θz2、...、θzn输出信息信号。基带部66的功能也与第2实施方式的基带部同样，进行基于特定的非检测角θzm下的信息信号的处理，并且控制偏振旋转电路60的角度权重使得非检测角θzm下的信息信号示出良好的通信品质。
[第8实施方式]
图8是本发明的第8实施方式的无线通信系统的框图。另外，图8中对与图1～图7的各部对应的部分标注相同标号，有时省略其说明。
本实施方式的无线通信系统具有发送机208和接收机308。
发送机208具有信息信号产生器4、发送部2081、2082和发送天线1、2。在发送部2081中，循环码生成电路(图中记作CCG)37输出循环码#11。乘法运算器7将循环码#11和信息信号相乘，对信息信号进行扩频。与乘法运算器7相比后级的构成与第1实施方式中的发送部2011(参考图1)同样。即，发送部2081将信息信号以循环码#11扩频，经由发送天线1、2输出载波角频率为ωc且具有旋转角频率ωp的旋转偏振的电磁波。
另外，在发送部2082中，循环码生成电路38输出循环码#12。其中，循环码#11、#12相互正交。乘法运算器8将循环码#12和信息信号相乘，将信息信号扩频。与乘法运算器8相比后级的构成与第1实施方式中的发送部2012同样。即，发送部2082经由发送天线1、2输出载波角频率为ωc-ωp以及ωc+ωp、偏振面固定且相互正交的直线偏振的2系统的电磁波。
接收机308与第2实施方式的接收机302(参考图2)同样地，具有：空间上相互正交的3个接收天线61、62、63；和偏振旋转电路60，其对来自这些接收天线61、62、63的3系统的接收信号进行角度加权，假想地形成空间上正交的两个天线，变换成2系统的伪接收信号。
乘法运算器73将伪接收信号(V′)和cosωct相乘。即，载波角频率为ωc的、旋转偏振的电磁波在乘法运算器73中被解调。其中，由于在与多个无线传播路径对应的非检测角θz1、θz2、...、θzn下旋转偏振的电磁波的接收强度成为零，因此在该定时，乘法运算器73的输出信号成为零。
另外，乘法运算器83将伪接收信号(V′)和cos(ωc-ωp)t相乘。即，载波角频率为ωc-ωp的、直线偏振的电磁波在乘法运算器83中被解调。另外，乘法运算器87将伪接收信号(H′)和cos(ωc+ωp)t相乘。即，载波角频率为ωc+ωp的、直线偏振的电磁波在乘法运算器87中被解调。
合成电路67将从乘法运算器83、87输出的信号进行合成。从合成电路67输出的信号由于是将2系统的电磁波单独地解调后进行合成的信号，因此其强度成为大致恒定。乘法运算器68将乘法运算器73的输出信号和合成电路67的输出信号相乘。循环码生成电路89输出循环码#12。乘法运算器69将乘法运算器68的输出信号和循环码#12相乘，并提供到基带部66。
在非检测角θz1、θz2、...、θzn以外的定时，法运算器73输出以循环码#11扩频的信息信号。另外，合成电路67输出以循环码#12扩频的信息信号。这时，乘法运算器68的输出信号由于成为以与循环码#11、#12这两者正交的其他循环码(在此称作循环码#13)扩频信息信号的信号，因此在乘法运算器69中，信息信号未被解调。
另一方面，由于在非检测角θz1、θz2、...、θzn的定时，乘法运算器73输出零值的信号，因此乘法运算器68输出以循环码#12对信息信号进行了扩频的信号。该信号由于经由乘法运算器69被解调，因此在非检测角θz1、θz2、...、θzn时，从乘法运算器69输出信息信号。基带部66进行基于任一特定的非检测角θzm下的信息信号的处理，并且控制偏振旋转电路60的角度权重使得非检测角θzm下的信息信号示出良好的通信品质。
根据本实施方式，能够使码生成电路的数量(循环码生成电路37、38、89的合计3个)比第2实施方式中的码生成电路的数量(正交码生成电路5、6、71、81的合计4个)少。因此，能够减少无线通信系统特别是接收机308中的数字信号处理，取得能够实现装置的小型化以及低功耗化这样的效果。
