WO2018096674A1 - 無線システム、およびそれを用いた昇降機制御システム、変電設備監視システム - Google Patents
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- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
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- H04J13/00—Code division multiplex systems
- H04J13/16—Code allocation
- H04J13/18—Allocation of orthogonal codes
Definitions
- the present invention relates to a wireless system, an elevator control system using the same, and a substation monitoring system.
- IoT Internet Obfuscation
- the sensor includes a wireless device and forms a wireless network by the wireless device.
- it is difficult to form a line-of-sight propagation path without a shield between a pair of wireless devices that perform communication, and it is generally not possible to use an electromagnetic wave reflected by a device that is an electromagnetic wave scatterer.
- Communication in a communication environment non-line-of-sight communication
- the electromagnetic wave transmitted from the transmitter reaches the receiver via a plurality of different radio paths through a single or a plurality of reflections.
- Patent Document 1 When transmitting a OFDM signal using the diversity method, the phase can be accurately corrected.
- the base station A includes a horizontally polarized antenna 10.
- the vertical polarization antenna 11 is provided, and an OFDM signal including a data signal and a pilot signal is transmitted from each of the antennas 10 and 11.
- the terminal B is also provided with a horizontal polarization antenna 110 and a vertical polarization antenna 120.
- a signal received by the horizontally polarized antenna 110 is subjected to FFT processing and then phase-corrected, and a signal received by the vertically polarized antenna 111 is subjected to FFT processing and then phase-corrected.
- the phase-corrected data signals are combined and demodulated, and transmitted from the horizontal polarization antenna 10 and the vertical polarization antenna 11 in the base station A.
- the pilot signal is adapted to be included in the position of the same sub-carrier, techniques for OFDM communication system is disclosed.
- Patent Document 2 states that “[problem] improves the fading problem in the multipath environment by using the third polarization direction that efficiently generates the third communication channel, and improves the reflection surface. Making the presence an advantage from the disadvantages [Solution]
- This third communication channel can be used to transmit more information or to transmit information with improved spatial diversity, thereby
- a transmission signal having three polarization directions is generated by using a transmitter having three dipole antennas that are orthogonal to each other in space.
- the received signal is detected by, for example, a receiver having three dipole antennas that are orthogonal to each other in space.
- Patent Document 2 Since the technique disclosed in Patent Document 2 performs communication using three independent polarizations, it is superior to the technique disclosed in Patent Document 1 in terms of resistance to outsider interference.
- the technique disclosed in the above-mentioned patent document 1 is based on information content for external parties when the content of the spread code is leaked to external parties, or when the disturbing action of external parties spans both polarizations.
- There is a problem (challenge) in which resistance to secrecy and sabotage by outsiders cannot be maintained.
- the technique disclosed in Patent Document 2 has a problem in that the confidentiality of the information content to the outsider and the resistance to the outsider's hampering behavior cannot be maintained when the outsider hampering action extends over three polarizations.
- the present invention was devised in view of the above-described problems, and uses an electromagnetic wave whose polarization is rotated and a physical parameter of an electromagnetic wave that is automatically shared only between transmission and reception points, and communicates while concealing information. It is an object (problem) to provide a technology of a wireless system to be performed. Moreover, it aims at providing the elevator control system using the technique of the radio
- the present invention is configured as follows. That is, the wireless system of the present invention includes two antennas, a transmitter, and a receiver that are not spatially parallel to each other, and a plurality of wireless devices having a transmission / reception function of rotational polarization are arranged.
- the transmitter included in the apparatus is characterized in that the information signal and the dummy signal are switched and transmitted at a timing when the rotational polarization received by the receiver coincides with the predetermined polarization. Other means will be described in the embodiment for carrying out the invention.
- wireless system which communicates by concealing information can be provided using the electromagnetic wave whose polarization rotates and the physical parameter of the electromagnetic wave automatically shared only between the transmission and reception points.
- the elevator control system using the technology of the wireless system can be provided.
- a substation monitoring system using the wireless system technology can be provided.
- FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless system according to the first embodiment of the present invention.
- a wireless system in which a first wireless device 101 and a second wireless device 101b perform wireless communication is configured.
- the wireless device 101 and the wireless device 101b basically have the same configuration. Therefore, the configuration of the wireless device 101 will be mainly described.
- the radio 101 includes a transmitter 101T, a receiver 101R, a first antenna (V) 21, a second antenna (H) 22, circulators 23 and 24, and a baseband circuit (BB) 90. It is prepared for.
- the first antenna (V) 21 and the second antenna (H) 22 share the functions of the transmitting antennas (21, 22) and the receiving antennas (21, 22) by the switching action of the circulators 23, 24.
- the baseband circuit (BB) 90 also operates by controlling signals from both the transmitter 101T and the receiver 101R.
- the transmitter 101T includes an information signal generator ( ⁇ I ) 1, a dummy signal generator ( ⁇ D ) 2, a switch 3, a multiplier 4, 7, 9, 12, 13 and a transmission code generator ( CC1) 5, a transmission circuit by a rotational polarization frequency cosine wave generator (cos ⁇ p t) 6, a rotational polarization frequency sine wave generator (sin ⁇ p t) 8, and a carrier wave generator (cos ⁇ c t) 11.
- the transmission antenna includes a first antenna (V) 21 and a second antenna (H) 22. As described above, the first antenna (V) 21 and the second antenna (H) 22 are used as the transmitting antennas (21, 22) by the switching action of the circulators 23, 24.
- the information signal generator 1 generates an information signal ( ⁇ I ) to be transmitted as the transmitter 101T of the wireless system.
- the dummy signal generator 2 generates a dummy signal ( ⁇ D ) for concealing original information.
- the switch 3 switches between the two input signals and outputs one of them.
- Multipliers 4, 7, 9, 12, and 13 are used to superimpose (modulate and spread) two signals.
- the transmission code (CC1) generated by the transmission code generator (CC1) 5 is a special pulse train having an intention such as an autocorrelation function or a cross-correlation function.
- the transmission code (CC1) is a code (code string) having the same period as the period ( ⁇ p ) of the rotational polarization.
- Rotation polarization frequency cosine wave generator 6 generates a signal of cos .omega p t
- rotate polarized frequency sine wave generator 8 generates a signal of sin .omega p t
- Carrier generator 11 generates a carrier wave (cos .omega c t) for propagating signals (information signals omega I or dummy signals omega D) as an electromagnetic wave.
- the first antenna (V) 21 and the second antenna (H) 22 are both polarization antennas that radiate polarized waves during transmission.
- the first antenna (V) 21 and the second antenna (H) 22 are spatially orthogonal to each other. That is, the first antenna (V) 21 is arranged so that the output polarized wave radiates in the vertical direction, and the second antenna (H) 22 is arranged so that the output polarized wave radiates in the horizontal direction. Is done.
- the vertical direction and the horizontal direction are described here, there is no absolute reference direction in the vertical direction and the horizontal direction.
- the transmission antenna (V) 21 and the transmission antenna (H) 22 are arranged so as to be orthogonal to each other spatially.
- the first antenna (V) 21 and the second antenna (H) 22 are switched between the transmitting antenna and the receiving antenna by the circulators 23 and 24.
- each element of the transmitter 101T >> In the transmitter 101T of the wireless device 101, the output signal of the information signal generator ( ⁇ I ) 1 and the output signal of the dummy signal generator ( ⁇ D ) 2 are supplied to the first input and the second input of the switch 3, respectively. input.
- the switch 3 outputs an information signal ( ⁇ I ) or a dummy signal ( ⁇ D ) under the control of the baseband circuit (BB) 90.
- the output signal of the switch 3 is input to the first input of the multiplier 4.
- a transmission code (CC1) output from the transmission code generator (CC1) 5 is input to the second input of the multiplier 4, and the information signal ( ⁇ I ) or dummy signal ( ⁇ D ) CC1) is spread by being superimposed (multiplied).
- the output signal of the multiplier 4 is branched into two. One of the two branched output signals is input to the first input of the multiplier 7. The other branched output signal is input to the first input of the multiplier 9.
- the cosine wave (cos ⁇ p t) of the rotational polarization frequency cosine wave generator 6 is input to the second input of the multiplier 7, and the cosine wave (cos ⁇ p t) is superimposed (modulated) on the output signal of the multiplier 4.
- the output signal of the multiplier 7 is input to the first input of the multiplier 12.
- the second input of multiplier 12, and the carrier of the carrier generator 11 (cos .omega c t) is input, the carrier in the output signal of the multiplier 7 (cos .omega c t) is superimposed (modulated, up-converted).
- the output signal of the multiplier 12 is input to the first port of the circulator 23.
- the sine wave (sin ⁇ p t) of the rotational polarization frequency sine wave generator 8 is input to the second input of the multiplier 9, and the sine wave (sin ⁇ p t) is superimposed (modulated) on the output signal of the multiplier 4.
- the output signal of the multiplier 9 is input to the first input of the multiplier 13.
- the carrier wave (cos ⁇ c t) of the carrier wave generator 11 is input to the second input of the multiplier 13, and the carrier wave (cos ⁇ c t) is superimposed (modulated and up-converted) on the output signal of the multiplier 9.
- the output signal of the multiplier 13 is input to the first port of the circulator 24.
- the first antenna (V) 21 converts the input electric signal into an electromagnetic wave and radiates it to the space.
- the second antenna (H) 22 converts the input electric signal into an electromagnetic wave and radiates it to the space.
- the transmission code (CC1) and the cosine wave (cos ⁇ ) of the rotational polarization From the first antenna (V) 21 to the information signal ( ⁇ I ) or the dummy signal ( ⁇ D ), the transmission code (CC1) and the cosine wave (cos ⁇ ) of the rotational polarization.
- a signal obtained by superimposing (up-converting) p t) and a carrier wave (cos ⁇ c t) is output.
- the second antenna (H) 22 the information signal ( ⁇ I ) or the dummy signal ( ⁇ D ), the transmission code (CC1), the sine wave (sin ⁇ p t) of the rotational polarization, and the carrier wave (cos ⁇ c t) Is superimposed (up-converted).
- the first antenna (V) 21 and the second antenna (H) 22 that are spatially orthogonal to each other the first antenna (V) 21 includes a cosine wave (cos ⁇ p t), the second antenna.
- electromagnetic wave sine wave (sin ⁇ p t) is included each of the (H) 22 is, by being respectively emitted, rotating polarization polarization is rotated with time is generated as an electromagnetic wave.
- the frequency (angular frequency) ⁇ p of the rotational polarization in the above is preferably smaller than 1/10 of the ratio compared to the propagation frequency (angular frequency) ⁇ c that is a carrier wave.
- the fact that the real number axis and the imaginary number (i) axis are orthogonal means that the first antenna (V) 21 and the second antenna (H) 22 that are transmission antennas according to the first embodiment of the present invention are: It corresponds to being installed in a direction orthogonal to the space. Further, one set is cos ⁇ of the right side of, in the first embodiment, the polarization of the cosine wave from the first antenna (V) 21 (cos ⁇ p t ) corresponds to be emitted as an electromagnetic wave.
- i ⁇ sin ⁇ on the right side of the set 1 corresponds to the fact that a polarized wave of a sine wave (sin ⁇ p t) is radiated as an electromagnetic wave from the second antenna (H) 22 in the first embodiment.
- the first antenna (V) 21 and the second antenna (H) 22 are arranged spatially orthogonal to each other, and the first antenna (V) 21 receives a cosine wave (cos ⁇ p t),
- the synthesized radio wave is converted into an electromagnetic wave (radio wave) of rotational polarization that rotates in a circular shape in the space.
- the receiver 101 ⁇ / b> R includes the first antenna (V) 21, the second antenna (H) 22, and circulators 23 and 24, and independently includes multipliers 15, 16, 25 and 26, A local generator (cos ⁇ c t) 27, a received code generator (CC 1) 14, and code circulators 17 and 18 are configured.
- the first antenna (V) 21, the second antenna (H) 22, and the circulators 23 and 24 are shared by the receiver 101R and the transmitter 101T.
- the configuration excluding the reception antenna (V) 21, the reception antenna (H) 22, and the circulators 23 and 24 is appropriately referred to as a reception circuit of the receiver 101R.
- the multipliers 15, 16, 25, and 26 are used to superimpose (down-convert and despread) two signals.
- the local generator 27 generates the same frequency as the carrier wave (cos ⁇ c t) of the carrier wave generator 11. Incidentally, sometimes referred occurrence frequency of the local generator 27 simply a carrier (cos ⁇ c t).
- the reception code generator (CC1) 14 generates the same code (reception code: CC1) as the transmission code generator (CC1) 5.
- the code circulator 17 and the code circulator 18 have a function of circulating the code of the reception code generator (CC1) 14.
- connection configuration of each element of the receiver 101R The electromagnetic waves respectively incident from the first antenna (V) 21 and the second antenna (H) 22 are converted into electric signals.
- the received signal from the first antenna (V) 21 is input to the first input of the multiplier 25 via the second port of the circulator 23.
- the received signal from the second antenna (H) 22 is input to the first input of the multiplier 26 via the second port of the circulator 24.
- the carrier 25 (cos ⁇ c t) of the local generator 27 is input to the second input of the multiplier 25, and the carrier 25 (cos ⁇ c t) is removed from the received signal in the multiplier 25, that is, down-converted. Signal is output.
- the output signal of the multiplier 25 is input to the first input of the multiplier 15.
- the carrier (cos ⁇ c t) of the local generator 27 is input to the second input of the multiplier 26, and the carrier (cos ⁇ c t) is removed from the received signal in the multiplier 26, that is, down.
- the converted signal is output.
- the output signal of the multiplier 26 is input to the first input of the multiplier 16.
- the code (reception code: CC1) output from the reception code generator (CC1) 14 is input to the code circulator 17.
- the output signal of the code circulator 17 is input to the second input of the multiplier 15.
- the output signal of the multiplier 25 is input to the first input of the multiplier 15.
- the multiplier 15 is used to multiply the output of the received code generator (CC1) 14 by the code circulator 17 so that the correlation calculation result is maximized.
- the correlation calculation result includes the transmission code (CC1) on the transmission side in the reception signal input from the first antenna (V) 21 and the reception code (CC1) of the reception code generator (CC1) 14. It is a calculation about how much correlation (coincidence) exists.
- the code circulator 17 circulates the code (received code: CC1) of the received code generator (CC1) 14 and tries to calculate and detect whether it is correlated (matched).
- the reception code generator (CC1) 14, the code circulator 17, and the multiplier 15 are steps for despreading the reception signal with a code (reception code: CC1).
- An output signal (demodulated signal) of the multiplier 15 is input to the baseband circuit 90.
- the baseband circuit 90 detects how much the code (CC1) is included in the signal received from the first antenna (V) 21.
- the code output from the reception code generator (CC1) 14 is also input to the code circulator 18.
- the output signal of the code circulator 18 is input to the second input of the multiplier 16.
- the output signal of the multiplier 26 is input to the first input of the multiplier 16.
- the output of the reception code generator (CC1) 14 is multiplied by the code circulator 18 so that the correlation calculation result becomes the maximum.
- An output signal (demodulated signal) of the multiplier 16 is input to the baseband circuit 90.
- the baseband circuit 90 detects how much the received code (CC1) is included in the signal received from the second antenna (H) 22.
- the multiplier 15, the reception code generator (CC 1) 14, and the code circulator 17 calculate the correlation of the reception signal input from the first antenna (V) 21, the multiplier 16,
- the received signal correlation calculation by the received code generator (CC1) 14 and the code circulator 18 is an operation on the received signal from the second antenna (H) 22.
- redundant description is omitted.
- the configuration of the second radio 101b shown in FIG. 1 is basically the same as that of the first radio 101. That is, the transmitter 101Tb, the receiver 101Rb, the first antenna (V) 321, the second antenna (H) 322, the circulators 323 and 324, and the baseband circuit (BB) 390 in the second wireless device 101b are basically Thus, the transmitter 101T, the receiver 101R, the first antenna (V) 21, the second antenna (H) 22, the circulators 23 and 24, and the baseband circuit (BB) 90 in the first wireless device 101 are respectively shown. It corresponds.
- multipliers 315,316,325,326 constituting a receiving circuit of a receiver 101Rb in the second radio 101b, a local generator (cos ⁇ c t) 327, reception code generator (CC1) 314, code cardiovascular 317 and 318 is basically multiplier 15,16,25,26 in a receiver 101R of the first wireless device 101, the local generator (cos ⁇ c t) 27, receiver code generator (CC1) 14, reference numeral Corresponding to the circulators 17 and 18, respectively.
- the first wireless device 101 and the second wireless device 101b in FIG. 1 are basically the same or the same type of wireless devices, and are arranged to transmit and receive each other. . Communication between the first radio 101 and the second radio 101b can be performed instantaneously. Therefore, the function and operation of the transmitter 101T and the receiver 101R of the first wireless device 101 will be mainly described.
- the output of the information signal generator ( ⁇ I ) 1 or the output of the dummy signal generator ( ⁇ D ) 2 is controlled by the baseband circuit 90. 3 to switch.
- Either the switched information signal ( ⁇ I ) or dummy signal ( ⁇ D ) is spread by the code (CC 1) of the transmission code generator 5 in the multiplier 4.
- the signal spread by the code (CC1) of the transmission code generator 5 is converted into a rotation polarization frequency cosine wave generator (cos ⁇ p t) 6 in the multiplier 7 or a rotation polarization frequency sine wave generator (in the multiplier 9).
- a rotation polarization frequency cosine wave generator cos ⁇ p t
- a rotation polarization frequency sine wave generator in the multiplier 9.
- sin .omega p t) 8 rotating polarization frequency (omega p) is superimposed, is further multiplier 12 or multiplier 13 carrier carrier generator 11 occurs (cos .omega c t) is superimposed (modulated).
- a similar operation is performed in the wireless device 101b, and electromagnetic waves of rotational polarization are radiated from the wireless device 101b.
- the wireless device 101 receives the rotationally polarized wave radiated from the wireless device 101 b by the first antenna (V) 21 and the second antenna (H) 22.
- the two received signal received via the circulator 23 and 24, the output of the local generator 27 (cos ⁇ c t) are summed over, it is down-converted to a frequency band of the polarization rotation.
- the two down-converted signals are input to multipliers 15 and 16, respectively.
- the output code (CC1) of the reception code generator 14 which is the same code as the transmission code generator 5, the code circulator 17 and the multiplier 15, and the code circulator 18 and the multiplier 16 A sliding correlation is taken for each.
- the result of the sliding correlation is input to the baseband circuit (BB) 90.
- the baseband circuit (BB) 90 the output of the transmission code generator (CC1) 5 and the shift value of the reception code generator 14 via the code circulators 17 and 18 based on the result of testing the two sliding correlations ( Polarization shift).
- This shift value is equal to the time point (polarization shift time) in one cycle of the rotational polarization, and corresponds to the polarization angle difference between the transmission rotational polarization and the reception rotational polarization.
- the transmitter 101T selects the output of the information signal generator ( ⁇ I ) 1 at a predetermined time interval including this time point, and generates a dummy signal at other times. Select the output of the device ( ⁇ D ) 2.
- the polarization angle difference is unique to the wireless device 101 and the wireless device 101b communicating with each other, and the polarization angle difference is obtained only by the communication between the two wireless devices (101, 101b). Shared automatically. A radio that exists at a position different from both the radios (101, 101b) cannot know the polarization angle difference. If learned polarization angle difference, can not discriminate between information signal (omega I) and a dummy signal (omega D), it can be secured confidentiality of information signals with respect to outsiders.
- the transmitter 101T is a rotationally polarized wave in which a polarization formed by multiplying one carrier frequency ( ⁇ c ) and two polarized waves (cos ⁇ p t, sin ⁇ p t) orthogonal in time rotates with time.
- the signal ( ⁇ I , ⁇ D ) spread with the code (CC1) having the same period as the period of the rotational polarization ( ⁇ p ) is transmitted.
- the receiver 101R receives the rotationally polarized wave and detects the polarization rotation shift from the decoding result of the code (CC1).
- the transmitter 101T selects the information signal ( ⁇ I ) as a transmission signal in a time zone that is a part of one period of the rotational polarization including the time corresponding to this shift, and transmits the other signal in one period of the rotational polarization.
- a dummy signal (omega D) in the time zone is selected as the transmission signal. Note that the timing at which the transmitter 101T switches between the information signal ( ⁇ I ) and the dummy signal ( ⁇ D ) is the timing at which the rotational polarization received by the receiver 101R matches the predetermined polarization.
- the receiver 101R receives the rotationally polarized wave, and detects the shift of the polarization rotation from the decoding result of the code (CC1), thereby receiving from one of the two antennas (V, H). It is also possible to detect the timing when the received power to be minimized.
- the receiver 101R can also detect the timing at which the decoding result based on the code (CC1) of the received signal of the rotational polarization received from one of the two antennas (V, H) disappears. Then, the timing at which the transmitter 101T switches between the information signal ( ⁇ I ) and the dummy signal ( ⁇ D ) is the rotational deviation that the receiver 101R receives from one of the two antennas (V, H). The timing at which the decoding result of the wave reception signal by the code (CC1) disappears can also be used.
- the transmitted rotational polarization is received as rotational polarization with a polarization shift.
- This polarization shift is unique at a specific transmission / reception point, and when the pair of transceivers (radio units 101 and 101b) is the same, the polarization shift is automatically shared by the pair of transceivers.
- This polarization shift corresponds to the time displacement from the polarization rotation start point within one period of the rotational polarization. Therefore, the transmitter 101T should transmit the information signal ( ⁇ I ) and dummy signal ( ⁇ D ) to be transmitted using this time, and transmit from the outside party who cannot know the polarization shift.
- the data (information signal ⁇ I ) can be kept secret.
- Polarization shift is automatically shared between a pair of transmission and reception points, and changes according to changes in the radio wave environment surrounding the transmission and reception points, so there is no way for outsiders to know the shift, and extremely secure and stable information concealment Transmission is possible.
- FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless system according to the second embodiment of the present invention. However, only the first wireless device 102 is described, and the description of the wireless device corresponding to the second wireless device 101b in FIG. 1 is omitted.
- the configuration of the first radio device 102 is different from the configuration of the radio device 101 of FIG. 1 in that the transmitter 102T includes multipliers 32, 34, 42, and 44, a first frequency cosine carrier generator ( cos ⁇ 1 t) 31, second frequency cosine carrier generator (cos ⁇ 2 t) 33, first frequency sine carrier generator (sin ⁇ 1 t) 41, second frequency sine carrier generator (sin ⁇ 2 t) 43, adder 35, a subtractor 45.
- the transmitter 102T includes multipliers 32, 34, 42, and 44, a first frequency cosine carrier generator ( cos ⁇ 1 t) 31, second frequency cosine carrier generator (cos ⁇ 2 t) 33, first frequency sine carrier generator (sin ⁇ 1 t) 41, second frequency sine carrier generator (sin ⁇ 2 t) 43, adder 35, a subtractor 45.
- the transmitter 102T described above is changed in the multipliers 7, 9, 12, 13 in FIG. 1, the rotational polarization frequency cosine wave generator (cos ⁇ p t) 6, and the rotational polarization frequency sine wave generator (sin ⁇ p t) 8 and the carrier wave generator (cos ⁇ c t) 11 are replaced.
- the configuration of the first radio device 102 is different from the configuration of the radio device 101 in FIG. 1 in that the receiver 52R includes multipliers 52, 54, 62, and 64, a first frequency local cosine wave. generator (cos ⁇ 1 t) 51, a second frequency local cosine wave generator (cos ⁇ 2 t) 53, first frequency local sine wave generator (sin ⁇ 1 t) 61, a second frequency local sine wave generator (sin .omega 2 t) 63, adder 55, and subtractor 65.
- the receiver 52R includes multipliers 52, 54, 62, and 64, a first frequency local cosine wave. generator (cos ⁇ 1 t) 51, a second frequency local cosine wave generator (cos ⁇ 2 t) 53, first frequency local sine wave generator (sin ⁇ 1 t) 61, a second frequency local sine wave generator (sin .omega 2 t) 63, adder 55, and subtractor 65.
- More Changes in receiver 102R includes multipliers 25 and 26 in FIG. 1, it is obtained by replacing the local generator (cos ⁇ c t) 27.
- the bifurcated output of the multiplier 4 is further bifurcated.
- one of the two branches is input to the first input of each of the multiplier 32 and the multiplier 34.
- the other of the two branches is input to the first input of each of the multiplier 42 and the multiplier 44.
- a first frequency cosine carrier wave (cos ⁇ 1 t) of the first frequency cosine carrier wave generator 31 is input to the second input of the multiplier 32, superposed on the output signal of the multiplier 4, and an output of the multiplier 32. Is input to the first input of the adder 35.
- the second input of the multiplier 34 receives the second frequency cosine carrier (cos ⁇ 2 t) of the second frequency cosine carrier generator 33, superimposes it on the output signal of the multiplier 4, and outputs the multiplier 34. Is input to the second input of the adder 35.
- a first input of the first frequency sine carrier generator 41 (sin ⁇ 1 t) is input to the second input of the multiplier 42 and is superimposed on the output signal of the multiplier 4. Is input to the first input of the subtractor 45.
- the second frequency sine carrier wave generator 43 receives the second frequency sine carrier wave (sin ⁇ 2 t) from the second input of the multiplier 44 and superimposes it on the output signal of the multiplier 4. Is input to the second input of the subtractor 45.
- the adder 35 adds (synthesizes) the output of the multiplier 32 and the output of the multiplier 34, and inputs the output signal to the first port of the circulator 23.
- the subtractor 45 subtracts (differs) the output of the multiplier 42 and the output of the multiplier 44 and inputs the output signal to the first port of the circulator 24.
- the received signal input from the second port of the circulator 23 is branched into two and input to the first inputs of the multiplier 52 and the multiplier 54, respectively.
- the received signal input from the second port of the circulator 24 is branched into two and input to the first input of each of the multiplier 62 and the multiplier 64.
- the first frequency local cosine wave (cos ⁇ 1 t) of the first frequency local cosine wave generator 51 is input to the second input of the multiplier 52 and is superimposed (down-converted) on the received signal from the circulator 23. Yes.
- the output of the multiplier 52 is input to the first input of the adder 55.
- the second frequency local cosine wave (cos ⁇ 2 t) of the second frequency local cosine wave generator 53 is input to the second input of the multiplier 54 and is superimposed (down-converted) on the received signal from the circulator 23. Yes.
- the output of the multiplier 54 is input to the second input of the adder 55.
- the first frequency local sine wave (sin ⁇ 1 t) of the first frequency local sine wave generator 61 is input to the second input of the multiplier 62, and is superimposed (down-converted) on the received signal from the circulator 24. Yes.
- the output of the multiplier 62 is input to the first input of the subtractor 65.
- the second frequency local sine wave (sin ⁇ 2 t) of the second frequency local sine wave generator 63 is input to the second input of the multiplier 64 and is superimposed (down-converted) on the received signal from the circulator 24. Yes.
- the output of the multiplier 64 is input to the second input of the subtractor 65.
- the adder 55 adds (synthesizes) the output of the multiplier 52 and the output of the multiplier 54 and inputs the output signal to the first input of the multiplier 15.
- the subtractor 65 subtracts (differs) the output of the multiplier 62 and the output of the multiplier 64 and inputs the output signal to the first input of the multiplier 16.
- each carrier frequency band (cos ⁇ 1 t), (cos ⁇ 2 t), (sin ⁇ 1 t), which generates a (sin .omega 2 t).
- the signals generated by these four types of oscillators serve as carrier waves in the transmitter 102T, and at the same time, two types of rotations based on the first frequency ( ⁇ 1 ) and the second frequency ( ⁇ 2 ). Polarization can be generated.
- the types of rotationally polarized waves have different rotational directions, for example, the left direction and the right direction.
- the two types of rotational polarization and the two types of carriers according to the first frequency ( ⁇ 1 ) and the second frequency ( ⁇ 2 ) are used. It has a configuration that occurs.
- the receiver 102R receives the two types of rotational polarization, and, similarly to the receiver 101R of the first embodiment, the shift value of the reception code generator 14, that is, in one period of the rotational polarization. The time point and the polarization angle difference between the transmission rotational polarization and the reception rotational polarization can be extracted. Then, the radio 102, as appropriate, the information signal generator ( ⁇ I) 1 and the dummy signal generator ( ⁇ D) 2 to be able to select and output.
- the rotation polarized wave frequencies (cos ⁇ p t, sin ⁇ p t : 1) in place of the oscillator having a, four carrier frequency bands (cos ⁇ 1 t, cos ⁇ 2 t , sin ⁇ 1 t, sin ⁇ 2 t:
- a rotationally polarized wave is generated using the oscillator shown in FIG. Therefore, according to the second embodiment, an analog nonlinear circuit such as a mixer for multiplying oscillator outputs of different frequencies can be reduced, which is effective in extending the life of the device and making no adjustment.
- FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless system according to the third embodiment of the present invention. However, only the first wireless device 103 is described, and the description of the wireless device corresponding to the second wireless device 101b in FIG. 1 is omitted.
- the configuration of the first radio device 103 is different from the configuration of the radio device 101 in FIG. 1 in that a transmitter 103T is newly provided with a synchronization code generator 28 and a switch 29. is there. Further, the receiver 103R is newly provided with a synchronous code generator 88 and a switch 89.
- the transmission code (CC1) of the transmission code generator 5 and the synchronization code (SC) of the synchronization code generator 28 are input to the first input and the second input of the switch 29 in the transmitter 103T, respectively. These signals (codes) are switched by the switch 29 and output.
- the output signal (sign) of the switch 29 is input to the second input of the multiplier 4 and is superimposed (spread) on either the information signal generator ( ⁇ I ) 1 or the dummy signal generator ( ⁇ D ) 2.
- the reception code (CC1) of the reception code generator 14 and the synchronization code (SC) of the synchronization code generator 88 are input to the first input and the second input of the switch 89 in the receiver 103R, respectively. These signals (codes) are switched by the switch 89 and output.
- the output signal (symbol) of the switch 89 is input to the code circulators 17 and 18, respectively. Note that the switching operation of the switches 29 and 89 is controlled by the baseband circuit 90.
- synchronous code generator 28 and synchronous code generator 88 having an autocorrelation function larger than output codes (CC1) of transmission code generator 5 and reception code generator 14 at different times.
- the transmitter / receiver can be synchronized using the code (SC).
- SC code
- FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless system according to the fourth embodiment of the present invention. However, only the first wireless device 104 is shown, and the description of the wireless device corresponding to the second wireless device 101b in FIG. 1 is omitted.
- the configuration of the first radio 104 is different from the configuration of the radio 101 of FIG. 1, the transmitter 104T, includes a sub-carrier generator (cos ⁇ s t) 36, transmission code of Fig. 1 It replaces the generator (CC1) 5 instead.
- the receiver 104R variable phase shifter (phi) 79 and sub-local generator and a (cos ⁇ s t) 39, receiver code generator (CC1) in FIG. 1 14, instead of the code cardiovascular 17,18 It is a replacement.
- the phase angle of the variable phase shifter ( ⁇ ) 79 is controlled by the baseband circuit 90.
- information signals ( ⁇ I) 1 or a dummy signal (omega D) is the sub-carrier generator 36 subcarriers (cos ⁇ s t) are superposed.
- the baseband circuit 90 changes the phase angle of the variable phase shifter 79 (phi), look for the timing of the demodulation result of the subcarrier (cos ⁇ s t) is maximum. Then, the information signal ( ⁇ I ) is selected at this maximum timing.
- using the sub-carrier (cos ⁇ s t) changing the phase angle of the variable phase shifter 79 (phi), taken how to find the timing of the demodulation result of the subcarrier is maximized ing.
- Other configurations, functions, and effects are the same as those of the first embodiment shown in FIG.
- the baseband circuit 90 changes the phase angle ( ⁇ ) of the variable phase shifter 79 to find a timing at which the subcarrier demodulation result is maximized, and the information signal ( ⁇ I ) is detected at this timing. Select. Therefore, according to the fourth embodiment, since the timing of the polarization angle shift can be obtained not by the code but by the subcarrier, the digital signal processing can be reduced, and the low power consumption of the circuit constituting the radio device There is an effect in making.
- FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless system according to the fifth embodiment of the present invention. However, only the first wireless device 105 is described, and the description of the wireless device corresponding to the second wireless device 101b in FIG. 1 is omitted.
- the wireless device 105 includes a transmitter 105T, a receiver 105R, a first antenna (V) 21, a second antenna (H) 22, circulators 23 and 24, and a baseband circuit (BB) 90. It is prepared for.
- the first antenna (V) 21 and the second antenna (H) 22 share the functions of the transmitting antennas (21, 22) and the receiving antennas (21, 22) by the switching action of the circulators 23, 24.
- the baseband circuit (BB) 90 also operates by controlling signals from both the transmitter 105T and the receiver 105R.
- the transmitter 105T includes an information signal generator ( ⁇ I ) 1, a dummy signal generator ( ⁇ D ) 2, a switch 3, a multiplier 4, 12, 13, 46, 47, 48, 49, 57, , Subtractor 58, adder 59, first transmission code generator (CC 1) 5, second transmission code generator (CC 2) 56, and rotational polarization frequency cosine wave generator (cos ⁇ p t) 6.
- ⁇ I information signal generator
- ⁇ D dummy signal generator
- CC 2 second transmission code generator
- rotational polarization frequency cosine wave generator cos ⁇ p t
- a transmission circuit according to a carrier generator (cos ⁇ c t) 11 further, as a transmitting antenna, a first antenna (V) 21, The second antenna (H) 22 is provided.
- the first antenna (V) 21 and the second antenna (H) 22 are used as the transmitting antennas (21, 22) by the switching action of the circulators 23, 24.
- the transmission code (CC1) of the first transmission code generator 5 and the transmission code (CC2) of the second transmission code generator 56 are orthogonal to each other.
- the transmission code (CC1) and the transmission code (CC2) have the same period as the period of the rotational polarization.
- the general function of each component described above is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1 and the second embodiment shown in FIG.
- each element of transmitter 105T >> In the transmitter 105T of the radio device 105, the output signal of the information signal generator ( ⁇ I ) 1 and the output signal of the dummy signal generator ( ⁇ D ) 2 are respectively sent to the first input and the second input of the switch 3. input.
- the switch 3 outputs an information signal ( ⁇ I ) or a dummy signal ( ⁇ D ) under the control of the baseband circuit (BB) 90.
- the output signal of the switch 3 is branched into two, one being input to the first input of the multiplier 4 and the other being input to the first input of the multiplier 57.
- the transmission code (CC1) output from the first transmission code generator (CC1) 5 is input to the second input of the multiplier 4, and the information signal ( ⁇ I ) or dummy signal ( ⁇ D ) is The transmission code (CC1) is spread by being superimposed (multiplied).
- the transmission code (CC2) output from the second transmission code generator (CC2) 56 is input to the second input of the multiplier 57, and the information signal ( ⁇ I ) or dummy signal ( ⁇ D ) is The transmission code (CC2) is spread by being superimposed (multiplied).
- the output signal of the multiplier 4 is branched into two. One of the two branched output signals is input to the first input of the multiplier 47. The other branched output signal is input to the first input of the multiplier 49. The output signal of the multiplier 57 is branched into two. One of the two branched output signals is input to the first input of the multiplier 46. The other branched signal is input to the first input of the multiplier 48.
- the cosine wave (cos ⁇ p t) of the rotational polarization frequency cosine wave generator 6 is input to the second input of the multiplier 47, and the cosine wave (cos ⁇ p t) is superimposed (modulated) on the output signal of the multiplier 4.
- the output signal of the multiplier 47 is input to the first input of the subtractor 58.
- the second input of multiplier 49 a sine wave of the rotating polarization frequency sine wave generator 8 (sin ⁇ p t) is entered, the sine wave output signal of the multiplier 4 (sin ⁇ p t) is superimposed (modulated )
- the output signal of the multiplier 49 is input to the first input of the adder 59.
- the cosine wave (cos ⁇ p t) of the rotational polarization frequency cosine wave generator 6 is input to the second input of the multiplier 46, and the cosine wave (cos ⁇ p t) is superimposed (modulated) on the output signal of the multiplier 57.
- the output signal of the multiplier 46 is input to the second input of the adder 59.
- the sine wave (sin ⁇ p t) of the rotational polarization frequency sine wave generator 8 is input to the second input of the multiplier 48, and the sine wave (sin ⁇ p t) is superimposed (modulated) on the output signal of the multiplier 57.
- the output signal of the multiplier 48 is input to the second input of the subtractor 58.
- the subtractor 58 subtracts (differs) the output of the multiplier 47 and the output of the multiplier 48 and inputs the output signal to the first input of the multiplier 12.
- the adder 59 adds (synthesizes) the output of the multiplier 46 and the output of the multiplier 49 and inputs the output signal to the first input of the multiplier 13.
- the carrier wave (cos ⁇ c t) of the carrier wave generator 11 is input to the second input of the multiplier 12, and the carrier wave (cos ⁇ c t) is superimposed (modulated and up-converted) on the output signal of the subtractor 58.
- the output signal of the multiplier 12 is input to the first port of the circulator 23.
- the second input of the multiplier 13, and the carrier of the carrier generator 11 (cos .omega c t) is input, a carrier wave (cos .omega c t) to the output signal of the adder 59 is superimposed (modulated, up-converted).
- the output signal of the multiplier 13 is input to the first port of the circulator 24.
- the first antenna (V) 21 converts the input electric signal into an electromagnetic wave and radiates it to the space.
- the second antenna (H) 22 converts the input electric signal into an electromagnetic wave and radiates it to the space.
- the information signal ( ⁇ I ) or the dummy signal ( ⁇ D ), the transmission code (CC1), the transmission code (CC2), and the cosine wave (cos ⁇ p t) of the rotational polarization are transmitted.
- sine wave (sin .omega p t) and carrier (cos .omega c t) is signal superimposed (up-conversion) is outputted.
- the cosine wave to the first antenna (V) 21 and the second antenna (H) 22 Metropolitan spatially orthogonal to each other, the cosine wave to the first antenna (V) (cos ⁇ p t) , the second antenna ( electromagnetic wave to H) that contains the sinusoidal (sin ⁇ p t) is, by being respectively emitted, rotating polarization is formed. Further, in the adder 59, the cosine wave that will form a rotating polarization (cos .omega p t) and a sine wave (sin .omega p t) are added (combined).
- the subtracter 58 the cosine wave (cos .omega p t) and a sine wave (sin .omega p t) is subtracted (differential).
- the first antenna (V) 21 and the second antenna (H) 22 form two rotational polarizations, for example, left rotation and right rotation.
- the receiver 105R shown in FIG. 5 includes the first antenna (V) 21, the second antenna (H) 22, and circulators 23 and 24 as well as the multipliers 15, 16, and 25. , 26, 71, 72, 75, 76, local generators 27, 73, a first received code generator (CC1) 14, a second received code generator (CC2) 74, and a code circulator 17 , 18, 77, 78.
- the first antenna (V) 21 and the second antenna ( H) 22 and circulators 23 and 24 are shared by receiver 105R and transmitter 105T.
- the configuration excluding the reception antenna (V) 21, the reception antenna (H) 22, and the circulators 23 and 24 is appropriately expressed as a reception circuit of the receiver 105R.
- the general function of each component described above is the same as that of the first embodiment shown in FIG.
- connection configuration of each element of the receiver 105R The electromagnetic waves respectively incident from the first antenna (V) 21 and the second antenna (H) 22 are converted into electric signals.
- the received signal from the first antenna (V) 21 is input to the first inputs of the multiplier 25 and the multiplier 71 via the second port of the circulator 23.
- the received signal from the second antenna (H) 22 is input to the first input of each of the multiplier 26 and the multiplier 72 via the second port of the circulator 24.
- the carrier 25 (cos ⁇ c t) of the local generator 27 is input to the second input of the multiplier 25, and the carrier 25 (cos ⁇ c t) is removed from the received signal in the multiplier 25, that is, down-converted. Signal is output.
- the output signal of the multiplier 25 is input to the first input of the multiplier 15.
- the carrier 26 (cos ⁇ c t) of the local generator 27 is inputted to the second input of the multiplier 26, and the carrier 26 (cos ⁇ c t) is removed from the received signal in the multiplier 26, that is, down-converted. Signal is output.
- the output signal of the multiplier 26 is input to the first input of the multiplier 16.
- the carrier 71 (cos ⁇ c t) of the local generator 73 is input to the second input of the multiplier 71, and the carrier 71 (cos ⁇ c t) is removed from the received signal in the multiplier 71, that is, down-converted. Signal is output.
- the output signal of the multiplier 71 is input to the first input of the multiplier 75.
- the carrier 72 (cos ⁇ c t) of the local generator 73 is input to the second input of the multiplier 72, and the carrier 72 (cos ⁇ c t) is removed from the received signal in the multiplier 72, that is, down-converted. Signal is output.
- the output signal of the multiplier 72 is input to the first input of the multiplier 76.
- the output code of the first reception code generator (CC1) 14 is input to the code circulator 17.
- the output signal of the code circulator 17 is input to the second input of the multiplier 15.
- the output signal of the multiplier 25 is input to the first input of the multiplier 15.
- the output of the first received code generator (CC 1) 14 is multiplied by the code circulator 17 so that the correlation calculation result is maximized.
- the correlation calculation result includes the transmission code (CC1) on the transmission side in the reception signal input from the first antenna (V) 21 and the reception code (CC1) of the reception code generator (CC1) 14. It is a calculation about how much correlation (coincidence) exists.
- the output code of the first received code generator (CC1) 14 is input to the code circulator 18.
- the output signal of the code circulator 18 is input to the second input of the multiplier 16.
- the output signal of the multiplier 26 is input to the first input of the multiplier 16.
- the output of the first received code generator (CC1) 14 is multiplied by the code circulator 18 so that the correlation calculation result becomes maximum.
- the code of the output of the second received code generator (CC2) 74 is input to the code circulator 77.
- the output signal of the code circulator 77 is input to the second input of the multiplier 75.
- the output signal of the multiplier 71 is input to the first input of the multiplier 75.
- the output of the second received code generator (CC2) 74 is multiplied by the code circulator 77 so that the correlation calculation result is maximized.
- the code of the output of the second received code generator (CC2) 74 is input to the code circulator 78.
- the output signal of the code circulator 78 is input to the second input of the multiplier 76.
- the output signal of the multiplier 72 is input to the first input of the multiplier 76.
- the output of the received code generator (CC2) 74 is multiplied by the code circulator 78 so that the correlation calculation result becomes maximum.
- the output signals of the multipliers 15, 16, 75, and 76 are input to the baseband circuit 90.
- the code circulators 17, 18, 77 and 78 are controlled by the baseband circuit 90.
- the wireless device 105 includes a transmitter 105T and a receiver 105R.
- the transmitter 105T includes an information signal ( ⁇ I ) to be transmitted and a dummy signal ( ⁇ D ), and uses two antennas (V, H) that are spatially orthogonal to each other to generate a single carrier frequency and time.
- two polarization orthogonal to (cos ⁇ p t, sin ⁇ p t ) in the rotational polarization which rotates with the multiplied formed time, rotating the polarization of the period (omega p) different same period as the two codes (CC1 , CC2) is transmitted from different antennas.
- the receiver 105R receives the rotationally polarized wave, and detects the polarization rotation shift from the decoding result of the two codes (CC1, CC2). Then, the receiver 105R selects the information signal as a transmission signal in a time zone that is a part of one cycle of the rotational polarization including the time corresponding to the shift, and the other time zone in one cycle of the rotational polarization. Select a dummy signal.
- an information signal can be transmitted using two rotational polarizations in different rotational directions. Since the rotational polarizations having different rotational directions are orthogonal to each other, the independence can increase the communication capacity by a maximum of 2 times compared to the first embodiment of FIG. Further, since the information signal ( ⁇ I ) or the dummy signal ( ⁇ D ) is diffused and used by using two types of codes CC1 and CC2 as the transmission code and the reception code, the communication is better depending on the environment such as noise. Can be selected (CC1 or CC2).
- FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless system according to the sixth embodiment of the present invention. However, only the first wireless device 106 is described, and the description of the wireless device corresponding to the second wireless device 101b in FIG. 1 is omitted.
- configuration differs from the radio 105 of FIG. 5, the transmitter 106T, the first sub-carrier generator and (cos ⁇ s t) 36, the second and a sub-carrier generator (cos2 ⁇ s t) 66, in place of the first transmission code generator (CC1) 5 and a second transmission code generator (CC2) 56 of FIG. 5, by replacing each is there.
- a first variable phase shifter (phi) 79 and the second variable phase shifter (phi) 99 and the first sub-local generator (cos ⁇ s t) 39 and the second sub-local generator (cos2 ⁇ s t) and a 99 instead of the first and receiver code generator (CC1) 14, a second receiver code generator (CC2) 74 and code cardiovascular 17,18,77,78 in Figure 5 It is replaced with. Note that the phase angle of the first variable phase shifter ( ⁇ ) 79 and the second variable phase shifter ( ⁇ ) 99 is controlled by the baseband circuit 90.
- information signal (omega I) 1 or a dummy signal (omega D), the sub-carrier of the first sub-carrier generator 36 (cos ⁇ s t) are superposed.
- the information signals ( ⁇ I) 1 or a dummy signal (omega D), the sub-carrier of the second sub-carrier generator 66 (cos2 ⁇ s t) are superposed.
- the baseband circuit 90 changes the phase angle of the first variable phase shifter 79 (phi), the received signal (cos ⁇ s t) which occurs in the first sub-local generator 39 a first sub-carrier (cos ⁇ s t) is adjusted to match that contained in the signal. That is, the demodulation result of the first subcarrier (cos ⁇ s t) looks for timing having the maximum. Then, the information signal ( ⁇ I ) is selected at this maximum timing.
- the baseband circuit 90, the phase angle of the second variable phase shifter 99 (phi) is changed, the demodulation result of the second sub-carrier (cos2 ⁇ s t) looks for timing having the maximum. Then, the information signal ( ⁇ I ) is selected at this maximum timing.
- the phase angle of the variable phase shifter 79 (phi) and the variable phase is changed, and the timing at which the demodulation results of the first and second subcarriers are maximized is searched.
- FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless system according to the seventh embodiment of the present invention. However, only the first wireless device 107 is described, and the description of the wireless device corresponding to the second wireless device 101b in FIG. 1 is omitted.
- the configuration of the first radio device 107 in FIG. 7 differs from the configuration of the radio device 106 in FIG. 6 in that a transmitter 107T in FIG. 7 has a new synchronous code generator (SC) 81 and switches 84 and 85.
- SC synchronous code generator
- the output signal (sign) of the switch 84 is input to the second input of the multiplier 4 and is superimposed (spread) on either the information signal generator ( ⁇ I ) 1 or the dummy signal generator ( ⁇ D ) 2. )
- the output signal (sign) of the switch 85 is input to the second input of the multiplier 57 and superimposed (spread) on either the information signal generator ( ⁇ I ) 1 or the dummy signal generator ( ⁇ D ) 2.
- the switching operation of the switches 84 and 85 is controlled by the baseband circuit (BB) 90.
- the baseband circuit (BB) 90 According to the configuration of the above radio 107, at different times, the sign of the first subcarrier (cos ⁇ s t) or the second from the sub-carrier (cos2 ⁇ s t), the synchronization autocorrelation function is large code generator 81 (SC) can be used to synchronize the transceiver.
- SC code generator
- the secret wireless transmission of information is performed using a more specific polarization angle shift than the sixth embodiment. It is possible to improve the accuracy of the timing for transmitting the information signal of the pair of wireless devices. That is, it is effective for improving the communication quality of the wireless device.
- FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless system according to the eighth embodiment of the present invention. However, only the first radio 108 is described, and the description of the radio corresponding to the second radio 101b in FIG. 1 is omitted.
- the radio 108 includes a transmitter 108T, a receiver 108R, a first antenna (V) 21, a second antenna (H) 22, circulators 23 and 24, and a baseband circuit (BB) 90. It is prepared for.
- the first antenna (V) 21 and the second antenna (H) 22 share the functions of the transmitting antennas (21, 22) and the receiving antennas (21, 22) by the switching action of the circulators 23, 24.
- the baseband circuit (BB) 90 also operates by transmitting and receiving signals from both the transmitter 108T and the receiver 108R.
- the transmitter 108T includes an information signal generator ( ⁇ I ) 1, a dummy signal generator ( ⁇ D ) 2, a switch 3, and multipliers 4, 57, 112, 113, 115, 116, 117, 122, 123, 126, 127, subtractors 118, 124, adders 114, 119, 128, 129, a first transmission code generator (CC1) 5, a second transmission code generator (CC2) 56, First frequency cosine carrier generator (cos ⁇ 1 t) 111, second frequency cosine carrier generator (cos ⁇ 2 t) 115, first frequency sine carrier generator (sin ⁇ 1 t) 121, and second frequency sine carrier A transmission circuit including the generator (sin ⁇ 2 t) 125, and a first antenna (V) 21 and a second antenna (H) 22 as transmission antennas.
- ⁇ I information signal generator
- ⁇ D dummy signal generator
- a switch 3 a switch 3
- multipliers 4 57, 112, 113, 115, 116,
- the first antenna (V) 21 and the second antenna (H) 22 are used as the transmitting antennas (21, 22) by the switching action of the circulators 23, 24.
- the transmission code (CC1) of the first transmission code generator 5 and the transmission code (CC2) of the second transmission code generator 56 are orthogonal to each other.
- the general functions of the above components are the same as those of the first embodiment shown in FIG. 1 and the fifth embodiment shown in FIG.
- each element of transmitter 108T ⁇ Connection configuration of each element of transmitter 108T >>
- the switch 3 outputs an information signal ( ⁇ I ) or a dummy signal ( ⁇ D ) under the control of the baseband circuit (BB) 90.
- the output signal of the switch 3 is branched into two, one being input to the first input of the multiplier 4 and the other being input to the first input of the multiplier 57.
- a first transmission code (CC1) output from the first transmission code generator 5 is input to the second input of the multiplier 4, and the information signal ( ⁇ I ) or dummy signal ( ⁇ D ) is The transmission code (CC1) is spread by being superimposed (multiplied).
- the second transmission code (CC2) output from the second transmission code generator 56 is input to the second input of the multiplier 57, and the information signal ( ⁇ I ) or the dummy signal ( ⁇ D ) is The transmission code (CC2) is spread by being superimposed (multiplied).
- the output signal of the multiplier 4 is branched into two. One of the two branched signals is input to the first input of each of the multiplier 112 and the multiplier 117. The other branched output signal is input to the first input of each of the multiplier 122 and the multiplier 127.
- the output signal of the multiplier 57 is bifurcated.
- One of the two branched output signals is input to the first input of each of the multiplier 113 and the multiplier 116.
- the other branched output signal is input to the first input of each of the multiplier 123 and the multiplier 126.
- multiplier 112 To a second input of multiplier 112, a first frequency cosine carrier of the first frequency cosine carrier generator 111 (cos ⁇ 1 t) is entered, the first frequency cosine carrier with the output signal of the multiplier 4 (cos .omega 1 t ) Is superimposed (modulated). The output signal of the multiplier 112 is input to the first input of the subtractor 118. To a second input of multiplier 117, a second frequency cosine carrier of the second frequency cosine carrier generator 115 (cos ⁇ 2 t) is entered, the second frequency cosine carrier with the output signal of the multiplier 4 (cos .omega 2 t ) Is superimposed (modulated). The output signal of the multiplier 117 is input to the second input of the subtractor 118.
- multiplier 122 To a second input of multiplier 122, a first frequency sine carrier of the first frequency sine carrier generator 121 (sin ⁇ 1 t) is entered, the first frequency sine carrier to the output signal of the multiplier 4 (sin .omega 1 t ) Is superimposed (modulated). The output signal of the multiplier 122 is input to the first input of the adder 128. To a second input of multiplier 127, a second frequency sine carrier of the second frequency sine carrier generator 125 (sin ⁇ 2 t) is entered, the second frequency sine carrier to the output signal of the multiplier 4 (sin .omega 2 t ) Is superimposed (modulated). The output signal of the multiplier 127 is input to the second input of the adder 128.
- multiplier 113 To a second input of multiplier 113, a first frequency cosine carrier of the first frequency cosine carrier generator 111 (cos ⁇ 1 t) is entered, the first frequency cosine carrier with the output signal of the multiplier 57 (cos .omega 1 t ) Is superimposed (modulated). The output signal of the multiplier 113 is input to the first input of the adder 114. To a second input of multiplier 116, a second frequency cosine carrier of the second frequency cosine carrier generator 115 (cos ⁇ 2 t) is entered, the second frequency cosine carrier with the output signal of the multiplier 57 (cos .omega 2 t ) Is superimposed (modulated). The output signal of the multiplier 116 is input to the second input of the adder 114.
- multiplier 123 To a second input of multiplier 123, a first frequency sine carrier of the first frequency sine carrier generator 121 (sin ⁇ 1 t) is entered, the first frequency sine carrier to the output signal of the multiplier 57 (sin .omega 1 t ) Is superimposed (modulated). The output signal of the multiplier 123 is input to the first input of the subtractor 124. To a second input of multiplier 126, a second frequency sine carrier of the second frequency sine carrier generator 125 (sin ⁇ 2 t) is entered, the second frequency sine carrier to the output signal of the multiplier 57 (sin .omega 2 t ) Is superimposed (modulated). The output signal of the multiplier 126 is input to the second input of the subtractor 124.
- the subtractor 118 subtracts (differs) the output signal of the multiplier 112 and the output signal of the multiplier 117 and inputs the output signal to the first input of the adder 129.
- the subtractor 124 subtracts (differs) the output signal of the multiplier 123 and the output signal of the multiplier 126 and inputs the output signal to the second input of the adder 129.
- the adder 129 adds (synthesizes) the output signal of the subtractor 118 and the output signal of the subtractor 124 and outputs the result.
- the output signal of the adder 129 is input to the first port of the circulator 24.
- Adder 114 adds (synthesizes) the output signal of multiplier 113 and the output signal of multiplier 116, and inputs the output signal to the first input of adder 119.
- the adder 128 adds (synthesizes) the output signal of the multiplier 122 and the output signal of the multiplier 127 and inputs the output signal to the second input of the adder 119.
- the adder 119 adds (synthesizes) the output signal of the adder 114 and the output signal of the adder 128 and outputs the result.
- the output signal of the adder 119 is input to the first port of the circulator 23.
- the first antenna (V) 21 converts the input electric signal into an electromagnetic wave and radiates it to the space.
- the second antenna (H) 22 converts the input electric signal into an electromagnetic wave and radiates it to the space.
- the adder 119 that outputs a signal to the circulator 23 combines the signals of the adder 114 and the adder 128, whereas the adder 129 that outputs a signal to the circulator 24 is combined with the subtractor 118.
- the subtractor 124 combines the respective signals.
- the first antenna (V) 21 and the second antenna (H) 22 form two rotational polarizations, for example, left rotation and right rotation.
- the receiver 108 ⁇ / b> R includes the first antenna (V) 21, the second antenna (H) 22, and the circulators 23 and 24, and the multipliers 15, 16, 75, 76, and 132 are uniquely provided. , 133, 136, 137, 142, 143, 146, 147, adders 134, 148, subtracters 138, 144, a first frequency cosine wave local generator (cos ⁇ 1 t) 131, and a second frequency cosine.
- the first antenna (V) 21 and the second antenna ( H) 22 and circulators 23 and 24 are shared by receiver 108R and transmitter 108T.
- the configuration excluding the first reception antenna (V) 21, the second reception antenna (H) 22, and the circulators 23 and 24 is appropriately referred to as a reception circuit of the receiver 108R.
- the general functions of the above components are the same as those of the first embodiment shown in FIG. 1 and the fifth embodiment shown in FIG.
- connection configuration of each element of the receiver 108R The electromagnetic waves respectively incident from the first antenna (V) 21 and the second antenna (H) 22 are converted into electric signals.
- the received signal from the first antenna (V) 21 is first branched into two via the second port of the circulator 23.
- One of the two branched output signals is input to the first input of each of the multiplier 133 and the multiplier 136.
- the other branched output signal is input to the first input of each of the multiplier 143 and the multiplier 146.
- a received signal from the second antenna (H) 22 is first branched into two via the second port of the circulator 24.
- One of the two branched output signals is input to the first input of each of the multiplier 132 and the multiplier 137.
- the other branched output signal is input to the first input of each of the multiplier 142 and the multiplier 147.
- the first frequency cosine wave (cos ⁇ 1 t) of the first frequency cosine wave local generator 131 is input to the second input of the multiplier 132, and the multiplier 132 receives the carrier wave (cos ⁇ 1 t) from the received signal. Is output, that is, a down-converted signal is output.
- the output signal of the multiplier 132 is input to the first input of the subtractor 138.
- the second frequency cosine wave (cos ⁇ 2 t) of the second frequency cosine wave local generator 135 is input to the second input of the multiplier 137, and the multiplier 137 converts the received signal into a carrier wave (cos ⁇ 2 t). Is output, that is, a down-converted signal is output.
- the output signal of the multiplier 137 is input to the second input of the subtractor 138.
- the first frequency sine wave (sin ⁇ 1 t) of the first frequency sine wave local generator 141 is input to the second input of the multiplier 142, and the multiplier 142 receives the carrier wave (sin ⁇ 1 t) from the received signal. Is output, that is, a down-converted signal is output. The output signal of the multiplier 142 is input to the first input of the adder 148.
- the second frequency cosine wave (sin ⁇ 2 t) of the second frequency sine wave local generator 145 is input to the second input of the multiplier 147, and the multiplier 147 converts the received signal into the carrier wave (sin ⁇ 2 t). Is output, that is, a down-converted signal is output.
- the output signal of the multiplier 147 is input to the second input of the adder 148.
- the first frequency cosine wave (cos ⁇ 1 t) of the first frequency cosine wave local generator 131 is input to the second input of the multiplier 133, and the multiplier 133 converts the received signal into a carrier wave (cos ⁇ 1 t). Is output, that is, a down-converted signal is output.
- the output signal of the multiplier 133 is input to the first input of the adder 134.
- the second frequency cosine wave (cos ⁇ 2 t) of the second frequency cosine wave local generator 135 is input to the second input of the multiplier 136, and the multiplier 136 converts the received signal into a carrier wave (cos ⁇ 2 t). Is output, that is, a down-converted signal is output.
- the output signal of the multiplier 136 is input to the second input of the adder 134.
- the first frequency sine wave (sin ⁇ 1 t) of the first frequency sine wave local generator 141 is input to the second input of the multiplier 143, and the multiplier 143 receives the carrier wave (sin ⁇ 1 t) from the received signal. Is output, that is, a down-converted signal is output.
- the output signal of the multiplier 143 is input to the first input of the subtractor 144.
- the second input of the multiplier 146 receives the second frequency cosine wave (sin ⁇ 2 t) of the second frequency sine wave local generator 145, and the multiplier 146 converts the received signal into a carrier wave (sin ⁇ 2 t). Is output, that is, a down-converted signal is output.
- the output signal of the multiplier 146 is input to the second input of the subtractor 144.
- the subtractor 138 subtracts (differs) the output signal of the multiplier 132 and the output signal of the multiplier 137 and inputs the output signal to the first input of the multiplier 75.
- the adder 148 adds (synthesizes) the output signal of the multiplier 142 and the output signal of the multiplier 147 and inputs the output signal to the first input of the multiplier 76.
- the adder 134 adds (synthesizes) the output signal of the multiplier 133 and the output signal of the multiplier 136 and inputs the output signal to the first input of the multiplier 15.
- the subtractor 144 subtracts (differs) the output signal of the multiplier 143 and the output signal of the multiplier 146 and inputs the output signal to the first input of the multiplier 16.
- the output code of the first received code generator (CC1) 14 is input to the code circulator 17.
- the output signal of the code circulator 17 is input to the second input of the multiplier 15.
- the output signal of the adder 134 is input to the first input of the multiplier 15.
- the multiplier 15 is used to multiply the output of the first received code generator (CC1) 14 by the code circulator 17 so that the correlation calculation result is maximized.
- the output code of the first received code generator (CC1) 14 is input to the code circulator 18.
- the output signal of the code circulator 18 is input to the second input of the multiplier 16.
- the output signal of the subtracter 144 is input to the first input of the multiplier 16.
- the output of the first received code generator (CC1) 14 is multiplied by the code circulator 18 so that the correlation calculation result becomes maximum.
- the code of the output of the second received code generator (CC2) 74 is input to the code circulator 77.
- the output signal of the code circulator 77 is input to the second input of the multiplier 75.
- the output signal of the subtracter 138 is input to the first input of the multiplier 75.
- the output of the second received code generator (CC2) 74 is multiplied by the code circulator 77 so that the correlation calculation result is maximized.
- the code of the output of the second received code generator (CC2) 74 is input to the code circulator 78.
- the output signal of the code circulator 78 is input to the second input of the multiplier 76.
- the output signal of the adder 148 is input to the first input of the multiplier 76.
- the output of the second received code generator (CC2) 74 is multiplied by a code circulator 78 so that the correlation calculation result is maximized.
- the output signals of the multipliers 15, 16, 75, and 76 are input to the baseband circuit (BB) 90.
- the code circulators 17, 18, 77 and 78 are controlled by a baseband circuit (BB) 90.
- the two types of rotational polarizations and the two types of carriers according to the first frequency ( ⁇ 1 ) and the second frequency ( ⁇ 2 ) are used. It has a configuration that occurs.
- the information signal ( ⁇ I ) or the dummy signal ( ⁇ D ) is superimposed (spread) with the first transmission code (CC1) and the second transmission code (CC2).
- the receiver 102R receives the two types of rotational polarization, and, similarly to the receiver 101R of the first embodiment, the shift value of the reception code generator 14, that is, in one period of the rotational polarization.
- the time point and the polarization angle difference between the transmission rotational polarization and the reception rotational polarization can be extracted.
- the information signal generator ( ⁇ I ) 1 and the dummy signal generator ( ⁇ D ) 2 can be selected and output as appropriate.
- the eighth embodiment four carrier frequency bands (cos ⁇ 1 t, cos ⁇ 2 t , sin ⁇ 1 t, sin ⁇ 2 t: FIG. 2) to produce the rotational polarizations using an oscillator with a. Also, it has a configuration that the first transmission code (CC1) and a second transmission code (CC2) in an information signal (omega I) or a dummy signal (omega D) superimposing (diffusion). Therefore, the configuration is a combination of the fifth embodiment and the second embodiment. Therefore, it is possible to reduce analog non-linear circuits such as a mixer for multiplying oscillator outputs of different frequencies while making use of the characteristics of the fifth embodiment.
- analog non-linear circuits such as a mixer for multiplying oscillator outputs of different frequencies while making use of the characteristics of the fifth embodiment.
- FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of a transmitter of a wireless system according to the ninth embodiment of the present invention.
- the transmitter 401T includes a baseband circuit (BB) 690 (including an information signal generator ( ⁇ I ) 601), code generators (CC1, CC2, CC3) 671, 673, 675, and multipliers 610 to 676. and total 45 multipliers, the synthesizer 681,682,683,684,685,686,687,688,689, a rotating polarization frequency cosine wave generator (cos ⁇ p t) 677, rotating polarization frequency sine A wave generator (sin ⁇ p t) 678 and a carrier wave generator (cos ⁇ c t) 679 are provided.
- BB baseband circuit
- the transmitter 401T further includes a cosine vertical weighter (Cv3, Cv2, Cv1) 621, 641, 661, a sine vertical weighter (Sv3, Sv2, Sv1) 611, 631, 651, and a cosine right-angle weight.
- Attached devices (Cn3, Cn2, Cn1) 623, 643, 663, sine right angle weighted devices (Sn3, Sn2, Sn1) 613, 633, 653, cosine horizontal weighted devices (Ch3, Ch2, Ch1) 625,645 , 665, sine horizontal weighting device (Sh3, Sh2, Sh1) 615, 635, 655, first antenna (V) 691, second antenna (H) 693, and third antenna (N) 692 and is configured as described above.
- the baseband circuit (BB) 690 includes an information signal generator ( ⁇ I ) 1 and controls each element in the transmitter 401.
- the transmission codes CC1, CC2, and CC3 of the code generators 671, 673, and 675 are special pulse train codes that can be distinguished from each other and that are approximately orthogonal to each other.
- Information signal generator (omega I) 1, a multiplier, synthesizer, rotating polarization frequency cosine wave generator (cos .omega p t) 677, rotating polarization frequency sine wave generator (sin ⁇ p t) 678, carrier generator ( cos ⁇ c t) 679 will not be described repeatedly.
- the cosine vertical weighters (Cv3, Cv2, Cv1) 621, 641, 661 generate weights for the components in the vertical direction by the cosines of the respective electromagnetic waves obtained by dividing the output into three in time series.
- the sine vertical weighting units (Sv3, Sv2, Sv1) 611, 631, 651 generate weights related to the components in the vertical direction by the sine of each electromagnetic wave obtained by dividing the output into three in time series.
- the cosine right-angle weighters (Cn3, Cn2, Cn1) 623, 643, 663 generate weights for the components in the perpendicular direction by the cosines of the respective electromagnetic waves obtained by dividing the output into three in time series.
- the sine right-angle weighters (Sn3, Sn2, Sn1) 613, 633, and 653 generate weights for the components in the right-angle direction with the sine of each electromagnetic wave obtained by dividing the output into three in time series.
- the cosine horizontal weighters (Ch3, Ch2, Ch1) 625, 645, and 665 generate weights related to the components in the horizontal direction by the cosines of the respective electromagnetic waves obtained by dividing the output into three in time series.
- the sine horizontal weighters (Sh3, Sh2, Sh1) 615, 635, and 655 generate weights related to the components in the horizontal direction by the sine of each electromagnetic wave obtained by dividing the output into three in time series.
- the first antenna (V) 691, the second antenna (H) 693, and the third antenna (N) 692 are polarization antennas that radiate polarized waves at the time of transmission.
- the first antenna (V) 691, the second antenna (H) 693, and the third antenna (N) 692 are arranged so as to be orthogonal to each other spatially. That is, the first antenna (V) 691 is arranged so that the output polarized wave radiates in the vertical direction, and the third antenna (N) 692 so that the output polarized wave radiates in the normal direction.
- the second antenna (H) 693 is arranged so that the output polarized wave radiates in the horizontal direction.
- the vertical direction, the normal direction, and the horizontal direction are described, but there is no absolute reference direction in the vertical direction, the normal direction, and the horizontal direction, and the first antenna (V) 691 and It means that the third antenna (N) 692 and the second antenna (H) 693 are arranged so as to be orthogonal to each other spatially.
- each element of the transmitter 401T the output signal of the information signal generator ( ⁇ I ) 601 provided in the baseband circuit (BB) 690 is branched into three.
- the first output signal that is branched into three is input to the first input of the multiplier 672.
- the second output signal that has been branched into three is input to the first input of the multiplier 674.
- the third output signal that has been branched into three is input to the first input of the multiplier 676.
- the transmission code CC1 of the first code generator 671 is input to the second input of the multiplier 672, and the transmission code CC1 is superimposed (spread) on the information signal ( ⁇ I ).
- the output signal of the multiplier 672 is branched into two and input to the first inputs of the multiplier 660 and the multiplier 650, respectively.
- the transmission code CC2 of the second code generator 673 is input to the second input of the multiplier 674, and the transmission code CC2 is superimposed (spread) on the information signal ( ⁇ I ).
- the output signal of the multiplier 674 is branched into two and input to the first inputs of the multiplier 640 and the multiplier 630, respectively.
- the transmission code CC3 of the third code generator 675 is input to the second input of the multiplier 676, and the transmission code CC3 is superimposed (spread) on the information signal ( ⁇ I ).
- the output signal of the multiplier 676 is bifurcated and input to the first inputs of the multiplier 620 and the multiplier 610, respectively.
- the cosine wave (cos ⁇ p t) signal of the rotational polarization frequency cosine wave generator 677 is input to the second input of the multiplier 660, and (cos ⁇ p t) is superimposed (modulated) on the output signal of the multiplier 672. Is done.
- the output signal of the multiplier 660 is branched into three and input to the first inputs of the multiplier 662, the multiplier 664, and the multiplier 666, respectively.
- a sine wave (sin ⁇ p t) signal of the rotational polarization frequency sine wave generator 678 is input to the second input of the multiplier 650, and (sin ⁇ p t) is superimposed (modulated) on the output signal of the multiplier 672. Is done.
- the output signal of the multiplier 650 is branched into three and input to the first inputs of the multiplier 652, the multiplier 654, and the multiplier 656.
- the cosine wave (cos ⁇ p t) signal of the rotational polarization frequency cosine wave generator 677 is input to the second input of the multiplier 640, and (cos ⁇ p t) is superimposed (modulated) on the output signal of the multiplier 674. Is done.
- the output signal of the multiplier 640 is branched into three and input to the first inputs of the multiplier 642, the multiplier 644, and the multiplier 646.
- a sine wave (sin ⁇ p t) signal of the rotational polarization frequency sine wave generator 678 is input to the second input of the multiplier 630, and (sin ⁇ p t) is superimposed (modulated) on the output signal of the multiplier 674. Is done.
- the output signal of the multiplier 630 is branched into three and input to the first inputs of the multiplier 632, the multiplier 634, and the multiplier 636.
- the cosine wave (cos ⁇ p t) signal of the rotational polarization frequency cosine wave generator 677 is input to the second input of the multiplier 620, and (cos ⁇ p t) is superimposed (modulated) on the output signal of the multiplier 676. Is done.
- the output signal of the multiplier 620 is branched into three and input to the first inputs of the multiplier 622, the multiplier 624, and the multiplier 626, respectively.
- a sine wave (sin ⁇ p t) signal of the rotational polarization frequency sine wave generator 678 is input to the second input of the multiplier 610, and (sin ⁇ p t) is superimposed (modulated) on the output signal of the multiplier 676. Is done.
- the output signal of the multiplier 610 is branched into three and input to the first inputs of the multiplier 612, the multiplier 614, and the multiplier 616, respectively.
- the second input of the multiplier 662 is inputted with the cosine vertical weight signal of the cosine vertical weight multiplier (Cv1) 661.
- the weighting (Cv1) is applied to the output signal of the multiplier 660 to become the output signal of the multiplier 662.
- the output signal of the multiplier 662 is input to the first input of the multiplier 667.
- the second input of the multiplier 664 receives the cosine right-angle weight signal of the cosine right-angle weight multiplier (Cn1) 663.
- the weighting (Cn1) is applied to the output signal of the multiplier 660 to obtain the output signal of the multiplier 664.
- the output signal of the multiplier 664 is input to the first input of the multiplier 668.
- the second input of the multiplier 666 receives the cosine horizontal weight signal of the cosine horizontal weight multiplier (Ch1) 665.
- the weighting (Ch1) is applied to the output signal of the multiplier 660 to become the output signal of the multiplier 666.
- the output signal of the multiplier 666 is input to the first input of the multiplier 669.
- the cosine vertical weight signal of the cosine vertical weight multiplier (Cv2) 641 is input to the second input of the multiplier 642.
- the weighting (Cv2) is applied to the output signal of the multiplier 640 to obtain the output signal of the multiplier 642.
- the output signal of the multiplier 642 is input to the first input of the multiplier 647.
- the second input of the multiplier 644 receives the cosine right-angle weight signal of the cosine right-angle weight multiplier (Cn2) 643.
- the weighting (Cn2) is applied to the output signal of the multiplier 640 to obtain the output signal of the multiplier 644.
- the output signal of the multiplier 644 is input to the first input of the multiplier 648.
- the second input of the multiplier 646 receives the cosine horizontal weight signal of the cosine horizontal weight (Ch2) 645.
- the weighting (Ch2) is applied to the output signal of the multiplier 640 to obtain the output signal of the multiplier 646.
- the output signal of the multiplier 646 is input to the first input of the multiplier 649.
- the second input of the multiplier 622 receives the cosine vertical weight signal of the cosine vertical weight multiplier (Cv3) 621.
- the weighting (Cv3) is applied to the output signal of the multiplier 620, and the output signal of the multiplier 622 is obtained.
- the output signal of the multiplier 622 is input to the first input of the multiplier 627.
- the second input of the multiplier 624 receives the cosine right-angle weight signal of the cosine right-angle weight multiplier (Cn3) 623.
- the weighting (Cn3) is applied to the output signal of the multiplier 620, and the output signal of the multiplier 624 is obtained.
- the output signal of the multiplier 624 is input to the first input of the multiplier 628.
- the second input of the multiplier 626 receives the cosine horizontal weight signal of the cosine horizontal weight (Ch3) 625.
- the weighting (Ch3) is applied to the output signal of the multiplier 620, and the output signal of the multiplier 626 is obtained.
- the output signal of the multiplier 626 is input to the first input of the multiplier 629.
- the second input of the multiplier 652 receives the sine vertical weight signal of the sine vertical weight multiplier (Sv1) 651.
- the weighting (Sv1) is applied to the output signal of the multiplier 650 and becomes the output signal of the multiplier 652.
- the output signal of the multiplier 652 is input to the first input of the multiplier 657.
- the second input of the multiplier 654 receives the sine right-angle weight signal of the sine right-angle weight multiplier (Sn1) 653.
- the weighting (Sn1) is applied to the output signal of the multiplier 650 and becomes the output signal of the multiplier 654.
- the output signal of the multiplier 654 is input to the first input of the multiplier 658.
- the second input of the multiplier 656 receives the sine horizontal weight signal of the sine horizontal weight multiplier (Sh1) 655.
- the weighting (Sh1) is applied to the output signal of the multiplier 650, and the output signal of the multiplier 656 is obtained.
- the output signal of the multiplier 656 is input to the first input of the multiplier 659.
- the second input of the multiplier 632 receives the sine vertical weight signal from the sine vertical weight (Sv2) 631.
- the weighting (Sv2) is applied to the output signal of the multiplier 630, and the output signal of the multiplier 632 is obtained.
- the output signal of the multiplier 632 is input to the first input of the multiplier 637.
- the second input of the multiplier 634 receives the sine right-angle weight signal of the sine right-angle weight multiplier (Sn2) 633.
- the weighting (Sn2) is applied to the output signal of the multiplier 630, and the output signal of the multiplier 634 is obtained.
- the output signal of the multiplier 634 is input to the first input of the multiplier 638.
- the second input of the multiplier 636 receives the sine horizontal weight signal of the sine horizontal weight multiplier (Sh2) 635.
- the weighting (Sh2) is applied to the output signal of the multiplier 630, and the output signal of the multiplier 636 is obtained.
- the output signal of the multiplier 636 is input to the first input of the multiplier 639.
- the second input of the multiplier 612 receives the sine vertical weight signal of the sine vertical weight multiplier (Sv3) 611.
- the weighting (Sv3) is applied to the output signal of the multiplier 610, and the output signal of the multiplier 612 is obtained.
- the output signal of the multiplier 612 is input to the first input of the multiplier 617.
- the second input of the multiplier 614 receives the sine right-angle weight signal of the sine right-angle weight multiplier (Sn3) 613.
- the weighting (Sn3) is applied to the output signal of the multiplier 610, and the output signal of the multiplier 614 is obtained.
- the output signal of the multiplier 614 is input to the first input of the multiplier 618.
- the second input of the multiplier 616 receives the sine horizontal weight signal of the sine horizontal weight multiplier (Sh3) 615.
- the weighting (Sh3) is applied to the output signal of the multiplier 610, and the output signal of the multiplier 616 is obtained.
- the output signal of the multiplier 616 is input to the first input of the multiplier 619.
- cosine vertical weights (Cv3, Cv2, Cv1) 621, 641, 661, sine vertical weights (Sv3, Sv2, Sv1) 611, 631, 651, cosine right angle weights (Cn3, Cn2, Cn1) 623, 643, 663 are controlled by a baseband circuit (BB) 690.
- the second input of each of the multipliers 617, 618, 619, 627, 628, 629, 637, 638, 639, 647, 648, 649, 657, 658, 659, 667, 668, 669 is a carrier wave generator 679. of the generated carrier (cos ⁇ c t) is input. Then, it superimposes the carrier to each signal input thereto a first input of (cos ⁇ c t) (modulation, up-conversion) to.
- the output signals of the multiplier 667, the multiplier 647, and the multiplier 627 are input to the first input, the second input, and the third input of the synthesizer 689, respectively.
- the synthesizer 689 synthesizes and outputs the three inputs. This output signal is input to the first input of the synthesizer 687.
- the output signals of the multiplier 668, the multiplier 648, and the multiplier 628 are input to the first input, the second input, and the third input of the synthesizer 686, respectively.
- the synthesizer 686 synthesizes and outputs the three inputs. This output signal is input to the first input of the synthesizer 684.
- the output signals of the multiplier 669, the multiplier 649, and the multiplier 629 are input to the first input, the second input, and the third input of the synthesizer 683, respectively.
- the synthesizer 683 synthesizes and outputs the three inputs. This output signal is input to the first input of the synthesizer 681.
- the output signals of the multiplier 657, the multiplier 637, and the multiplier 617 are input to the first input, the second input, and the third input of the synthesizer 688, respectively.
- a synthesizer 688 synthesizes and outputs the three inputs. This output signal is input to the second input of the synthesizer 687.
- the output signals of the multiplier 658, the multiplier 638, and the multiplier 618 are input to the first input, the second input, and the third input of the combiner 685, respectively.
- the synthesizer 685 synthesizes and outputs the three inputs. This output signal is input to the second input of the synthesizer 684.
- the output signals of the multiplier 659, the multiplier 639, and the multiplier 619 are input to the first input, the second input, and the third input of the synthesizer 682, respectively.
- the synthesizer 682 synthesizes and outputs the three inputs. This output signal is input to the second input of the synthesizer 681.
- the combiner 687 combines the output signal of the combiner 689 and the output signal of the combiner 688.
- the combiner 687 outputs the combined output signal to the first antenna (V) 691.
- the combiner 684 combines the output signal of the combiner 686 and the output signal of the combiner 685.
- the combiner 684 outputs this combined output signal to the third antenna (N) 692.
- the combiner 681 combines the output signal of the combiner 683 and the output signal of the combiner 682.
- the combiner 681 outputs the combined output signal to the second antenna (H) 693.
- the first antenna (V) 691, the second antenna (H) 693, and the third antenna (N) 692 convert electric signals input to the electromagnetic waves and radiate them in the air.
- the first antenna (V) 691, the second antenna (H) 693, and the third antenna (N) 692 are antennas that output polarized waves, respectively, and are arranged spatially orthogonal to each other. Is done.
- the baseband circuit (BB) 690 of the transmitter 401T divides the output of the information signal generator ( ⁇ I ) 601 into three in time series. That is, the information signal generator ( ⁇ I ) 601 is divided by a predetermined interval (predetermined interval) on a predetermined time axis, and the predetermined interval is divided into three equal parts to obtain partial information signals after being divided into three. Then, the same process is performed in the subsequent fixed interval.
- Different codes (CC1, CC2, CC3) shared by mutually orthogonal transmitters / receivers are superimposed on the three divided information signals ( ⁇ I ) and transmitted together. Note that the receiver 411R (FIG. 10) described later can identify and separate each of the information signals of the three parts transmitted using different codes.
- different codes are generated by first, second and third code generators 671, 673, 675, respectively, and are superimposed on the signal by multipliers 672, 674, 676. Is done. Each of the three portions of the information signal on which the code is superimposed is multiplied by a different predetermined weight. Then, in three antennas that are spatially orthogonal to each other, a total of three combinations of two antennas are used, respectively, and are radiated into space by three rotationally polarized waves whose traveling directions are spatially orthogonal to each other. .
- a baseband circuit (BB) 690 divides the output of the information signal generator ( ⁇ I ) 601 into three in time series. That is, the information signal generator ( ⁇ I ) 601 is divided by a predetermined interval (predetermined interval) on a predetermined time axis, the predetermined interval is divided into three equal parts, and each partial information signal after being divided into three is obtained. The same processing is performed in the next fixed interval. The three divided information signals are sent to multipliers 672, 674, and 676, respectively.
- Code CC1, CC2, CC3 output signal of the multiplier 672,674,676 superimposed respectively are each bifurcated, with one of the signal rotating polarization frequency cosine wave (cos .omega p t), polarization rotated to the other signal wave frequency sine wave (sin ⁇ p t) is superimposed.
- the cosine wave (cos .omega p t) and a sine wave for superimposing (sin ⁇ p t), respectively, in the electromagnetic wave output is to the rotating polarization.
- a total of six types of output signals are generated by combining the codes CC1, CC2, and CC3 with the cosine wave and sine wave.
- a signal in which a code CC1 and a rotational polarization frequency cosine wave (cos ⁇ p t) are superimposed is divided into three branches, and the multipliers 662, 664, and 666 respectively provide a cosine vertical weighted signal of the cosine vertical weighter 661.
- Cv1 cosine right angle weighting signal
- Cn1 cosine right angle weighting device 663
- Ch1 cosine horizontal weighting signal
- the signal in which the code CC1 and the rotational polarization frequency sine wave (sin ⁇ p t) are superimposed is branched into three, and the multipliers 652, 654, and 656 respectively provide the sine vertical weight signal of the sine vertical weight 651.
- (Sv1) is weighted by the sine right-angle weight signal (Sn1) of the sine right-angle weight device 653 and the sine horizontal weight signal (Sh1) of the sine horizontal weight device 655.
- signals with superimposed codes CC2 and CC3 are also weighted by cosine vertical weighted signals (Cv2, Cv3), cosine right angle weighted signals (Cn2, Cn3), and cosine horizontal weighted signals (Ch2, Ch3), respectively. It is attached. Further, the signal of the A weighted total of 18 kinds of (3 ⁇ 2 ⁇ 3), depending respectively generated carriers of carrier generator 679 (cos ⁇ c t), carrier wave (cos ⁇ c t) in each signal superimposed (Modulation, up-conversion).
- a total of 18 signals modulated by the carrier wave are combined by synthesizers 681, 682, 683, 684, 685, 686, 687, 688, 689, and three signals of two orthogonal antennas which are spatially orthogonal to each other.
- Each of the sets is simultaneously radiated into space by three rotationally polarized waves whose traveling directions are spatially orthogonal to each other.
- the three orthogonally polarized waves are reflected by the electromagnetic wave scatterer existing between the transmission and reception points, and generally the orthogonal relationship held at the time of transmission is broken to reach the reception point and are received.
- the receiver can identify the arrival directions of the three rotationally polarized waves by different codes (CC1, CC2, CC3) shared with the transmitter using three spatially orthogonal receiving antennas.
- Each rotationally polarized wave radiated from the transmitter generally arrives at the receiver with the rotation locus of the polarized wave having a different traveling direction as an elliptically polarized wave.
- cosine vertical weighting device Cv1, Cv2, Cv3
- cosine right angle weighting device Cn1, Cn2, Cn3
- cosine horizontal weighting device Ch1, Ch2, Ch3
- sine vertical weighting device of transmitter 401T Assume that the weights of (Sv1, Sv2, Sv3), the sine right-angle weighting device (Sn1, Sn2, Sn3), and the sine horizontal weighting device (Sh1, Sh2, Sh3) are all 1.
- the receiver reconstructs the three partial information signals transmitted by multiplying the obtained inverse matrix of the 3 ⁇ 3 matrix by the outputs of three different sets of two antennas that are spatially orthogonal to each other. be able to.
- Cosine vertical weighting device, cosine right angle weighting device, cosine horizontal weighting device, sine vertical weighting device, sine right angle weighting device, sine horizontal weighting device If the weight of sine horizontal weighting device is known, 3 ⁇ 3 matrix inverse matrix 3 outputs obtained by multiplying each output of three different sets of two antennas, further cosine vertical weight, cosine right angle weight, cosine horizontal weight, sine vertical weight, sine right angle
- the three partial information signals can be restored by multiplying the inverse matrix of the 3 ⁇ 3 matrix using the weights of the weighting unit and the sine horizontal weighting unit as coefficients.
- the cosine vertical weighting device, the cosine right angle weighting device, the cosine horizontal weighting device, and the corresponding sine vertical weighting device, sine right angle weighting device, and sine horizontal weighting device are equal.
- this weight is the polarization plane rotation vector of the above-mentioned rotational polarization, this vector is unique among specific transmission / reception points placed in a general radio wave environment. Therefore, a receiver capable of receiving three orthogonally polarized waves receives the transmitted rotated polarizations, obtains three polarization plane rotation vectors, and converts the three polarization plane rotation vectors themselves into information signals divided into three.