[第9实施方式]
图9是本发明的第9实施方式的无线通信系统的框图。另外，图9中对与图1～图8的各部对应的部分标注相同标号，有时省略其说明。
本实施方式的无线通信系统具有发送机209和接收机309。
发送机209具有信息信号产生器4、发送部2011、2092和发送天线1、2。首先，发送部2011与第1实施方式(参考图1)的发送部同样。即，发送部2011将信息信号以正交码#1扩频，将载波角频率为ωc且具有旋转角频率ωp的旋转偏振的电磁波经由发送天线1、2输出。
另外，在发送部2092中，正交码生成电路316、317输出相互正交的正交码#2、正交码#3(第3正交码)。另外，正交码#2、#3与正交码#1也相互正交。另外，载波频率余弦振荡器29输出cosωct。乘法运算器318、319将从信息信号产生器4输出的信息信号和正交码#2、#3分别相乘，并分别输出以正交码#2、#3扩频的信息信号。
乘法运算器23、24分别将乘法运算器318、319的输出信号和cosωct相乘，并将乘法运算结果分别提供到发送天线1、2。即，发送部2092将载波角频率为ωc、偏振面固定且相互正交的直线偏振的2系统的电磁波经由发送天线1、2输出。
接收机309与第2实施方式的接收机302(参考图2)同样地，具有：空间上相互正交的3个接收天线61、62、63；和偏振旋转电路60，其对来自这些接收天线61、62、63的3系统的接收信号进行角度加权，假想地形成空间上正交的两个天线，变换成2系统的伪接收信号。
载波频率余弦振荡器72输出cosωct，乘法运算器73将伪接收信号(V′)和cosωct相乘。另外，乘法运算器74将从正交码生成电路71输出的正交码#1和乘法运算器73的输出信号相乘。在乘法运算器73中，载波角频率为ωc的电磁波被解调，解调结果在乘法运算器74以正交码#1被逆扩频。在此，以正交码#1扩频的电磁波是由发送部2011生成、且经由发送天线1、2而旋转偏振的电磁波。因此，由于在与多个无线传播路径对应的非检测角θz1、θz2、...、θzn时，以正交码#1扩频且旋转偏振的电磁波的接收强度成为零，因此在该定时，乘法运算器74的输出信号成为零值。
另外，乘法运算器384将从正交码生成电路381输出的正交码#2和乘法运算器73的输出信号相乘。由此，乘法运算器73的输出信号通过正交码#2被逆扩频。另外，载波频率余弦振荡器86输出cosωct，乘法运算器87将伪接收信号(H′)和cosωct相乘。另外，乘法运算器388(第3逆扩频部)将从正交码生成电路385(第3逆扩频部)输出的正交码#3和乘法运算器87的输出信号相乘。由于从加法运算器64输出的信息信号是在将2系统的电磁波单独地解调、逆扩频后进行合成的信号，因此其强度大致成为恒定。
因此，减法运算器65与第2实施方式(参考图2)的减法减法运算器同样地，按每个非检测角θz1、θz2、...、θzn输出信息信号。基带部66的功能也与第2实施方式的基带部同样地，进行基于特定的非检测角θzm下的信息信号的处理，并且控制偏振旋转电路60的角度权重使得非检测角θzm下的信息信号示出良好的通信品质。
根据本实施方式，能够使发送机209中包含的振荡器的数量比第1、第2实施方式的发送机201(参考图1)少。在图9中，载波频率余弦振荡器19、29示出为分体的构成，但由于两者的频率相同，因此能够运用一台振荡器。由此，取得能够实现装置的小型化以及低功耗化这样的效果。
[第10实施方式]
图10、图11是本发明的第10实施方式的无线通信系统的框图。另外，在图10、图11中对与图1～图9的各部对应的部分标注相同标号，有时省略其说明。
本实施方式的无线通信系统具有进行双向通信的2台收发机。但图10、图11中仅图示其中一个收发机400。收发机400和未图示的对方侧的收发机同样地构成，但是用于发送的扩频码不同。即，收发机400将正交码#1、#2作为发送用的扩频码来运用，对方侧的收发机将正交码#3、#4作为发送用的扩频码来运用。另外，正交码#1～#4相互正交。