- the information signal to be transmitted can be divided and recombined with a weighting factor that cannot be known by an outsider. That is, the information signal can be transmitted wirelessly in a concealed manner.
- FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of a receiver of the wireless system according to the tenth embodiment of the present invention.
- the receiver 411R includes a first antenna (V) 591, a second antenna (H) 593, a third antenna (N) 592, a total of 45 multipliers from multipliers 510 to 576, and a combination. 580, 581, 582, 583, 584, 585, 586, 587, 588, 589.
- the receiver 411R further includes a local generator (cos ⁇ c t) 579, a rotational polarization frequency cosine wave generator (cos ⁇ p t) 577, and a rotational polarization frequency sine wave generator (sin ⁇ p t) 578.
- the received signal demodulator ( ⁇ I ) 501 is included in the baseband circuit (BB) 590.
- the multiplier, the synthesizer, the local generator (cos ⁇ c t) 579, and the code generator (CC1, CC2, CC3) in FIG. 10 are the multiplier, the synthesizer, and the carrier wave generator (cos ⁇ c t) in FIG. 679, each of the code generators (CC1, CC2, CC3) has a corresponding function.
- the baseband circuit (BB) 590 in FIG. 10 substantially corresponds to the baseband circuit (BB) 690 in FIG. 9, but the baseband circuit (BB) 590 includes a received signal demodulator ( ⁇ I ) 501, Specific control and calculation are different from the baseband circuit (BB) 690 in FIG.
- the code circulators 507, 508, and 509 in FIG. 10 have the same functions as the code circulators 17 and 18 in FIG.
- connection configuration of each element of the receiver 411R The electromagnetic waves respectively incident from the first antenna (V) 591, the third antenna (N) 592, and the second antenna (H) 593 are converted into electric signals.
- the received signal from the first antenna (V) 591 is branched and input to the first input of each of the multipliers 517, 527, 537, 547, 557, and 567.
- the received signal from the third antenna (N) 592 is branched and input to the first inputs of the multipliers 518, 528, 538, 548, 558, and 568.
- the received signal from the second antenna (H) 593 is branched and input to the first input of each of the multipliers 519, 529, 539, 549, 559, and 569.
- the second input of each of the multipliers 517, 518, 519, 527, 528, 529, 537, 538, 539, 547, 548, 549, 557, 558, 559, 567, 568, 569 is connected to the local generator 579.
- Output signal (cos ⁇ c t) is input, and the carrier wave (cos ⁇ c t) component is removed from each received signal.
- the output signal of the multiplier 567 is input to the first input of the multiplier 562.
- the weighting signal Cv1 of the cosine vertical weighting unit (Cv1) 561 is inputted to and multiplied by the second input of the multiplier 562.
- the output signal of the multiplier 562 is input to the first input of the combiner 586.
- the output signal of the multiplier 568 is input to the first input of the multiplier 564.
- the weighting signal Cn1 of the cosine quadrature weighting unit (Cn1) 563 is inputted to and multiplied by the second input of the multiplier 564.
- the output signal of the multiplier 564 is input to the second input of the combiner 586.
- the output signal of the multiplier 569 is input to the first input of the multiplier 566.
- the second input of the multiplier 566 is multiplied by the weighting signal Ch1 of the cosine horizontal multiplier (Ch1) 565.
- the output signal of the multiplier 566 is input to the third input of the combiner 586.
- the output signal of the multiplier 547 is input to the first input of the multiplier 542.
- the weighting signal Cv2 of the cosine vertical weighting unit (Cv2) 541 is inputted to and multiplied by the second input of the multiplier 542.
- the output signal of the multiplier 542 is input to the first input of the combiner 584.
- the output signal of the multiplier 548 is input to the first input of the multiplier 544.
- the weighting signal Cn2 of the cosine quadrature multiplier (Cn2) 543 is inputted to and multiplied by the second input of the multiplier 544.
- the output signal of the multiplier 544 is input to the second input of the combiner 584.
- the output signal of the multiplier 549 is input to the first input of the multiplier 546.
- the second input of the multiplier 546 is multiplied by the weighting signal Ch2 of the cosine horizontal weighting unit (Ch2) 545.
- the output signal of the multiplier 546 is input to
- the output signal of the multiplier 527 is input to the first input of the multiplier 522.
- the weighting signal Cv3 of the cosine vertical multiplier (Cv3) 521 is inputted to the second input of the multiplier 522 and multiplied.
- the output signal of the multiplier 522 is input to the first input of the combiner 582.
- the output signal of the multiplier 528 is input to the first input of the multiplier 524.
- the weighting signal Cn3 of the cosine quadrature multiplier (Cn3) 523 is inputted to and multiplied by the second input of the multiplier 524.
- the output signal of the multiplier 524 is input to the second input of the combiner 582.
- the output signal of the multiplier 529 is input to the first input of the multiplier 526.
- the weighting signal Ch3 of the cosine horizontal weighting unit (Ch3) 525 is inputted to and multiplied by the second input of the multiplier 526.
- the output signal of the multiplier 557 is input to the first input of the multiplier 552.
- the weighting signal Sv1 of the sine vertical multiplier (Sv1) 551 is inputted to the second input of the multiplier 552 and multiplied.
- the output signal of the multiplier 552 is input to the first input of the combiner 585.
- the output signal of the multiplier 558 is input to the first input of the multiplier 554.
- the second input of the multiplier 554 is multiplied by the weighting signal Sn1 of the sine right angle multiplier (Sn1) 553.
- the output signal of the multiplier 554 is input to the second input of the combiner 585.
- the output signal of the multiplier 559 is input to the first input of the multiplier 556.
- the second input of the multiplier 556 is multiplied by the weighted signal Sh1 of the sine horizontal weighter (Sh1) 555.
- the output signal of the multiplier 556 is input to the third input of the combiner 585.
- the output signal of the multiplier 537 is input to the first input of the multiplier 532.
- the second input of the multiplier 532 is multiplied by the weighting signal Sv2 of the sine vertical weighting unit (Sv2) 531.
- the output signal of the multiplier 532 is input to the first input of the combiner 583.
- the output signal of the multiplier 538 is input to the first input of the multiplier 534.
- the weighting signal Sn2 of the sine right angle multiplier (Sn2) 533 is inputted to and multiplied by the second input of the multiplier 534.
- the output signal of the multiplier 534 is input to the second input of the combiner 583.
- the output signal of the multiplier 539 is input to the first input of the multiplier 536.
- the weighting signal Sh2 of the sine horizontal weighting device (Sh2) 535 is inputted to and multiplied by the second input of the multiplier 536.
- the output signal of the multiplier 536 is input to the third input of the
- the output signal of the multiplier 517 is input to the first input of the multiplier 512.
- the weighting signal Sv3 of the sine vertical weighting unit (Sv3) 511 is inputted to the second input of the multiplier 512 and multiplied.
- the output signal of the multiplier 512 is input to the first input of the combiner 581.
- the output signal of the multiplier 518 is input to the first input of the multiplier 514.
- the weighting signal Sn3 of the sine right angle multiplier (Sn3) 513 is inputted to and multiplied by the second input of the multiplier 514.
- the output signal of the multiplier 514 is input to the second input of the combiner 581.
- the output signal of the multiplier 519 is input to the first input of the multiplier 516.
- the weighting signal Sh3 of the sine horizontal weighting unit (Sh3) 515 is inputted to and multiplied by the second input of the multiplier 516.
- the output signal of the multiplier 516 is input to the third
- the output signal of the synthesizer 586 is input to the first input of the multiplier 560.
- the output signal of the synthesizer 585 is input to the first input of the multiplier 550.
- the output signal of the combiner 584 is input to the first input of the multiplier 540.
- the output signal of the combiner 583 is input to the first input of the multiplier 530.
- the output signal of the combiner 582 is input to the first input of the multiplier 520.
- the output signal of the combiner 581 is input to the first input of the multiplier 510.
- the second input of each of the multiplier 560, the multiplier 540, and the multiplier 520 receives the rotation polarization cosine wave (cos ⁇ p t) of the rotation polarization frequency cosine wave generator 577.
- cos .omega p t is superimposed (down-conversion) on the received signal which has been input to.
- the second input of each of the multiplier 550, the multiplier 530, and the multiplier 510 is input with the rotation polarization sine wave (sin ⁇ p t) of the rotation polarization frequency sine wave generator 578, and the respective first input.
- Sin ⁇ p t is superimposed (down-converted) on the received signal that has been input to.
- the combiner 589 combines the output signal of the multiplier 560 and the output signal of the multiplier 550 and inputs the combined output signal to the first input of the multiplier 572.
- the combiner 588 combines the output signal of the multiplier 540 and the output signal of the multiplier 530 and inputs the combined output signal to the first input of the multiplier 574.
- the combiner 587 combines the output signal of the multiplier 520 and the output signal of the multiplier 510, and inputs the combined output signal to the first input of the multiplier 576.
- the code of the output of the first transmission code generator (CC1) 571 is input to the code circulator 507.
- the output signal of the code circulator 507 is input to the second input of the multiplier 572.
- the output signal of the combiner 589 is input to the first input of the multiplier 572.
- the output of the first transmission code generator (CC1) 571 is multiplied by the code circulator 507 so that the correlation calculation result is maximized.
- the output signal of the multiplier 572 is input to the first input of the combiner 580.
- the output code of the second code generator (CC2) 573 is input to the code circulator 508.
- the output signal of the code circulator 508 is input to the second input of the multiplier 574.
- the output signal of the combiner 588 is input to the first input of the multiplier 574.
- the output of the second code generator (CC2) 573 is multiplied by the code circulator 508 so that the correlation calculation result is maximized.
- the output signal of the multiplier 574 is input to the second input of the combiner 580.
- the output code of the third code generator (CC 3) 575 is input to the code circulator 509.
- the output signal of the code circulator 509 is input to the second input of the multiplier 576.
- the output signal of the combiner 587 is input to the first input of the multiplier 576.
- the output of the third code generator (CC3) 575 is multiplied by the code circulator 509 so that the correlation calculation result is maximized.
- the output signal of the multiplier 576 is input to the third input of the combiner 580.
- the combiner 580 combines the output signals of the multiplier 572, the multiplier 574, and the multiplier 576, and inputs them to the received signal demodulator ( ⁇ I ) 501 provided in the baseband circuit 590.
- the reception signal demodulator ( ⁇ I ) 501 demodulates the reception signal to reproduce the information signal ( ⁇ I ) from the transmitter (401T: FIG. 9).
- the baseband circuit 590 includes a cosine vertical weighter (Cv3, Cv2, Cv1) 521, 541, 561, a sine vertical weighter (Sv3, Sv2, Sv1) 511, 531, 551, a cosine right angle weighter ( Cn3, Cn2, Cn1) 523, 543, 563, sine right angle weighter (Sn3, Sn2, Sn1) 513, 533, 553, cosine horizontal weighter (Ch3, Ch2, Ch1) 525, 545, 565, sine horizontal
- the weighting units (Sh3, Sh2, Sh1) 515, 535, 555 and the code circulators 507, 508, 509 are controlled.
- Receiver 411R The configuration of the receiver 411R according to the tenth embodiment shown in FIG. 10 corresponds to the configuration of the transmitter 401T according to the ninth embodiment shown in FIG.
- the receiver 411R superimposes different weighting codes superimposed on the respective rotational polarizations at the time of transmission by the transmitter 401T and three different codes (CC1, CC2, CC3) on the incoming rotational polarizations, and arrives at the synthesized One rotational polarization is extracted from the wave.
- the receiver 411R bifurcates the outputs converted into electrical signals by three spatially orthogonal receiving antennas (V, N, H) 591, 592, and 593 to obtain six types of received signals. These six types of received signals are further divided into three, and a total of 18 types (3 ⁇ 2 ⁇ 3) of received signals are down-converted by the output (cos ⁇ c t) of the local generator 579, respectively. These down-converted received signals are respectively converted into a cosine vertical weighter (Cv1, Cv2, CV3), a cosine right angle weighter (Cn1, Cn2, Cn3), and a cosine horizontal weighter (Ch1, Ch2, Ch3).
- the sine vertical weighting device (Sv1, Sv2, Sv3), the sine right angle weighting device (Sn1, Sn2, Sn3), and the sine horizontal weighting device (Sh1, Sh2, Sh3) are multiplied.
- the signals obtained by multiplying the weighted signals of the cosine vertical weighting device (Cv1), the cosine right angle weighting device (Cn1), and the cosine horizontal weighting device (Ch1) are combined into a synthesizer 586. in the synthesis, by rotating the polarization cosine rotary polarization frequency cosine wave generator 577 (cos ⁇ p t), it is down-converted, respectively.
- Each signal obtained by multiplying the weighted signals of the sine vertical weighting device (Sv1), the sine right angle weighting device (Sn1), and the sine horizontal weighting device (Sh1) is synthesized by the synthesizer 585, and the rotation bias.
- the signal synthesized by the synthesizer 589 is extracted by the first transmission code generator (CC1) 571, the code circulator 507, and the multiplier 572 from the transmitter 401T using the code CC1. Can do. Also, the cosine vertical weighting device (Cv1) 561, the cosine right angle weighting device (Cn1) 563, the cosine horizontal weighting device (Ch1) 565, the sine vertical weighting device (Sv1) 551, the sine right angle weighting device (Sn1). 553, by changing the respective weights of the sine horizontal weighting device (Sh1) 555 according to the control signal of the baseband circuit (BB) 590, the transmitter 401T uses the code CC1 to generate two spatially orthogonal antennas. It is possible to examine the trajectory of the polarization of the rotational polarization transmitted by the set.
- the baseband circuit (BB) 590 includes a cosine vertical weighting device (Cv1), a cosine right angle weighting device (Cn1), a cosine horizontal weighting device (Ch1), a sine vertical weighting device (Sv1), and a sine right angle weighting.
- Cv1 cosine vertical weighting device
- Cn1 cosine right angle weighting device
- Ch1 cosine horizontal weighting device
- Sv1 sine vertical weighting device
- Sv1 sine right angle weighting
- the baseband circuit (BB) 590 has a cosine right-angle weighting device (Cn1), a cosine horizontal weighting device (Ch1), a sine vertical weighting device (Sv1), a sine right-angled weighting device (Sn1), and a sine horizontal Calculation is possible directly from the weight of the weighting device (Sh1).
- CC2 second code generator
- the signal transmitted by the transmitter 401T using the code CC3 can be extracted.
- the arrival direction of the polarization rotation vector of the rotation polarization transmitted using different sets of two spatially orthogonal antennas used by the transmitter can be obtained.
- Baseband circuit (BB) 590 includes cosine vertical weighting device (Cv1, Cv2, CV3), cosine right angle weighting device (Cn1, Cn2, Cn3), cosine horizontal weighting device (Ch1, Ch2, Ch3), sine vertical The weights of the weighter (Sv1, Sv2, Sv3), the sine right angle weighter (Sn1, Sn2, Sn3), and the sine horizontal weighter (Sh1, Sh2, Sh3) are adjusted.
- the outputs of the two antenna sets orthogonal to the space obtained from the three receiving antennas (V, N, H) 591, 592, 593 are directly transmitted to the code circulator 507, the transmission code generator 571, and the code circulation. It is adapted to the operation of each set of the generator 508 and the transmission code generator 573, the code circulator 509 and the transmission code generator 575. As a result, the three received signals transmitted with the three extracted rotational polarizations are multiplied by the inverse matrix of the 3 ⁇ 3 matrix obtained as described above, whereby the three signals transmitted by the transmitter are transmitted. One partial information signal can be separated and extracted.
- the transmitter 401T has three spatially orthogonal antennas (V, H, N), and transmits information signals with three spatially orthogonal polarizations whose polarizations rotate with time.
- the three codes CC1, CC2, CC3 different in each of the rotational polarizations are superimposed and further different weighting codes are superimposed and transmitted.
- the receiver 411R (FIG.
- the receiver 411R uses the directions of the three rotation plane vectors obtained by calculation, and the three information signals divided by the transmitter 401T transmitted by the three rotational polarizations from the incoming received wave. Re-synthesize.
- the degree of freedom of polarization of electromagnetic waves which are physical entities, is 3.
- reception is also obtained as three rotated polarizations.
- These three rotational polarizations are not necessarily orthogonal, but their polarization rotation plane vectors can be calculated by observing the polarization locus at the reception point. If the codes (CC1, CC2, CC3) with different three orthogonally polarized waves used for transmission and different weighting codes are used, the polarization rotation of each transmitted polarized wave is obtained by using the code at the reception point. The surface vectors can be separated individually. Then, using the three polarization rotation plane vectors after separation, it is possible to separate the three rotational polarization waves that arrive at the reception point.
- the receiver 411R can individually reproduce each information,
- the information signal ( ⁇ I ) to be transmitted can be obtained by recombining the information.
- the composition of the rotational polarization at the reception point is the polarization rotation plane vector of each rotational polarization at the reception point, and is unique to each reception point, so that an outsider who is not at the reception point cannot know. Therefore, even if an outsider knows the codes (CC1, CC2, CC3) for identifying each polarization used by the transmitter 401T, the signals transmitted by the three rotational polarizations at the reception point are recombined. It is not possible to know the combined ratio of the three rotational polarization received powers. Therefore, the wireless system according to the ninth embodiment and the tenth embodiment also enables extremely secure and stable transmission of confidential information.
- the distribution ratio of the three-divided information signals to be put on the three orthogonally polarized waves used by the transmitter 401T By using the three polarization rotation plane vectors obtained as the weights for determining the weight, the wireless system using the wireless device transmits the weight necessary for the confidential transmission of information between the wireless devices performing wireless communication with each other. Can be shared automatically. Further, since the vector is unique between specific transmission / reception points placed in a general radio wave environment, the information signal is concealed using a unique weight that cannot be known in principle by an outsider. Wireless transmission is possible.
- FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of a transmitter of the wireless system according to the eleventh embodiment of the present invention.
- the configuration of the transmitter 402T in FIG. 11 is different from the configuration of the transmitter 401T in FIG. 9 in that the first positive-phase code generator (C1i) 701, the first orthogonal code generator (C1q) 702, and the second Positive phase code generator (C2i) 703, second quadrature code generator (C2q) 704, third positive phase code generator (C3i) 705, third quadrature code generator (C3q) 706, multiplier 711, 712, 713, 714, 721, 722, 723, 724, 731, 732, 733, 734, and synthesizers 715, 716, 725, 726, 735, 736.
- These are the first code generator (CC1) 671, the second code generator (CC2) 673, the third code generator (CC3) 675, and the multipliers 672, 674, 676 of the transmitter 401T in FIG. It has been replaced by.
- the output signal of the information signal generator ( ⁇ I ) 601 is branched and input to the first inputs of the multiplier 791 and the multiplier 792.
- the positive phase code (C1i) of the first positive phase code generator 701 is input to the second input of the multiplier 791, and the positive phase code (C1i) is superimposed (multiplied) on the information signal ( ⁇ I ). ) To spread.
- the orthogonal input (C1q) of the first orthogonal code generator 702 is input to the second input of the multiplier 792, and the orthogonal code (C1q) is superimposed (multiplied) on the information signal ( ⁇ I ). Is diffused by.
- the output signal of the multiplier 791 is branched into two and input to the first inputs of the multiplier 711 and the multiplier 713, respectively.
- the output signal of the multiplier 792 is branched into two and input to the first inputs of the multiplier 712 and the multiplier 714, respectively.
- the respective second input of multiplier 712 and multiplier 713, rotating polarization cosine rotary polarization frequency cosine wave generator 677 (cos ⁇ p t) has been input, the output signals of the multipliers 792 and A rotating polarization cosine wave (cos ⁇ p t) is superimposed (multiplied) on the output signal of the multiplier 791.
- each of the multiplier 711 and the multiplier 714 receives the rotation polarization sine wave (sin ⁇ p t) of the rotation polarization frequency sine wave generator 678, and the output signal of the multiplier 791 respectively.
- a rotationally polarized cosine wave (sin ⁇ p t) is superimposed (multiplied) on the output signal of the multiplier 792.
- the combiner 715 combines the output signals of the multiplier 711 and the multiplier 712 and outputs the combined signal. This output signal is branched into three and supplied to the first inputs of the multipliers 662, 664 and 666.
- the combiner 716 combines the output signals of the multiplier 713 and the multiplier 714 and outputs the combined signal. This output signal is branched into three and supplied to the first input of multipliers 652, 654 and 656.
- 11 corresponds to the circuit constituted by the first code generator (CC1) 671 and the multipliers 650 and 660 in FIG.
- the circuit corresponds to the circuit composed of the second code generator (CC2) 673 and the multipliers 630 and 640 in FIG.
- description which overlaps substantially is abbreviate
- the positive phase code generators (C1i, C2i, C3i) 701, 703, 705 and the orthogonal code generators (C1q, C2q, C3q) 702, 704, 705 are provided.
- These configurations are:
- the functions of the code generators (CC1, CC2, CC3) 671, 673, 675 are expanded and replaced. That is, in the transmitter 402T of FIG. 11, a normal-phase code and a quadrature code that are temporally orthogonal to each other are provided, and the information signal ( ⁇ I ) is superimposed (spread). Therefore, the amount of information signal to be transmitted can be doubled as a communication method using the code as compared with only the code of the transmitter 401T of FIG.
- each of the three spatially polarized waves that are spatially orthogonal has a normal phase component and an orthogonality component, and they are temporally orthogonal, so compared to the ninth embodiment,
- the route propagation path between transmission and reception can be equivalently doubled. In other words, it is effective in expanding the wireless communication capacity.
- FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of a transmitter of a wireless system according to the twelfth embodiment of the present invention.
- the first sub-carrier generator (cos ⁇ s t) 741 a second sub-carrier generator (cos2 ⁇ s t) 742 a third sub-carrier generator (cos3 ⁇ s t) 743.
- the generator (CC1) 671, the code generator (CC2) 673, and the code generator (CC3) 675 are respectively replaced.
- the first subcarrier (cos ⁇ s t), the second subcarrier (cos2 ⁇ s t), and the third subcarrier generator (cos3 ⁇ s t) are such that their generated carriers are orthogonal to each other. Therefore, it is possible to configure a transceiver that uses these subcarriers to separate three orthogonally polarized waves that are orthogonal to each other. For this reason, a wireless system equivalent to the wireless system using the transmitter of the ninth embodiment shown in FIG. 9 is replaced with the transmitter 403T according to the twelfth embodiment shown in FIG. 12 and a receiver (not shown) corresponding thereto. Thus, it is possible to construct a wireless system that utilizes the separation of three rotational polarizations orthogonal to each other.
- FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration example of a transmitter of a wireless system according to the thirteenth embodiment of the present invention.
- the configuration of the transmitter 404T in FIG. 13 is different from the configuration of the transmitter 401T in FIG. 9 in that a synchronous code generator (SC) 602 and a switch 603 are provided.
- the information signal generator and (omega I) 601 of information signals (omega I), a synchronization code generator (SC) 602 of the synchronization code (SC) switches at switch 603, the information signal (omega I) Sending both of the synchronization codes (SC).
- the wireless system of the present (13th) embodiment and the receiver (not shown) corresponding to the transmitter 404T in FIG. 13 are synchronized code generators (not shown) that generate the same code as the synchronization code (SC) of the transmitter 404T.
- the baseband circuit (not shown) is used to decode the synchronization code (SC) transmitted with the rotational polarization to synchronize the transceiver. Other overlapping explanations are omitted.
- the synchronization of the transceiver can be established by using the synchronization code (SC). For this reason, it is possible to improve the accuracy of the polarization rotation plane vector that the receiver (not shown) calculates for the calculation by tracing the polarization angle on the time axis. In addition, there is an effect of improving the accuracy of re-synthesis of the information signal transmitted by the transmitter 404T divided into three. That is, communication quality is improved.
- SC synchronization code
- FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration example of a transmitter of the wireless system according to the fourteenth embodiment of the present invention.
- the transmitter 405T includes a baseband circuit (BB) 990 (including an information signal generator ( ⁇ I ) 601), a first code generator (CC1) 813, 833, 853, 913, 933, 953, A code generator (CC2) 817, 837, 857, 917, 937, 957 and a third code generator (CC3) 823, 843, 863, 923, 943, 963 are provided.
- BB baseband circuit
- the transmitter 405T includes a cosine vertical weighting device (Cv1) 951, a cosine vertical weighting device (Cv2) 955, a cosine vertical weighting device (Cv3) 961, a cosine right angle weighting device (Cn1) 931, a cosine right angle weighting.
- Cv1 cosine vertical weighting device
- Cv2 cosine vertical weighting device
- Cv3 cosine vertical weighting device
- Cn1 cosine right angle weighting device
- the transmitter 405T includes a total of 48 multipliers 812 to 968, a combiner 810, 830, 850, 910, 920, 930, 940, 950, 960, a rotating polarization frequency cosine wave generator (cos ⁇ ).
- each element of transmitter 405T >>
- the output signal of the information signal generator ( ⁇ I ) 601 provided in the baseband circuit (BB) 990 is branched into 18 locations, and multipliers 812, 816, 822, 832 836, 842, 852, 856, 862, 912, 916, 922, 932, 936, 942, 952, 956, 962 are input to the respective first inputs.
- the weighting signal (Cv1) of the cosine vertical multiplier (Cv1) 951 is input to the second input of the multiplier 952, and is superimposed (multiplied) on the information signal ( ⁇ I ).
- the output signal of the multiplier 952 is input to the first input of the multiplier 954.
- the transmission code (CC1) of the first code generator (CC1) 953 is input to the second input of the multiplier 954 and is superimposed (spread) on the output signal of the multiplier 952.
- the output signal of the multiplier 954 is input to the first input of the combiner 950.
- the weighting signal (Cv2) of the cosine vertical weighting device (Cv2) 955 is input to the second input of the multiplier 956 and is superimposed (multiplied) on the information signal ( ⁇ I ).
- the output signal of the multiplier 955 is input to the first input of the multiplier 958.
- the transmission code (CC2) of the second code generator (CC2) 957 is input to the second input of the multiplier 958, and is superimposed (spread) on the output signal of the multiplier 956.
- the output signal of the multiplier 958 is input to the second input of the combiner 950.
- the weighting signal (Cv3) of the cosine vertical multiplier (Cv3) 961 is input to the second input of the multiplier 962, and is superimposed (multiplied) on the information signal ( ⁇ I ).
- the output signal of the multiplier 962 is input to the first input of the multiplier 964.
- the transmission code (CC3) of the third code generator (CC3) 963 is input to the second input of the multiplier 964, and is superimposed (spread) on the output signal of the multiplier 962.
- the output signal of the multiplier 964 is input to the third input of the combiner 950.
- the weighting signal (Sv1) of the sine vertical multiplier (Sv1) 851 is input to the second input of the multiplier 852, and is superimposed (multiplied) on the information signal ( ⁇ I ).
- the output signal of the multiplier 852 is input to the first input of the multiplier 854.
- the transmission code (CC1) of the first code generator (CC1) 853 is input to the second input of the multiplier 854, and is superimposed (spread) on the output signal of the multiplier 852.
- the output signal of the multiplier 854 is input to the first input of the combiner 850.
- the weighting signal (Sv2) of the sine vertical weighting unit (Sv2) 855 is input to the second input of the multiplier 856 and is superimposed (multiplied) on the information signal ( ⁇ I ).
- the output signal of the multiplier 856 is input to the first input of the multiplier 858.
- the transmission code (CC2) of the second code generator (CC2) 857 is input to the second input of the multiplier 858 and is superimposed (spread) on the output signal of the multiplier 856.
- the output signal of the multiplier 858 is input to the second input of the combiner 850.
- the weighting signal (Sv3) of the sine vertical multiplier (Sv3) 861 is input to the second input of the multiplier 862, and is superimposed (multiplied) on the information signal ( ⁇ I ).
- the output signal of the multiplier 862 is input to the first input of the multiplier 864.
- the transmission code (CC3) of the third code generator (CC3) 863 is input to the second input of the multiplier 864 and is superimposed (spread) on the output signal of the multiplier 862.
- the output signal of the multiplier 864 is input to the third input of the combiner 850.
- the weighting signal (Cn1) of the cosine quadrature multiplier (Cn1) 931 is input to the second input of the multiplier 932 (FIG. 14), and is superimposed (multiplied) on the information signal ( ⁇ I ).
- the output signal of the multiplier 932 is input to the first input of the multiplier 934.
- the transmission code (CC1) of the first code generator (CC1) 933 is input to the second input of the multiplier 934, and is superimposed (spread) on the output signal of the multiplier 932.
- the output signal of the multiplier 934 is input to the first input of the combiner 930.
- the weighting signal (Cn2) of the cosine quadrature multiplier (Cn2) 935 is input to the second input of the multiplier 936, and is superimposed (multiplied) on the information signal ( ⁇ I ).
- the output signal of the multiplier 936 is input to the first input of the multiplier 938.
- the transmission code (CC2) of the second code generator (CC2) 937 is input to the second input of the multiplier 938 and is superimposed (spread) on the output signal of the multiplier 936.
- the output signal of the multiplier 938 is input to the second input of the combiner 930.
- the weighting signal (Cn3) of the cosine quadrature multiplier (Cn3) 941 is input to the second input of the multiplier 942 and is superimposed (multiplied) on the information signal ( ⁇ I ).
- the output signal of the multiplier 942 is input to the first input of the multiplier 944.
- the transmission code (CC3) of the third code generator (CC3) 943 is input to the second input of the multiplier 944, and is superimposed (spread) on the output signal of the multiplier 942.
- the output signal of the multiplier 944 is input to the third input of the combiner 930.
- the weighting signal (Sn1) of the sine right-angle multiplier (Sn1) 831 is input to the second input of the multiplier 832 and is superimposed (multiplied) on the information signal ( ⁇ I ).
- the output signal of the multiplier 832 is input to the first input of the multiplier 834.
- the transmission code (CC1) of the first code generator (CC1) 833 is input to the second input of the multiplier 834 and is superimposed (spread) on the output signal of the multiplier 832.
- the output signal of the multiplier 834 is input to the first input of the combiner 830.
- the weighting signal (Sn2) of the sine right angle multiplier (Sn2) 835 is input to the second input of the multiplier 836, and is superimposed (multiplied) on the information signal ( ⁇ I ).
- the output signal of the multiplier 836 is input to the first input of the multiplier 838.
- the transmission code (CC2) of the second code generator (CC2) 837 is input to the second input of the multiplier 838 and is superimposed (spread) on the output signal of the multiplier 836.
- the output signal of the multiplier 838 is input to the second input of the combiner 830.
- the weighting signal (Sn3) of the sine right angle multiplier (Sn3) 841 is input to the second input of the multiplier 842, and is superimposed (multiplied) on the information signal ( ⁇ I ).
- the output signal of the multiplier 842 is input to the first input of the multiplier 844.
- the transmission code (CC3) of the third code generator (CC3) 843 is input to the second input of the multiplier 844 and is superimposed (spread) on the output signal of the multiplier 842.
- the output signal of the multiplier 844 is input to the third input of the combiner 830.
- the weighting signal (Ch1) of the cosine horizontal weighting device (Ch1) 911 is input to the second input of the multiplier 912 (FIG. 14), and is superimposed (multiplied) on the information signal ( ⁇ I ).
- the output signal of the multiplier 912 is input to the first input of the multiplier 914.
- the transmission code (CC1) of the first code generator (CC1) 913 is input to the second input of the multiplier 914 and is superimposed (spread) on the output signal of the multiplier 912.
- the output signal of the multiplier 914 is input to the first input of the combiner 910.
- the weighting signal (Ch2) of the cosine horizontal weighting unit (Ch2) 915 is input to the second input of the multiplier 916, and is superimposed (multiplied) on the information signal ( ⁇ I ).
- the output signal of the multiplier 916 is input to the first input of the multiplier 918.
- the transmission code (CC2) of the second code generator (CC2) 917 is input to the second input of the multiplier 918 and is superimposed (spread) on the output signal of the multiplier 916.
- the output signal of the multiplier 918 is input to the second input of the combiner 910.
- the weighting signal (Ch3) of the cosine horizontal weighting unit (Ch3) 921 is input to the second input of the multiplier 922, and is superimposed (multiplied) on the information signal ( ⁇ I ).
- the output signal of the multiplier 922 is input to the first input of the multiplier 924.
- the transmission code (CC3) of the third code generator (CC3) 923 is input to the second input of the multiplier 924, and is superimposed (spread) on the output signal of the multiplier 922.
- the output signal of the multiplier 924 is input to the third input of the combiner 910.
- the weighting signal (Sh1) of the sine horizontal weighting device (Sh1) 811 is input to the second input of the multiplier 812, and is superimposed (multiplied) on the information signal ( ⁇ I ).
- the output signal of the multiplier 812 is input to the first input of the multiplier 814.
- the transmission code (CC1) of the first code generator (CC1) 813 is input to the second input of the multiplier 814, and is superimposed (spread) on the output signal of the multiplier 812.
- the output signal of the multiplier 814 is input to the first input of the combiner 810.
- the weighting signal (Sh2) of the sine horizontal weighting unit (Sh2) 815 is input to the second input of the multiplier 816, and is superimposed (multiplied) on the information signal ( ⁇ I ).
- the output signal of the multiplier 816 is input to the first input of the multiplier 818.
- the transmission code (CC2) of the second code generator (CC2) 817 is input to the second input of the multiplier 818 and is superimposed (spread) on the output signal of the multiplier 816.
- the output signal of the multiplier 818 is input to the second input of the combiner 810.
- the weighting signal (Sh3) of the sine horizontal weighting device (Sh3) 821 is input to the second input of the multiplier 822, and is superimposed (multiplied) on the information signal ( ⁇ I ).
- the output signal of the multiplier 822 is input to the first input of the multiplier 824.
- the transmission code (CC3) of the third code generator (CC3) 823 is input to the second input of the multiplier 824 and is superimposed (spread) on the output signal of the multiplier 822.
- the output signal of the multiplier 824 is input to the third input of the combiner 810.
- cosine vertical weights (Cv1, Cv2, Cv3), cosine right angle weights (Cn1, Cn2, Cn3), cosine horizontal weights (Ch1, Ch2, Ch3), sine vertical weights ( Sv1, Sv2, Sv3), sine right-angle weighting devices (Sn1, Sn2, Sn3), and sine horizontal weighting devices (Sh1, Sh2, Sh3) are controlled by a baseband (BB) 990.
- BB baseband
- the combiner 950 (FIG. 14) combines the output signals of the multipliers 954, 958, and 964.
- the synthesized output signal is input to the first input of multiplier 966.
- the second input of multiplier 966, rotating polarization frequency cosine wave of the rotating polarization frequency cosine wave generator 965 (cos ⁇ p t) is input.
- the third input of the multiplier 966 is inputted with the cosine vertical polarization identification code (Cv) of the cosine vertical polarization identification code generator 967.
- Cv cosine vertical polarization identification code
- the multiplier 966 the synthesized output signal of the combiner 950, rotating polarization frequency cosine wave (cos .omega p t) and the cosine vertical polarization identification code (Cv) is superimposed.
- the output signal of the multiplier 966 is input to the first input of the multiplier 968.
- the combiner 850 combines the output signals of the multipliers 854, 858, and 864.
- the synthesized output signal is input to the first input of multiplier 866.
- the rotation polarization frequency sine wave (sin ⁇ p t) of the rotation polarization frequency sine wave generator 865 is input to the second input of the multiplier 866.
- the third input of the multiplier 866 is inputted with the sine vertical polarization identification code (Sv) of the sine vertical polarization identification code generator 867.
- the multiplier 866 superimposes the rotational polarization frequency sine wave (sin ⁇ p t) and the sine vertical polarization identification code (Sv) on the output signal synthesized by the synthesizer 850.
- the output signal of the multiplier 866 is input to the first input of the multiplier 868.
- the combiner 930 combines the output signals of the multipliers 934, 938, and 944.
- the synthesized output signal is input to the first input of multiplier 946.
- the second input of multiplier 946, rotating polarization frequency cosine wave generator 945 rotates the polarization frequency cosine wave (cos .omega p t) is input.
- the third input of the multiplier 946 receives the cosine quadrature polarization identification code (Cn) of the cosine quadrature polarization identification code generator 947.
- the multiplier 946, the synthesized output signal of the combiner 930 is rotated polarization frequency cosine wave (cos .omega p t) and the cosine perpendicular polarization identification code (Cn) is superimposed.
- the output signal of the multiplier 946 is input to the first input of the multiplier 948.
- the combiner 830 (FIG. 14) combines the output signals of the multipliers 834, 838, and 844.
- the combined output signal is input to the first input of multiplier 846.
- the second input of the multiplier 846 is inputted with the rotational polarization frequency sine wave (sin ⁇ p t) of the rotational polarization frequency sine wave generator 845.
- the third input of the multiplier 846 is inputted with the sine quadrature polarization identification code (Sn) of the sine quadrature polarization identification code generator 847.
- the multiplier 846 superimposes the rotational polarization frequency sine wave (sin ⁇ p t) and the sinusoidal orthogonal polarization identification code (Sn) on the output signal synthesized by the synthesizer 830.
- the output signal of the multiplier 846 is input to the first input of the multiplier 848.
- the combiner 910 combines the output signals of the multipliers 914, 918 and 924.
- the synthesized output signal is input to the first input of multiplier 926.
- To a second input of multiplier 926 is rotated polarization frequency cosine wave of the rotating polarization frequency cosine wave generator 925 (cos ⁇ p t) is input.
- the third input of the multiplier 926 receives the cosine horizontal polarization identification code (Ch) of the cosine horizontal polarization identification code generator 927.
- the multiplier 926, the synthesized output signal of the combiner 910 is rotated polarization frequency cosine wave (cos .omega p t) and the cosine horizontally polarized identification code (Ch) is superimposed.
- the output signal of the multiplier 926 is input to the first input of the multiplier 928.
- the combiner 810 combines the output signals of the multipliers 814, 818, and 824.
- the synthesized output signal is input to the first input of multiplier 826.
- the second input of the multiplier 826 receives the rotation polarization frequency sine wave (sin ⁇ p t) of the rotation polarization frequency sine wave generator 825.
- the third input of the multiplier 826 receives the sine horizontal polarization identification code (Sh) of the sine horizontal polarization identification code generator 827.
- the multiplier 826 superimposes the rotational polarization frequency sine wave (sin ⁇ p t) and the sine horizontal polarization identification code (Sh) 827 on the output signal synthesized by the synthesizer 810.
- the output signal of the multiplier 826 is input to the first input of the multiplier 828.
- the carrier wave (cos ⁇ c t) of the carrier wave generator 860 is input to the second input of each of the multiplier 968 and the multiplier 868.
- the output signal of the multiplier 966 is down-converted at the carrier (cos ⁇ c t).
- the output signal of the multiplier 968 is input to the first input of the combiner 960.
- the output signal of the multiplier 866 is down-converted at the carrier (cos ⁇ c t).
- the output signal of the multiplier 868 is input to the second input of the combiner 960.
- the carrier wave (cos ⁇ c t) of the carrier wave generator 840 is input to the second input of each of the multiplier 948 and the multiplier 848.
- the output signal of the multiplier 946 is down-converted at the carrier (cos ⁇ c t).
- the output signal of the multiplier 948 is input to the first input of the combiner 940.
- the output signal of the multiplier 846 is down-converted at the carrier (cos ⁇ c t).
- the output signal of the multiplier 848 is input to the second input of the combiner 940.
- the carrier wave (cos ⁇ c t) of the carrier wave generator 820 is input to the second input of each of the multiplier 928 and the multiplier 828.
- the output signal of the multiplier 926 is down-converted at the carrier (cos ⁇ c t).
- the output signal of the multiplier 928 is input to the first input of the combiner 920.
- the output signal of the multiplier 826 is down-converted at the carrier (cos ⁇ c t).
- the output signal of the multiplier 828 is input to the second input of the combiner 920.
- the combiner 960 combines the output signals of the multiplier 968 and the multiplier 868 and inputs the combined output signal to the first antenna (V) 691.
- the combiner 940 combines the output signals of the multiplier 948 and the multiplier 848 and inputs the combined output signal to the third antenna (N) 692.
- the combiner 920 combines the output signals of the multiplier 928 and the multiplier 828 and inputs the combined output signal to the second antenna (H) 693.
- the first antenna (V) 691, the third antenna (N) 692, and the second antenna (H) 693 convert electric signals inputted to the respective antennas into electromagnetic waves and radiate them in the air.
- the first antenna (V) 691, the third antenna (N) 692, and the second antenna (H) 693 are polarization antennas and are spatially orthogonal to each other. Have been placed.
- the transmitter 405T includes a baseband circuit (BB), an information signal generator ( ⁇ I ), a code generator (CC1, CC2, CC3), a cosine vertical overlap. Attached device (Cv1, Cv2, Cv3), cosine right-angle weighting device (Cn1, Cn2, Cn3), cosine horizontal weighting device (Ch1, Ch2, Ch3), sine vertical weighting device (Sv1, Sv2, Sv3), sine quadrature weighting unit (Sn1, Sn2, Sn3), sinusoidal horizontal weighting unit (Sh1, Sh2, Sh3), rotating the polarization frequency cosine wave generator (cos ⁇ p t), rotating the polarization frequency sine wave generator (sin .omega p t), a carrier wave generator (cos ⁇ c t), a multiplier, a combiner, and an antenna (V, H, N), and can have the same function as the transmitter 401T shown in FIG.
- BB baseband circuit
- ⁇ I information signal generator
- the transmitter 405T according to the fourteenth embodiment shown in FIG. 14 further includes a cosine vertical polarization identification code generator (Cv) 967, a cosine orthogonal polarization identification code generator (Cn) 947, a cosine horizontal polarization. It includes an identification code generator (Ch) 927, a sine vertical polarization identification code generator (Sv) 867, a sine orthogonal polarization identification code generator (Sn) 847, and a sine horizontal polarization identification code generator (Sh) 827. Yes. If the receiver (not shown) has a function and configuration corresponding to the transmitter 405T, the receiver has three linearly polarized electromagnetic waves radiated into the space.
- cosine vertical polarization identification code Cv
- cosine orthogonal polarization identification code Cn
- cosine horizontal polarization identification code Ch
- sine vertical polarization identification code Sv
- sine orthogonal polarization identification code Sn
- using the sine horizontal polarization identification code the receiver can reconstruct three orthogonally polarized rotational polarizations from the three linearly polarized electromagnetic waves that arrive.