在图10中，收发机400具有发送部401、循环器(Circulator)77、78、收发共用天线111、112和接收天线63。收发共用天线111、112和接收天线63在空间上相互正交。发送部401具有与第1实施方式的发送机201(参考图1)同样构成的发送部2011、2012和信息信号产生器4。但在本实施方式中，从发送部2011、2012输出的发送信号提供到循环器77、78。
循环器77、78使输入的高频信号在图上顺时针旋转。因此，提供到循环器77、78的发送信号分别经由收发共用天线111、112发送到对方侧的收发机(未图示)。另外，收发共用天线111、112以及接收天线63接收从对方侧的收发机发送的电磁波。由收发共用天线111、112接收到的电磁波经由循环器77、78作为接收信号*1、*3被输出。另外，由接收天线63接收到的电磁波直接作为接收信号*2被输出。
另外，收发机400具有图11所示的接收部402，接收信号*1、*2、*3被提供到接收部402。接收部402与第2实施方式的接收机302(参考图2)同样地构成。但是，在接收部402中，正交码生成电路71、81匹配未图示的对方侧的收发机的发送用的正交码，输出正交码#3、#4。
第2实施方式的构成(参考图2)是进行单向通信的构成，因此为了进行双向通信，需要与图2所示的同样的发送机201以及接收机302。若与该构成相比较，则本实施方式的构成由于能够在发送部401以及接收部402共用收发共用天线111、112，因此能够减少天线的数量，能够实现装置的小型化，能够减低装置的制造成本，进而能够扩大装置的设置场所的自由度。
[第11实施方式]
接下来，图12是本发明的第11实施方式的升降机系统1100的示意图。
本实施方式的升降机系统1100具有建筑物1101、和在建筑物1101内升降的升降轿厢1111。在建筑物1101的地面，配置有基站无线设备1103a和天线1102a。另外，在建筑物1101的顶面，配置有基站无线设备1103b和天线1102b。
另外，在升降轿厢1111安装有天线1112a、1112b、终端无线设备1113和将它们连接的高频线缆1114。基站无线设备1103a、1103b、终端无线设备1113以及天线1102a、1102b、1112a、1112b例如与第10实施方式中的收发机400(参考图10、图11)同样地构成。由此终端无线设备1113在与基站无线设备1103a、1103b之间使用直线偏振的电磁波和旋转偏振的电磁波双方来双向地收发信息信号。
在本实施方式中，基站无线设备1103a、1103b和终端无线设备1113在建筑物1101的内部经由无线传输介质进行通信。因此，由于建筑物1101的内壁以及升降轿厢1111的外壁而电磁波受到多重反射，形成多路波干扰环境。另外，也会由于来自外部的人为的妨碍而引起电磁波的传播路径改变。在本实施方式中，与上述的各实施方式同样地，能够抑制多个无线传播路径的相关性，对人为或自然的无线传播路径的障碍以及妨碍具有较强的耐性，能够实现适当的通信。由此，能够削减线缆等有线通信单元，能够以更小的建筑物体积实现同一运送能力，或者能够以同一建筑物体积使升降轿厢1111的尺寸增大，从而提高运送能力。
[第12实施方式]
图13是本发明的第12实施方式的变电设备监视系统1200的示意图。
本实施方式的变电设备监视系统1200具有多个变电设备1201和多个基站装置1211。但与变电设备1201的数量相比，基站装置1211的数量更少。
在各变电设备1201配置终端站无线设备1203和天线1202。另外，各基站装置1211具有天线1212和基站无线设备1213。