- the polarization identification code (Sn) and the sine horizontal polarization identification code (Sh) there is an effect that high quality wireless communication and confidentiality can be secured.
- FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration example of a transmitter of a wireless system according to the fifteenth embodiment of the present invention.
- the configuration of the transmitter 406T in FIG. 15 is different from the configuration of the transmitter 405T in FIG. 14 in that the first frequency cosine carrier generator (cos ⁇ 1 t) 251, 271, 291 and the second frequency cosine carrier generator (cos ⁇ ).
- first frequency sine carrier generator (sin ⁇ 1 t) 241, 261, 281 and second frequency sine carrier generator (sin ⁇ 2 t) 245, 265, 285, these Is a rotational polarization frequency cosine wave generator (cos ⁇ p t) 925, 945, 965, a rotational polarization frequency sine wave generator (sin ⁇ p t) 825, 845, 865, a carrier wave generator (cos ⁇ c t). ) Replacement corresponding to 820, 840, and 860.
- the configuration of the transmitter 406T in FIG. 15 is different from the configuration of the transmitter 405T in FIG. 14 in that the first cosine vertical polarization identification code generator (C1v) 293, the second cosine vertical polarization identification code generator. (C2v) 297, first sine vertical polarization identification code generator (S1v) 283, second sine vertical polarization identification code generator (S2v) 287, first cosine orthogonal polarization identification code generator (C1n) 273, Second cosine orthogonal polarization identification code generator (C2n) 277, first sine orthogonal polarization identification code generator (S1n) 263, second sine orthogonal polarization identification code generator (S2n) 267, first cosine horizontal polarization Wave identification code generator (C1h) 253, second cosine horizontal polarization identification code generator (C2h) 257, first sine horizontal polarization identification code generator (S1h) 243, second sine horizontal polarization identification code generator (S2h) equipped with 247
- the configuration of the transmitter 406T in FIG. 15 is different from the configuration of the transmitter 405T in FIG. 14 in that the multipliers 242, 244, 246, 248, 252, 254, 256, 258, 262, 264, 266, 268 are provided. , 272, 274, 276, 278, 282, 284, 286, 288, 292, 294, 296, 298 and synthesizers 249, 259, 269, 279, 289, 299, which are the multiplications in FIG. This is a replacement corresponding to devices 826, 828, 848, 848, 866, 868, 926, 928, 946, 948, 966, 968.
- the output signal of the combiner 950 is branched into two and input to the first inputs of the multiplier 292 and the multiplier 296, respectively.
- the first frequency cosine carrier wave (cos ⁇ 1 t) of the first frequency cosine carrier generator 291 is input to the second input of the multiplier 292 and is superimposed on the output signal of the synthesizer 950.
- the output signal of the multiplier 292 is input to the first input of the multiplier 294.
- the first cosine vertical polarization identification code (C1v) of the first cosine vertical polarization identification code generator 293 is input to the second input of the multiplier 294 and superimposed on the output signal of the multiplier 292.
- the output signal of the multiplier 294 is input to the first input of the combiner 299.
- a second frequency cosine carrier wave (cos ⁇ 2 t) of the second frequency cosine carrier wave generator 295 is input to the second input of the multiplier 296 and is superimposed on the output signal of the synthesizer 950.
- the output signal of the multiplier 296 is input to the first input of the multiplier 298.
- the second input of the multiplier 298 receives the second cosine vertical polarization identification code (C2v) of the second cosine vertical polarization identification code generator 297 and superimposes it on the output signal of the multiplier 296.
- the output signal of the multiplier 284 is input to the second input of the combiner 299.
- the combiner 299 combines the output signals of the multiplier 294 and the multiplier 298.
- the output signal of the synthesizer 299 is input to the first input of the synthesizer 960. After the input to the first input of the combiner 960, the circuit configuration is the same as that of FIG.
- the output signal of the combiner 850 is branched into two and input to the first inputs of the multiplier 282 and the multiplier 286, respectively.
- the first frequency sine carrier wave (sin ⁇ 1 t) of the first frequency sine carrier generator 281 is input to the second input of the multiplier 282 and superimposed on the output signal of the combiner 850.
- the output signal of the multiplier 282 is input to the first input of the multiplier 284.
- the first sine vertical polarization identification code (S1v) of the first sine vertical polarization identification code generator 283 is input to the second input of the multiplier 284 and is superimposed on the output signal of the multiplier 282.
- the output signal of the multiplier 284 is input to the first input of the combiner 289.
- the second frequency sine carrier wave (sin ⁇ 2 t) of the second frequency sine carrier generator 285 is input to the second input of the multiplier 286 and is superimposed on the output signal of the combiner 850.
- the output signal of the multiplier 286 is input to the first input of the multiplier 288.
- the second sine vertical polarization identification code (S2v) of the second sine vertical polarization identification code generator 287 is input to the second input of the multiplier 288 and superimposed on the output signal of the multiplier 286.
- the output signal of the multiplier 288 is input to the second input of the combiner 289.
- the combiner 289 combines the output signals of the multiplier 284 and the multiplier 288.
- the output signal of the combiner 289 is input to the second input of the combiner 960.
- the circuit configuration is the same as that of FIG.
- the output signal of the combiner 930 is branched into two and input to the first inputs of the multiplier 272 and the multiplier 276, respectively.
- the first frequency cosine carrier wave (cos ⁇ 1 t) of the first frequency cosine carrier generator 271 is input to the second input of the multiplier 272 and is superimposed on the output signal of the synthesizer 930.
- the output signal of the multiplier 272 is input to the first input of the multiplier 274.
- the second input of the multiplier 274 receives the first cosine orthogonal polarization identification code (C1n) of the first cosine orthogonal polarization identification code generator 273 and superimposes it on the output signal of the multiplier 272.
- the output signal of the multiplier 274 is input to the first input of the combiner 279.
- the second frequency cosine carrier wave (cos ⁇ 2 t) of the second frequency cosine carrier wave generator 275 is input to the second input of the multiplier 276 and is superimposed on the output signal of the synthesizer 930.
- the output signal of the multiplier 276 is input to the first input of the multiplier 278.
- the second input of the multiplier 278 receives the second cosine orthogonal polarization identification code (C2n) of the second cosine orthogonal polarization identification code generator 277 and superimposes it on the output signal of the multiplier 276.
- the output signal of the multiplier 278 is input to the second input of the combiner 279.
- the combiner 279 combines the output signals of the multiplier 274 and the multiplier 278.
- the output signal of the combiner 279 is input to the first input of the combiner 940. After the input to the first input of the combiner 940, the circuit configuration is the same as that of FIG.
- the output signal of the combiner 830 is branched into two and input to the first inputs of the multiplier 262 and the multiplier 266, respectively.
- the first frequency sine carrier wave (sin ⁇ 1 t) of the first frequency sine carrier generator 261 is input to the second input of the multiplier 262 and is superimposed on the output signal of the synthesizer 830.
- the output signal of the multiplier 262 is input to the first input of the multiplier 264.
- the first input of the first sine quadrature polarization identification code generator 263 is input to the second input of the multiplier 264 and is superimposed on the output signal of the multiplier 262.
- the output signal of the multiplier 264 is input to the first input of the combiner 269.
- the second frequency sine carrier wave (sin ⁇ 2 t) of the second frequency sine carrier generator 265 is input to the second input of the multiplier 266 and is superimposed on the output signal of the combiner 830.
- the output signal of the multiplier 266 is input to the first input of the multiplier 268.
- the second input of the multiplier 268 receives the second sine quadrature polarization identification code (S2n) of the second sine quadrature polarization identification code generator 267 and superimposes it on the output signal of the multiplier 266.
- the output signal of the multiplier 268 is input to the second input of the combiner 269.
- the combiner 269 combines the output signals of the multiplier 264 and the multiplier 268.
- the output signal of the combiner 269 is input to the second input of the combiner 940. After the input to the second input of the synthesizer 940, the circuit configuration is the same as in FIG.
- the output signal of the combiner 910 is branched into two and input to the first inputs of the multiplier 252 and the multiplier 256, respectively.
- the first frequency cosine carrier wave (cos ⁇ 1 t) of the first frequency cosine carrier generator 251 is input to the second input of the multiplier 252 and is superimposed on the output signal of the combiner 910.
- the output signal of the multiplier 252 is input to the first input of the multiplier 254.
- the second input of the multiplier 254 receives the first cosine horizontal polarization identification code (C1h) of the first cosine horizontal polarization identification code generator 253 and superimposes it on the output signal of the multiplier 252.
- the output signal of the multiplier 254 is input to the first input of the combiner 259.
- the second frequency cosine carrier wave (cos ⁇ 2 t) of the second frequency cosine carrier wave generator 255 is inputted to the second input of the multiplier 256 and is superimposed on the output signal of the synthesizer 910.
- the output signal of the multiplier 256 is input to the first input of the multiplier 258.
- the second input of the multiplier 258 receives the second cosine horizontal polarization identification code (C2h) of the second cosine horizontal polarization identification code generator 257 and superimposes it on the output signal of the multiplier 256.
- the output signal of the multiplier 258 is input to the second input of the combiner 259.
- the combiner 259 combines the output signals of the multiplier 254 and the multiplier 258.
- the output signal of the synthesizer 259 is input to the first input of the synthesizer 920. After the input to the first input of the combiner 920, the circuit configuration is the same as that of FIG.
- the output signal of the combiner 810 is branched into two and input to the first inputs of the multiplier 242 and the multiplier 246, respectively.
- the first frequency sine carrier wave (sin ⁇ 1 t) of the first frequency sine carrier generator 241 is input to the second input of the multiplier 242 and is superimposed on the output signal of the synthesizer 810.
- the output signal of the multiplier 242 is input to the first input of the multiplier 244.
- the first sine horizontal polarization identification code (S1h) of the first sine horizontal polarization identification code generator 243 is input to the second input of the multiplier 244 and superimposed on the output signal of the multiplier 242.
- the output signal of the multiplier 244 is input to the first input of the combiner 249.
- the second frequency sine carrier wave (sin ⁇ 2 t) of the second frequency sine carrier wave generator 245 is inputted to the second input of the multiplier 246 and superimposed on the output signal of the synthesizer 810.
- the output signal of the multiplier 246 is input to the first input of the multiplier 248.
- the second input of the multiplier 248 receives the second sine orthogonal polarization identification code (S2h) of the second sine horizontal polarization identification code generator 247 and superimposes it on the output signal of the multiplier 246.
- the output signal of the multiplier 248 is input to the second input of the combiner 249.
- the combiner 249 combines the output signals of the multiplier 244 and the multiplier 248.
- the output signal of the synthesizer 249 is input to the second input of the synthesizer 920. After the input to the second input of the combiner 920, the circuit configuration is the same as that of FIG.
- the transmitter 406T according to the fifteenth embodiment shown in FIG. 15 has the same configuration as the transmitter 405T according to the fourteenth embodiment shown in FIG.
- linearly polarized electromagnetic waves that are spatially orthogonal to each other by the first antenna (V) 691, the second antenna (H) 693, and the third antenna (N) 692.
- the three linearly polarized electromagnetic waves are classified into a first cosine vertical polarization identification code (C1v), a second cosine vertical polarization identification code (C2v) 2, and a first sine vertical polarization identification.
- the configuration of the transmitter 406T (FIG. 15) according to the fifteenth embodiment can reduce the number of analog multiplier circuits having different frequencies compared to the configuration of the transmitter 405T according to the fourteenth embodiment. Therefore, it is effective in extending the lifetime of the radio (transmitter and receiver) devices and making no adjustment.
- FIG. 16 is a figure which shows the structural example of the elevator control system 1100 which concerns on 16th Embodiment of this invention.
- the elevator cage 1111 moves up and down in the building 1101 where the elevator is installed.
- a base station radio 1103a including a transmitter and a receiver having an antenna capable of transmitting and receiving the polarization described in any of the first to fifteenth embodiments and a base station are provided on the floor inside the building 1101.
- a rotationally polarized antenna 1102a is installed in combination.
- the signal generated by the base station radio 1103a is transmitted from the base station rotational polarization antenna 1102a.
- the base station rotational polarization antenna 1102a is composed of a plurality of antennas orthogonal to each other.
- a base station radio 1103b including a transmitter and a receiver having an antenna capable of transmitting and receiving the polarization described in any of the first to fifteenth embodiments and a base station are installed on the ceiling of the building 1101.
- a rotationally polarized antenna 1102b is installed in combination.
- a terminal polarization antenna 1112a having a transmitter and a receiver having an antenna capable of transmitting and receiving the polarization described in any of the first to fifteenth embodiments.
- a terminal station rotational polarization antenna 1112b including a transmitter and a receiver having an antenna capable of transmitting and receiving the polarization described in any of the first to fifteenth embodiments is installed on the external ceiling of the lifting cage 1111.
- Both the terminal station rotational polarization antenna 1112 a and the terminal station rotational polarization antenna 1112 b are coupled to the terminal station radio 1113 using a high-frequency cable 1114.
- the base station radios 1103a and 1103b and the terminal station radio 1113 use the inside of the building 1101 as a radio transmission medium, the electromagnetic waves are subjected to multiple reflections by the inner wall of the building 1101 and the outer wall of the elevating basket 1111, and a multiple wave interference environment Is formed.
- a channel modification act from an external party is detected in a multiwave interference environment. In this modification, wireless transmission that compensates for communication quality between transmission and reception and confidentiality of information can be realized.
- the elevator cage 1111 of the elevator control system 1100 can be controlled and monitored remotely in the building 1101 without using the wired connection means. Since it can be implemented, it becomes possible to delete wired connection means such as cables. Therefore, the same transportation capacity can be realized with a smaller building volume. Alternatively, the transportation capacity can be improved by increasing the elevator dimensions with the same building volume. In addition, the confidentiality of information can be ensured.
- FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration example of a substation equipment monitoring system 1200 according to the seventeenth embodiment of the present invention.
- a substation equipment monitoring system 1200 of the present (17th) embodiment is a radio to which a plurality of substations 1201 and the wireless system (wireless communication system) of any of the first to 15th embodiments are applied. The system is used.
- the terminal station radio 1203 includes a radio system transmitter and receiver that use rotationally polarized electromagnetic waves.
- a terminal station polarization antenna 1202 composed of a rotation polarization antenna is installed in combination with the terminal station radio 1203.
- a smaller number of base station devices 1211 than the number of the substations 1201 are installed in the vicinity of the plurality of substations 1201.
- the base station radio 1213 includes a transmitter and a receiver of a radio system that uses rotationally polarized electromagnetic waves.
- a base station rotational polarization antenna 1212 made up of a rotational polarization antenna is installed in combination with the base station radio 1213. Then, the signal generated by the base station radio 1213 is transmitted from the base station rotational polarization antenna 1212.
- the rotationally polarized antenna is the first antenna (V) 21 and the second antenna (H) 22 of the first embodiment, or the first antenna (V) 691 and the third antenna of the ninth embodiment.
- (N) 692 and the second antenna (H) 693 it is composed of a plurality of spatially orthogonal antennas.
- the terminal station radio 1203 and the base station apparatus 1211 have an antenna capable of transmitting and receiving rotationally polarized waves, and are used as transmitters and receivers in wireless systems (wireless communication systems) that use electromagnetic waves of rotationally polarized waves. Wireless communication using rotationally polarized electromagnetic waves is possible.
- FIG. 17 there are a plurality of transformers 1201, a base station apparatus 1211, a base station rotationally polarized antenna 1212, and a base station radio 1213, but only representative ones are denoted by the same reference numerals. The sign is not given to the thing.
- the plurality of transformers By 1201 the electromagnetic wave receives multiple reflections, and a multi-wave interference environment is formed.
- any one of the wireless systems (wireless communication systems) of the first to 15th embodiments is applied. Wireless transmission that compensates for a decrease in communication quality between transmission and reception using a plurality of reflected waves and conceals information can be realized.
- the substation equipment monitoring system 1200 uses a plurality of reflected waves in a multi-wave interference environment to compensate for a decrease in communication quality between transmission and reception and conceal information.
- Wireless transmission can be realized.
- the control and monitoring of the transformer 1201 can be performed remotely by a plurality of wireless base station devices 1211 without using the wired connection means. Therefore, it is possible to solve the problem of high-voltage induced power that becomes a problem when the wired connection means such as a cable is used, and to eliminate the cable laying cost. Therefore, the safety and cost of the control / monitoring system of the substation 1201 can be improved. Effective for reduction.
- a transmitter 101 ⁇ / b > T of a wireless device 101 includes a carrier wave generator (cos ⁇ c t) 11.
- the purpose of this carrier wave generator (cos ⁇ c t) 11 is to superimpose the carrier wave (cos ⁇ c t) in order to propagate the information signal ( ⁇ I ) or the dummy signal ( ⁇ D ) as an electromagnetic wave. Therefore, sufficient enough to rotate the polarization frequency cosine wave generator in FIG.
- the local generator (cos ⁇ c t) 27 can be reduced in the transmitter 101T of the wireless device 101.
- the multipliers 12, 13, 25, and 26 can be reduced as the carrier generator (cos ⁇ c t) 11 and the local generator (cos ⁇ c t) 27 are reduced.
- the transmitter 101T of the wireless device 101 is described as a carrier wave generator (cos ⁇ c t) 11.
- the carrier wave generator 11 only needs to generate a sine wave or cosine wave signal waveform. Therefore, it may be expressed as a carrier wave generator (sin ⁇ c t) 11.
- the carrier wave generator (cos ⁇ c t) 11 needs to consider the phase relationship with the rotational polarization frequency cosine wave generator (cos ⁇ p t) 6 or the rotational polarization frequency sine wave generator (sin ⁇ p t) 8. There is no.
- a plurality of units 820, 840, and 860 are illustrated, but each unit may be shared. That is, the rotation polarized wave frequency cosine wave generator (cos ⁇ p t) 925, rotating polarization frequency sine wave generator (sin ⁇ p t) 825, carrier generator (cos ⁇ c t) 820 alone is provided, each of these signals You may distribute and supply.
- the first frequency cosine carrier generator (cos ⁇ 1 t) 251 271 291 the second frequency cosine carrier generator (cos ⁇ 2 t) 255, 275, 295
- the first frequency sine carrier generator A plurality of (sin ⁇ 1 t) 241, 261, 281 and second frequency sine carrier wave generator (sin ⁇ 2 t) 245, 265, 285 are shown, but each may be shared by one Good.
- a first frequency cosine carrier generator (cos ⁇ 1 t) 251, a second frequency cosine carrier generator (cos ⁇ 2 t) 255, a first frequency sine carrier generator (sin ⁇ 1 t) 241, a second frequency sine carrier generator Only a device (sin ⁇ 2 t) 245 may be provided, and these signals may be distributed and supplied.
- Orthogonal relationship between the first antenna and the second antenna For example, in the first embodiment, it has been described that the first antenna (V) 21 and the second antenna (H) 22 are spatially orthogonal to each other.
- the first antenna (V) 21 and the second antenna (H) 22 are desirably orthogonal to each other, but are not necessarily strictly orthogonal. Even if the relationship is not exactly 90 degrees (orthogonal), if it is not parallel, since it has orthogonal component polarization, it is reduced. However, in these orthogonal component polarization, the operation described in the first embodiment, effective.
- first antenna (V) 21 and the second antenna (H) 22 are not parallel to each other, as described above, they do not necessarily have to be strictly orthogonal.
- first antenna (V) 691, 591, the second antenna (H) 693, 593, and the third antenna (N) 692, 592 in the ninth to fifteenth embodiments shown in FIGS. The same applies to the three (three) cases, and they are not necessarily strictly orthogonal to each other.
- the code (CC1) is a pulse train having an intention such as an autocorrelation function or a cross-correlation function as described above, and is not limited to one type.
- a plurality of codes (for example, CC1, CC2, CC3) may be provided and used by switching in time. By selecting a plurality of codes, there is an effect of increasing resistance to communication noise and environmental changes.
- the information signal is selected as a transmission signal in a time zone that is a part of one period of rotational polarization including the time corresponding to this shift, and a dummy signal is selected in another time period in one period of rotational polarization. select. Further, the transmitter / receiver is synchronized from the result of decoding the synchronization code.
- the above-described wireless system can also be applied to a system that monitors power generation equipment (solar cell power generation) in a solar cell power generation system in which a plurality of solar cells are arranged.
- power generation equipment solar cell power generation
- the environment in which the plurality of solar cells are arranged is a multi-wave interference environment, it is effective to apply the above-described wireless system.
Landscapes
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- Automation & Control Theory (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Radio Transmission System (AREA)
Abstract
互いに空間的に直交する、もしくは平行関係にない二つのアンテナ21,22と、これらのアンテナを送信用と受信用に切り替えるサーキュレータ23,24と、送信機101Tと受信機101Rとを具備し、回転偏波の送受信機能を有する無線機101が複数、配置され、前記無線機101に具備された送信機101Tは、受信機101Rの受信する回転偏波が所定の偏波と一致するタイミングで、情報信号ωIとダミー信号ωDとを切り替えて送信する。
Description
本発明は、無線システム、およびそれを用いた昇降機制御システム、変電設備監視システムに関する。
機器に多種多様なセンサを設置し、これらのセンサの情報を収集・分析して機器の稼働状態を把握し、前記機器が構成するシステムの最適運用を図る、インターネットオブシングス(IoT)という技術の実用に向け多くの研究開発投資がなされている。
機器に設置される多量のセンサとの通信を実現するために、センサが無線機を具備し、無線機による無線ネットワークを形成する。そのような無線ネットワークにおいては、通信を行う一対の無線機の間に遮蔽物のない、見通し伝搬路を形成することが困難で、一般に電磁波散乱体である機器により反射された電磁波を用いる見通し外通信環境における通信(見通し外通信)を行うことになる。送信機から送信された電磁波は、単一あるいは複数の反射を経て複数の異なる電波路を介して受信機に到達する。
機器に設置される多量のセンサとの通信を実現するために、センサが無線機を具備し、無線機による無線ネットワークを形成する。そのような無線ネットワークにおいては、通信を行う一対の無線機の間に遮蔽物のない、見通し伝搬路を形成することが困難で、一般に電磁波散乱体である機器により反射された電磁波を用いる見通し外通信環境における通信(見通し外通信)を行うことになる。送信機から送信された電磁波は、単一あるいは複数の反射を経て複数の異なる電波路を介して受信機に到達する。
従来の一般的な技術の無線通信では、送受信点間に形成される複数の無線伝搬路を同時に一括して用いるために、センサの情報を得るときに送受信間に形成される複数の無線伝搬のうち特定の伝搬路に障害が発生すると、伝搬する情報の品質が低下、もしくは異なる情報に改ざんされる問題があった。
また、無線通信の内容は外部者が容易に取得可能であり、通信内容の秘匿の観点で問題がある。特に、インフラシステムの保守・運用のための情報は、同システムの安定・安全運用を確保するためには、外部に対しする漏洩を防止する必要がある。
また、無線通信の内容は外部者が容易に取得可能であり、通信内容の秘匿の観点で問題がある。特に、インフラシステムの保守・運用のための情報は、同システムの安定・安全運用を確保するためには、外部に対しする漏洩を防止する必要がある。
この課題を解決する手段として、特許文献1および特許文献2がある。
特許文献1の要約には、「[課題]ダイバーシチ方式を用いてOFDM信号の伝送を行う場合に、正確に位相補正できるようにする。[解決手段]基地局Aには、水平偏波アンテナ10と垂直偏波アンテナ11が設けられ、それぞれのアンテナ10、11からデータ信号とパイロット信号を含むOFDM信号が送信される。端末Bにも水平偏波アンテナ110と垂直偏波アンテナ120が設けられている。水平偏波アンテナ110で受信された信号は、FFT処理された後、位相補正される。また、垂直偏波アンテナ111で受信された信号は、FFT処理された後、位相補正される。位相補正されたそれぞれのデータ信号は、合成された後、復調される。また、基地局Aにおける水平偏波アンテナ10と垂直偏波アンテナ11から送信されるOFDM信号のそれぞれには、パイロット信号が同じサブキャリアの位置に含まれるようになっている。」として、OFDM用通信システムの技術が開示されている。
特許文献1の要約には、「[課題]ダイバーシチ方式を用いてOFDM信号の伝送を行う場合に、正確に位相補正できるようにする。[解決手段]基地局Aには、水平偏波アンテナ10と垂直偏波アンテナ11が設けられ、それぞれのアンテナ10、11からデータ信号とパイロット信号を含むOFDM信号が送信される。端末Bにも水平偏波アンテナ110と垂直偏波アンテナ120が設けられている。水平偏波アンテナ110で受信された信号は、FFT処理された後、位相補正される。また、垂直偏波アンテナ111で受信された信号は、FFT処理された後、位相補正される。位相補正されたそれぞれのデータ信号は、合成された後、復調される。また、基地局Aにおける水平偏波アンテナ10と垂直偏波アンテナ11から送信されるOFDM信号のそれぞれには、パイロット信号が同じサブキャリアの位置に含まれるようになっている。」として、OFDM用通信システムの技術が開示されている。
この特許文献1に開示された技術は、独立の二つの偏波を用いて情報を伝送するために、外部者の情報改ざん等の妨害行為が一つの偏波に主に現れる場合には、その行為に対して耐性を持つと共に、拡散符号を知らない外部者に対しては情報内容の秘匿が可能となる。
また、特許文献2の要約には、「[課題]第3の通信チャネルを効率的に生成する第3の偏波方向を用いることによって、多重路環境におけるフェージングの問題を改善し、反射面の存在を欠点から利点にすること。[解決手段]この第3の通信チャネルは、さらに情報を送信するためか、または向上した空間多様性を有する情報を送信するために用いることができ、それによって、通信性能全体が向上する。3つの偏波方向を有する送信信号は、例えば、空間上互いに直交する3つのダイポールアンテナを有する送信機を用いて生成される。3つの偏波方向においてエネルギー成分を有する受信信号は、例えば、空間上互いに直交する3つのダイポールアンテナを有する受信機によって検出される。」として、無線通信方法の技術が開示されている。
この特許文献2に開示された技術は、独立な三つの偏波を用いて通信を行うので、外部者の妨害行為に対する耐性については、特許文献1に開示された技術よりも優れている。
しかしながら、前記の特許文献1に開示された技術は、拡散符号の内容が外部者に漏洩した場合、また外部者の妨害行為が両偏波にまたがるような場合には、情報内容の外部者に対する秘匿および外部者の妨害行為に対する耐性を維持できない問題(課題)がある。
また、前記の特許文献2に開示された技術は、外部者の妨害行為が3偏波にまたがるような場合には、情報内容の外部者に対する秘匿および外部者の妨害行為に対する耐性を維持できない問題(課題)があるとともに、外部者に対する情報内容秘匿に対応できていないという問題(課題)がある。
また、前記の特許文献2に開示された技術は、外部者の妨害行為が3偏波にまたがるような場合には、情報内容の外部者に対する秘匿および外部者の妨害行為に対する耐性を維持できない問題(課題)があるとともに、外部者に対する情報内容秘匿に対応できていないという問題(課題)がある。
本発明は、前記した課題に鑑みて創案されたものであり、偏波が回転する電磁波と、送受信点間のみが自動的に共有する電磁波の物理パラメータとを用い、情報を秘匿して通信を行う無線システムの技術を提供することを目的(課題)とする。
また、その無線システムの技術を用いた昇降機制御システムを提供することを目的とする。また、その無線システムの技術を用いた変電設備監視システムを提供することを目的とする。
また、その無線システムの技術を用いた昇降機制御システムを提供することを目的とする。また、その無線システムの技術を用いた変電設備監視システムを提供することを目的とする。
前記の課題を解決して、本発明の目的(課題)を達成するために、以下のように構成した。すなわち、本発明の無線システムは、互いに空間的に平行関係にない二つのアンテナと送信機と受信機とを具備し、回転偏波の送受信機能を有する無線機が複数、配置され、前記無線機に具備された送信機は、受信機の受信する回転偏波が所定の偏波と一致するタイミングで、情報信号とダミー信号とを切り替えて送信する、ことを特徴とする。
また、その他の手段は、発明を実施するための形態のなかで説明する。
また、その他の手段は、発明を実施するための形態のなかで説明する。
本発明によれば、偏波が回転する電磁波と、送受信点間のみが自動的に共有する電磁波の物理パラメータとを用いて、情報を秘匿して通信を行う無線システムの技術を提供できる。
また、その無線システムの技術を用いた昇降機制御システムを提供できる。
また、その無線システムの技術を用いた変電設備監視システムを提供できる。
また、その無線システムの技術を用いた昇降機制御システムを提供できる。
また、その無線システムの技術を用いた変電設備監視システムを提供できる。
以下、本発明を実施するための形態(以下においては「実施形態」と表記する)を、適宜、図面を参照して説明する。
≪第1実施形態≫
本発明の第1実施形態では、回転偏波を用い、情報信号とダミー信号とを切り替えて送信し、情報を秘匿して伝送する無線システムの構成例を、図1を参照して説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る無線システムの構成例を示す図である。図1において、第1の無線機101と第2の無線機101bとが、無線通信を行う無線システムが構成されている。
無線機101と無線機101bとは、基本的には同じ構成である。そのため、無線機101の構成を主として、説明する。
本発明の第1実施形態では、回転偏波を用い、情報信号とダミー信号とを切り替えて送信し、情報を秘匿して伝送する無線システムの構成例を、図1を参照して説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る無線システムの構成例を示す図である。図1において、第1の無線機101と第2の無線機101bとが、無線通信を行う無線システムが構成されている。
無線機101と無線機101bとは、基本的には同じ構成である。そのため、無線機101の構成を主として、説明する。
<無線機101>
無線機101は、送信機101Tと、受信機101Rと、第1のアンテナ(V)21と、第2のアンテナ(H)22と、サーキュレータ23,24と、ベースバンド回路(BB)90とを備えて構成されている。
第1のアンテナ(V)21と、第2のアンテナ(H)22は、サーキュレータ23,24の切り替え作用によって、送信用アンテナ(21,22)と受信用アンテナ(21,22)の機能を兼用する。
また、ベースバンド回路(BB)90も、送信機101Tと、受信機101Rとの両方の信号を制御して動作する。
無線機101は、送信機101Tと、受信機101Rと、第1のアンテナ(V)21と、第2のアンテナ(H)22と、サーキュレータ23,24と、ベースバンド回路(BB)90とを備えて構成されている。
第1のアンテナ(V)21と、第2のアンテナ(H)22は、サーキュレータ23,24の切り替え作用によって、送信用アンテナ(21,22)と受信用アンテナ(21,22)の機能を兼用する。
また、ベースバンド回路(BB)90も、送信機101Tと、受信機101Rとの両方の信号を制御して動作する。
<送信機101Tの構成>
送信機101Tは、情報信号発生器(ωI)1と、ダミー信号発生器(ωD)2と、切替器3と、乗算器4,7,9,12,13と、送信符号発生器(CC1)5と、回転偏波周波数余弦波発生器(cosωpt)6と、回転偏波周波数正弦波発生器(sinωpt)8と、搬送波発生器(cosωct)11とによる送信回路と、さらに、送信用アンテナとして、第1のアンテナ(V)21と、第2のアンテナ(H)22とを備えて構成されている。
なお、前記したように、第1のアンテナ(V)21と、第2のアンテナ(H)22は、サーキュレータ23,24の切り替え作用によって、送信用アンテナ(21,22)として用いる。
送信機101Tは、情報信号発生器(ωI)1と、ダミー信号発生器(ωD)2と、切替器3と、乗算器4,7,9,12,13と、送信符号発生器(CC1)5と、回転偏波周波数余弦波発生器(cosωpt)6と、回転偏波周波数正弦波発生器(sinωpt)8と、搬送波発生器(cosωct)11とによる送信回路と、さらに、送信用アンテナとして、第1のアンテナ(V)21と、第2のアンテナ(H)22とを備えて構成されている。
なお、前記したように、第1のアンテナ(V)21と、第2のアンテナ(H)22は、サーキュレータ23,24の切り替え作用によって、送信用アンテナ(21,22)として用いる。
<送信機101Tの構成要素の概略の機能>
情報信号発生器1は、無線システムの送信機101Tとしての伝送する情報信号(ωI)を発生する。ダミー信号発生器2は、本来の情報を秘匿するためのダミー信号(ωD)を発生する。
切替器3は入力した二つの信号を切り替えて、どちらか一方を出力する。
乗算器4,7,9,12,13は、二つの信号を重畳(変調、拡散)することに用いる。
送信符号発生器(CC1)5の発生する送信符号(CC1)は、自己相関関数や相互相関関数などの意図を有する特殊なパルス列である。また、送信符号(CC1)は、回転偏波の周期(ωp)と同一周期の符号(符号列)である。
情報信号発生器1は、無線システムの送信機101Tとしての伝送する情報信号(ωI)を発生する。ダミー信号発生器2は、本来の情報を秘匿するためのダミー信号(ωD)を発生する。
切替器3は入力した二つの信号を切り替えて、どちらか一方を出力する。
乗算器4,7,9,12,13は、二つの信号を重畳(変調、拡散)することに用いる。
送信符号発生器(CC1)5の発生する送信符号(CC1)は、自己相関関数や相互相関関数などの意図を有する特殊なパルス列である。また、送信符号(CC1)は、回転偏波の周期(ωp)と同一周期の符号(符号列)である。
回転偏波周波数余弦波発生器6は、cosωptの信号を発生し、回転偏波周波数正弦波発生器8は、sinωptの信号を発生する。
搬送波発生器11は、信号(情報信号ωIまたはダミー信号ωD)を電磁波として伝搬するための搬送波(cosωct)を発生する。
搬送波発生器11は、信号(情報信号ωIまたはダミー信号ωD)を電磁波として伝搬するための搬送波(cosωct)を発生する。
第1のアンテナ(V)21と第2のアンテナ(H)22は、送信の際には、共に偏波を放射する偏波アンテナである。第1のアンテナ(V)21と第2のアンテナ(H)22とは、空間的に互いに直交するように配置されている。すなわち、第1のアンテナ(V)21は、出力する偏波が垂直方向に放射するように配置され、第2のアンテナ(H)22は、出力する偏波が水平方向に放射するように配置される。なお、ここで垂直方向と水平方向と表記したが、垂直方向および水平方向には絶対的な基準の方向があるわけではなく、前記したように、送信アンテナ(V)21と送信アンテナ(H)22とが、空間的に互いに直交するように配置されていることを意味している。
また、前記したように、サーキュレータ23,24によって、第1のアンテナ(V)21と第2のアンテナ(H)22は、送信用アンテナと受信用アンテナとに切り換わる。
また、前記したように、サーキュレータ23,24によって、第1のアンテナ(V)21と第2のアンテナ(H)22は、送信用アンテナと受信用アンテナとに切り換わる。
《送信機101Tの各要素の接続構成について》
無線機101の送信機101Tにおいて、情報信号発生器(ωI)1の出力信号と、ダミー信号発生器(ωD)2の出力信号は、切替器3のそれぞれ第1入力と第2入力に入力する。切替器3は、ベースバンド回路(BB)90の制御により、情報信号(ωI)、またはダミー信号(ωD)を出力する。切替器3の出力信号は、乗算器4の第1入力に入力する。
乗算器4の第2入力には、送信符号発生器(CC1)5が出力する送信符号(CC1)が入力しており、情報信号(ωI)またはダミー信号(ωD)は、送信符号(CC1)が重畳(乗算)することによって、拡散される。
乗算器4の出力信号は、二分岐される。
二分岐された一方の出力信号は、乗算器7の第1入力に入力する。二分岐された他方の出力信号は、乗算器9の第1入力に入力する。
無線機101の送信機101Tにおいて、情報信号発生器(ωI)1の出力信号と、ダミー信号発生器(ωD)2の出力信号は、切替器3のそれぞれ第1入力と第2入力に入力する。切替器3は、ベースバンド回路(BB)90の制御により、情報信号(ωI)、またはダミー信号(ωD)を出力する。切替器3の出力信号は、乗算器4の第1入力に入力する。
乗算器4の第2入力には、送信符号発生器(CC1)5が出力する送信符号(CC1)が入力しており、情報信号(ωI)またはダミー信号(ωD)は、送信符号(CC1)が重畳(乗算)することによって、拡散される。
乗算器4の出力信号は、二分岐される。
二分岐された一方の出力信号は、乗算器7の第1入力に入力する。二分岐された他方の出力信号は、乗算器9の第1入力に入力する。
乗算器7の第2入力には、回転偏波周波数余弦波発生器6の余弦波(cosωpt)が入力して、乗算器4の出力信号に余弦波(cosωpt)が重畳(変調)される。乗算器7の出力信号は、乗算器12の第1入力に入力する。乗算器12の第2入力には、搬送波発生器11の搬送波(cosωct)が入力して、乗算器7の出力信号に搬送波(cosωct)が重畳(変調、アップコンバート)される。
乗算器12の出力信号は、サーキュレータ23の第1ポートに入力する。
乗算器12の出力信号は、サーキュレータ23の第1ポートに入力する。
乗算器9の第2入力には、回転偏波周波数正弦波発生器8の正弦波(sinωpt)が入力して、乗算器4の出力信号に正弦波(sinωpt)が重畳(変調)される。乗算器9の出力信号は、乗算器13の第1入力に入力する。乗算器13の第2入力には、搬送波発生器11の搬送波(cosωct)が入力して、乗算器9の出力信号に搬送波(cosωct)が重畳(変調、アップコンバート)される。
乗算器13の出力信号は、サーキュレータ24の第1ポートに入力する。
乗算器13の出力信号は、サーキュレータ24の第1ポートに入力する。
サーキュレータ23を介して、第1のアンテナ(V)21は、入力した電気信号を、電磁波に変換して空間に放射する。サーキュレータ24を介して、第2のアンテナ(H)22は、入力した電気信号を、電磁波に変換して空間に放射する。
以上のように構成された送信機101Tにおいて、第1のアンテナ(V)21から、情報信号(ωI)またはダミー信号(ωD)に送信符号(CC1)と回転偏波の余弦波(cosωpt)と搬送波(cosωct)が重畳(アップコンバート)された信号が出力される。
また、第2のアンテナ(H)22から、情報信号(ωI)またはダミー信号(ωD)に送信符号(CC1)と回転偏波の正弦波(sinωpt)と搬送波(cosωct)が重畳(アップコンバート)された信号が出力される。
なお、空間的に互いに直交する第1のアンテナ(V)21と第2のアンテナ(H)22とにおいて、第1のアンテナ(V)21には余弦波(cosωpt)、第2のアンテナ(H)22には正弦波(sinωpt)がそれぞれ含まれた電磁波が、それぞれ放射されることにより、偏波が時間とともに回転する回転偏波が電磁波として生成される。
以上のように構成された送信機101Tにおいて、第1のアンテナ(V)21から、情報信号(ωI)またはダミー信号(ωD)に送信符号(CC1)と回転偏波の余弦波(cosωpt)と搬送波(cosωct)が重畳(アップコンバート)された信号が出力される。
また、第2のアンテナ(H)22から、情報信号(ωI)またはダミー信号(ωD)に送信符号(CC1)と回転偏波の正弦波(sinωpt)と搬送波(cosωct)が重畳(アップコンバート)された信号が出力される。
なお、空間的に互いに直交する第1のアンテナ(V)21と第2のアンテナ(H)22とにおいて、第1のアンテナ(V)21には余弦波(cosωpt)、第2のアンテナ(H)22には正弦波(sinωpt)がそれぞれ含まれた電磁波が、それぞれ放射されることにより、偏波が時間とともに回転する回転偏波が電磁波として生成される。
なお、以上における回転偏波の周波数(角周波数)ωpは、搬送波である伝搬周波数(角周波数)ωcと比較して、その比は、1/10よりも小さいことが望ましい。
《回転偏波の原理》
この回転偏波の原理を簡単に説明する。
例えば、複素平面におけるオイラーの公式として、次の1式がよく知られている。
exp(iθ)=cosθ+i・sinθ ・・・ (1式)
ここで、iは虚数単位であり、θは回転角である。
1式において、θが各値をとると1式のベクトルは、円を描いて、円周を移動する(回転する)。また、cosθは実数であり、i・sinθは虚数である。すなわち、実数軸と虚数(i)軸の複素平面において、cosθとi・sinθは、ベクトルとして、円周を移動、回転する。
この回転偏波の原理を簡単に説明する。
例えば、複素平面におけるオイラーの公式として、次の1式がよく知られている。
exp(iθ)=cosθ+i・sinθ ・・・ (1式)
ここで、iは虚数単位であり、θは回転角である。
1式において、θが各値をとると1式のベクトルは、円を描いて、円周を移動する(回転する)。また、cosθは実数であり、i・sinθは虚数である。すなわち、実数軸と虚数(i)軸の複素平面において、cosθとi・sinθは、ベクトルとして、円周を移動、回転する。
この実数軸と虚数(i)軸が直交していることは、本発明の第1実施形態に係る送信アンテナである第1のアンテナ(V)21と第2のアンテナ(H)22とが、空間的に直交する方向に設置されていることに対応する。
また、1式の右辺のcosθは、第1実施形態において、第1のアンテナ(V)21から余弦波(cosωpt)の偏波が電磁波として放射されることに対応する。また、1式の右辺のi・sinθは、第1実施形態において、第2のアンテナ(H)22から正弦波(sinωpt)の偏波が電磁波として放射されることに対応する。
すなわち、第1のアンテナ(V)21と第2のアンテナ(H)22とが互いに空間的に直交して配置され、第1のアンテナ(V)21からは余弦波(cosωpt)、第2のアンテナ(H)22からは正弦波(sinωpt)の電気信号を変換した電波が出力されると、合成された電波は、空間を円形に回転する回転偏波の電磁波(電波)となる。
また、1式の右辺のcosθは、第1実施形態において、第1のアンテナ(V)21から余弦波(cosωpt)の偏波が電磁波として放射されることに対応する。また、1式の右辺のi・sinθは、第1実施形態において、第2のアンテナ(H)22から正弦波(sinωpt)の偏波が電磁波として放射されることに対応する。
すなわち、第1のアンテナ(V)21と第2のアンテナ(H)22とが互いに空間的に直交して配置され、第1のアンテナ(V)21からは余弦波(cosωpt)、第2のアンテナ(H)22からは正弦波(sinωpt)の電気信号を変換した電波が出力されると、合成された電波は、空間を円形に回転する回転偏波の電磁波(電波)となる。
<受信機101Rの構成>
次に、図1に示す、受信機101Rの構成について説明する。
受信機101Rは、前記した第1のアンテナ(V)21と、第2のアンテナ(H)22と、サーキュレータ23,24とを備えるとともに、独自に、乗算器15,16,25,26と、ローカル発生器(cosωct)27と、受信符号発生器(CC1)14と、符号循環器17,18と、を備えて構成されている。なお、前記したように、第1のアンテナ(V)21と、第2のアンテナ(H)22と、サーキュレータ23,24は、受信機101Rと送信機101Tとで兼用している。
また、以上の構成において、受信アンテナ(V)21と,受信アンテナ(H)22と、サーキュレータ23,24を除く構成を、適宜、受信機101Rの受信回路と表記する。
次に、図1に示す、受信機101Rの構成について説明する。
受信機101Rは、前記した第1のアンテナ(V)21と、第2のアンテナ(H)22と、サーキュレータ23,24とを備えるとともに、独自に、乗算器15,16,25,26と、ローカル発生器(cosωct)27と、受信符号発生器(CC1)14と、符号循環器17,18と、を備えて構成されている。なお、前記したように、第1のアンテナ(V)21と、第2のアンテナ(H)22と、サーキュレータ23,24は、受信機101Rと送信機101Tとで兼用している。
また、以上の構成において、受信アンテナ(V)21と,受信アンテナ(H)22と、サーキュレータ23,24を除く構成を、適宜、受信機101Rの受信回路と表記する。
《受信機101Rの構成要素の概略の機能》
乗算器15,16,25,26は、二つの信号を重畳(ダウンコンバート、逆拡散)することに用いる。
ローカル発生器27は、搬送波発生器11の搬送波(cosωct)と同じ周波数を発生する。なお、このローカル発生器27の発生する周波数を単に搬送波(cosωct)と表記することもある。
受信符号発生器(CC1)14は、送信符号発生器(CC1)5と同一の符号(受信符号:CC1)を発生する。
符号循環器17,符号循環器18は、受信符号発生器(CC1)14の符号を循環する機能を有している。
乗算器15,16,25,26は、二つの信号を重畳(ダウンコンバート、逆拡散)することに用いる。
ローカル発生器27は、搬送波発生器11の搬送波(cosωct)と同じ周波数を発生する。なお、このローカル発生器27の発生する周波数を単に搬送波(cosωct)と表記することもある。
受信符号発生器(CC1)14は、送信符号発生器(CC1)5と同一の符号(受信符号:CC1)を発生する。
符号循環器17,符号循環器18は、受信符号発生器(CC1)14の符号を循環する機能を有している。
《受信機101Rの各要素の接続構成について》
第1のアンテナ(V)21と第2のアンテナ(H)22からそれぞれ入射した電磁波は、それぞれ電気信号に変換される。第1のアンテナ(V)21からの受信信号は、サーキュレータ23の第2ポートを介して、乗算器25の第1入力に入力する。第2のアンテナ(H)22からの受信信号は、サーキュレータ24の第2ポートを介して、乗算器26の第1入力に入力する。
第1のアンテナ(V)21と第2のアンテナ(H)22からそれぞれ入射した電磁波は、それぞれ電気信号に変換される。第1のアンテナ(V)21からの受信信号は、サーキュレータ23の第2ポートを介して、乗算器25の第1入力に入力する。第2のアンテナ(H)22からの受信信号は、サーキュレータ24の第2ポートを介して、乗算器26の第1入力に入力する。
乗算器25の第2入力には、ローカル発生器27の搬送波(cosωct)が入力しており、乗算器25において、受信信号から搬送波(cosωct)が除かれた、すなわちダウンコンバートされた信号が出力される。
乗算器25の出力信号は、乗算器15の第1入力に入力する。
前記の乗算器26の第2入力には、ローカル発生器27の搬送波(cosωct)が入力しており、乗算器26において、受信信号から搬送波(cosωct)が除かれた、すなわちダウンコンバートされた信号が出力される。
乗算器26の出力信号は、乗算器16の第1入力に入力する。
乗算器25の出力信号は、乗算器15の第1入力に入力する。
前記の乗算器26の第2入力には、ローカル発生器27の搬送波(cosωct)が入力しており、乗算器26において、受信信号から搬送波(cosωct)が除かれた、すなわちダウンコンバートされた信号が出力される。
乗算器26の出力信号は、乗算器16の第1入力に入力する。
受信符号発生器(CC1)14の出力の符号(受信符号:CC1)は、符号循環器17に入力している。符号循環器17の出力信号は、乗算器15の第2入力に入力している。前記したように、乗算器15の第1入力には、乗算器25の出力信号が入力している。
乗算器15を用いて、受信符号発生器(CC1)14の出力が符号循環器17により相関計算結果が最大となるように掛けあわせる。なお、相関計算結果とは、第1のアンテナ(V)21から入力した受信信号の中の送信側の送信符号(CC1)と、受信符号発生器(CC1)14の受信符号(CC1)とが、どの程度、相関(一致)しているかについての計算である。
乗算器15を用いて、受信符号発生器(CC1)14の出力が符号循環器17により相関計算結果が最大となるように掛けあわせる。なお、相関計算結果とは、第1のアンテナ(V)21から入力した受信信号の中の送信側の送信符号(CC1)と、受信符号発生器(CC1)14の受信符号(CC1)とが、どの程度、相関(一致)しているかについての計算である。
受信信号には、送信符号(CC1)が含まれていても、伝搬による時間の経過や、伝搬の途中で遮蔽物などの反射により、送信符号(CC1)の検出は容易ではない。そのため、符号循環器17で、受信符号発生器(CC1)14の符号(受信符号:CC1)を循環させて、相関(一致)しているかの計算と検出を試みるものである。また、受信符号発生器(CC1)14と符号循環器17と乗算器15とによって、受信信号を符号(受信符号:CC1)で逆拡散している工程でもある。
乗算器15の出力信号(復調信号)は、ベースバンド回路90に入力する。
ベースバンド回路90は、第1のアンテナ(V)21から受信した信号に、どの程度、符号(CC1)が含まれているかを検出する。
乗算器15の出力信号(復調信号)は、ベースバンド回路90に入力する。
ベースバンド回路90は、第1のアンテナ(V)21から受信した信号に、どの程度、符号(CC1)が含まれているかを検出する。
受信符号発生器(CC1)14の出力する符号は、符号循環器18にも入力している。符号循環器18の出力信号は、乗算器16の第2入力に入力している。前記したように、乗算器16の第1入力には、乗算器26の出力信号が入力している。
乗算器16を用いて、受信符号発生器(CC1)14の出力が符号循環器18により相関計算結果が最大となるように掛けあわせる。
乗算器16の出力信号(復調信号)は、ベースバンド回路90に入力する。
ベースバンド回路90は、第2のアンテナ(H)22から受信した信号に、どの程度、受信符号(CC1)が含まれているかを検出する。
乗算器16を用いて、受信符号発生器(CC1)14の出力が符号循環器18により相関計算結果が最大となるように掛けあわせる。
乗算器16の出力信号(復調信号)は、ベースバンド回路90に入力する。
ベースバンド回路90は、第2のアンテナ(H)22から受信した信号に、どの程度、受信符号(CC1)が含まれているかを検出する。
なお、前記した、乗算器15、受信符号発生器(CC1)14、符号循環器17により、第1のアンテナ(V)21から入力した受信信号の相関計算をしたのに対し、乗算器16、受信符号発生器(CC1)14、符号循環器18による受信信号の相関計算は、第2のアンテナ(H)22からの受信信号に対する演算である。すなわち、第1のアンテナ(V)21から入力した受信信号の相関計算か、第2のアンテナ(H)22から入力した受信信号の相関計算かの相違であるので、重複する説明は省略する。
<第2の無線機101bについて>
次に、第1の無線機101と無線通信を行う第2の無線機101bについて説明する。図1に示す第2の無線機101bの構成は、基本的に、第1の無線機101と同じ構成である。
すなわち、第2の無線機101bにおける送信機101Tb、受信機101Rb、第1のアンテナ(V)321、第2のアンテナ(H)322、サーキュレータ323,324、ベースバンド回路(BB)390は、基本的に、第1の無線機101における送信機101T、受信機101R、第1のアンテナ(V)21、第2のアンテナ(H)22、サーキュレータ23,24、ベースバンド回路(BB)90にそれぞれ対応している。
次に、第1の無線機101と無線通信を行う第2の無線機101bについて説明する。図1に示す第2の無線機101bの構成は、基本的に、第1の無線機101と同じ構成である。
すなわち、第2の無線機101bにおける送信機101Tb、受信機101Rb、第1のアンテナ(V)321、第2のアンテナ(H)322、サーキュレータ323,324、ベースバンド回路(BB)390は、基本的に、第1の無線機101における送信機101T、受信機101R、第1のアンテナ(V)21、第2のアンテナ(H)22、サーキュレータ23,24、ベースバンド回路(BB)90にそれぞれ対応している。
また、第2の無線機101bにおける送信機101Tbの送信回路を構成する情報信号発生器(ωI)301、ダミー信号発生器(ωD)302、切替器303、乗算器304,307,309,312,313、送信符号発生器(CC1)305、回転偏波周波数余弦波発生器(cosωpt)306、回転偏波周波数正弦波発生器(sinωpt)308、搬送波発生器(cosωct)311は、送信機101Tにおける情報信号発生器(ωI)1、ダミー信号発生器(ωD)2、切替器3、乗算器4,7,9,12,13、送信符号発生器(CC1)5、回転偏波周波数余弦波発生器(cosωpt)6、回転偏波周波数正弦波発生器(sinωpt)8、搬送波発生器(cosωct)11にそれぞれ対応している。
また、第2の無線機101bにおける受信機101Rbの受信回路を構成する乗算器315,316,325,326、ローカル発生器(cosωct)327、受信符号発生器(CC1)314、符号循環器317,318は、基本的に、第1の無線機101における受信機101Rにおける乗算器15,16,25,26、ローカル発生器(cosωct)27、受信符号発生器(CC1)14、符号循環器17,18にそれぞれ対応している。
<第1の無線機101と第2の無線機101bとの無線通信について>
図1における第1の無線機101と第2の無線機101bとの間で、無線通信を行う無線システムについての動作について説明する。
図1における第1の無線機101と第2の無線機101bとの間で、無線通信を行う無線システムについての動作について説明する。
《第1の無線機と第2の無線機との無線通信について》
図1における第1の無線機101と第2の無線機101bとは、前記したように基本的には同一、あるいは同じタイプの無線機であって、相互に送受信を行うように配置されている。そして、第1の無線機101と第2の無線機101bとの間の通信は、瞬時に行われることが可能である。
そのため、第1の無線機101の送信機101Tと受信機101Rの機能、動作を主として説明する。
図1における第1の無線機101と第2の無線機101bとは、前記したように基本的には同一、あるいは同じタイプの無線機であって、相互に送受信を行うように配置されている。そして、第1の無線機101と第2の無線機101bとの間の通信は、瞬時に行われることが可能である。
そのため、第1の無線機101の送信機101Tと受信機101Rの機能、動作を主として説明する。
前記したように、無線機101の送信機101Tでは、情報信号発生器(ωI)1の出力、またはダミー信号発生器(ωD)2の出力が、ベースバンド回路90の制御により、切替器3で切り替えられる。この切り替えられた情報信号(ωI)またはダミー信号(ωD)のいずれかが、乗算器4において、送信符号発生器5の符号(CC1)で拡散される。
送信符号発生器5の符号(CC1)で拡散された信号は、乗算器7において回転偏波周波数余弦波発生器(cosωpt)6、または乗算器9において回転偏波周波数正弦波発生器(sinωpt)8によって、回転偏波周波数(ωp)が重畳され、さらに乗算器12または乗算器13で搬送波発生器11が発生した搬送波(cosωct)が重畳(変調)される。
そして、第1のアンテナ(V)21からは、回転偏波の余弦波(cosωpt)が重畳した信号が偏波の電磁波として放射され、第2のアンテナ(H)22からは、回転偏波の正弦波(sinωpt)が重畳した信号が偏波の電磁波として放射される。なお、空間的に互いに直交する第1のアンテナ(V)21と第2のアンテナ(H)22とから放射される電磁波は、偏波が時間とともに回転する回転偏波が形成される。
そして、第1のアンテナ(V)21からは、回転偏波の余弦波(cosωpt)が重畳した信号が偏波の電磁波として放射され、第2のアンテナ(H)22からは、回転偏波の正弦波(sinωpt)が重畳した信号が偏波の電磁波として放射される。なお、空間的に互いに直交する第1のアンテナ(V)21と第2のアンテナ(H)22とから放射される電磁波は、偏波が時間とともに回転する回転偏波が形成される。
同様の動作が無線機101bでも行われ、無線機101bから回転偏波の電磁波が放射される。無線機101は、無線機101bが放射する回転偏波を第1のアンテナ(V)21と第2のアンテナ(H)22とによって、受信する。
受信した二つの受信信号は、サーキュレータ23,24を介して、ローカル発生器27の出力(cosωct)が掛けあわされ、偏波回転の周波数帯にダウンコンバートされる。ダウンコンバートされた二つの信号は、乗算器15、16にそれぞれ入力する。そして、送信符号発生器5と同一の符号である受信符号発生器14の出力符号(CC1)と、符号循環器17と乗算器15とによって、また、符号循環器18と乗算器16とによって、それぞれスライディング相関が取られる。
受信した二つの受信信号は、サーキュレータ23,24を介して、ローカル発生器27の出力(cosωct)が掛けあわされ、偏波回転の周波数帯にダウンコンバートされる。ダウンコンバートされた二つの信号は、乗算器15、16にそれぞれ入力する。そして、送信符号発生器5と同一の符号である受信符号発生器14の出力符号(CC1)と、符号循環器17と乗算器15とによって、また、符号循環器18と乗算器16とによって、それぞれスライディング相関が取られる。
このスライディング相関が取られた結果は、ベースバンド回路(BB)90に入力される。
ベースバンド回路(BB)90においては、二つのスライディング相関を検定された結果により、送信符号発生器(CC1)5の出力と符号循環器17,18を介した受信符号発生器14のシフト値(偏波シフト)が得られる。
このシフト値は、回転偏波の一周期中の時刻点(偏波シフト時間)と等しく、送信回転偏波と受信回転偏波の偏波角度差に相当する。
ベースバンド回路(BB)90の制御の基に、送信機101Tは、この時刻点を含む所定の時間間隔に情報信号発生器(ωI)1の出力を選択し、他の時間はダミー信号発生器(ωD)2の出力を選択する。
ベースバンド回路(BB)90においては、二つのスライディング相関を検定された結果により、送信符号発生器(CC1)5の出力と符号循環器17,18を介した受信符号発生器14のシフト値(偏波シフト)が得られる。
このシフト値は、回転偏波の一周期中の時刻点(偏波シフト時間)と等しく、送信回転偏波と受信回転偏波の偏波角度差に相当する。
ベースバンド回路(BB)90の制御の基に、送信機101Tは、この時刻点を含む所定の時間間隔に情報信号発生器(ωI)1の出力を選択し、他の時間はダミー信号発生器(ωD)2の出力を選択する。
前記の偏波角度差は、互いに通信を行っている無線機101と無線機101bに固有なものであり、かつ、この偏波角度差は両無線機(101,101b)が通信を行うだけで自動的に共有される。両無線機(101,101b)と別の位置に存在する無線機は、前記の偏波角度差を知ることができない。偏波角度差を知り得なければ、情報信号(ωI)とダミー信号(ωD)とを弁別できないので、外部者に対して情報信号の秘匿性を確保できる。
<第1実施形態の無線システムの概要と補足>
以上、図1によって示した第1実施形態の無線システムの概要と補足をする。
送信機101Tは、一つの搬送波周波数(ωc)と、時間的に直交する二つの偏波(cosωpt,sinωpt)を掛け合わせ形成される偏波が時間と共に回転する回転偏波で、回転偏波の周期(ωp)と同一周期の符号(CC1)で拡散された信号(ωI,ωD)を送信する。
受信機101Rは、回転偏波を受信し、前記符号(CC1)の復号結果から偏波回転のシフトを検出する。
以上、図1によって示した第1実施形態の無線システムの概要と補足をする。
送信機101Tは、一つの搬送波周波数(ωc)と、時間的に直交する二つの偏波(cosωpt,sinωpt)を掛け合わせ形成される偏波が時間と共に回転する回転偏波で、回転偏波の周期(ωp)と同一周期の符号(CC1)で拡散された信号(ωI,ωD)を送信する。
受信機101Rは、回転偏波を受信し、前記符号(CC1)の復号結果から偏波回転のシフトを検出する。
すなわち、受信機101Rの受信する回転偏波が所定の偏波と一致するタイミングを検出する。
送信機101Tは、このシフトに対応する時刻を含む回転偏波の一周期中の一部分となる時間帯に、情報信号(ωI)を送信信号として選択し、回転偏波の一周期中の他の時間帯にダミー信号(ωD)を送信信号として選択するする。なお、送信機101Tが情報信号(ωI)とダミー信号(ωD)とを切り替えるタイミングは、前記した受信機101Rの受信する回転偏波が所定の偏波と一致するタイミングである。
送信機101Tは、このシフトに対応する時刻を含む回転偏波の一周期中の一部分となる時間帯に、情報信号(ωI)を送信信号として選択し、回転偏波の一周期中の他の時間帯にダミー信号(ωD)を送信信号として選択するする。なお、送信機101Tが情報信号(ωI)とダミー信号(ωD)とを切り替えるタイミングは、前記した受信機101Rの受信する回転偏波が所定の偏波と一致するタイミングである。
また、受信機101Rが、回転偏波を受信し、前記符号(CC1)の復号結果から偏波回転のシフトを検出することにより、二つのアンテナ(V,H)のうちの一つのアンテナから受信する受信電力が極小となるタイミングを検出することもできる。そして、送信機101Tが情報信号(ωI)とダミー信号(ωD)とを切り替えるタイミングを、前記した受信機101Rが二つのアンテナ(V,H)のうちの一つのアンテナから受信する受信電力が極小となるタイミングとすることもできる。
また、受信機101Rは、二つのアンテナ(V,H)のうちの一つのアンテナから受信する回転偏波の受信信号の前記符号(CC1)による復号結果が消失するタイミングを検出することもできる。
そして、送信機101Tが情報信号(ωI)とダミー信号(ωD)とを切り替えるタイミングを、前記した受信機101Rが二つのアンテナ(V,H)のうちの一つのアンテナから受信する回転偏波の受信信号の前記符号(CC1)による復号結果が消失するタイミングとすることもできる。
そして、送信機101Tが情報信号(ωI)とダミー信号(ωD)とを切り替えるタイミングを、前記した受信機101Rが二つのアンテナ(V,H)のうちの一つのアンテナから受信する回転偏波の受信信号の前記符号(CC1)による復号結果が消失するタイミングとすることもできる。
回転偏波を用いる通信では、送信された回転偏波は、偏波シフトを被った回転偏波して受信される。この偏波シフトは特定の送受信点で固有なもので、かつ、一対の送受信機(無線機101,101b)が同一の場合において、偏波シフトは一対の送受信機で自動的に共有される。この偏波シフトは、回転偏波の一周期内の偏波回転開始点からの時刻変位に対応する。そのため、送信機101Tは、この時刻を用いて伝送すべき情報信号(ωI)とダミー信号(ωD)を選択して送ることで、前記偏波シフトを知り得ない外部者から伝送すべきデータ(情報信号ωI)を秘匿することかできる。
偏波シフトは一対の送受信点間で自動的に共有され、送受信点を取り囲む電波環境の変化に応じて変わるので、外部者が同シフトを知り得る手段はなく、極めて安心・安定な情報の秘匿伝送が可能となる。
偏波シフトは一対の送受信点間で自動的に共有され、送受信点を取り囲む電波環境の変化に応じて変わるので、外部者が同シフトを知り得る手段はなく、極めて安心・安定な情報の秘匿伝送が可能となる。
<第1実施形態の効果>
以上のように、第1実施形態によれば、外部者は回転偏波を使う通信において、どの時刻に情報信号が伝送されるかを知り得ず、外部者に対して情報信号を秘匿して無線伝送することが可能となる。
以上のように、第1実施形態によれば、外部者は回転偏波を使う通信において、どの時刻に情報信号が伝送されるかを知り得ず、外部者に対して情報信号を秘匿して無線伝送することが可能となる。
≪第2実施形態≫
本発明の第2実施形態では、回転偏波を用い、情報信号とダミー信号とを切り替えて送信し、情報を秘匿して伝送する無線システムの構成例を、図2を参照して説明する。