基站无线设备1213、天线1212、终端站无线设备1203、天线1202例如与第10实施方式中的收发机400(参考图10、图11)同样地构成。由此各终端站无线设备1203在与某基站无线设备1213之间使用直线偏振的电磁波和旋转偏振的电磁波双方来双向收发信息信号。
变电设备1201的尺寸是数m的级别，相比于与基站无线设备1213、终端站无线设备1203所使用的电磁波的频率的数百MHz到数GHz对应的波长，压倒性地大。因此，终端站无线设备1203、基站无线设备1213输出的电磁波在多个变电设备1201受到多重反射，形成多路波干扰环境。
另外，也会由于来自外部的人为的妨碍而引起电磁波的传播路径改变。在本实施方式中，与上述的各实施方式同样，抑制了多个无线传播路径的相关性，能够对人为或自然的无线传播路径的障碍以及妨碍具有强的耐性，能够实现合适的通信。另外，能够解决使用线缆等有线连接单元的情况下成为问题的高压感应电力的问题，能够删除这些线缆的铺设成本，因此在构建变电设备1201的控制/监视系统时提高了安全性，能够削减成本。
[变形例]
本发明并不限定于上述的实施方式，能够进行种种变形。上述的实施方式是为了易于理解本发明地进行说明的例示，并不一定限定于具备说明的全部构成。另外，能够将某实施方式的构成的一部分置换成其他实施方式的构成，另外，还能够在某实施方式的构成中加进其他实施方式的构成。另外，对各实施方式的构成的一部分能够进行，或进行其他构成的追加、置换。能够对上述实施方式进行的变形例如如以下那样。
(1)上述第1～第10实施方式所示的各接收机、发送机、以及收发机等既可以用DSP实现，也可以用独立电路构成。另外，还可以使用ASIC(Application Specific IntegratedCircuit，面向特定用途IC)或FPGA(field-programmable gate array，现场可编程门阵列)等实现。
(2)第1～第10实施方式所示的各接收机、发送机以及收发机等也可以运用在第11实施方式所示的升降机系统1100以及第12实施方式所示的变电设备监视系统1200以外的种种系统中。
标号的说明
1、2 发送天线
4 信息信号产生器
5、6 正交码生成电路
7 乘法运算器(第1叠加电路)
8 乘法运算器(第2叠加电路)
9 同步信号生成电路
11 偏振旋转频率余弦振荡器(偏振面旋转用振荡器)
12 偏振旋转频率正弦振荡器(偏振面旋转用振荡器)
19 载波频率余弦振荡器(载波用振荡器)
27 信号切换电路
31 载波频率正弦振荡器(第1正弦振荡器)
32 载波频率正弦振荡器(第2正弦振荡器)
41 载波频率余弦振荡器(第1余弦振荡器)
42 载波频率余弦振荡器(第2余弦振荡器)
61、62、63 接收天线
65 减法运算器(复原部)
71 正交码生成电路(第1逆扩频部)
73 乘法运算器(第1接收部)
74 乘法运算器(第1逆扩频部)
81 正交码生成电路(第2逆扩频部)
83、87 乘法运算器(第2接收部)
84、88 乘法运算器(第2逆扩频部)
201、203、204、205、207、208、209 发送机
301、302、303、304、306、307、308、309 接收机
385 正交码生成电路(第3逆扩频部)
388 乘法运算器(第3逆扩频部)
2011、2031、2071、2081 发送部(第1发送部)
2012、2032、2042、2072、2082、2092 发送部(第2发送部)
ω1 角频率(载波频率、第1频率)
ω2 角频率(载波频率、第2频率)
ωc 载波角频率(载波频率)
ωp 旋转角频率(旋转频率)
θz1、θz2、...、θzn 非检测角
ωI 角频率
#1 正交码(第1正交码)
#2 正交码(第2正交码)
#3 正交码(第3正交码)
V′、H′ 伪接收信号。

Claims (10)

1.一种发送机，其特征在于，具有：
第1发送部，对信息信号进行调制并产生偏振面旋转的第1电波；和
第2发送部，对所述信息信号进行调制并产生偏振面固定的第2电波，