図2は、本発明の第2実施形態に係る無線システムの構成例を示す図である。ただし、第1の無線機102のみを記載しており、図1における第2の無線機101bに相当する無線機については、記載を省略している。
本発明の第2実施形態では、回転偏波を用い、情報信号とダミー信号とを切り替えて送信し、情報を秘匿して伝送する無線システムの構成例を、図2を参照して説明する。
図2は、本発明の第2実施形態に係る無線システムの構成例を示す図である。ただし、第1の無線機102のみを記載しており、図1における第2の無線機101bに相当する無線機については、記載を省略している。
図2について、第1の無線機102の構成で、図1の無線機101の構成と異なるのは、送信機102Tにおいて、乗算器32,34,42,44、第1周波数余弦搬送波発生器(cosω1t)31、第2周波数余弦搬送波発生器(cosω2t)33、第1周波数正弦搬送波発生器(sinω1t)41、第2周波数正弦搬送波発生器(sinω2t)43、加算器35、減算器45である。
以上の送信機102Tの変更箇所は、図1における乗算器7,9,12,13、回転偏波周波数余弦波発生器(cosωpt)6と、回転偏波周波数正弦波発生器(sinωpt)8と、搬送波発生器(cosωct)11とを置き換えたものである。
また、図2について、第1の無線機102の構成で、図1の無線機101の構成と異なるのは、受信機102Rにおいて、乗算器52,54,62,64、第1周波数ローカル余弦波発生器(cosω1t)51、第2周波数ローカル余弦波発生器(cosω2t)53、第1周波数ローカル正弦波発生器(sinω1t)61、第2周波数ローカル正弦波発生器(sinω2t)63、加算器55、減算器65である。
以上の受信機102Rの変更箇所は、図1における乗算器25,26、ローカル発生器(cosωct)27を置き換えたものである。
すなわち、図2の送信機102Tにおいては、乗算器4の二分岐された出力は、それぞれ更に二分岐される。更に二分岐された一方は、乗算器32と乗算器34のそれぞれの第1入力に入力する。更に二分岐された他方は、乗算器42と乗算器44のそれぞれの第1入力に入力する。
乗算器32の第2入力には、第1周波数余弦搬送波発生器31の第1周波数余弦搬送波(cosω1t)が入力して、乗算器4の出力信号に重畳し、この乗算器32の出力は、加算器35の第1入力に入力している。
乗算器34の第2入力には、第2周波数余弦搬送波発生器33の第2周波数余弦搬送波(cosω2t)が入力して、乗算器4の出力信号に重畳し、この乗算器34の出力は、加算器35の第2入力に入力している。
乗算器32の第2入力には、第1周波数余弦搬送波発生器31の第1周波数余弦搬送波(cosω1t)が入力して、乗算器4の出力信号に重畳し、この乗算器32の出力は、加算器35の第1入力に入力している。
乗算器34の第2入力には、第2周波数余弦搬送波発生器33の第2周波数余弦搬送波(cosω2t)が入力して、乗算器4の出力信号に重畳し、この乗算器34の出力は、加算器35の第2入力に入力している。
乗算器42の第2入力には、第1周波数正弦搬送波発生器41の第1周波数正弦搬送波(sinω1t)が入力して、乗算器4の出力信号に重畳し、この乗算器42の出力は、減算器45の第1入力に入力している。
乗算器44の第2入力には、第2周波数正弦搬送波発生器43の第2周波数正弦搬送波(sinω2t)が入力して、乗算器4の出力信号に重畳し、この乗算器44の出力は、減算器45の第2入力に入力している。
乗算器44の第2入力には、第2周波数正弦搬送波発生器43の第2周波数正弦搬送波(sinω2t)が入力して、乗算器4の出力信号に重畳し、この乗算器44の出力は、減算器45の第2入力に入力している。
加算器35は、乗算器32の出力と乗算器34の出力とを加算(合成)し、その出力信号をサーキュレータ23の第1ポートに入力している。
減算器45は、乗算器42の出力と乗算器44の出力とを減算(差分)し、その出力信号をサーキュレータ24の第1ポートに入力している。
減算器45は、乗算器42の出力と乗算器44の出力とを減算(差分)し、その出力信号をサーキュレータ24の第1ポートに入力している。
また、図2の受信機102Rにおいては、サーキュレータ23の第2ポートから入力した受信信号は、二分岐されて、乗算器52と乗算器54のそれぞれの第1入力に入力する。
サーキュレータ24の第2ポートから入力した受信信号は、二分岐されて、乗算器62と乗算器64のそれぞれの第1入力に入力する。
サーキュレータ24の第2ポートから入力した受信信号は、二分岐されて、乗算器62と乗算器64のそれぞれの第1入力に入力する。
乗算器52の第2入力には、第1周波数ローカル余弦波発生器51の第1周波数ローカル余弦波(cosω1t)が入力して、サーキュレータ23からの受信信号に重畳(ダウンコンバート)している。この乗算器52の出力は、加算器55の第1入力に入力している。
乗算器54の第2入力には、第2周波数ローカル余弦波発生器53の第2周波数ローカル余弦波(cosω2t)が入力して、サーキュレータ23からの受信信号に重畳(ダウンコンバート)している。この乗算器54の出力は、加算器55の第2入力に入力している。
乗算器54の第2入力には、第2周波数ローカル余弦波発生器53の第2周波数ローカル余弦波(cosω2t)が入力して、サーキュレータ23からの受信信号に重畳(ダウンコンバート)している。この乗算器54の出力は、加算器55の第2入力に入力している。
乗算器62の第2入力には、第1周波数ローカル正弦波発生器61の第1周波数ローカル正弦波(sinω1t)が入力して、サーキュレータ24からの受信信号に重畳(ダウンコンバート)している。この乗算器62の出力は、減算器65の第1入力に入力している。
乗算器64の第2入力には、第2周波数ローカル正弦波発生器63の第2周波数ローカル正弦波(sinω2t)が入力して、サーキュレータ24からの受信信号に重畳(ダウンコンバート)している。この乗算器64の出力は、減算器65の第2入力に入力している。
乗算器64の第2入力には、第2周波数ローカル正弦波発生器63の第2周波数ローカル正弦波(sinω2t)が入力して、サーキュレータ24からの受信信号に重畳(ダウンコンバート)している。この乗算器64の出力は、減算器65の第2入力に入力している。
加算器55は、乗算器52の出力と乗算器54の出力とを加算(合成)し、その出力信号を乗算器15の第1入力に入力している。
減算器65は、乗算器62の出力と乗算器64の出力とを減算(差分)し、その出力信号を乗算器16の第1入力に入力している。
減算器65は、乗算器62の出力と乗算器64の出力とを減算(差分)し、その出力信号を乗算器16の第1入力に入力している。
以上の構成以外は、図2の第2実施形態と図1の第1実施形態は同じ構成であるので、重複する説明は、省略する。
図2で示した第2実施形態においては、搬送波周波数帯の4種の発振器、すなわち、送信機102Tにおいては4種の発振器(31,33,41,43)、受信機102Rにおいては4種の発振器(51,53,61,63)で、それぞれ搬送波周波数帯の(cosω1t)、(cosω2t)、(sinω1t)、(sinω2t)を発生している。
これらの4種の発振器の発生する信号は、送信機102Tにおいては、搬送波の役目をするとともに、併せて、第1の周波数(ω1)と第2の周波数(ω2)による2種類の回転偏波を生成することができる。
また、減算器45で、(sinω1t)と(sinω2t)との減算(差分)をとっていることにより、第1の周波数(ω1)と第2の周波数(ω2)による2種類の回転偏波は、例えば、左方向と右方向とのように回転方向が異なる。
これらの4種の発振器の発生する信号は、送信機102Tにおいては、搬送波の役目をするとともに、併せて、第1の周波数(ω1)と第2の周波数(ω2)による2種類の回転偏波を生成することができる。
また、減算器45で、(sinω1t)と(sinω2t)との減算(差分)をとっていることにより、第1の周波数(ω1)と第2の周波数(ω2)による2種類の回転偏波は、例えば、左方向と右方向とのように回転方向が異なる。
以上のように、図2の第2実施形態に係る送信機102Tでは、第1の周波数(ω1)と第2の周波数(ω2)による2種類の回転偏波と、2種類の搬送波を発生する構成となっている。
また、受信機102Rでは、前記の2種類の回転偏波を受信し、第1実施形態の受信機101Rと同様に、受信符号発生器14のシフト値、すなわち、回転偏波の一周期中の時刻点や送信回転偏波と受信回転偏波の偏波角度差などが抽出できる。そして、無線機102として、適宜、情報信号発生器(ωI)1とダミー信号発生器(ωD)2を選択して出力することができる。
また、受信機102Rでは、前記の2種類の回転偏波を受信し、第1実施形態の受信機101Rと同様に、受信符号発生器14のシフト値、すなわち、回転偏波の一周期中の時刻点や送信回転偏波と受信回転偏波の偏波角度差などが抽出できる。そして、無線機102として、適宜、情報信号発生器(ωI)1とダミー信号発生器(ωD)2を選択して出力することができる。
<第2実施形態の効果>
第2実施形態では、回転偏波周波数(cosωpt,sinωpt:図1)を有する発振器の代わりに、搬送波周波数帯の4種(cosω1t,cosω2t,sinω1t,sinω2t:図2)の発振器を用いて回転偏波を生成している。そのため、第2実施形態によれば、異なる周波数の発振機出力を掛けあわせるためのミキサ等のアナログ非線形回路を削減できるので、装置の長寿命化および無調整化に効果がある。
第2実施形態では、回転偏波周波数(cosωpt,sinωpt:図1)を有する発振器の代わりに、搬送波周波数帯の4種(cosω1t,cosω2t,sinω1t,sinω2t:図2)の発振器を用いて回転偏波を生成している。そのため、第2実施形態によれば、異なる周波数の発振機出力を掛けあわせるためのミキサ等のアナログ非線形回路を削減できるので、装置の長寿命化および無調整化に効果がある。
≪第3実施形態≫
本発明の第3実施形態では、回転偏波を用い、情報信号とダミー信号とを切り替えて送信し、情報を秘匿して伝送する無線システムの構成例を、図3を参照して説明する。
図3は、本発明の第3実施形態に係る無線システムの構成例を示す図である。ただし、第1の無線機103のみを記載しており、図1における第2の無線機101bに相当する無線機については、記載を省略している。
本発明の第3実施形態では、回転偏波を用い、情報信号とダミー信号とを切り替えて送信し、情報を秘匿して伝送する無線システムの構成例を、図3を参照して説明する。
図3は、本発明の第3実施形態に係る無線システムの構成例を示す図である。ただし、第1の無線機103のみを記載しており、図1における第2の無線機101bに相当する無線機については、記載を省略している。
図3について、第1の無線機103の構成で、図1の無線機101の構成と異なるのは、送信機103Tにおいて、同期符号発生器28と、切替器29とを新たに備えたことである。また、受信機103Rにおいて、同期符号発生器88と切替器89とを新たに備えたことである。
送信機103Tにおける切替器29の第1入力と第2入力には、送信符号発生器5の送信符号(CC1)と、同期符号発生器28の同期符号(SC)とが、それぞれ入力し、いずれかの信号(符号)が切替器29で切り替えられて出力する。この切替器29の出力信号(符号)が乗算器4の第2入力に入力して、情報信号発生器(ωI)1、またはダミー信号発生器(ωD)2のいずれかに重畳(拡散)される。
受信機103Rにおける切替器89の第1入力と第2入力には、受信符号発生器14の受信符号(CC1)と、同期符号発生器88の同期符号(SC)とが、それぞれ入力し、いずれかの信号(符号)が切替器89で切り替えられて出力する。この切替器89の出力信号(符号)が符号循環器17、18にそれぞれ入力する。なお、切替器29、89の切り替え動作は、ベースバンド回路90によって制御される。
以上の無線機103の構成によれば、異なる時刻で、送信符号発生器5および受信符号発生器14の出力符号(CC1)より、自己相関関数が大きい同期符号発生器28および同期符号発生器88の符号(SC)を用いて、送受信機の同期を取ることができる。
その他の構成、機能、効果は、図1で示した第1実施形態と同様であるので、重複する説明は省略する。
その他の構成、機能、効果は、図1で示した第1実施形態と同様であるので、重複する説明は省略する。
<第3実施形態の効果>
第3実施形態によれば、送信符号発生器5および受信符号発生器14を新たに備えたことにより、固有の偏波角度シフトを用いて情報の秘匿無線伝送を行う一対の無線機の情報信号を送信するタイミングの精度を上げることができる。すなわち、無線機の通信品質の向上に効果がある。
第3実施形態によれば、送信符号発生器5および受信符号発生器14を新たに備えたことにより、固有の偏波角度シフトを用いて情報の秘匿無線伝送を行う一対の無線機の情報信号を送信するタイミングの精度を上げることができる。すなわち、無線機の通信品質の向上に効果がある。
≪第4実施形態≫
本発明の第4実施形態では、回転偏波を用い、情報信号とダミー信号とを切り替えて送信し、情報を秘匿して伝送する無線システムの構成例を、図4を参照して説明する。
図4は、本発明の第4実施形態に係る無線システムの構成例を示す図である。ただし、第1の無線機104のみを記載しており、図1における第2の無線機101bに相当する無線機については、記載を省略している。
本発明の第4実施形態では、回転偏波を用い、情報信号とダミー信号とを切り替えて送信し、情報を秘匿して伝送する無線システムの構成例を、図4を参照して説明する。
図4は、本発明の第4実施形態に係る無線システムの構成例を示す図である。ただし、第1の無線機104のみを記載しており、図1における第2の無線機101bに相当する無線機については、記載を省略している。
図4について、第1の無線機104の構成で、図1の無線機101の構成と異なるのは、送信機104Tにおいて、サブキャリア発生器(cosωst)36を備え、図1の送信符号発生器(CC1)5の代わりに置き換えたことである。
また、受信機104Rにおいて、可変位相器(φ)79とサブローカル発生器(cosωst)39とを備え、図1の受信符号発生器(CC1)14、符号循環器17,18の代わりに置き換えたことである。なお、可変位相器(φ)79は、その位相角をベースバンド回路90で制御される。
また、受信機104Rにおいて、可変位相器(φ)79とサブローカル発生器(cosωst)39とを備え、図1の受信符号発生器(CC1)14、符号循環器17,18の代わりに置き換えたことである。なお、可変位相器(φ)79は、その位相角をベースバンド回路90で制御される。
送信機104Tにおいて、情報信号(ωI)1またはダミー信号(ωD)は、サブキャリア発生器36のサブキャリア(cosωst)が重畳する。
また、受信機104Rにおいて、ベースバンド回路90は、可変移相器79の位相角(φ)を変化させ、サブキャリア(cosωst)の復調結果が最大となるタイミングを探す。そして、この最大となるタイミングで情報信号(ωI)を選択する。このように、第4実施形態では、サブキャリア(cosωst)を用い、可変移相器79の位相角(φ)を変化させ、サブキャリアの復調結果が最大となるタイミングを探す方法をとっている。
その他の構成、機能、効果は、図1で示した第1実施形態と同様であるので、重複する説明は省略する。
また、受信機104Rにおいて、ベースバンド回路90は、可変移相器79の位相角(φ)を変化させ、サブキャリア(cosωst)の復調結果が最大となるタイミングを探す。そして、この最大となるタイミングで情報信号(ωI)を選択する。このように、第4実施形態では、サブキャリア(cosωst)を用い、可変移相器79の位相角(φ)を変化させ、サブキャリアの復調結果が最大となるタイミングを探す方法をとっている。
その他の構成、機能、効果は、図1で示した第1実施形態と同様であるので、重複する説明は省略する。
<第4実施形態の効果>
第4実施形態では、ベースバンド回路90により、可変移相器79の位相角(φ)を変化させ、サブキャリアの復調結果が最大となるタイミングを探し、このタイミングにて情報信号(ωI)を選択する。そのため、第4実施形態によれば、符号ではなくサブキャリアによって偏波角度シフトのタイミングを得ることができるので、デジタル信号処理を削減することができて、無線機を構成する回路の低消費電力化に効果がある。
第4実施形態では、ベースバンド回路90により、可変移相器79の位相角(φ)を変化させ、サブキャリアの復調結果が最大となるタイミングを探し、このタイミングにて情報信号(ωI)を選択する。そのため、第4実施形態によれば、符号ではなくサブキャリアによって偏波角度シフトのタイミングを得ることができるので、デジタル信号処理を削減することができて、無線機を構成する回路の低消費電力化に効果がある。
≪第5実施形態≫
本発明の第5実施形態では、回転偏波を用い、情報信号とダミー信号とを切り替えて送信し、情報を秘匿して伝送する無線システムの構成例を、図5を参照して説明する。
図5は、本発明の第5実施形態に係る無線システムの構成例を示す図である。ただし、第1の無線機105のみを記載しており、図1における第2の無線機101bに相当する無線機については、記載を省略している。
本発明の第5実施形態では、回転偏波を用い、情報信号とダミー信号とを切り替えて送信し、情報を秘匿して伝送する無線システムの構成例を、図5を参照して説明する。
図5は、本発明の第5実施形態に係る無線システムの構成例を示す図である。ただし、第1の無線機105のみを記載しており、図1における第2の無線機101bに相当する無線機については、記載を省略している。
<無線機105>
無線機105は、送信機105Tと、受信機105Rと、第1のアンテナ(V)21と、第2のアンテナ(H)22と、サーキュレータ23,24と、ベースバンド回路(BB)90とを備えて構成されている。
第1のアンテナ(V)21と、第2のアンテナ(H)22は、サーキュレータ23,24の切り替え作用によって、送信用アンテナ(21,22)と受信用アンテナ(21,22)の機能を兼用する。
また、ベースバンド回路(BB)90も、送信機105Tと、受信機105Rとの両方の信号を制御して動作する。
無線機105は、送信機105Tと、受信機105Rと、第1のアンテナ(V)21と、第2のアンテナ(H)22と、サーキュレータ23,24と、ベースバンド回路(BB)90とを備えて構成されている。
第1のアンテナ(V)21と、第2のアンテナ(H)22は、サーキュレータ23,24の切り替え作用によって、送信用アンテナ(21,22)と受信用アンテナ(21,22)の機能を兼用する。
また、ベースバンド回路(BB)90も、送信機105Tと、受信機105Rとの両方の信号を制御して動作する。
<送信機105Tの構成>
送信機105Tは、情報信号発生器(ωI)1と、ダミー信号発生器(ωD)2と、切替器3と、乗算器4,12,13,46,47,48,49,57と、減算器58と、加算器59と、第1の送信符号発生器(CC1)5、第2の送信符号発生器(CC2)56と、回転偏波周波数余弦波発生器(cosωpt)6と、回転偏波周波数正弦波発生器(sinωpt)8と、搬送波発生器(cosωct)11とによる送信回路と、さらに、送信用アンテナとして、第1のアンテナ(V)21と、第2のアンテナ(H)22とを備えて構成されている。
送信機105Tは、情報信号発生器(ωI)1と、ダミー信号発生器(ωD)2と、切替器3と、乗算器4,12,13,46,47,48,49,57と、減算器58と、加算器59と、第1の送信符号発生器(CC1)5、第2の送信符号発生器(CC2)56と、回転偏波周波数余弦波発生器(cosωpt)6と、回転偏波周波数正弦波発生器(sinωpt)8と、搬送波発生器(cosωct)11とによる送信回路と、さらに、送信用アンテナとして、第1のアンテナ(V)21と、第2のアンテナ(H)22とを備えて構成されている。
なお、前記したように、第1のアンテナ(V)21と、第2のアンテナ(H)22は、サーキュレータ23,24の切り替え作用によって、送信用アンテナ(21,22)として用いる。
また、第1の送信符号発生器5の送信符号(CC1)と、第2の送信符号発生器56の送信符号(CC2)とは直交関係にある。また、送信符号(CC1)と送信符号(CC2)は、回転偏波の周期と同一の周期である。
以上の各構成要素の概略の機能については、図1で示した第1実施形態、図2で示した第2実施形態と同一であるので、重複する説明は省略する。
また、第1の送信符号発生器5の送信符号(CC1)と、第2の送信符号発生器56の送信符号(CC2)とは直交関係にある。また、送信符号(CC1)と送信符号(CC2)は、回転偏波の周期と同一の周期である。
以上の各構成要素の概略の機能については、図1で示した第1実施形態、図2で示した第2実施形態と同一であるので、重複する説明は省略する。
《送信機105Tの各要素の接続構成について》
無線機105の送信機105Tにおいて、情報信号発生器(ωI)1の出力信号と、ダミー信号発生器(ωD)2の出力信号は、切替器3のそれぞれ第1入力と第2入力に入力する。切替器3は、ベースバンド回路(BB)90の制御により、情報信号(ωI)、またはダミー信号(ωD)を出力する。切替器3の出力信号は、二分岐されて、一方は乗算器4の第1入力に入力し、他方は乗算器57の第1入力に入力する。
無線機105の送信機105Tにおいて、情報信号発生器(ωI)1の出力信号と、ダミー信号発生器(ωD)2の出力信号は、切替器3のそれぞれ第1入力と第2入力に入力する。切替器3は、ベースバンド回路(BB)90の制御により、情報信号(ωI)、またはダミー信号(ωD)を出力する。切替器3の出力信号は、二分岐されて、一方は乗算器4の第1入力に入力し、他方は乗算器57の第1入力に入力する。
乗算器4の第2入力には、第1の送信符号発生器(CC1)5が出力する送信符号(CC1)が入力しており、情報信号(ωI)またはダミー信号(ωD)は、送信符号(CC1)が重畳(乗算)することによって、拡散される。乗算器57の第2入力には、第2の送信符号発生器(CC2)56が出力する送信符号(CC2)が入力しており、情報信号(ωI)またはダミー信号(ωD)は、送信符号(CC2)が重畳(乗算)することによって、拡散される。
乗算器4の出力信号は、二分岐される。
二分岐された一方の出力信号は、乗算器47の第1入力に入力する。
二分岐された他方の出力信号は、乗算器49の第1入力に入力する。
乗算器57の出力信号は、二分岐される。
二分岐された一方の出力信号は、乗算器46の第1入力に入力する。
二分岐された他方の出力信号は、乗算器48の第1入力に入力する。
二分岐された一方の出力信号は、乗算器47の第1入力に入力する。
二分岐された他方の出力信号は、乗算器49の第1入力に入力する。
乗算器57の出力信号は、二分岐される。
二分岐された一方の出力信号は、乗算器46の第1入力に入力する。
二分岐された他方の出力信号は、乗算器48の第1入力に入力する。
乗算器47の第2入力には、回転偏波周波数余弦波発生器6の余弦波(cosωpt)が入力して、乗算器4の出力信号に余弦波(cosωpt)が重畳(変調)される。乗算器47の出力信号は、減算器58の第1入力に入力する。乗算器49の第2入力には、回転偏波周波数正弦波発生器8の正弦波(sinωpt)が入力して、乗算器4の出力信号に正弦波(sinωpt)が重畳(変調)される。乗算器49の出力信号は、加算器59の第1入力に入力する。
乗算器46の第2入力には、回転偏波周波数余弦波発生器6の余弦波(cosωpt)が入力して、乗算器57の出力信号に余弦波(cosωpt)が重畳(変調)される。乗算器46の出力信号は、加算器59の第2入力に入力する。乗算器48の第2入力には、回転偏波周波数正弦波発生器8の正弦波(sinωpt)が入力して、乗算器57の出力信号に正弦波(sinωpt)が重畳(変調)される。乗算器48の出力信号は、減算器58の第2入力に入力する。
減算器58は、乗算器47の出力と乗算器48の出力とを減算(差分)し、その出力信号を乗算器12の第1入力に入力している。
加算器59は、乗算器46の出力と乗算器49の出力とを加算(合成)し、その出力信号を乗算器13の第1入力に入力している。
加算器59は、乗算器46の出力と乗算器49の出力とを加算(合成)し、その出力信号を乗算器13の第1入力に入力している。
乗算器12の第2入力には、搬送波発生器11の搬送波(cosωct)が入力して、減算器58の出力信号に搬送波(cosωct)が重畳(変調、アップコンバート)される。
乗算器12の出力信号は、サーキュレータ23の第1ポートに入力する。
乗算器13の第2入力には、搬送波発生器11の搬送波(cosωct)が入力して、加算器59の出力信号に搬送波(cosωct)が重畳(変調、アップコンバート)される。
乗算器13の出力信号は、サーキュレータ24の第1ポートに入力する。
乗算器12の出力信号は、サーキュレータ23の第1ポートに入力する。
乗算器13の第2入力には、搬送波発生器11の搬送波(cosωct)が入力して、加算器59の出力信号に搬送波(cosωct)が重畳(変調、アップコンバート)される。
乗算器13の出力信号は、サーキュレータ24の第1ポートに入力する。
サーキュレータ23を介して、第1のアンテナ(V)21は、入力した電気信号を、電磁波に変換して空間に放射する。
サーキュレータ24を介して、第2のアンテナ(H)22は、入力した電気信号を、電磁波に変換して空間に放射する。
以上のように構成された送信機105Tにおいて、第1のアンテナ(V)21から、情報信号(ωI)またはダミー信号(ωD)に送信符号(CC1)と送信符号(CC2)と回転偏波の余弦波(cosωpt)と回転偏波の正弦波(sinωpt)と搬送波(cosωct)が重畳(アップコンバート)された信号が出力される。
また、第2のアンテナ(H)22から、情報信号(ωI)またはダミー信号(ωD)に送信符号(CC1)と送信符号(CC2)と回転偏波の余弦波(cosωpt)と正弦波(sinωpt)と搬送波(cosωct)が重畳(アップコンバート)された信号が出力される。
サーキュレータ24を介して、第2のアンテナ(H)22は、入力した電気信号を、電磁波に変換して空間に放射する。
以上のように構成された送信機105Tにおいて、第1のアンテナ(V)21から、情報信号(ωI)またはダミー信号(ωD)に送信符号(CC1)と送信符号(CC2)と回転偏波の余弦波(cosωpt)と回転偏波の正弦波(sinωpt)と搬送波(cosωct)が重畳(アップコンバート)された信号が出力される。
また、第2のアンテナ(H)22から、情報信号(ωI)またはダミー信号(ωD)に送信符号(CC1)と送信符号(CC2)と回転偏波の余弦波(cosωpt)と正弦波(sinωpt)と搬送波(cosωct)が重畳(アップコンバート)された信号が出力される。
なお、空間的に互いに直交する第1のアンテナ(V)21と第2のアンテナ(H)22とにおいて、第1のアンテナ(V)には余弦波(cosωpt)、第2のアンテナ(H)には正弦波(sinωpt)が含まれた電磁波が、それぞれ放射されることにより、回転偏波が形成される。
また、加算器59においては、回転偏波を形成することになる余弦波(cosωpt)と正弦波(sinωpt)が加算(合成)されている。一方で、減算器58においては、余弦波(cosωpt)と正弦波(sinωpt)が減算(差分)されている。
このような場合には、第1のアンテナ(V)21と第2のアンテナ(H)22とによって、例えば左回転と右回転の二つの回転偏波が形成される。
また、加算器59においては、回転偏波を形成することになる余弦波(cosωpt)と正弦波(sinωpt)が加算(合成)されている。一方で、減算器58においては、余弦波(cosωpt)と正弦波(sinωpt)が減算(差分)されている。
このような場合には、第1のアンテナ(V)21と第2のアンテナ(H)22とによって、例えば左回転と右回転の二つの回転偏波が形成される。
<受信機105Rの構成>
次に、受信機105Rの構成について説明する。
図5に示す受信機105Rは、前記した第1のアンテナ(V)21と、第2のアンテナ(H)22と、サーキュレータ23,24とを備えるとともに、独自に、乗算器15,16,25,26,71,72,75,76と、ローカル発生器27,73と、第1の受信符号発生器(CC1)14と、第2の受信符号発生器(CC2)74と、符号循環器17,18,77,78と、を備えて構成されている。
次に、受信機105Rの構成について説明する。
図5に示す受信機105Rは、前記した第1のアンテナ(V)21と、第2のアンテナ(H)22と、サーキュレータ23,24とを備えるとともに、独自に、乗算器15,16,25,26,71,72,75,76と、ローカル発生器27,73と、第1の受信符号発生器(CC1)14と、第2の受信符号発生器(CC2)74と、符号循環器17,18,77,78と、を備えて構成されている。
なお、前記したように、第1のアンテナ(V)21と、第2のアンテナ(
H)22と、サーキュレータ23,24は、受信機105Rと送信機105Tとで兼用している。また、以上の構成において、受信アンテナ(V)21と,受信アンテナ(H)22と、サーキュレータ23,24を除く構成を、適宜、受信機105Rの受信回路と表記する。
以上の各構成要素の概略の機能については、図1で示した第1実施形態、と同一であるので、重複する説明は省略する。
H)22と、サーキュレータ23,24は、受信機105Rと送信機105Tとで兼用している。また、以上の構成において、受信アンテナ(V)21と,受信アンテナ(H)22と、サーキュレータ23,24を除く構成を、適宜、受信機105Rの受信回路と表記する。
以上の各構成要素の概略の機能については、図1で示した第1実施形態、と同一であるので、重複する説明は省略する。
《受信機105Rの各要素の接続構成について》
第1のアンテナ(V)21と第2のアンテナ(H)22からそれぞれ入射した電磁波は、それぞれ電気信号に変換される。
第1のアンテナ(V)21からの受信信号は、サーキュレータ23の第2ポートを介して、乗算器25と乗算器71のそれぞれの第1入力に入力する。
第2のアンテナ(H)22からの受信信号は、サーキュレータ24の第2ポートを介して、乗算器26と乗算器72のそれぞれの第1入力に入力する。
第1のアンテナ(V)21と第2のアンテナ(H)22からそれぞれ入射した電磁波は、それぞれ電気信号に変換される。
第1のアンテナ(V)21からの受信信号は、サーキュレータ23の第2ポートを介して、乗算器25と乗算器71のそれぞれの第1入力に入力する。
第2のアンテナ(H)22からの受信信号は、サーキュレータ24の第2ポートを介して、乗算器26と乗算器72のそれぞれの第1入力に入力する。
乗算器25の第2入力には、ローカル発生器27の搬送波(cosωct)が入力しており、乗算器25において、受信信号から搬送波(cosωct)が除かれた、すなわちダウンコンバートされた信号が出力される。
乗算器25の出力信号は、乗算器15の第1入力に入力する。
乗算器26の第2入力には、ローカル発生器27の搬送波(cosωct)が入力しており、乗算器26において、受信信号から搬送波(cosωct)が除かれた、すなわちダウンコンバートされた信号が出力される。
乗算器26の出力信号は、乗算器16の第1入力に入力する。
乗算器25の出力信号は、乗算器15の第1入力に入力する。
乗算器26の第2入力には、ローカル発生器27の搬送波(cosωct)が入力しており、乗算器26において、受信信号から搬送波(cosωct)が除かれた、すなわちダウンコンバートされた信号が出力される。
乗算器26の出力信号は、乗算器16の第1入力に入力する。
乗算器71の第2入力には、ローカル発生器73の搬送波(cosωct)が入力しており、乗算器71において、受信信号から搬送波(cosωct)が除かれた、すなわちダウンコンバートされた信号が出力される。
乗算器71の出力信号は、乗算器75の第1入力に入力する。
乗算器72の第2入力には、ローカル発生器73の搬送波(cosωct)が入力しており、乗算器72において、受信信号から搬送波(cosωct)が除かれた、すなわちダウンコンバートされた信号が出力される。
乗算器72の出力信号は、乗算器76の第1入力に入力する。
乗算器71の出力信号は、乗算器75の第1入力に入力する。
乗算器72の第2入力には、ローカル発生器73の搬送波(cosωct)が入力しており、乗算器72において、受信信号から搬送波(cosωct)が除かれた、すなわちダウンコンバートされた信号が出力される。
乗算器72の出力信号は、乗算器76の第1入力に入力する。
第1の受信符号発生器(CC1)14の出力の符号は、符号循環器17に入力している。符号循環器17の出力信号は、乗算器15の第2入力に入力している。前記したように、乗算器15の第1入力には、乗算器25の出力信号が入力している。乗算器15を用いて、第1の受信符号発生器(CC1)14の出力が符号循環器17により相関計算結果が最大となるようにかけ合わせる。なお、相関計算結果とは、第1のアンテナ(V)21から入力した受信信号の中の送信側の送信符号(CC1)と、受信符号発生器(CC1)14の受信符号(CC1)とが、どの程度、相関(一致)しているかについての計算である。
第1の受信符号発生器(CC1)14の出力の符号は、符号循環器18に入力している。符号循環器18の出力信号は、乗算器16の第2入力に入力している。前記したように、乗算器16の第1入力には、乗算器26の出力信号が入力している。
乗算器16を用いて、第1の受信符号発生器(CC1)14の出力が符号循環器18により相関計算結果が最大となるように掛けあわせる。
乗算器16を用いて、第1の受信符号発生器(CC1)14の出力が符号循環器18により相関計算結果が最大となるように掛けあわせる。
第2の受信符号発生器(CC2)74の出力の符号は、符号循環器77に入力している。符号循環器77の出力信号は、乗算器75の第2入力に入力している。前記したように、乗算器75の第1入力には、乗算器71の出力信号が入力している。
乗算器75を用いて、第2の受信符号発生器(CC2)74の出力が符号循環器77により相関計算結果が最大となるように掛けあわせる。
乗算器75を用いて、第2の受信符号発生器(CC2)74の出力が符号循環器77により相関計算結果が最大となるように掛けあわせる。
第2の受信符号発生器(CC2)74の出力の符号は、符号循環器78に入力している。符号循環器78の出力信号は、乗算器76の第2入力に入力している。前記したように、乗算器76の第1入力には、乗算器72の出力信号が入力している。
乗算器76を用いて、受信符号発生器(CC2)74の出力が符号循環器78により相関計算結果が最大となるように掛けあわせる。
乗算器76を用いて、受信符号発生器(CC2)74の出力が符号循環器78により相関計算結果が最大となるように掛けあわせる。
乗算器15,16,75,76のそれぞれの出力信号は、ベースバンド回路90に入力する。なお、符号循環器17,18,77,78は、ベースバンド回路90によって制御される。
<第5実施形態の無線システムの概要と補足>
以上、図5によって示した第5実施形態の無線システムの概要と補足を兼ね、あらためて説明すれば次のようになる。
無線機105は、送信機105Tと受信機105Rを具備する。
送信機105Tは、伝送すべき情報信号(ωI)とダミー信号(ωD)を具備し、空間的に直交する二つのアンテナ(V,H)を用いて、一つの搬送波周波数と、時間的に直交する二つの偏波(cosωpt,sinωpt)を掛け合わせ形成される時間と共に回転する回転偏波で、回転偏波の周期(ωp)と同一周期の異なる二つの符号(CC1,CC2)で拡散された信号を異なるアンテナから送信する。
受信機105Rは、回転偏波を受信し、前記の二つの符号(CC1,CC2)の復号結果から偏波回転のシフトを検出する。そして、受信機105Rは、シフトに対応する時刻を含む回転偏波の一周期中の一部分となる時間帯に該情報信号を送信信号として選択し、回転偏波の一周期中の他の時間帯にダミー信号を選択する。
以上、図5によって示した第5実施形態の無線システムの概要と補足を兼ね、あらためて説明すれば次のようになる。
無線機105は、送信機105Tと受信機105Rを具備する。
送信機105Tは、伝送すべき情報信号(ωI)とダミー信号(ωD)を具備し、空間的に直交する二つのアンテナ(V,H)を用いて、一つの搬送波周波数と、時間的に直交する二つの偏波(cosωpt,sinωpt)を掛け合わせ形成される時間と共に回転する回転偏波で、回転偏波の周期(ωp)と同一周期の異なる二つの符号(CC1,CC2)で拡散された信号を異なるアンテナから送信する。
受信機105Rは、回転偏波を受信し、前記の二つの符号(CC1,CC2)の復号結果から偏波回転のシフトを検出する。そして、受信機105Rは、シフトに対応する時刻を含む回転偏波の一周期中の一部分となる時間帯に該情報信号を送信信号として選択し、回転偏波の一周期中の他の時間帯にダミー信号を選択する。
<第5実施形態の効果>
前記したように、加算器59においては、回転偏波を形成することになる余弦波(cosωpt)と正弦波(sinωpt)が加算(合成)し、減算器58においては、余弦波(cosωpt)と正弦波(sinωpt)が減算(差分)されている。このため、第1のアンテナ(V)21と第2のアンテナ(H)22とによって、例えば左回転と右回転の二つの回転偏波が形成される。
このように、第5実施形態によれば、異なる回転方向の二つの回転偏波を用いて情報信号を伝送できる。そして、回転方向の異なる回転偏波は、互いに直交するので、その独立性によって、図1の第1実施形態に比較して、通信容量を最大2倍に増大することができる。また、送信符号および受信符号として符号CC1,CC2の2種類を用いて情報信号(ωI)またはダミー信号(ωD)を拡散して用いているので、ノイズ等の環境によって、通信がより良好に行われる符号(CC1もしくはCC2)を選択できる。
前記したように、加算器59においては、回転偏波を形成することになる余弦波(cosωpt)と正弦波(sinωpt)が加算(合成)し、減算器58においては、余弦波(cosωpt)と正弦波(sinωpt)が減算(差分)されている。このため、第1のアンテナ(V)21と第2のアンテナ(H)22とによって、例えば左回転と右回転の二つの回転偏波が形成される。
このように、第5実施形態によれば、異なる回転方向の二つの回転偏波を用いて情報信号を伝送できる。そして、回転方向の異なる回転偏波は、互いに直交するので、その独立性によって、図1の第1実施形態に比較して、通信容量を最大2倍に増大することができる。また、送信符号および受信符号として符号CC1,CC2の2種類を用いて情報信号(ωI)またはダミー信号(ωD)を拡散して用いているので、ノイズ等の環境によって、通信がより良好に行われる符号(CC1もしくはCC2)を選択できる。
≪第6実施形態≫
本発明の第6実施形態では、回転偏波を用い、情報信号とダミー信号とを切り替えて送信し、情報を秘匿して伝送する無線システムの構成例を、図6を参照して説明する。
図6は、本発明の第6実施形態に係る無線システムの構成例を示す図である。ただし、第1の無線機106のみを記載しており、図1における第2の無線機101bに相当する無線機については、記載を省略している。
本発明の第6実施形態では、回転偏波を用い、情報信号とダミー信号とを切り替えて送信し、情報を秘匿して伝送する無線システムの構成例を、図6を参照して説明する。
図6は、本発明の第6実施形態に係る無線システムの構成例を示す図である。ただし、第1の無線機106のみを記載しており、図1における第2の無線機101bに相当する無線機については、記載を省略している。
図6において、第1の無線機106の構成で、図5の無線機105の構成と異なるのは、送信機106Tにおいて、第1のサブキャリア発生器(cosωst)36と、第2のサブキャリア発生器(cos2ωst)66とを備え、図5の第1の送信符号発生器(CC1)5と第2の送信符号発生器(CC2)56との代わりに、それぞれ置き換えたことである。
また、受信機106Rにおいて、第1の可変位相器(φ)79と第2の可変位相器(φ)99と第1のサブローカル発生器(cosωst)39と第2のサブローカル発生器(cos2ωst)99とを備え、図5の第1の受信符号発生器(CC1)14と、第2の受信符号発生器(CC2)74と符号循環器17,18,77,78の代わりに置き換えたことである。
なお、第1の可変位相器(φ)79と第2の可変位相器(φ)99は、その位相角をベースバンド回路90で制御される。
また、受信機106Rにおいて、第1の可変位相器(φ)79と第2の可変位相器(φ)99と第1のサブローカル発生器(cosωst)39と第2のサブローカル発生器(cos2ωst)99とを備え、図5の第1の受信符号発生器(CC1)14と、第2の受信符号発生器(CC2)74と符号循環器17,18,77,78の代わりに置き換えたことである。
なお、第1の可変位相器(φ)79と第2の可変位相器(φ)99は、その位相角をベースバンド回路90で制御される。
送信機106Tにおいて、情報信号(ωI)1またはダミー信号(ωD)は、第1のサブキャリア発生器36のサブキャリア(cosωst)が重畳する。また、情報信号(ωI)1またはダミー信号(ωD)は、第2のサブキャリア発生器66のサブキャリア(cos2ωst)が重畳する。
また、受信機106Rにおいて、ベースバンド回路90は、第1の可変移相器79の位相角(φ)を変化させ、第1のサブローカル発生器39の発生する信号(cosωst)と受信信号に含まれる第1のサブキャリア(cosωst)とが一致するように調整する。すなわち、第1のサブキャリア(cosωst)の復調結果が最大となるタイミングを探す。そして、この最大となるタイミングで情報信号(ωI)を選択する。
また、受信機106Rにおいて、ベースバンド回路90は、第1の可変移相器79の位相角(φ)を変化させ、第1のサブローカル発生器39の発生する信号(cosωst)と受信信号に含まれる第1のサブキャリア(cosωst)とが一致するように調整する。すなわち、第1のサブキャリア(cosωst)の復調結果が最大となるタイミングを探す。そして、この最大となるタイミングで情報信号(ωI)を選択する。
また、ベースバンド回路90は、第2の可変移相器99の位相角(φ)を変化させ、第2のサブキャリア(cos2ωst)の復調結果が最大となるタイミングを探す。そして、この最大となるタイミングで情報信号(ωI)を選択する。このように、第6実施形態では、第1のサブキャリア(cosωst)と第2のサブキャリア(cos2ωst)とを用い、可変移相器79の位相角(φ)と可変移相器99の位相角(φ)とを、それぞれ変化させ、第1、第2のサブキャリアの復調結果が、それぞれ最大となるタイミングを探す方法をとっている。
なお、その他の構成や機能については、図5で示した第5実施形態、と同じであるので、重複する説明は省略する。
<第6実施形態の効果>
第6実施形態の効果は、第5実施形態で説明した同様の効果がある。
そして、更に、第1のサブキャリア(cosωst)と第2のサブキャリア(cos2ωst)を採用した結果、第5実施形態に比較して、通信容量を最大2倍に増大することができる。
第6実施形態の効果は、第5実施形態で説明した同様の効果がある。
そして、更に、第1のサブキャリア(cosωst)と第2のサブキャリア(cos2ωst)を採用した結果、第5実施形態に比較して、通信容量を最大2倍に増大することができる。
≪第7実施形態≫
本発明の第7実施形態では、回転偏波を用い、情報信号とダミー信号とを切り替えて送信し、情報を秘匿して伝送する無線システムの構成例を、図7を参照して説明する。
図7は、本発明の第7実施形態に係る無線システムの構成例を示す図である。ただし、第1の無線機107のみを記載しており、図1における第2の無線機101bに相当する無線機については、記載を省略している。
本発明の第7実施形態では、回転偏波を用い、情報信号とダミー信号とを切り替えて送信し、情報を秘匿して伝送する無線システムの構成例を、図7を参照して説明する。
図7は、本発明の第7実施形態に係る無線システムの構成例を示す図である。ただし、第1の無線機107のみを記載しており、図1における第2の無線機101bに相当する無線機については、記載を省略している。
図7の第1の無線機107の構成で、図6の無線機106の構成と異なるのは、図7の送信機107Tにおいて、同期符号発生器(SC)81と切替器84,85を新たに備えたことである。
そして、切替器84の第1入力と第2入力には、同期符号発生器81の送信同期符号(SC)と、第1のサブキャリア発生器36の第1のサブキャリア(cosωst)とが、それぞれ入力し、いずれかの信号(符号)が切替器84で切り替えられて出力する。この切替器84の出力信号(符号)が乗算器4の第2入力に入力して、情報信号発生器(ωI)1、またはダミー信号発生器(ωD)2のいずれかに重畳(拡散)される。
そして、切替器84の第1入力と第2入力には、同期符号発生器81の送信同期符号(SC)と、第1のサブキャリア発生器36の第1のサブキャリア(cosωst)とが、それぞれ入力し、いずれかの信号(符号)が切替器84で切り替えられて出力する。この切替器84の出力信号(符号)が乗算器4の第2入力に入力して、情報信号発生器(ωI)1、またはダミー信号発生器(ωD)2のいずれかに重畳(拡散)される。
また、切替器85の第1入力と第2入力には、同期符号発生器81の送信同期符号(SC)と、第2のサブキャリア発生器66の第2のサブキャリア(cos2ωst)とが、それぞれ入力し、いずれかの信号(符号)が切替器85で切り替えられて出力する。この切替器85の出力信号(符号)が乗算器57の第2入力に入力して、情報信号発生器(ωI)1、またはダミー信号発生器(ωD)2のいずれかに重畳(拡散)される。
なお、切替器84、85の切り替え動作は、ベースバンド回路(BB)90によって制御される。
以上の無線機107の構成によれば、異なる時刻で、第1のサブキャリア(cosωst)または第2のサブキャリア(cos2ωst)より、自己相関関数が大きい同期符号発生器81の符号(SC)を用いて、送受信機の同期を取ることができる。
その他の構成、機能、効果は、図6で示した第6実施形態と同様であるので、重複する説明は省略する。
以上の無線機107の構成によれば、異なる時刻で、第1のサブキャリア(cosωst)または第2のサブキャリア(cos2ωst)より、自己相関関数が大きい同期符号発生器81の符号(SC)を用いて、送受信機の同期を取ることができる。
その他の構成、機能、効果は、図6で示した第6実施形態と同様であるので、重複する説明は省略する。
<第7実施形態の効果>
第7実施形態によれば、同期符号発生器81の同期符号(SC)を用いているので、第6実施形態に対して、さらに固有の偏波角度シフトを用いて情報の秘匿無線伝送を行う一対の無線機の情報信号を送信するタイミングの精度を上げることができる。すなわち、無線機の通信品質の向上に効果がある。
第7実施形態によれば、同期符号発生器81の同期符号(SC)を用いているので、第6実施形態に対して、さらに固有の偏波角度シフトを用いて情報の秘匿無線伝送を行う一対の無線機の情報信号を送信するタイミングの精度を上げることができる。すなわち、無線機の通信品質の向上に効果がある。
≪第8実施形態≫
本発明の第8実施形態では、回転偏波を用い、情報信号とダミー信号とを切り替えて送信し、情報を秘匿して伝送する無線システムの構成例を、図8を参照して説明する。
図8は、本発明の第8実施形態に係る無線システムの構成例を示す図である。ただし、第1の無線機108のみを記載しており、図1における第2の無線機101bに相当する無線機については、記載を省略している。
本発明の第8実施形態では、回転偏波を用い、情報信号とダミー信号とを切り替えて送信し、情報を秘匿して伝送する無線システムの構成例を、図8を参照して説明する。
図8は、本発明の第8実施形態に係る無線システムの構成例を示す図である。ただし、第1の無線機108のみを記載しており、図1における第2の無線機101bに相当する無線機については、記載を省略している。
<無線機108>
無線機108は、送信機108Tと、受信機108Rと、第1のアンテナ(V)21と、第2のアンテナ(H)22と、サーキュレータ23,24と、ベースバンド回路(BB)90とを備えて構成されている。
第1のアンテナ(V)21と、第2のアンテナ(H)22は、サーキュレータ23,24の切り替え作用によって、送信用アンテナ(21,22)と受信用アンテナ(21,22)の機能を兼用する。
また、ベースバンド回路(BB)90も、送信機108Tと、受信機108Rとの両方の信号を送受信して動作する。
無線機108は、送信機108Tと、受信機108Rと、第1のアンテナ(V)21と、第2のアンテナ(H)22と、サーキュレータ23,24と、ベースバンド回路(BB)90とを備えて構成されている。
第1のアンテナ(V)21と、第2のアンテナ(H)22は、サーキュレータ23,24の切り替え作用によって、送信用アンテナ(21,22)と受信用アンテナ(21,22)の機能を兼用する。
また、ベースバンド回路(BB)90も、送信機108Tと、受信機108Rとの両方の信号を送受信して動作する。
<送信機108Tの構成>
送信機108Tは、情報信号発生器(ωI)1と、ダミー信号発生器(ωD)2と、切替器3と、乗算器4,57,112,113,115,116,117,122,123,126,127と、減算器118,124と、加算器114,119,128,129と、第1の送信符号発生器(CC1)5、第2の送信符号発生器(CC2)56と、第1周波数余弦搬送波発生器(cosω1t)111と、第2周波数余弦搬送波発生器(cosω2t)115と、第1周波数正弦搬送波発生器(sinω1t)121と、第2周波数正弦搬送波発生器(sinω2t)125と、による送信回路と、さらに、送信用アンテナとして、第1のアンテナ(V)21と、第2のアンテナ(H)22とを備えて構成されている。
送信機108Tは、情報信号発生器(ωI)1と、ダミー信号発生器(ωD)2と、切替器3と、乗算器4,57,112,113,115,116,117,122,123,126,127と、減算器118,124と、加算器114,119,128,129と、第1の送信符号発生器(CC1)5、第2の送信符号発生器(CC2)56と、第1周波数余弦搬送波発生器(cosω1t)111と、第2周波数余弦搬送波発生器(cosω2t)115と、第1周波数正弦搬送波発生器(sinω1t)121と、第2周波数正弦搬送波発生器(sinω2t)125と、による送信回路と、さらに、送信用アンテナとして、第1のアンテナ(V)21と、第2のアンテナ(H)22とを備えて構成されている。