所述第1发送部具有第1叠加电路，该第1叠加电路使作为扩频码的第1正交码叠加到所述第1电波，
所述第2发送部具有第2叠加电路，该第2叠加电路使与所述第1正交码相互正交的第2正交码叠加到所述第2电波，
所述发送机同时发送所述第1电波和所述第2电波，
所述第1发送部使用多个载波频率，来产生偏振面以由所述载波频率确定的旋转频率旋转的所述第1电波，
所述第2发送部使用多个所述载波频率，来产生所述第2电波。
2.根据权利要求1所述的发送机，其特征在于，
所述第2发送部使与所述第1正交码以及所述第2正交码相互正交的第3正交码叠加到所述第2电波。
3.根据权利要求1所述的发送机，其特征在于，
所述发送机还具有偏振面在空间上正交的多个发送天线，
所述第1发送部经由多个所述发送天线产生所述第1电波，
所述第2发送部经由多个所述发送天线产生所述第2电波。
4.根据权利要求1所述的发送机，其特征在于，
所述第1发送部具有：
偏振面旋转用振荡器，与所述第1电波的偏振面的旋转频率对应；和
载波用振荡器，与所述第1电波的载波频率对应；
所述第2电波具有所述载波频率与所述旋转频率之和、以及所述载波频率与所述旋转频率之差的分量。
5.根据权利要求1所述的发送机，其特征在于，
所述第1发送部具有：
第1正弦振荡器，产生第1频率的正弦波；
第1余弦振荡器，产生所述第1频率的余弦波；
第2正弦振荡器，产生第2频率的正弦波；和
第2余弦振荡器，产生所述第2频率的余弦波，
所述第1电波的偏振面以与所述第1频率以及第2频率之差的一半的旋转频率旋转，
所述第2电波包含载波频率为所述第1频率的分量、和载波频率为所述第2频率的分量。
6.根据权利要求1所述的发送机，其特征在于，还具有：
信息信号产生器，输出所述信息信号；
同步信号生成电路，生成同步信号；和
信号切换电路，选择所述信息信号或所述同步信号中的一方，并提供到所述第1发送部以及所述第2发送部。
7.一种接收机，具有：
第1接收部，将对信息信号进行调制且偏振面旋转的第1电波进行解调；和
第2接收部，将对所述信息信号进行调制且偏振面固定的第2电波进行解调，
该接收机的特征在于，
所述第1电波包含以作为扩频码的第1正交码将所述信息信号进行了扩频的分量，所述第2电波包含以第2正交码将所述信息信号扩频的分量，所述第2正交码是与所述第1正交码相互正交的扩频码，
所述接收机还具有：
第1逆扩频部，将所述第1接收部的解调结果以所述第1正交码进行逆扩频；和
第2逆扩频部，将所述第2接收部的解调结果以所述第2正交码进行逆扩频，
所述接收机基于所述第1接收部以及第2接收部的接收结果，将所述信息信号复原，
所述第1接收部以及所述第2接收部在同一时刻接收所述第1电波和所述第2电波，
所述接收机还具有偏振面在空间上正交的多个接收天线，
所述第1接收部经由多个所述接收天线中的一个，来接收所述第1电波，
所述第2接收部经由多个所述接收天线中的两个，来接收所述第2电波。
8.根据权利要求7所述的接收机，其特征在于，
所述第2电波包含以第3正交码使所述信息信号扩频的分量，所述第3正交码是相对于所述第1正交码以及所述第2正交码相互正交的扩频码，
所述接收机还具有：
第3逆扩频部，将所述第2接收部的解调结果以所述第3正交码进行逆扩频。
9.根据权利要求7所述的接收机，其特征在于，还具有：
复原部，基于所述第1逆扩频部的输出信号与所述第2逆扩频部的输出信号的差分，将所述信息信号复原。
10.根据权利要求7所述的接收机，其特征在于，还具有：
偏振面在空间上正交的三个以上的接收天线；和
偏振旋转电路，对三个以上的所述接收天线的接收信号实施加权，并输出二系统的伪接收信号，
所述第1接收部接收二系统的所述伪接收信号中的一方作为所述第1电波，
所述第2接收部接收二系统的所述伪接收信号的双方作为所述第2电波。
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