なお、前記したように、第1のアンテナ(V)21と、第2のアンテナ(H)22は、サーキュレータ23,24の切り替え作用によって、送信用アンテナ(21,22)として用いる。
また、第1の送信符号発生器5の送信符号(CC1)と、第2の送信符号発生器56の送信符号(CC2)とは直交関係にある。
以上の各構成要素の概略の機能については、図1で示した第1実施形態、図5で示した第5実施形態と同一であるので、重複する説明は省略する。
また、第1の送信符号発生器5の送信符号(CC1)と、第2の送信符号発生器56の送信符号(CC2)とは直交関係にある。
以上の各構成要素の概略の機能については、図1で示した第1実施形態、図5で示した第5実施形態と同一であるので、重複する説明は省略する。
《送信機108Tの各要素の接続構成について》
無線機108の送信機108Tにおいて、情報信号発生器(ωI)1の出力信号と、ダミー信号発生器(ωD)2の出力信号は、切替器3のそれぞれ第1入力と第2入力に入力する。
切替器3は、ベースバンド回路(BB)90の制御により、情報信号(ωI)、またはダミー信号(ωD)を出力する。
切替器3の出力信号は、二分岐されて、一方は乗算器4の第1入力に入力し、他方は乗算器57の第1入力に入力する。
無線機108の送信機108Tにおいて、情報信号発生器(ωI)1の出力信号と、ダミー信号発生器(ωD)2の出力信号は、切替器3のそれぞれ第1入力と第2入力に入力する。
切替器3は、ベースバンド回路(BB)90の制御により、情報信号(ωI)、またはダミー信号(ωD)を出力する。
切替器3の出力信号は、二分岐されて、一方は乗算器4の第1入力に入力し、他方は乗算器57の第1入力に入力する。
乗算器4の第2入力には、第1の送信符号発生器5が出力する第1の送信符号(CC1)が入力しており、情報信号(ωI)またはダミー信号(ωD)は、送信符号(CC1)が重畳(乗算)することによって、拡散される。
乗算器57の第2入力には、第2の送信符号発生器56が出力する第2の送信符号(CC2)が入力しており、情報信号(ωI)またはダミー信号(ωD)は、送信符号(CC2)が重畳(乗算)することによって、拡散される。
乗算器57の第2入力には、第2の送信符号発生器56が出力する第2の送信符号(CC2)が入力しており、情報信号(ωI)またはダミー信号(ωD)は、送信符号(CC2)が重畳(乗算)することによって、拡散される。
乗算器4の出力信号は、二分岐される。二分岐された一方の出力信号は、乗算器112と乗算器117のそれぞれの第1入力に入力する。二分岐された他方の出力信号は、乗算器122と乗算器127のそれぞれの第1入力に入力する。
乗算器57の出力信号は、二分岐される。二分岐された一方の出力信号は、乗算器113と乗算器116のそれぞれの第1入力に入力する。二分岐された他方の出力信号は、乗算器123と乗算器126のそれぞれの第1入力に入力する。
乗算器112の第2入力には、第1周波数余弦搬送波発生器111の第1周波数余弦搬送波(cosω1t)が入力して、乗算器4の出力信号に第1周波数余弦搬送波(cosω1t)が重畳(変調)される。乗算器112の出力信号は、減算器118の第1入力に入力する。
乗算器117の第2入力には、第2周波数余弦搬送波発生器115の第2周波数余弦搬送波(cosω2t)が入力して、乗算器4の出力信号に第2周波数余弦搬送波(cosω2t)が重畳(変調)される。乗算器117の出力信号は、減算器118の第2入力に入力する。
乗算器117の第2入力には、第2周波数余弦搬送波発生器115の第2周波数余弦搬送波(cosω2t)が入力して、乗算器4の出力信号に第2周波数余弦搬送波(cosω2t)が重畳(変調)される。乗算器117の出力信号は、減算器118の第2入力に入力する。
乗算器122の第2入力には、第1周波数正弦搬送波発生器121の第1周波数正弦搬送波(sinω1t)が入力して、乗算器4の出力信号に第1周波数正弦搬送波(sinω1t)が重畳(変調)される。乗算器122の出力信号は、加算器128の第1入力に入力する。
乗算器127の第2入力には、第2周波数正弦搬送波発生器125の第2周波数正弦搬送波(sinω2t)が入力して、乗算器4の出力信号に第2周波数正弦搬送波(sinω2t)が重畳(変調)される。乗算器127の出力信号は、加算器128の第2入力に入力する。
乗算器127の第2入力には、第2周波数正弦搬送波発生器125の第2周波数正弦搬送波(sinω2t)が入力して、乗算器4の出力信号に第2周波数正弦搬送波(sinω2t)が重畳(変調)される。乗算器127の出力信号は、加算器128の第2入力に入力する。
乗算器113の第2入力には、第1周波数余弦搬送波発生器111の第1周波数余弦搬送波(cosω1t)が入力して、乗算器57の出力信号に第1周波数余弦搬送波(cosω1t)が重畳(変調)される。乗算器113の出力信号は、加算器114の第1入力に入力する。
乗算器116の第2入力には、第2周波数余弦搬送波発生器115の第2周波数余弦搬送波(cosω2t)が入力して、乗算器57の出力信号に第2周波数余弦搬送波(cosω2t)が重畳(変調)される。乗算器116の出力信号は、加算器114の第2入力に入力する。
乗算器116の第2入力には、第2周波数余弦搬送波発生器115の第2周波数余弦搬送波(cosω2t)が入力して、乗算器57の出力信号に第2周波数余弦搬送波(cosω2t)が重畳(変調)される。乗算器116の出力信号は、加算器114の第2入力に入力する。
乗算器123の第2入力には、第1周波数正弦搬送波発生器121の第1周波数正弦搬送波(sinω1t)が入力して、乗算器57の出力信号に第1周波数正弦搬送波(sinω1t)が重畳(変調)される。乗算器123の出力信号は、減算器124の第1入力に入力する。
乗算器126の第2入力には、第2周波数正弦搬送波発生器125の第2周波数正弦搬送波(sinω2t)が入力して、乗算器57の出力信号に第2周波数正弦搬送波(sinω2t)が重畳(変調)される。乗算器126の出力信号は、減算器124の第2入力に入力する。
乗算器126の第2入力には、第2周波数正弦搬送波発生器125の第2周波数正弦搬送波(sinω2t)が入力して、乗算器57の出力信号に第2周波数正弦搬送波(sinω2t)が重畳(変調)される。乗算器126の出力信号は、減算器124の第2入力に入力する。
減算器118は、乗算器112の出力信号と乗算器117の出力信号とを減算(差分)し、その出力信号を加算器129の第1入力に入力する。
減算器124は、乗算器123の出力信号と乗算器126の出力信号とを減算(差分)し、その出力信号を加算器129の第2入力に入力する。
加算器129は、減算器118の出力信号と減算器124の出力信号とを加算(合成)して出力する。
加算器129の出力信号は、サーキュレータ24の第1ポートに入力する。
減算器124は、乗算器123の出力信号と乗算器126の出力信号とを減算(差分)し、その出力信号を加算器129の第2入力に入力する。
加算器129は、減算器118の出力信号と減算器124の出力信号とを加算(合成)して出力する。
加算器129の出力信号は、サーキュレータ24の第1ポートに入力する。
加算器114は、乗算器113の出力信号と乗算器116の出力信号とを加算(合成)し、その出力信号を加算器119の第1入力に入力する。
加算器128は、乗算器122の出力信号と乗算器127の出力信号とを加算(合成)し、その出力信号を加算器119の第2入力に入力する。
加算器119は、加算器114の出力信号と加算器128の出力信号とを加算(合成)して出力する。
加算器119の出力信号は、サーキュレータ23の第1ポートに入力する。
加算器128は、乗算器122の出力信号と乗算器127の出力信号とを加算(合成)し、その出力信号を加算器119の第2入力に入力する。
加算器119は、加算器114の出力信号と加算器128の出力信号とを加算(合成)して出力する。
加算器119の出力信号は、サーキュレータ23の第1ポートに入力する。
サーキュレータ23を介して、第1のアンテナ(V)21は、入力した電気信号を、電磁波に変換して空間に放射する。
サーキュレータ24を介して、第2のアンテナ(H)22は、入力した電気信号を、電磁波に変換して空間に放射する。
以上のように構成された送信機105Tにおいて、第1のアンテナ(V)21から、情報信号(ωI)またはダミー信号(ωD)に、送信符号(CC1)と、送信符号(CC2)と、第1周波数余弦搬送波(cosω1t)と、第1周波数正弦搬送波(sinω1t)と、第2周波数余弦搬送波(cosω2t)と、第2周波数正弦搬送波(sinω2t)と、が重畳(アップコンバート)された信号が出力される。
また、第2のアンテナ(H)22から、情報信号(ωI)またはダミー信号(ωD)に、送信符号(CC1)と送信符号(CC2)と第1周波数余弦搬送波(cosω1t)と、第1周波数正弦搬送波(sinω1t)と、第2周波数余弦搬送波(cosω2t)と、第2周波数正弦搬送波(sinω2t)と、が重畳(アップコンバート)された信号が出力される。
サーキュレータ24を介して、第2のアンテナ(H)22は、入力した電気信号を、電磁波に変換して空間に放射する。
以上のように構成された送信機105Tにおいて、第1のアンテナ(V)21から、情報信号(ωI)またはダミー信号(ωD)に、送信符号(CC1)と、送信符号(CC2)と、第1周波数余弦搬送波(cosω1t)と、第1周波数正弦搬送波(sinω1t)と、第2周波数余弦搬送波(cosω2t)と、第2周波数正弦搬送波(sinω2t)と、が重畳(アップコンバート)された信号が出力される。
また、第2のアンテナ(H)22から、情報信号(ωI)またはダミー信号(ωD)に、送信符号(CC1)と送信符号(CC2)と第1周波数余弦搬送波(cosω1t)と、第1周波数正弦搬送波(sinω1t)と、第2周波数余弦搬送波(cosω2t)と、第2周波数正弦搬送波(sinω2t)と、が重畳(アップコンバート)された信号が出力される。
なお、サーキュレータ23に信号を出力する加算器119は、加算器114と加算器128をそれぞれの信号を合成しているのに対し、サーキュレータ24に信号を出力する加算器129は、減算器118と減算器124をそれぞれの信号を合成している。
このような場合には、第1のアンテナ(V)21と第2のアンテナ(H)22とによって、例えば左回転と右回転の二つの回転偏波が形成される。
このような場合には、第1のアンテナ(V)21と第2のアンテナ(H)22とによって、例えば左回転と右回転の二つの回転偏波が形成される。
<受信機108Rの構成>
次に、受信機108Rの構成について説明する。
受信機108Rは、前記した第1のアンテナ(V)21と、第2のアンテナ(H)22と、サーキュレータ23,24とを備えるとともに、独自に、乗算器15,16,75,76,132,133,136,137,142,143,146,147と、加算器134,148と、減算器138,144と、第1周波数余弦波ローカル発生器(cosω1t)131と、第2周波数余弦波ローカル発生器(cosω2t)135と、第1周波数正弦波ローカル発生器(sinω1t)141と、第2周波数正弦波ローカル発生器(sinω2t)145と、第1の受信符号発生器(CC1)14と、第2の受信符号発生器(CC2)74と、符号循環器17,18,77,78と、を備えて構成されている。
次に、受信機108Rの構成について説明する。
受信機108Rは、前記した第1のアンテナ(V)21と、第2のアンテナ(H)22と、サーキュレータ23,24とを備えるとともに、独自に、乗算器15,16,75,76,132,133,136,137,142,143,146,147と、加算器134,148と、減算器138,144と、第1周波数余弦波ローカル発生器(cosω1t)131と、第2周波数余弦波ローカル発生器(cosω2t)135と、第1周波数正弦波ローカル発生器(sinω1t)141と、第2周波数正弦波ローカル発生器(sinω2t)145と、第1の受信符号発生器(CC1)14と、第2の受信符号発生器(CC2)74と、符号循環器17,18,77,78と、を備えて構成されている。
なお、前記したように、第1のアンテナ(V)21と、第2のアンテナ(
H)22と、サーキュレータ23,24は、受信機108Rと送信機108Tとで兼用している。また、以上の構成において、第1の受信アンテナ(V)21と,第2の受信アンテナ(H)22と、サーキュレータ23,24を除く構成を、適宜、受信機108Rの受信回路と表記する。
以上の各構成要素の概略の機能については、図1で示した第1実施形態と、図5で示した第5実施形態と同一であるので、重複する説明は省略する。
H)22と、サーキュレータ23,24は、受信機108Rと送信機108Tとで兼用している。また、以上の構成において、第1の受信アンテナ(V)21と,第2の受信アンテナ(H)22と、サーキュレータ23,24を除く構成を、適宜、受信機108Rの受信回路と表記する。
以上の各構成要素の概略の機能については、図1で示した第1実施形態と、図5で示した第5実施形態と同一であるので、重複する説明は省略する。
《受信機108Rの各要素の接続構成について》
第1のアンテナ(V)21と第2のアンテナ(H)22からそれぞれ入射した電磁波は、それぞれ電気信号に変換される。
第1のアンテナ(V)21からの受信信号は、サーキュレータ23の第2ポートを介して、まず二分岐される。
二分岐された一方の出力信号は、乗算器133と乗算器136のそれぞれの第1入力に入力する。二分岐された他方の出力信号は、乗算器143と乗算器146のそれぞれの第1入力に入力する。
第2のアンテナ(H)22からの受信信号は、サーキュレータ24の第2ポートを介して、まず二分岐される。
二分岐された一方の出力信号は、乗算器132と乗算器137のそれぞれの第1入力に入力する。二分岐された他方の出力信号は、乗算器142と乗算器147のそれぞれの第1入力に入力する。
第1のアンテナ(V)21と第2のアンテナ(H)22からそれぞれ入射した電磁波は、それぞれ電気信号に変換される。
第1のアンテナ(V)21からの受信信号は、サーキュレータ23の第2ポートを介して、まず二分岐される。
二分岐された一方の出力信号は、乗算器133と乗算器136のそれぞれの第1入力に入力する。二分岐された他方の出力信号は、乗算器143と乗算器146のそれぞれの第1入力に入力する。
第2のアンテナ(H)22からの受信信号は、サーキュレータ24の第2ポートを介して、まず二分岐される。
二分岐された一方の出力信号は、乗算器132と乗算器137のそれぞれの第1入力に入力する。二分岐された他方の出力信号は、乗算器142と乗算器147のそれぞれの第1入力に入力する。
乗算器132の第2入力には、第1周波数余弦波ローカル発生器131の第1周波数余弦波(cosω1t)が入力しており、乗算器132において、受信信号から搬送波(cosω1t)が除かれた、すなわちダウンコンバートされた信号が出力される。乗算器132の出力信号は、減算器138の第1入力に入力する。
乗算器137の第2入力には、第2周波数余弦波ローカル発生器135の第2周波数余弦波(cosω2t)が入力しており、乗算器137において、受信信号から搬送波(cosω2t)が除かれた、すなわちダウンコンバートされた信号が出力される。乗算器137の出力信号は、減算器138の第2入力に入力する。
乗算器137の第2入力には、第2周波数余弦波ローカル発生器135の第2周波数余弦波(cosω2t)が入力しており、乗算器137において、受信信号から搬送波(cosω2t)が除かれた、すなわちダウンコンバートされた信号が出力される。乗算器137の出力信号は、減算器138の第2入力に入力する。
乗算器142の第2入力には、第1周波数正弦波ローカル発生器141の第1周波数正弦波(sinω1t)が入力しており、乗算器142において、受信信号から搬送波(sinω1t)が除かれた、すなわちダウンコンバートされた信号が出力される。乗算器142の出力信号は、加算器148の第1入力に入力する。
乗算器147の第2入力には、第2周波数正弦波ローカル発生器145の第2周波数余弦波(sinω2t)が入力しており、乗算器147において、受信信号から搬送波(sinω2t)が除かれた、すなわちダウンコンバートされた信号が出力される。乗算器147の出力信号は、加算器148の第2入力に入力する。
乗算器147の第2入力には、第2周波数正弦波ローカル発生器145の第2周波数余弦波(sinω2t)が入力しており、乗算器147において、受信信号から搬送波(sinω2t)が除かれた、すなわちダウンコンバートされた信号が出力される。乗算器147の出力信号は、加算器148の第2入力に入力する。
乗算器133の第2入力には、第1周波数余弦波ローカル発生器131の第1周波数余弦波(cosω1t)が入力しており、乗算器133において、受信信号から搬送波(cosω1t)が除かれた、すなわちダウンコンバートされた信号が出力される。乗算器133の出力信号は、加算器134の第1入力に入力する。
乗算器136の第2入力には、第2周波数余弦波ローカル発生器135の第2周波数余弦波(cosω2t)が入力しており、乗算器136において、受信信号から搬送波(cosω2t)が除かれた、すなわちダウンコンバートされた信号が出力される。乗算器136の出力信号は、加算器134の第2入力に入力する。
乗算器136の第2入力には、第2周波数余弦波ローカル発生器135の第2周波数余弦波(cosω2t)が入力しており、乗算器136において、受信信号から搬送波(cosω2t)が除かれた、すなわちダウンコンバートされた信号が出力される。乗算器136の出力信号は、加算器134の第2入力に入力する。
乗算器143の第2入力には、第1周波数正弦波ローカル発生器141の第1周波数正弦波(sinω1t)が入力しており、乗算器143において、受信信号から搬送波(sinω1t)が除かれた、すなわちダウンコンバートされた信号が出力される。乗算器143の出力信号は、減算器144の第1入力に入力する。
乗算器146の第2入力には、第2周波数正弦波ローカル発生器145の第2周波数余弦波(sinω2t)が入力しており、乗算器146において、受信信号から搬送波(sinω2t)が除かれた、すなわちダウンコンバートされた信号が出力される。乗算器146の出力信号は、減算器144の第2入力に入力する。
乗算器146の第2入力には、第2周波数正弦波ローカル発生器145の第2周波数余弦波(sinω2t)が入力しており、乗算器146において、受信信号から搬送波(sinω2t)が除かれた、すなわちダウンコンバートされた信号が出力される。乗算器146の出力信号は、減算器144の第2入力に入力する。
減算器138は、乗算器132の出力信号と乗算器137の出力信号とを減算(差分)して、その出力信号を乗算器75の第1入力に入力する。
加算器148は、乗算器142の出力信号と乗算器147の出力信号とを加算(合成)して、その出力信号を乗算器76の第1入力に入力する。
加算器148は、乗算器142の出力信号と乗算器147の出力信号とを加算(合成)して、その出力信号を乗算器76の第1入力に入力する。
加算器134は、乗算器133の出力信号と乗算器136の出力信号とを加算(合成)して、その出力信号を乗算器15の第1入力に入力する。
減算器144は、乗算器143の出力信号と乗算器146の出力信号とを減算(差分)して、その出力信号を乗算器16の第1入力に入力する。
減算器144は、乗算器143の出力信号と乗算器146の出力信号とを減算(差分)して、その出力信号を乗算器16の第1入力に入力する。
第1の受信符号発生器(CC1)14の出力の符号は、符号循環器17に入力している。符号循環器17の出力信号は、乗算器15の第2入力に入力している。前記したように、乗算器15の第1入力には、加算器134の出力信号が入力している。
乗算器15を用いて、第1の受信符号発生器(CC1)14の出力が符号循環器17により相関計算結果が最大となるように掛けあわせる。
乗算器15を用いて、第1の受信符号発生器(CC1)14の出力が符号循環器17により相関計算結果が最大となるように掛けあわせる。
第1の受信符号発生器(CC1)14の出力の符号は、符号循環器18に入力している。符号循環器18の出力信号は、乗算器16の第2入力に入力している。前記したように、乗算器16の第1入力には、減算器144の出力信号が入力している。
乗算器16を用いて、第1の受信符号発生器(CC1)14の出力が符号循環器18により相関計算結果が最大となるように掛けあわせる。
乗算器16を用いて、第1の受信符号発生器(CC1)14の出力が符号循環器18により相関計算結果が最大となるように掛けあわせる。
第2の受信符号発生器(CC2)74の出力の符号は、符号循環器77に入力している。符号循環器77の出力信号は、乗算器75の第2入力に入力している。前記したように、乗算器75の第1入力には、減算器138の出力信号が入力している。
乗算器75を用いて、第2の受信符号発生器(CC2)74の出力が符号循環器77により相関計算結果が最大となるように掛けあわせる。
乗算器75を用いて、第2の受信符号発生器(CC2)74の出力が符号循環器77により相関計算結果が最大となるように掛けあわせる。
第2の受信符号発生器(CC2)74の出力の符号は、符号循環器78に入力している。符号循環器78の出力信号は、乗算器76の第2入力に入力している。前記したように、乗算器76の第1入力には、加算器148の出力信号が入力している。
乗算器76を用いて、第2の受信符号発生器(CC2)74の出力が符号循環器78により相関計算結果が最大となるように掛けあわせる。
乗算器76を用いて、第2の受信符号発生器(CC2)74の出力が符号循環器78により相関計算結果が最大となるように掛けあわせる。
乗算器15,16,75,76のそれぞれの出力信号は、ベースバンド回路(BB)90に入力する。なお、符号循環器17,18,77,78は、ベースバンド回路(BB)90によって制御される。
以上のように、図8の第8実施形態に係る送信機108Tでは、第1の周波数(ω1)と第2の周波数(ω2)による2種類の回転偏波と、2種類の搬送波を発生する構成となっている。また、第1の送信符号(CC1)と第2の送信符号(CC2)で情報信号(ωI)またはダミー信号(ωD)を重畳(拡散)する構成となっている。
また、受信機102Rでは、前記の2種類の回転偏波を受信し、第1実施形態の受信機101Rと同様に、受信符号発生器14のシフト値、すなわち、回転偏波の一周期中の時刻点や送信回転偏波と受信回転偏波の偏波角度差などが抽出できる。
そして、無線機102として、適宜、情報信号発生器(ωI)1とダミー信号発生器(ωD)2を選択して出力することができる。
また、受信機102Rでは、前記の2種類の回転偏波を受信し、第1実施形態の受信機101Rと同様に、受信符号発生器14のシフト値、すなわち、回転偏波の一周期中の時刻点や送信回転偏波と受信回転偏波の偏波角度差などが抽出できる。
そして、無線機102として、適宜、情報信号発生器(ωI)1とダミー信号発生器(ωD)2を選択して出力することができる。
<第8実施形態の効果>
第8実施形態では、搬送波周波数帯の4種(cosω1t,cosω2t,sinω1t,sinω2t:図2)の発振器を用いて回転偏波を生成している。また、第1の送信符号(CC1)と第2の送信符号(CC2)で情報信号(ωI)またはダミー信号(ωD)を重畳(拡散)する構成となっている。そのため、第5実施形態と第2実施形態を併せた構成となっている。
したがって、第5実施形態の特徴を活かしつつ、異なる周波数の発振機出力を掛け合わせるためのミキサ等のアナログ非線形回路を削減できるので、装置の長寿命化および無調整化に効果がある。
第8実施形態では、搬送波周波数帯の4種(cosω1t,cosω2t,sinω1t,sinω2t:図2)の発振器を用いて回転偏波を生成している。また、第1の送信符号(CC1)と第2の送信符号(CC2)で情報信号(ωI)またはダミー信号(ωD)を重畳(拡散)する構成となっている。そのため、第5実施形態と第2実施形態を併せた構成となっている。
したがって、第5実施形態の特徴を活かしつつ、異なる周波数の発振機出力を掛け合わせるためのミキサ等のアナログ非線形回路を削減できるので、装置の長寿命化および無調整化に効果がある。
≪第9実施形態≫
本発明の第9実施形態では、回転偏波を用い、情報信号を秘匿して伝送する無線システムの送信機の構成例を、図9を参照して説明する。
図9は、本発明の第9実施形態に係る無線システムの送信機の構成例を示す図である。
本発明の第9実施形態では、回転偏波を用い、情報信号を秘匿して伝送する無線システムの送信機の構成例を、図9を参照して説明する。
図9は、本発明の第9実施形態に係る無線システムの送信機の構成例を示す図である。
<送信機401Tの構成>
送信機401Tは、ベースバンド回路(BB)690(情報信号発生器(ωI)601を含む)と、符号発生器(CC1,CC2,CC3)671,673,675と、乗算器610~676までの計45の乗算器と、合成器681,682,683,684,685,686,687,688,689と、回転偏波周波数余弦波発生器(cosωpt)677と、回転偏波周波数正弦波発生器(sinωpt)678と、搬送波発生器(cosωct)679と、を備えている。
送信機401Tは、ベースバンド回路(BB)690(情報信号発生器(ωI)601を含む)と、符号発生器(CC1,CC2,CC3)671,673,675と、乗算器610~676までの計45の乗算器と、合成器681,682,683,684,685,686,687,688,689と、回転偏波周波数余弦波発生器(cosωpt)677と、回転偏波周波数正弦波発生器(sinωpt)678と、搬送波発生器(cosωct)679と、を備えている。
また、送信機401Tは、さらに、余弦垂直重付器(Cv3,Cv2,Cv1)621,641,661と、正弦垂直重付器(Sv3,Sv2,Sv1)611,631,651と、余弦直角重付器(Cn3,Cn2,Cn1)623,643,663と、正弦直角重付器(Sn3,Sn2,Sn1)613,633,653と、余弦水平重付器(Ch3,Ch2,Ch1)625,645,665と、正弦水平重付器(Sh3,Sh2,Sh1)615,635,655と、第1のアンテナ(V)691と、第2のアンテナ(H)693と、第三のアンテナ(N)692と、を備え、以上により、構成されている。
<送信機401Tの構成要素の概略の機能>
ベースバンド回路(BB)690は、情報信号発生器(ωI)1を含むとともに、送信機401における各要素の制御を行う。
符号発生器671,673,675の送信符号CC1,CC2,CC3は互いに識別可能であって、また互いに近似的に直交関係がある特殊なパルス列の符号である。
情報信号発生器(ωI)1、乗算器、合成器、回転偏波周波数余弦波発生器(cosωpt)677、回転偏波周波数正弦波発生器(sinωpt)678、搬送波発生器(cosωct)679については、重複する説明を省略する。
ベースバンド回路(BB)690は、情報信号発生器(ωI)1を含むとともに、送信機401における各要素の制御を行う。
符号発生器671,673,675の送信符号CC1,CC2,CC3は互いに識別可能であって、また互いに近似的に直交関係がある特殊なパルス列の符号である。
情報信号発生器(ωI)1、乗算器、合成器、回転偏波周波数余弦波発生器(cosωpt)677、回転偏波周波数正弦波発生器(sinωpt)678、搬送波発生器(cosωct)679については、重複する説明を省略する。
余弦垂直重付器(Cv3,Cv2,Cv1)621,641,661は、出力を時系列的に三分割したそれぞれの電磁波の余弦で垂直方向の成分に関する重み付けを生成する。
正弦垂直重付器(Sv3,Sv2,Sv1)611,631,651は、出力を時系列的に三分割したそれぞれの電磁波の正弦で垂直方向の成分に関する重み付けを生成する。
余弦直角重付器(Cn3,Cn2,Cn1)623,643,663は、出力を時系列的に三分割したそれぞれの電磁波の余弦で直角方向の成分に関する重み付けを生成する。
正弦垂直重付器(Sv3,Sv2,Sv1)611,631,651は、出力を時系列的に三分割したそれぞれの電磁波の正弦で垂直方向の成分に関する重み付けを生成する。
余弦直角重付器(Cn3,Cn2,Cn1)623,643,663は、出力を時系列的に三分割したそれぞれの電磁波の余弦で直角方向の成分に関する重み付けを生成する。
正弦直角重付器(Sn3,Sn2,Sn1)613,633,653は、出力を時系列的に三分割したそれぞれの電磁波の正弦で直角方向の成分に関する重み付けを生成する。
余弦水平重付器(Ch3,Ch2,Ch1)625,645,665は、出力を時系列的に三分割したそれぞれの電磁波の余弦で水平方向の成分に関する重み付けを生成する。
正弦水平重付器(Sh3,Sh2,Sh1)615,635,655は、出力を時系列的に三分割したそれぞれの電磁波の正弦で水平方向の成分に関する重み付けを生成する。
余弦水平重付器(Ch3,Ch2,Ch1)625,645,665は、出力を時系列的に三分割したそれぞれの電磁波の余弦で水平方向の成分に関する重み付けを生成する。
正弦水平重付器(Sh3,Sh2,Sh1)615,635,655は、出力を時系列的に三分割したそれぞれの電磁波の正弦で水平方向の成分に関する重み付けを生成する。
第1のアンテナ(V)691と第2のアンテナ(H)693と第3のアンテナ(N)692は、送信の際には、共に偏波を放射する偏波アンテナである。第1のアンテナ(V)691と第2のアンテナ(H)693と第3のアンテナ(N)692は、空間的に互いに直交するように配置されている。すなわち、第1のアンテナ(V)691は、出力する偏波が垂直方向に放射するように配置され、第3のアンテナ(N)692は、出力する偏波が法線方向に放射するように配置され、第2のアンテナ(H)693は、出力する偏波が水平方向に放射するように配置される。なお、ここで垂直方向、法線方向、水平方向と表記したが、垂直方向と法線方向および水平方向には絶対的な基準の方向があるわけではなく、第1のアンテナ(V)691と第3のアンテナ(N)692と第2のアンテナ(H)693とが、空間的に互いに直交するように配置されていることを意味している。
《送信機401Tの各要素の接続構成について》
送信機401Tにおいて、ベースバンド回路(BB)690に備えられた情報信号発生器(ωI)601の出力信号は、三分岐される。
三分岐された一番目の出力信号は、乗算器672の第1入力に入力する。三分岐された二番目の出力信号は、乗算器674の第1入力に入力する。三分岐された三番目の出力信号は、乗算器676の第1入力に入力する。
送信機401Tにおいて、ベースバンド回路(BB)690に備えられた情報信号発生器(ωI)601の出力信号は、三分岐される。
三分岐された一番目の出力信号は、乗算器672の第1入力に入力する。三分岐された二番目の出力信号は、乗算器674の第1入力に入力する。三分岐された三番目の出力信号は、乗算器676の第1入力に入力する。
乗算器672の第2入力に、第1の符号発生器671の送信符号CC1が入力して、情報信号(ωI)に送信符号CC1が重畳(拡散)される。乗算器672の出力信号は、二分岐されて、乗算器660と乗算器650の第1入力にそれぞれ入力する。
乗算器674の第2入力に、第2の符号発生器673の送信符号CC2が入力して、情報信号(ωI)に送信符号CC2が重畳(拡散)される。乗算器674の出力信号は、二分岐されて、乗算器640と乗算器630の第1入力にそれぞれ入力する。
乗算器676の第2入力に、第3の符号発生器675の送信符号CC3が入力して、情報信号(ωI)に送信符号CC3が重畳(拡散)される。乗算器676の出力信号は、二分岐されて、乗算器620と乗算器610の第1入力にそれぞれ入力する。
乗算器674の第2入力に、第2の符号発生器673の送信符号CC2が入力して、情報信号(ωI)に送信符号CC2が重畳(拡散)される。乗算器674の出力信号は、二分岐されて、乗算器640と乗算器630の第1入力にそれぞれ入力する。
乗算器676の第2入力に、第3の符号発生器675の送信符号CC3が入力して、情報信号(ωI)に送信符号CC3が重畳(拡散)される。乗算器676の出力信号は、二分岐されて、乗算器620と乗算器610の第1入力にそれぞれ入力する。
乗算器660の第2入力に、回転偏波周波数余弦波発生器677の余弦波(cosωpt)の信号が入力して、乗算器672の出力信号に(cosωpt)が重畳(変調)される。乗算器660の出力信号は、三分岐して、乗算器662、乗算器664、乗算器666のそれぞれの第1入力に入力する。
乗算器650の第2入力に、回転偏波周波数正弦波発生器678の正弦波(sinωpt)の信号が入力して、乗算器672の出力信号に(sinωpt)が重畳(変調)される。乗算器650の出力信号は、三分岐して、乗算器652、乗算器654、乗算器656のそれぞれの第1入力に入力する。
乗算器650の第2入力に、回転偏波周波数正弦波発生器678の正弦波(sinωpt)の信号が入力して、乗算器672の出力信号に(sinωpt)が重畳(変調)される。乗算器650の出力信号は、三分岐して、乗算器652、乗算器654、乗算器656のそれぞれの第1入力に入力する。
乗算器640の第2入力に、回転偏波周波数余弦波発生器677の余弦波(cosωpt)の信号が入力して、乗算器674の出力信号に(cosωpt)が重畳(変調)される。乗算器640の出力信号は、三分岐して、乗算器642、乗算器644、乗算器646のそれぞれの第1入力に入力する。
乗算器630の第2入力に、回転偏波周波数正弦波発生器678の正弦波(sinωpt)の信号が入力して、乗算器674の出力信号に(sinωpt)が重畳(変調)される。乗算器630の出力信号は、三分岐して、乗算器632、乗算器634、乗算器636のそれぞれの第1入力に入力する。
乗算器630の第2入力に、回転偏波周波数正弦波発生器678の正弦波(sinωpt)の信号が入力して、乗算器674の出力信号に(sinωpt)が重畳(変調)される。乗算器630の出力信号は、三分岐して、乗算器632、乗算器634、乗算器636のそれぞれの第1入力に入力する。
乗算器620の第2入力に、回転偏波周波数余弦波発生器677の余弦波(cosωpt)の信号が入力して、乗算器676の出力信号に(cosωpt)が重畳(変調)される。乗算器620の出力信号は、三分岐して、乗算器622、乗算器624、乗算器626のそれぞれの第1入力に入力する。
乗算器610の第2入力に、回転偏波周波数正弦波発生器678の正弦波(sinωpt)の信号が入力して、乗算器676の出力信号に(sinωpt)が重畳(変調)される。乗算器610の出力信号は、三分岐して、乗算器612、乗算器614、乗算器616のそれぞれの第1入力に入力する。
乗算器610の第2入力に、回転偏波周波数正弦波発生器678の正弦波(sinωpt)の信号が入力して、乗算器676の出力信号に(sinωpt)が重畳(変調)される。乗算器610の出力信号は、三分岐して、乗算器612、乗算器614、乗算器616のそれぞれの第1入力に入力する。
乗算器662の第2入力には、余弦垂直重付器(Cv1)661の余弦垂直重付信号が入力する。乗算器660の出力信号に、前記の重み付け(Cv1)がされて、乗算器662の出力信号となる。乗算器662の出力信号は、乗算器667の第1入力に入力する。
乗算器664の第2入力には、余弦直角重付器(Cn1)663の余弦直角重付信号が入力する。乗算器660の出力信号に、前記の重み付け(Cn1)がされて、乗算器664の出力信号となる。乗算器664の出力信号は、乗算器668の第1入力に入力する。
乗算器666の第2入力には、余弦水平重付器(Ch1)665の余弦水平重付信号が入力する。乗算器660の出力信号に、前記の重み付け(Ch1)がされて、乗算器666の出力信号となる。乗算器666の出力信号は、乗算器669の第1入力に入力する。
乗算器664の第2入力には、余弦直角重付器(Cn1)663の余弦直角重付信号が入力する。乗算器660の出力信号に、前記の重み付け(Cn1)がされて、乗算器664の出力信号となる。乗算器664の出力信号は、乗算器668の第1入力に入力する。
乗算器666の第2入力には、余弦水平重付器(Ch1)665の余弦水平重付信号が入力する。乗算器660の出力信号に、前記の重み付け(Ch1)がされて、乗算器666の出力信号となる。乗算器666の出力信号は、乗算器669の第1入力に入力する。
乗算器642の第2入力には、余弦垂直重付器(Cv2)641の余弦垂直重付信号が入力する。乗算器640の出力信号に、前記の重み付け(Cv2)がされて、乗算器642の出力信号となる。乗算器642の出力信号は、乗算器647の第1入力に入力する。
乗算器644の第2入力には、余弦直角重付器(Cn2)643の余弦直角重付信号が入力する。乗算器640の出力信号に、前記の重み付け(Cn2)がされて、乗算器644の出力信号となる。乗算器644の出力信号は、乗算器648の第1入力に入力する。
乗算器646の第2入力には、余弦水平重付器(Ch2)645の余弦水平重付信号が入力する。乗算器640の出力信号に、前記の重み付け(Ch2)がされて、乗算器646の出力信号となる。乗算器646の出力信号は、乗算器649の第1入力に入力する。
乗算器644の第2入力には、余弦直角重付器(Cn2)643の余弦直角重付信号が入力する。乗算器640の出力信号に、前記の重み付け(Cn2)がされて、乗算器644の出力信号となる。乗算器644の出力信号は、乗算器648の第1入力に入力する。
乗算器646の第2入力には、余弦水平重付器(Ch2)645の余弦水平重付信号が入力する。乗算器640の出力信号に、前記の重み付け(Ch2)がされて、乗算器646の出力信号となる。乗算器646の出力信号は、乗算器649の第1入力に入力する。
乗算器622の第2入力には、余弦垂直重付器(Cv3)621の余弦垂直重付信号が入力する。乗算器620の出力信号に、前記の重み付け(Cv3)がされて、乗算器622の出力信号となる。乗算器622の出力信号は、乗算器627の第1入力に入力する。
乗算器624の第2入力には、余弦直角重付器(Cn3)623の余弦直角重付信号が入力する。乗算器620の出力信号に、前記の重み付け(Cn3)がされて、乗算器624の出力信号となる。乗算器624の出力信号は、乗算器628の第1入力に入力する。
乗算器626の第2入力には、余弦水平重付器(Ch3)625の余弦水平重付信号が入力する。乗算器620の出力信号に、前記の重み付け(Ch3)がされて、乗算器626の出力信号となる。乗算器626の出力信号は、乗算器629の第1入力に入力する。
乗算器624の第2入力には、余弦直角重付器(Cn3)623の余弦直角重付信号が入力する。乗算器620の出力信号に、前記の重み付け(Cn3)がされて、乗算器624の出力信号となる。乗算器624の出力信号は、乗算器628の第1入力に入力する。
乗算器626の第2入力には、余弦水平重付器(Ch3)625の余弦水平重付信号が入力する。乗算器620の出力信号に、前記の重み付け(Ch3)がされて、乗算器626の出力信号となる。乗算器626の出力信号は、乗算器629の第1入力に入力する。
乗算器652の第2入力には、正弦垂直重付器(Sv1)651の正弦垂直重付信号が入力する。乗算器650の出力信号に、前記の重み付け(Sv1)がされて、乗算器652の出力信号となる。乗算器652の出力信号は、乗算器657の第1入力に入力する。
乗算器654の第2入力には、正弦直角重付器(Sn1)653の正弦直角重付信号が入力する。乗算器650の出力信号に、前記の重み付け(Sn1)がされて、乗算器654の出力信号となる。乗算器654の出力信号は、乗算器658の第1入力に入力する。
乗算器656の第2入力には、正弦水平重付器(Sh1)655の正弦水平重付信号が入力する。乗算器650の出力信号に、前記の重み付け(Sh1)がされて、乗算器656の出力信号となる。乗算器656の出力信号は、乗算器659の第1入力に入力する。
乗算器654の第2入力には、正弦直角重付器(Sn1)653の正弦直角重付信号が入力する。乗算器650の出力信号に、前記の重み付け(Sn1)がされて、乗算器654の出力信号となる。乗算器654の出力信号は、乗算器658の第1入力に入力する。
乗算器656の第2入力には、正弦水平重付器(Sh1)655の正弦水平重付信号が入力する。乗算器650の出力信号に、前記の重み付け(Sh1)がされて、乗算器656の出力信号となる。乗算器656の出力信号は、乗算器659の第1入力に入力する。
乗算器632の第2入力には、正弦垂直重付器(Sv2)631の正弦垂直重付信号が入力する。乗算器630の出力信号に、前記の重み付け(Sv2)がされて、乗算器632の出力信号となる。乗算器632の出力信号は、乗算器637の第1入力に入力する。
乗算器634の第2入力には、正弦直角重付器(Sn2)633の正弦直角重付信号が入力する。乗算器630の出力信号に、前記の重み付け(Sn2)がされて、乗算器634の出力信号となる。乗算器634の出力信号は、乗算器638の第1入力に入力する。
乗算器636の第2入力には、正弦水平重付器(Sh2)635の正弦水平重付信号が入力する。乗算器630の出力信号に、前記の重み付け(Sh2)がされて、乗算器636の出力信号となる。乗算器636の出力信号は、乗算器639の第1入力に入力する。
乗算器634の第2入力には、正弦直角重付器(Sn2)633の正弦直角重付信号が入力する。乗算器630の出力信号に、前記の重み付け(Sn2)がされて、乗算器634の出力信号となる。乗算器634の出力信号は、乗算器638の第1入力に入力する。
乗算器636の第2入力には、正弦水平重付器(Sh2)635の正弦水平重付信号が入力する。乗算器630の出力信号に、前記の重み付け(Sh2)がされて、乗算器636の出力信号となる。乗算器636の出力信号は、乗算器639の第1入力に入力する。
乗算器612の第2入力には、正弦垂直重付器(Sv3)611の正弦垂直重付信号が入力する。乗算器610の出力信号に、前記の重み付け(Sv3)がされて、乗算器612の出力信号となる。乗算器612の出力信号は、乗算器617の第1入力に入力する。
乗算器614の第2入力には、正弦直角重付器(Sn3)613の正弦直角重付信号が入力する。乗算器610の出力信号に、前記の重み付け(Sn3)がされて、乗算器614の出力信号となる。乗算器614の出力信号は、乗算器618の第1入力に入力する。
乗算器616の第2入力には、正弦水平重付器(Sh3)615の正弦水平重付信号が入力する。乗算器610の出力信号に、前記の重み付け(Sh3)がされて、乗算器616の出力信号となる。乗算器616の出力信号は、乗算器619の第1入力に入力する。
乗算器614の第2入力には、正弦直角重付器(Sn3)613の正弦直角重付信号が入力する。乗算器610の出力信号に、前記の重み付け(Sn3)がされて、乗算器614の出力信号となる。乗算器614の出力信号は、乗算器618の第1入力に入力する。
乗算器616の第2入力には、正弦水平重付器(Sh3)615の正弦水平重付信号が入力する。乗算器610の出力信号に、前記の重み付け(Sh3)がされて、乗算器616の出力信号となる。乗算器616の出力信号は、乗算器619の第1入力に入力する。
なお、以上の余弦垂直重付器(Cv3,Cv2,Cv1)621,641,661、正弦垂直重付器(Sv3,Sv2,Sv1)611,631,651、余弦直角重付器(Cn3,Cn2,Cn1)623,643,663は、ベースバンド回路(BB)690によって制御される。
乗算器617,618,619,627,628,629,637,638,639,647,648,649,657,658,659,667,668,669のそれぞれの第2入力には、搬送波発生器679の発生する搬送波(cosωct)が入力している。そして、それらの第1入力に入力した各信号に搬送波(cosωct)を重畳(変調、アップコンバート)する。
乗算器667、乗算器647、乗算器627のそれぞれの出力信号を合成器689の第1入力、第2入力、第3入力にそれぞれ入力する。合成器689は、三つの入力を合成して出力する。この出力信号は、合成器687の第1入力に入力する。
乗算器668、乗算器648、乗算器628のそれぞれの出力信号を合成器686の第1入力、第2入力、第3入力にそれぞれ入力する。合成器686は、三つの入力を合成して出力する。この出力信号は、合成器684の第1入力に入力する。
乗算器669、乗算器649、乗算器629のそれぞれの出力信号を合成器683の第1入力、第2入力、第3入力にそれぞれ入力する。合成器683は、三つの入力を合成して出力する。この出力信号は、合成器681の第1入力に入力する。
乗算器668、乗算器648、乗算器628のそれぞれの出力信号を合成器686の第1入力、第2入力、第3入力にそれぞれ入力する。合成器686は、三つの入力を合成して出力する。この出力信号は、合成器684の第1入力に入力する。
乗算器669、乗算器649、乗算器629のそれぞれの出力信号を合成器683の第1入力、第2入力、第3入力にそれぞれ入力する。合成器683は、三つの入力を合成して出力する。この出力信号は、合成器681の第1入力に入力する。
乗算器657、乗算器637、乗算器617のそれぞれの出力信号を合成器688の第1入力、第2入力、第3入力にそれぞれ入力する。合成器688は、三つの入力を合成して出力する。この出力信号は、合成器687の第2入力に入力する。
乗算器658、乗算器638、乗算器618のそれぞれの出力信号を合成器685の第1入力、第2入力、第3入力にそれぞれ入力する。合成器685は、三つの入力を合成して出力する。この出力信号は、合成器684の第2入力に入力する。
乗算器659、乗算器639、乗算器619のそれぞれの出力信号を合成器682の第1入力、第2入力、第3入力にそれぞれ入力する。合成器682は、三つの入力を合成して出力する。この出力信号は、合成器681の第2入力に入力する。
乗算器658、乗算器638、乗算器618のそれぞれの出力信号を合成器685の第1入力、第2入力、第3入力にそれぞれ入力する。合成器685は、三つの入力を合成して出力する。この出力信号は、合成器684の第2入力に入力する。
乗算器659、乗算器639、乗算器619のそれぞれの出力信号を合成器682の第1入力、第2入力、第3入力にそれぞれ入力する。合成器682は、三つの入力を合成して出力する。この出力信号は、合成器681の第2入力に入力する。
合成器687は、合成器689の出力信号と、合成器688の出力信号とを合成する。合成器687は、この合成した出力信号を第1のアンテナ(V)691に出力する。
合成器684は、合成器686の出力信号と、合成器685の出力信号とを合成する。合成器684は、この合成した出力信号を第3のアンテナ(N)692に出力する。
合成器681は、合成器683の出力信号と、合成器682の出力信号とを合成する。合成器681は、この合成した出力信号を第2のアンテナ(H)693に出力する。
合成器684は、合成器686の出力信号と、合成器685の出力信号とを合成する。合成器684は、この合成した出力信号を第3のアンテナ(N)692に出力する。
合成器681は、合成器683の出力信号と、合成器682の出力信号とを合成する。合成器681は、この合成した出力信号を第2のアンテナ(H)693に出力する。
第1のアンテナ(V)691、第2のアンテナ(H)693、第3のアンテナ(N)692は、それぞれに入力した電気信号を電磁波に変換して、空中に放射する。なお、 第1のアンテナ(V)691、第2のアンテナ(H)693、第3のアンテナ(N)692は、それぞれ偏波を出力するアンテナであって、互いに、空間的に直交して配置される。
<送信機401Tの回路構成と経路による動作と機能の説明>
図9を参照して、前記した回路構成による送信機401Tの動作と機能について説明する。なお、送信機401Tの動作と機能の説明にあたっては、後記する図10で示す受信機401Rとの関係について、適宜、説明する。また、受信機401Rについての詳細は、後記する。
図9を参照して、前記した回路構成による送信機401Tの動作と機能について説明する。なお、送信機401Tの動作と機能の説明にあたっては、後記する図10で示す受信機401Rとの関係について、適宜、説明する。また、受信機401Rについての詳細は、後記する。
《送信機401Tの概略の動作について》
送信機401Tのベースバンド回路(BB)690は、情報信号発生器(ωI)601の出力を時系列的に三分割する。すなわち、あらかじめ定められた時間軸上の一定区間(所定区間)で情報信号発生器(ωI)601を区切り、この所定の区間を三等分し、三分割後の各部分情報信号を得る。そして、引き続く次の一定区間でも同様の処理を行う。三分割された三つの部分の情報信号(ωI)には、互いに直交する送受信機で共有する異なる符号(CC1,CC2,CC3)が重畳され、併せて送信される。
なお、後記する受信機411R(図10)は、異なる符号を用いて送信された三つの部分の情報信号のそれぞれを識別・分離することが可能となる。
送信機401Tのベースバンド回路(BB)690は、情報信号発生器(ωI)601の出力を時系列的に三分割する。すなわち、あらかじめ定められた時間軸上の一定区間(所定区間)で情報信号発生器(ωI)601を区切り、この所定の区間を三等分し、三分割後の各部分情報信号を得る。そして、引き続く次の一定区間でも同様の処理を行う。三分割された三つの部分の情報信号(ωI)には、互いに直交する送受信機で共有する異なる符号(CC1,CC2,CC3)が重畳され、併せて送信される。
なお、後記する受信機411R(図10)は、異なる符号を用いて送信された三つの部分の情報信号のそれぞれを識別・分離することが可能となる。
送信機401Tにおいて、異なる符号(CC1,CC2,CC3)は、それぞれ第1、第2、第3の符号発生器671,673,675によって、発生され、乗算器672,674,676により信号に重畳される。符号が重畳された三つの部分の情報信号のそれぞれには、異なる所定の重みが掛けあわされる。そして、空間的に互いに直交する三つのアンテナにおいて、二つのアンテナの組み合わせによる計3組をそれぞれ用いて、併せて、互いに進行方向が空間的に直交する三つの回転偏波によって空間に放射される。
《送信機401Tの回路構成にそった詳細な動作について》
図9において、ベースバンド回路(BB)690は、情報信号発生器(ωI)601の出力を時系列的に三分割する。すなわち、あらかじめ定められた時間軸上の一定区間(所定区間)で情報信号発生器(ωI)601を区切り、この所定の区間を三等分し、三分割後の各部分情報信号を得て、引き続く次の一定区間でも同様の処理を行う。三分割された三つの部分の情報信号は、それぞれ、乗算器672,674,676に送られる。
乗算器672,674,676において、符号発生器671,673,675でそれぞれ生成された互いに直交する異なる符号CC1,CC2,CC3が、それぞれ前記した三分割された三つの部分の情報信号(ωI)に重畳(拡散)される。なお、互いに直交する異なる符号CC1,CC2,CC3は、後記する受信機401R(図10)で、前記の三つの部分の情報信号のそれぞれを識別・分離するためのものである。
図9において、ベースバンド回路(BB)690は、情報信号発生器(ωI)601の出力を時系列的に三分割する。すなわち、あらかじめ定められた時間軸上の一定区間(所定区間)で情報信号発生器(ωI)601を区切り、この所定の区間を三等分し、三分割後の各部分情報信号を得て、引き続く次の一定区間でも同様の処理を行う。三分割された三つの部分の情報信号は、それぞれ、乗算器672,674,676に送られる。
乗算器672,674,676において、符号発生器671,673,675でそれぞれ生成された互いに直交する異なる符号CC1,CC2,CC3が、それぞれ前記した三分割された三つの部分の情報信号(ωI)に重畳(拡散)される。なお、互いに直交する異なる符号CC1,CC2,CC3は、後記する受信機401R(図10)で、前記の三つの部分の情報信号のそれぞれを識別・分離するためのものである。
符号CC1,CC2,CC3がそれぞれ重畳された乗算器672,674,676の出力信号は、それぞれ二分岐され、一方の信号に回転偏波周波数余弦波(cosωpt)、他方の信号に回転偏波周波数正弦波(sinωpt)が重畳される。この余弦波(cosωpt)と正弦波(sinωpt)をそれぞれ重畳するのは、出力の電磁波において、回転偏波とするためである。符号CC1,CC2,CC3と余弦波、正弦波との組み合わせで合計6種の出力信号が生成される。
例えば、符号CC1と回転偏波周波数余弦波(cosωpt)とが重畳された信号は、三分岐され、乗算器662,664,666において、それぞれ余弦垂直重付器661の余弦垂直重付信号(Cv1)、余弦直角重付器663の余弦直角重付信号(Cn1)、余弦水平重付器665の余弦水平重付信号(Ch1)によって重みづけされる。
また、符号CC1と回転偏波周波数正弦波(sinωpt)とが重畳された信号は、三分岐され、乗算器652,654,656において、それぞれ正弦垂直重付器651の正弦垂直重付信号(Sv1)、正弦直角重付器653の正弦直角重付信号(Sn1)、正弦水平重付器655の正弦水平重付信号(Sh1)によって重みづけされる。
また、符号CC1と回転偏波周波数正弦波(sinωpt)とが重畳された信号は、三分岐され、乗算器652,654,656において、それぞれ正弦垂直重付器651の正弦垂直重付信号(Sv1)、正弦直角重付器653の正弦直角重付信号(Sn1)、正弦水平重付器655の正弦水平重付信号(Sh1)によって重みづけされる。
なお、符号CC2、符号CC3が重畳された信号についても、余弦垂直重付信号(Cv2,Cv3)、余弦直角重付信号(Cn2,Cn3)、余弦水平重付信号(Ch2,Ch3)によってそれぞれ重みづけされる。
また、前記の重みづけされた計18種(3×2×3)の信号には、それぞれ搬送波発生器679の発生する搬送波(cosωct)によって、各信号に搬送波(cosωct)が重畳(変調、アップコンバート)される。
搬送波によって変調された計18種の信号は、合成器681,682,683,684,685,686,687,688,689によって、組み合わされ、空間的に互いに直交する二つの直交するアンテナの三つの組のそれぞれを用いて、同時に互いに進行方向が空間的に直交する三つの回転偏波によって空間に放射される。
また、前記の重みづけされた計18種(3×2×3)の信号には、それぞれ搬送波発生器679の発生する搬送波(cosωct)によって、各信号に搬送波(cosωct)が重畳(変調、アップコンバート)される。
搬送波によって変調された計18種の信号は、合成器681,682,683,684,685,686,687,688,689によって、組み合わされ、空間的に互いに直交する二つの直交するアンテナの三つの組のそれぞれを用いて、同時に互いに進行方向が空間的に直交する三つの回転偏波によって空間に放射される。
《送受信点間の電磁波と受信機について》
以下は、送信機401Tについてではなく、送受信点間の電磁波と受信機(例えば411R:図10)についての概要であるが、送信機401Tが何故に前記の構成をとっているかをわかりやすくするために補足説明をする。
以下は、送信機401Tについてではなく、送受信点間の電磁波と受信機(例えば411R:図10)についての概要であるが、送信機401Tが何故に前記の構成をとっているかをわかりやすくするために補足説明をする。
三つの直交する回転偏波は、送受信点間に存在する電磁波散乱体によって反射され、一般に送信時に保有していた直交関係を崩されて受信点に到達し、受信される。受信機は、空間的に直交する三つの受信アンテナを用いて送信機と共有する異なる符号(CC1,CC2,CC3)によって、三つの回転偏波の到来方向を識別することができる。
送信機から放射される各回転偏波は、一般に進行方向が異なる偏波の回転軌跡が楕円偏波となって受信機に到来する。受信して、抽出された各回転偏波の偏波の時間軸上の軌跡を追うことで、該回転偏波の偏波回転面のベクトル(偏波面回転ベクトル)を求めることができる。
送信機から放射される各回転偏波は、一般に進行方向が異なる偏波の回転軌跡が楕円偏波となって受信機に到来する。受信して、抽出された各回転偏波の偏波の時間軸上の軌跡を追うことで、該回転偏波の偏波回転面のベクトル(偏波面回転ベクトル)を求めることができる。
得られた三つの偏波回転面のベクトルにより、三つの回転偏波の受信波における合成関係を知ることができる。すなわち、三つの回転偏波面に垂直な三つのベクトルは、送信機と共有する互いに直交する三つの符号を用いて、3種類得られ、これらを並べることにより3×3の行列を得る。
送信機401Tが三分割した情報信号に与えた重みを受信機が知っていれば、この合成関係により各回転偏波で伝送された三分割されている情報信号の再合成が可能となる。
送信機401Tが三分割した情報信号に与えた重みを受信機が知っていれば、この合成関係により各回転偏波で伝送された三分割されている情報信号の再合成が可能となる。
例えば、送信機401Tの余弦垂直重付器(Cv1,Cv2,Cv3)、余弦直角重付器(Cn1,Cn2,Cn3)、余弦水平重付器(Ch1,Ch2,Ch3)、正弦垂直重付器(Sv1,Sv2,Sv3)、正弦直角重付器(Sn1,Sn2,Sn3)、正弦水平重付器(Sh1,Sh2,Sh3)の重みがすべて1である場合とする。このとき受信機は、得られた3×3行列の逆行列を空間的に直交する二つのアンテナの異なる三つの組の各出力に掛け合わせることにより、送信された三つの部分情報信号を復元することができる。
余弦垂直重付器、余弦直角重付器、余弦水平重付器、正弦垂直重付器、正弦直角重付器、正弦水平重付器の重みがわかっていれば、3×3行列の逆行列を二つのアンテナの異なる三つの組の各出力に掛け合わせて得られる3出力に、更に、余弦垂直重付器、余弦直角重付器、余弦水平重付器、正弦垂直重付器、正弦直角重付器、正弦水平重付器の重みを係数とする3×3行列の逆行列を掛け合わせることにより三つの部分情報信号を復元することができる。ただし、余弦垂直重付器、余弦直角重付器、余弦水平重付器と、対応する正弦垂直重付器、正弦直角重付器、正弦水平重付器は等しいとする。
この重みの選択を前記の回転偏波の偏波面回転ベクトルとすれば、このベクトルは、一般の電波環境下に置かれた特定の送受信点間で固有なものである。そのため、直交する三つの回転偏波を受信可能な受信機において、送信した回転偏波を受信し、三つの偏波面回転ベクトルを求め、この三つの偏波面回転ベクトル自体を三分割した情報信号に与える重みとすることによって、外部者が知りえない重み係数により伝送すべき情報信号を分割再合成できる。
すなわち、情報信号を秘匿して無線伝送することが可能となる。
すなわち、情報信号を秘匿して無線伝送することが可能となる。
≪第10実施形態≫
本発明の第10実施形態では、回転偏波を用い、情報信号を秘匿して伝送する無線システムの受信機の構成例を、図10を参照して説明する。
図10は、本発明の第10実施形態に係る無線システムの受信機の構成例を示す図である。
本発明の第10実施形態では、回転偏波を用い、情報信号を秘匿して伝送する無線システムの受信機の構成例を、図10を参照して説明する。
図10は、本発明の第10実施形態に係る無線システムの受信機の構成例を示す図である。
<受信機411Rの構成>
受信機411Rは、第1のアンテナ(V)591と、第2のアンテナ(H)593と、第3のアンテナ(N)592と、乗算器510~576までの計45の乗算器と、合成器580,581,582,583,584,585,586,587,588,589と、を備えている。
受信機411Rは、第1のアンテナ(V)591と、第2のアンテナ(H)593と、第3のアンテナ(N)592と、乗算器510~576までの計45の乗算器と、合成器580,581,582,583,584,585,586,587,588,589と、を備えている。
また、受信機411Rは、さらに、ローカル発生器(cosωct)579と、回転偏波周波数余弦波発生器(cosωpt)577と、回転偏波周波数正弦波発生器(sinωpt)578と、余弦垂直重付器(Cv3,Cv2,Cv1)521,541,561と、正弦垂直重付器(Sv3,Sv2,Sv1)511,531,551と、余弦直角重付器(Cn3,Cn2,Cn1)523,543,563と、正弦直角重付器(Sn3,Sn2,Sn1)513,533,553と、余弦水平重付器(Ch3,Ch2,Ch1)525,545,565と、正弦水平重付器(Sh3,Sh2,Sh1)515,535,555と、符号発生器(CC1,CC2,CC3)571,573,575と、符号循環器507,508,509、ベースバンド回路(BB)590と、受信信号復調器(ωI)501と、を備え、以上により、構成されている。なお、受信信号復調器(ωI)501は、ベースバンド回路(BB)590に含まれている。
《受信機411Rの構成要素の概略の機能》
以上において、第1のアンテナ(V)591、第2のアンテナ(H)593、第3のアンテナ(N)592、回転偏波周波数余弦波発生器(cosωpt)577、回転偏波周波数正弦波発生器(sinωpt)578、余弦垂直重付器(Cv3,Cv2,Cv1)、正弦垂直重付器(Sv3,Sv2,Sv1)、余弦直角重付器(Cn3,Cn2,Cn1)、正弦直角重付器(Sn3,Sn2,Sn1)、余弦水平重付器(Ch3,Ch2,Ch1)、正弦水平重付器(Sh3,Sh2,Sh1)は、図9の対応するそれぞれの機能、動作と概ね同一であるので、重複する説明は省略する。
以上において、第1のアンテナ(V)591、第2のアンテナ(H)593、第3のアンテナ(N)592、回転偏波周波数余弦波発生器(cosωpt)577、回転偏波周波数正弦波発生器(sinωpt)578、余弦垂直重付器(Cv3,Cv2,Cv1)、正弦垂直重付器(Sv3,Sv2,Sv1)、余弦直角重付器(Cn3,Cn2,Cn1)、正弦直角重付器(Sn3,Sn2,Sn1)、余弦水平重付器(Ch3,Ch2,Ch1)、正弦水平重付器(Sh3,Sh2,Sh1)は、図9の対応するそれぞれの機能、動作と概ね同一であるので、重複する説明は省略する。
また、図10における乗算器、合成器、ローカル発生器(cosωct)579、符号発生器(CC1,CC2,CC3)は、図9における乗算器、合成器、搬送波発生器(cosωct)679、符号発生器(CC1,CC2,CC3)に、それぞれ対応する機能を有している。
図10におけるベースバンド回路(BB)590は、図9におけるベースバンド回路(BB)690に概ね対応するが、ベースバンド回路(BB)590に受信信号復調器(ωI)501を含むこと、また、具体的な制御や演算は図9におけるベースバンド回路(BB)690とは異なる。
また、図10における符号循環器507,508,509は、図1における符号循環器17、18と同じような機能を有する。
図10におけるベースバンド回路(BB)590は、図9におけるベースバンド回路(BB)690に概ね対応するが、ベースバンド回路(BB)590に受信信号復調器(ωI)501を含むこと、また、具体的な制御や演算は図9におけるベースバンド回路(BB)690とは異なる。
また、図10における符号循環器507,508,509は、図1における符号循環器17、18と同じような機能を有する。
《受信機411Rの各要素の接続構成について》
第1のアンテナ(V)591と第3のアンテナ(N)592と第2のアンテナ(H)593からそれぞれ入射した電磁波は、それぞれ電気信号に変換される。第1のアンテナ(V)591からの受信信号は、分岐されて、乗算器517,527,537,547,557,567のそれぞれの第1入力に入力する。第3のアンテナ(N)592からの受信信号は、分岐されて、乗算器518,528,538,548,558,568のそれぞれの第1入力に入力する。第2のアンテナ(H)593からの受信信号は、分岐されて、乗算器519,529,539,549,559,569のそれぞれの第1入力に入力する。
第1のアンテナ(V)591と第3のアンテナ(N)592と第2のアンテナ(H)593からそれぞれ入射した電磁波は、それぞれ電気信号に変換される。第1のアンテナ(V)591からの受信信号は、分岐されて、乗算器517,527,537,547,557,567のそれぞれの第1入力に入力する。第3のアンテナ(N)592からの受信信号は、分岐されて、乗算器518,528,538,548,558,568のそれぞれの第1入力に入力する。第2のアンテナ(H)593からの受信信号は、分岐されて、乗算器519,529,539,549,559,569のそれぞれの第1入力に入力する。
乗算器517,518,519,527,528,529,537,538,539,547,548,549,557,558,559,567,568,569のそれぞれの第2入力には、ローカル発生器579の出力信号(cosωct)が入力し、それぞれの受信信号から搬送波(cosωct)成分を取り除く。
乗算器567の出力信号は、乗算器562の第1入力に入力する。乗算器562の第2入力には、余弦垂直重付器(Cv1)561の重み付け信号Cv1が入力して掛けられる。乗算器562の出力信号は、合成器586の第1入力に入力する。
乗算器568の出力信号は、乗算器564の第1入力に入力する。乗算器564の第2入力には、余弦直角重付器(Cn1)563の重み付け信号Cn1が入力して掛けられる。乗算器564の出力信号は、合成器586の第2入力に入力する。
乗算器569の出力信号は、乗算器566の第1入力に入力する。乗算器566の第2入力には、余弦水平重付器(Ch1)565の重み付け信号Ch1が入力して掛けられる。乗算器566の出力信号は、合成器586の第3入力に入力する。
乗算器568の出力信号は、乗算器564の第1入力に入力する。乗算器564の第2入力には、余弦直角重付器(Cn1)563の重み付け信号Cn1が入力して掛けられる。乗算器564の出力信号は、合成器586の第2入力に入力する。
乗算器569の出力信号は、乗算器566の第1入力に入力する。乗算器566の第2入力には、余弦水平重付器(Ch1)565の重み付け信号Ch1が入力して掛けられる。乗算器566の出力信号は、合成器586の第3入力に入力する。
乗算器547の出力信号は、乗算器542の第1入力に入力する。乗算器542の第2入力には、余弦垂直重付器(Cv2)541の重み付け信号Cv2が入力して掛けられる。乗算器542の出力信号は、合成器584の第1入力に入力する。
乗算器548の出力信号は、乗算器544の第1入力に入力する。乗算器544の第2入力には、余弦直角重付器(Cn2)543の重み付け信号Cn2が入力して掛けられる。乗算器544の出力信号は、合成器584の第2入力に入力する。
乗算器549の出力信号は、乗算器546の第1入力に入力する。乗算器546の第2入力には、余弦水平重付器(Ch2)545の重み付け信号Ch2が入力して掛けられる。乗算器546の出力信号は、合成器584の第3入力に入力する。
乗算器548の出力信号は、乗算器544の第1入力に入力する。乗算器544の第2入力には、余弦直角重付器(Cn2)543の重み付け信号Cn2が入力して掛けられる。乗算器544の出力信号は、合成器584の第2入力に入力する。
乗算器549の出力信号は、乗算器546の第1入力に入力する。乗算器546の第2入力には、余弦水平重付器(Ch2)545の重み付け信号Ch2が入力して掛けられる。乗算器546の出力信号は、合成器584の第3入力に入力する。
乗算器527の出力信号は、乗算器522の第1入力に入力する。乗算器522の第2入力には、余弦垂直重付器(Cv3)521の重み付け信号Cv3が入力して掛けられる。乗算器522の出力信号は、合成器582の第1入力に入力する。
乗算器528の出力信号は、乗算器524の第1入力に入力する。乗算器524の第2入力には、余弦直角重付器(Cn3)523の重み付け信号Cn3が入力して掛けられる。乗算器524の出力信号は、合成器582の第2入力に入力する。
乗算器529の出力信号は、乗算器526の第1入力に入力する。乗算器526の第2入力には、余弦水平重付器(Ch3)525の重み付け信号Ch3が入力して掛けられる。乗算器526の出力信号は、合成器582の第3入力に入力する。
乗算器528の出力信号は、乗算器524の第1入力に入力する。乗算器524の第2入力には、余弦直角重付器(Cn3)523の重み付け信号Cn3が入力して掛けられる。乗算器524の出力信号は、合成器582の第2入力に入力する。
乗算器529の出力信号は、乗算器526の第1入力に入力する。乗算器526の第2入力には、余弦水平重付器(Ch3)525の重み付け信号Ch3が入力して掛けられる。乗算器526の出力信号は、合成器582の第3入力に入力する。
乗算器557の出力信号は、乗算器552の第1入力に入力する。乗算器552の第2入力には、正弦垂直重付器(Sv1)551の重み付け信号Sv1が入力して掛けられる。乗算器552の出力信号は、合成器585の第1入力に入力する。
乗算器558の出力信号は、乗算器554の第1入力に入力する。乗算器554の第2入力には、正弦直角重付器(Sn1)553の重み付け信号Sn1が入力して掛けられる。乗算器554の出力信号は、合成器585の第2入力に入力する。
乗算器559の出力信号は、乗算器556の第1入力に入力する。乗算器556の第2入力には、正弦水平重付器(Sh1)555の重み付け信号Sh1が入力して掛けられる。乗算器556の出力信号は、合成器585の第3入力に入力する。
乗算器558の出力信号は、乗算器554の第1入力に入力する。乗算器554の第2入力には、正弦直角重付器(Sn1)553の重み付け信号Sn1が入力して掛けられる。乗算器554の出力信号は、合成器585の第2入力に入力する。
乗算器559の出力信号は、乗算器556の第1入力に入力する。乗算器556の第2入力には、正弦水平重付器(Sh1)555の重み付け信号Sh1が入力して掛けられる。乗算器556の出力信号は、合成器585の第3入力に入力する。
乗算器537の出力信号は、乗算器532の第1入力に入力する。乗算器532の第2入力には、正弦垂直重付器(Sv2)531の重み付け信号Sv2が入力して掛けられる。乗算器532の出力信号は、合成器583の第1入力に入力する。
乗算器538の出力信号は、乗算器534の第1入力に入力する。乗算器534の第2入力には、正弦直角重付器(Sn2)533の重み付け信号Sn2が入力して掛けられる。乗算器534の出力信号は、合成器583の第2入力に入力する。
乗算器539の出力信号は、乗算器536の第1入力に入力する。乗算器536の第2入力には、正弦水平重付器(Sh2)535の重み付け信号Sh2が入力して掛けられる。乗算器536の出力信号は、合成器583の第3入力に入力する。
乗算器538の出力信号は、乗算器534の第1入力に入力する。乗算器534の第2入力には、正弦直角重付器(Sn2)533の重み付け信号Sn2が入力して掛けられる。乗算器534の出力信号は、合成器583の第2入力に入力する。
乗算器539の出力信号は、乗算器536の第1入力に入力する。乗算器536の第2入力には、正弦水平重付器(Sh2)535の重み付け信号Sh2が入力して掛けられる。乗算器536の出力信号は、合成器583の第3入力に入力する。
乗算器517の出力信号は、乗算器512の第1入力に入力する。乗算器512の第2入力には、正弦垂直重付器(Sv3)511の重み付け信号Sv3が入力して掛けられる。乗算器512の出力信号は、合成器581の第1入力に入力する。
乗算器518の出力信号は、乗算器514の第1入力に入力する。乗算器514の第2入力には、正弦直角重付器(Sn3)513の重み付け信号Sn3が入力して掛けられる。乗算器514の出力信号は、合成器581の第2入力に入力する。
乗算器519の出力信号は、乗算器516の第1入力に入力する。乗算器516の第2入力には、正弦水平重付器(Sh3)515の重み付け信号Sh3が入力して掛けられる。乗算器516の出力信号は、合成器581の第3入力に入力する。
乗算器518の出力信号は、乗算器514の第1入力に入力する。乗算器514の第2入力には、正弦直角重付器(Sn3)513の重み付け信号Sn3が入力して掛けられる。乗算器514の出力信号は、合成器581の第2入力に入力する。
乗算器519の出力信号は、乗算器516の第1入力に入力する。乗算器516の第2入力には、正弦水平重付器(Sh3)515の重み付け信号Sh3が入力して掛けられる。乗算器516の出力信号は、合成器581の第3入力に入力する。
合成器586の出力信号は、乗算器560の第1入力に入力する。
合成器585の出力信号は、乗算器550の第1入力に入力する。
合成器584の出力信号は、乗算器540の第1入力に入力する。
合成器583の出力信号は、乗算器530の第1入力に入力する。
合成器582の出力信号は、乗算器520の第1入力に入力する。
合成器581の出力信号は、乗算器510の第1入力に入力する。
合成器585の出力信号は、乗算器550の第1入力に入力する。
合成器584の出力信号は、乗算器540の第1入力に入力する。
合成器583の出力信号は、乗算器530の第1入力に入力する。
合成器582の出力信号は、乗算器520の第1入力に入力する。
合成器581の出力信号は、乗算器510の第1入力に入力する。
乗算器560、乗算器540、乗算器520のそれぞれの第2入力には、回転偏波周波数余弦波発生器577の回転偏波余弦波(cosωpt)が入力して、それぞれの第1入力に入力していた受信信号にcosωptが重畳(ダウンコンバート)される。
乗算器550、乗算器530、乗算器510のそれぞれの第2入力には、回転偏波周波数正弦波発生器578の回転偏波正弦波(sinωpt)が入力して、それぞれの第1入力に入力していた受信信号にsinωptが重畳(ダウンコンバート)される。
乗算器550、乗算器530、乗算器510のそれぞれの第2入力には、回転偏波周波数正弦波発生器578の回転偏波正弦波(sinωpt)が入力して、それぞれの第1入力に入力していた受信信号にsinωptが重畳(ダウンコンバート)される。
合成器589は、乗算器560の出力信号と乗算器550の出力信号とを合成し、その合成した出力信号を乗算器572の第1入力に入力する。
合成器588は、乗算器540の出力信号と乗算器530の出力信号とを合成し、その合成した出力信号を乗算器574の第1入力に入力する。
合成器587は、乗算器520の出力信号と乗算器510の出力信号とを合成し、その合成した出力信号を乗算器576の第1入力に入力する。
合成器588は、乗算器540の出力信号と乗算器530の出力信号とを合成し、その合成した出力信号を乗算器574の第1入力に入力する。
合成器587は、乗算器520の出力信号と乗算器510の出力信号とを合成し、その合成した出力信号を乗算器576の第1入力に入力する。
第1の送信符号発生器(CC1)571の出力の符号は、符号循環器507に入力している。符号循環器507の出力信号は、乗算器572の第2入力に入力している。前記したように、乗算器572の第1入力には、合成器589の出力信号が入力している。
乗算器572を用いて、第1の送信符号発生器(CC1)571の出力が符号循環器507により相関計算結果が最大となるように掛けあわせる。
乗算器572の出力信号は、合成器580の第1入力に入力する。
乗算器572を用いて、第1の送信符号発生器(CC1)571の出力が符号循環器507により相関計算結果が最大となるように掛けあわせる。
乗算器572の出力信号は、合成器580の第1入力に入力する。
第2の符号発生器(CC2)573の出力の符号は、符号循環器508に入力している。符号循環器508の出力信号は、乗算器574の第2入力に入力している。前記したように、乗算器574の第1入力には、合成器588の出力信号が入力している。
乗算器574を用いて、第2の符号発生器(CC2)573の出力が符号循環器508により相関計算結果が最大となるように掛けあわせる。
乗算器574の出力信号は、合成器580の第2入力に入力する。
乗算器574を用いて、第2の符号発生器(CC2)573の出力が符号循環器508により相関計算結果が最大となるように掛けあわせる。
乗算器574の出力信号は、合成器580の第2入力に入力する。
第3の符号発生器(CC3)575の出力の符号は、符号循環器509に入力している。符号循環器509の出力信号は、乗算器576の第2入力に入力している。前記したように、乗算器576の第1入力には、合成器587の出力信号が入力している。
乗算器576を用いて、第3の符号発生器(CC3)575の出力が符号循環器509により相関計算結果が最大となるように掛けあわせる。
乗算器576の出力信号は、合成器580の第3入力に入力する。
乗算器576を用いて、第3の符号発生器(CC3)575の出力が符号循環器509により相関計算結果が最大となるように掛けあわせる。
乗算器576の出力信号は、合成器580の第3入力に入力する。
合成器580は、乗算器572、乗算器574、乗算器576のそれぞれの出力信号を合成して、ベースバンド回路590に備えられた受信信号復調器(ωI)501に入力する。受信信号復調器(ωI)501は、受信信号を復調して、送信機(401T:図9)からの情報信号(ωI)を再現する。
なお、ベースバンド回路590は、余弦垂直重付器(Cv3,Cv2,Cv1)521,541,561、正弦垂直重付器(Sv3,Sv2,Sv1)511,531,551、余弦直角重付器(Cn3,Cn2,Cn1)523,543,563、正弦直角重付器(Sn3,Sn2,Sn1)513,533,553、余弦水平重付器(Ch3,Ch2,Ch1)525,545,565、正弦水平重付器(Sh3,Sh2,Sh1)515,535,555、符号循環器507,508,509、を制御する。
なお、ベースバンド回路590は、余弦垂直重付器(Cv3,Cv2,Cv1)521,541,561、正弦垂直重付器(Sv3,Sv2,Sv1)511,531,551、余弦直角重付器(Cn3,Cn2,Cn1)523,543,563、正弦直角重付器(Sn3,Sn2,Sn1)513,533,553、余弦水平重付器(Ch3,Ch2,Ch1)525,545,565、正弦水平重付器(Sh3,Sh2,Sh1)515,535,555、符号循環器507,508,509、を制御する。
《受信機411Rの機能動作について》
図10で示した第10実施形態に係る受信機411Rの構成は、図9で示した第9実施形態に係る送信機401Tの構成に対応するものである。受信機411Rは、送信機401Tが送信時に各回転偏波に重畳した異なる重み付け符号と、さらに異なる三つの符号(CC1,CC2,CC3)とを、到来する回転偏波に重畳し、到来した合成波より一つの回転偏波を抽出する。
図10で示した第10実施形態に係る受信機411Rの構成は、図9で示した第9実施形態に係る送信機401Tの構成に対応するものである。受信機411Rは、送信機401Tが送信時に各回転偏波に重畳した異なる重み付け符号と、さらに異なる三つの符号(CC1,CC2,CC3)とを、到来する回転偏波に重畳し、到来した合成波より一つの回転偏波を抽出する。
受信機411Rは、空間的に直交する三つの受信アンテナ(V,N,H)591,592,593が電気信号に変換した各出力を二分岐して6種の受信信号を得る。これらの6種の受信信号を、さらに、それぞれ3分割して、計18種(3×2×3)の受信信号を、それぞれにローカル発生器579の出力(cosωct)によってダウンコンバートする。
これらのダウンコンバートされた受信信号に、それぞれ、余弦垂直重付器(Cv1,Cv2,CV3)、余弦直角重付器(Cn1,Cn2,Cn3)、余弦水平重付器(Ch1,Ch2,Ch3)、正弦垂直重付器(Sv1,Sv2,Sv3)、正弦直角重付器(Sn1,Sn2,Sn3)、正弦水平重付器(Sh1,Sh2,Sh3)のそれぞれの重み付け信号を掛けあわせる。
これらのダウンコンバートされた受信信号に、それぞれ、余弦垂直重付器(Cv1,Cv2,CV3)、余弦直角重付器(Cn1,Cn2,Cn3)、余弦水平重付器(Ch1,Ch2,Ch3)、正弦垂直重付器(Sv1,Sv2,Sv3)、正弦直角重付器(Sn1,Sn2,Sn3)、正弦水平重付器(Sh1,Sh2,Sh3)のそれぞれの重み付け信号を掛けあわせる。
これらの各受信信号において、余弦垂直重付器(Cv1)、余弦直角重付器(Cn1)、余弦水平重付器(Ch1)のそれぞれの重み付け信号を掛けあわされた各信号は、合成器586で合成され、回転偏波周波数余弦波発生器577の回転偏波余弦波(cosωpt)によって、それぞれダウンコンバートされる。
また、正弦垂直重付器(Sv1)、正弦直角重付器(Sn1)、正弦水平重付器(Sh1)のそれぞれの重み付け信号を掛け合わされた各信号は、合成器585で合成され、回転偏波周波数正弦波発生器578の回転偏波正弦波(sinωpt)によって、それぞれダウンコンバートされる。
これら回転偏波余弦波(cosωpt)と回転偏波正弦波(sinωpt)とによって、それぞれダウンコンバートされた信号は、合成器589で合成される。
また、正弦垂直重付器(Sv1)、正弦直角重付器(Sn1)、正弦水平重付器(Sh1)のそれぞれの重み付け信号を掛け合わされた各信号は、合成器585で合成され、回転偏波周波数正弦波発生器578の回転偏波正弦波(sinωpt)によって、それぞれダウンコンバートされる。
これら回転偏波余弦波(cosωpt)と回転偏波正弦波(sinωpt)とによって、それぞれダウンコンバートされた信号は、合成器589で合成される。
この合成器589で合成された信号は、第1の送信符号発生器(CC1)571と符号循環器507と乗算器572とによって、送信機401Tが符号CC1を用いて送信した信号を抽出することができる。
また、余弦垂直重付器(Cv1)561、余弦直角重付器(Cn1)563、余弦水平重付器(Ch1)565、正弦垂直重付器(Sv1)551、正弦直角重付器(Sn1)553、正弦水平重付器(Sh1)555のそれぞれの重みをベースバンド回路(BB)590の制御信号によって変化させることにより、送信機401Tが符号CC1を用いて、空間的に直交する二つのアンテナの組によって送信された回転偏波の偏波の軌跡を調べることができる。
また、余弦垂直重付器(Cv1)561、余弦直角重付器(Cn1)563、余弦水平重付器(Ch1)565、正弦垂直重付器(Sv1)551、正弦直角重付器(Sn1)553、正弦水平重付器(Sh1)555のそれぞれの重みをベースバンド回路(BB)590の制御信号によって変化させることにより、送信機401Tが符号CC1を用いて、空間的に直交する二つのアンテナの組によって送信された回転偏波の偏波の軌跡を調べることができる。
すなわち、ベースバンド回路(BB)590は、余弦垂直重付器(Cv1)、余弦直角重付器(Cn1)、余弦水平重付器(Ch1)、正弦垂直重付器(Sv1)、正弦直角重付器(Sn1)、正弦水平重付器(Sh1)の重みを調整することによって、送信機401Tが符号CC1を用いて送信した信号の抽出結果が原理的にゼロとなるベクトルの方向、つまり、偏波回転面ベクトルの方向と一致する方向を見つけることができる。この方向は、ベースバンド回路(BB)590が余弦直角重付器(Cn1)、余弦水平重付器(Ch1)、正弦垂直重付器(Sv1)、正弦直角重付器(Sn1)、正弦水平重付器(Sh1)の重みより、直接、計算が可能である。
同様に、余弦垂直重付器(Cv2)541、余弦直角重付器(Cn2)543、余弦水平重付器(Ch2)545、正弦垂直重付器(Sv2)531、正弦直角重付器(Sn2)533、正弦水平重付器(Sh2)535のそれぞれの重みを用いて、合成器588で合成された信号は、第2の符号発生器(CC2)573と符号循環器508と乗算器574とによって、送信機401Tが符号CC2を用いて送信した信号を抽出することができる。
また、送信機が用いた空間的に直交する二つのアンテナの異なる組を用いて送信した回転偏波の偏波回転ベクトルの到来方向が得られる。
また、送信機が用いた空間的に直交する二つのアンテナの異なる組を用いて送信した回転偏波の偏波回転ベクトルの到来方向が得られる。
同様に、余弦垂直重付器(Cv3)521、余弦直角重付器(Cn3)523、余弦水平重付器(Ch3)525、正弦垂直重付器(Sv3)511、正弦直角重付器(Sn3)513、正弦水平重付器(Sh3)515のそれぞれの重みを用いて、合成器587で合成された信号は、第3の符号発生器(CC3)575と符号循環器509と乗算器576とによって、送信機401Tが符号CC3を用いて送信した信号を抽出することができる。
また、送信機が用いた空間的に直交する二つのアンテナの異なる組を用いて送信した回転偏波の偏波回転ベクトルの到来方向が得られる。
また、送信機が用いた空間的に直交する二つのアンテナの異なる組を用いて送信した回転偏波の偏波回転ベクトルの到来方向が得られる。
以上の異なる回転偏波の偏波回転ベクトルの到来方向を得ることによって、これらのベクトルを並べて3×3の行列を構成する。
ベースバンド回路(BB)590が、余弦垂直重付器(Cv1,Cv2,CV3)、余弦直角重付器(Cn1,Cn2,Cn3)、余弦水平重付器(Ch1,Ch2,Ch3)、正弦垂直重付器(Sv1,Sv2,Sv3)、正弦直角重付器(Sn1,Sn2,Sn3)、正弦水平重付器(Sh1,Sh2,Sh3)のそれぞれの重みを調節する。
そして、三つの受信アンテナ(V,N,H)591,592,593から得られる空間に直交する二つのアンテナの組のそれぞれの出力が直接、符号循環器507と送信符号発生器571、符号循環器508と送信符号発生器573、符号循環器509と送信符号発生器575の各組の動作に適応されるようにする。これによって、それぞれ抽出された三つの回転偏波で伝送された三つの受信信号に、前記のように得られていた3×3の行列の逆行列を掛け合わせることで、送信機が送信した三つの部分情報信号を分離・抽出することができる。
ベースバンド回路(BB)590が、余弦垂直重付器(Cv1,Cv2,CV3)、余弦直角重付器(Cn1,Cn2,Cn3)、余弦水平重付器(Ch1,Ch2,Ch3)、正弦垂直重付器(Sv1,Sv2,Sv3)、正弦直角重付器(Sn1,Sn2,Sn3)、正弦水平重付器(Sh1,Sh2,Sh3)のそれぞれの重みを調節する。
そして、三つの受信アンテナ(V,N,H)591,592,593から得られる空間に直交する二つのアンテナの組のそれぞれの出力が直接、符号循環器507と送信符号発生器571、符号循環器508と送信符号発生器573、符号循環器509と送信符号発生器575の各組の動作に適応されるようにする。これによって、それぞれ抽出された三つの回転偏波で伝送された三つの受信信号に、前記のように得られていた3×3の行列の逆行列を掛け合わせることで、送信機が送信した三つの部分情報信号を分離・抽出することができる。
《第9実施形態および第10実施形態の概要の構成・機能・動作》
第10実施形態(図10)に係る受信機411Rと第9実施形態(図9)に係る送信機401Tを具備する無線機の概要の構成・機能・動作について、説明を補足する。
送信機401T(図9)は、空間的に直交する三つのアンテナ(V,H,N)を具備し、偏波が時間と共に回転する空間的に直交する三つの回転偏波で、情報信号を三分割してそれぞれの回転偏波で異なる三つの符号(CC1,CC2,CC3)を重畳し、さらに異なる重み付け符号を重畳して送信する。
受信機411R(図10)は、空間的に直交する三つのアンテナ(V,H,N)を具備し、それぞれの受信信号に異なる重み付け符号を重畳し、さらに異なる三つの符号(CC1,CC2,CC3)を重畳して、それぞれで復号した結果から、回転偏波の回転面ベクトルの方向を計算する。
そして、受信機411Rは、計算で得られた三つの回転面ベクトルの方向を用いて、到来した受信波から、三つの回転偏波で伝送された送信機401Tにより分割されていた三つの情報信号を再合成する。
第10実施形態(図10)に係る受信機411Rと第9実施形態(図9)に係る送信機401Tを具備する無線機の概要の構成・機能・動作について、説明を補足する。
送信機401T(図9)は、空間的に直交する三つのアンテナ(V,H,N)を具備し、偏波が時間と共に回転する空間的に直交する三つの回転偏波で、情報信号を三分割してそれぞれの回転偏波で異なる三つの符号(CC1,CC2,CC3)を重畳し、さらに異なる重み付け符号を重畳して送信する。
受信機411R(図10)は、空間的に直交する三つのアンテナ(V,H,N)を具備し、それぞれの受信信号に異なる重み付け符号を重畳し、さらに異なる三つの符号(CC1,CC2,CC3)を重畳して、それぞれで復号した結果から、回転偏波の回転面ベクトルの方向を計算する。
そして、受信機411Rは、計算で得られた三つの回転面ベクトルの方向を用いて、到来した受信波から、三つの回転偏波で伝送された送信機401Tにより分割されていた三つの情報信号を再合成する。
物理実体である電磁波の偏波の自由度は3である。直交する三つの回転偏波を用いて送信を行うと、受信も三つの回転偏波として得られる。
これら三つの回転偏波は、必ずしも直交しないが、その偏波回転面ベクトルは受信点での偏波軌跡の観測より計算可能である。
送信に用いる三つの直交する回転偏波が異なる符号(CC1,CC2,CC3)と異なる重み付け符号を用いれば、受信点で前記の符号を用いることによって、送信された各回転偏波の偏波回転面ベクトルを個別に分離可能である。そして、分離後の三つの偏波回転面ベクトルを用いて、受信点に到来する三つの回転偏波を分離することができる。
そのため、送信機401Tが伝送すべき情報信号を三分割して直交する三つの回転偏波を用いてそれぞれを伝送すれば、受信機411Rは、それぞれの情報を個別に再生することができ、それらの情報を再合成することで伝送されるべき情報信号(ωI)を得ることができる。
これら三つの回転偏波は、必ずしも直交しないが、その偏波回転面ベクトルは受信点での偏波軌跡の観測より計算可能である。
送信に用いる三つの直交する回転偏波が異なる符号(CC1,CC2,CC3)と異なる重み付け符号を用いれば、受信点で前記の符号を用いることによって、送信された各回転偏波の偏波回転面ベクトルを個別に分離可能である。そして、分離後の三つの偏波回転面ベクトルを用いて、受信点に到来する三つの回転偏波を分離することができる。
そのため、送信機401Tが伝送すべき情報信号を三分割して直交する三つの回転偏波を用いてそれぞれを伝送すれば、受信機411Rは、それぞれの情報を個別に再生することができ、それらの情報を再合成することで伝送されるべき情報信号(ωI)を得ることができる。
受信点での回転偏波の合成は、受信点での各回転偏波の偏波回転面ベクトルであり、各受信点固有であるため、その受信点にいない外部者は知ることか出来ない。したがって、送信機401Tが用いる各偏波を識別する符号(CC1,CC2,CC3)を外部者が知っていたとしても、受信点における三つの回転偏波で伝送された信号の再合成をするための三つの回転偏波受信電力の合成比率を知ることはできない。
よって、第9実施形態と第10実施形態による無線システムの手段によっても、極めて安心・安定な情報の秘匿伝送が可能となる。
よって、第9実施形態と第10実施形態による無線システムの手段によっても、極めて安心・安定な情報の秘匿伝送が可能となる。
<第9実施形態および第10実施形態の効果>
第10実施形態に係る受信機411Rと第9実施形態に係る送信機401Tを具備する無線機において、送信機401Tが使用する直交する三つの回転偏波にのせる三分割した情報信号の配分比率を決定する重みを得られた三つの偏波回転面のベクトルとすることにより、当該の無線機を使用する無線システムは、情報の秘匿伝送に必要な重みを互いに無線通信を行う無線機間で自動的に共有することができる。
さらに、前記のベクトルは、一般の電波環境下に置かれた特定の送受信点間で固有なものであるので、外部者が原理的に知りえない固有な重みを用いて情報信号を秘匿して、無線伝送をすることが可能となる。
第10実施形態に係る受信機411Rと第9実施形態に係る送信機401Tを具備する無線機において、送信機401Tが使用する直交する三つの回転偏波にのせる三分割した情報信号の配分比率を決定する重みを得られた三つの偏波回転面のベクトルとすることにより、当該の無線機を使用する無線システムは、情報の秘匿伝送に必要な重みを互いに無線通信を行う無線機間で自動的に共有することができる。
さらに、前記のベクトルは、一般の電波環境下に置かれた特定の送受信点間で固有なものであるので、外部者が原理的に知りえない固有な重みを用いて情報信号を秘匿して、無線伝送をすることが可能となる。
≪第11実施形態≫
本発明の第11実施形態では、回転偏波を用い、情報信号を秘匿して伝送する無線システムの送信機の構成例を、図11を参照して説明する。
図11は、本発明の第11実施形態に係る無線システムの送信機の構成例を示す図である。
本発明の第11実施形態では、回転偏波を用い、情報信号を秘匿して伝送する無線システムの送信機の構成例を、図11を参照して説明する。
図11は、本発明の第11実施形態に係る無線システムの送信機の構成例を示す図である。
図11における送信機402Tの構成で、図9の送信機401Tの構成と異なるのは、第1の正相符号発生器(C1i)701、第1の直交符号発生器(C1q)702、第2の正相符号発生器(C2i)703、第2の直交符号発生器(C2q)704、第3の正相符号発生器(C3i)705、第3の直交符号発生器(C3q)706、乗算器711,712,713,714,721,722,723,724,731,732,733,734、合成器715,716,725,726,735,736である。
これらは、図9における送信機401Tの第1の符号発生器(CC1)671、第2の符号発生器(CC2)673、第3の符号発生器(CC3)675、乗算器672,674,676に置き換わったものである。
これらは、図9における送信機401Tの第1の符号発生器(CC1)671、第2の符号発生器(CC2)673、第3の符号発生器(CC3)675、乗算器672,674,676に置き換わったものである。
図11において、情報信号発生器(ωI)601の出力信号は、分岐されて、乗算器791と乗算器792のそれぞれの第1入力に入力している。
乗算器791の第2入力には、第1の正相符号発生器701の正相符号(C1i)が入力しており、情報信号(ωI)は、正相符号(C1i)が重畳(乗算)することによって、拡散される。
乗算器792の第2入力には、第1の直交符号発生器702の直交符号(C1q)が入力しており、情報信号(ωI)は、直交符号(C1q)が重畳(乗算)することによって、拡散される。
乗算器791の第2入力には、第1の正相符号発生器701の正相符号(C1i)が入力しており、情報信号(ωI)は、正相符号(C1i)が重畳(乗算)することによって、拡散される。
乗算器792の第2入力には、第1の直交符号発生器702の直交符号(C1q)が入力しており、情報信号(ωI)は、直交符号(C1q)が重畳(乗算)することによって、拡散される。
乗算器791の出力信号は二分岐されて、乗算器711と乗算器713のそれぞれ第1入力に入力する。
乗算器792の出力信号は二分岐されて、乗算器712と乗算器714のそれぞれ第1入力に入力する。
乗算器712と乗算器713のそれぞれの第2入力には、回転偏波周波数余弦波発生器677の回転偏波余弦波(cosωpt)が入力しており、それぞれ乗算器792の出力信号と乗算器791の出力信号に回転偏波余弦波(cosωpt)が重畳(乗算)する。
乗算器711と乗算器714のそれぞれの第2入力には、回転偏波周波数正弦波発生器678の回転偏波正弦波(sinωpt)が入力しており、それぞれ乗算器791の出力信号と乗算器792の出力信号に回転偏波余弦波(sinωpt)が重畳(乗算)する。
乗算器792の出力信号は二分岐されて、乗算器712と乗算器714のそれぞれ第1入力に入力する。
乗算器712と乗算器713のそれぞれの第2入力には、回転偏波周波数余弦波発生器677の回転偏波余弦波(cosωpt)が入力しており、それぞれ乗算器792の出力信号と乗算器791の出力信号に回転偏波余弦波(cosωpt)が重畳(乗算)する。
乗算器711と乗算器714のそれぞれの第2入力には、回転偏波周波数正弦波発生器678の回転偏波正弦波(sinωpt)が入力しており、それぞれ乗算器791の出力信号と乗算器792の出力信号に回転偏波余弦波(sinωpt)が重畳(乗算)する。
合成器715は、乗算器711と乗算器712のそれぞれの出力信号を合成して出力する。この出力信号は、三分岐されて、乗算器662,664,666の第1入力に供給される。
合成器716は、乗算器713と乗算器714のそれぞれの出力信号を合成して出力する。この出力信号は、三分岐されて、乗算器652,654,656の第1入力に供給される。
合成器716は、乗算器713と乗算器714のそれぞれの出力信号を合成して出力する。この出力信号は、三分岐されて、乗算器652,654,656の第1入力に供給される。
図11における以上の回路構成は、図9における第1の符号発生器(CC1)671、乗算器650,660で構成される回路に対応している。
同様に、図11における第2の正相符号発生器(C2i)703、第2の直交符号発生器(C2q)704、乗算器721,722,723,724、合成器725,726で構成される回路は、図9における第2の符号発生器(CC2)673、乗算器630,640で構成される回路に対応している。
また、図11における第3の正相符号発生器(C3i)705、第3の直交符号発生器(C3q)705、乗算器731,732,733,734、合成器735,736で構成される回路は、図9における第3の符号発生器(CC3)675、乗算器610,620で構成される回路に対応している。
以上において、事実上、重複する説明は省略する。
また、図11における第3の正相符号発生器(C3i)705、第3の直交符号発生器(C3q)705、乗算器731,732,733,734、合成器735,736で構成される回路は、図9における第3の符号発生器(CC3)675、乗算器610,620で構成される回路に対応している。
以上において、事実上、重複する説明は省略する。
以上の図11の構成によれば、正相符号発生器(C1i,C2i,C3i)701,703,705と直交符号発生器(C1q,C2q,C3q)702,704,705を備えている。これらの構成は。図9においては、符号発生器(CC1,CC2,CC3)671,673,675の機能を拡張して置き換えたものである。すなわち、図11の送信機402Tにおいて、符号のそれぞれに時間的に直交する正相符号と直交符号を持たせ、情報信号(ωI)を重畳(拡散)させている。したがって、図9の送信機401Tの符号のみに比較して、符号を利用する通信方法としては、伝送する情報信号量を倍増させることができる。
<第11実施形態の効果>
第11実施形態によれば、空間的に直交する三つの回転偏波のそれぞれが正相成分と直交性分をもちそれらは時間的に直交しているので、第9実施形態に比較して、送受信間の路線伝搬路を等価的に2倍とすることができる。
すなわち、無線通信容量の拡大に効果がある。
第11実施形態によれば、空間的に直交する三つの回転偏波のそれぞれが正相成分と直交性分をもちそれらは時間的に直交しているので、第9実施形態に比較して、送受信間の路線伝搬路を等価的に2倍とすることができる。
すなわち、無線通信容量の拡大に効果がある。
≪第12実施形態≫
本発明の第12実施形態では、回転偏波を用い、情報信号を秘匿して伝送する無線システムの送信機の構成例を、図12を参照して説明する。
図12は、本発明の第12実施形態に係る無線システムの送信機の構成例を示す図である。
本発明の第12実施形態では、回転偏波を用い、情報信号を秘匿して伝送する無線システムの送信機の構成例を、図12を参照して説明する。
図12は、本発明の第12実施形態に係る無線システムの送信機の構成例を示す図である。
図12における送信機403Tの構成で、図9の送信機401Tの構成と異なるのは、第1のサブキャリア発生器(cosωst)741、第2のサブキャリア発生器(cos2ωst)742、第3のサブキャリア発生器(cos3ωst)743である。これら、第1のサブキャリア発生器(cosωst)741、第2のサブキャリア発生器(cos2ωst)742、第3のサブキャリア発生器(cos3ωst)743は、図9における符号発生器(CC1)671、符号発生器(CC2)673、符号発生器(CC3)675にそれぞれ置き換えたものである。
第1のサブキャリア(cosωst)、第2のサブキャリア(cos2ωst)、第3のサブキャリア発生器(cos3ωst)は、それらの発生するキャリアが互いに直交性を有しているので、これらのサブキャリアを用いて、互いに直交する三つの回転偏波を分離することを利用する送受信機を構成できる。そのため、図9に示した第9実施形態の送信機を用いる無線システムと同等な無線システムを、図12に示した第12実施形態に係る送信機403Tと、それに対応する受信機(不図示)によって互いに直交する三つの回転偏波を分離することを利用する無線システムが構築できる。
<第12実施形態の効果>
第12実施形態によれば、符号ではなく、サブキャリアによって送信時に直交した三つの回転偏波を、受信機において同様のサブキャリアを用いることによって、分離できるので、デジタル信号処理を削減することができる。
そのため、無線システムを構成する無線機(送信機および受信機)を構成する回路の低消費電力化に効果がある。
第12実施形態によれば、符号ではなく、サブキャリアによって送信時に直交した三つの回転偏波を、受信機において同様のサブキャリアを用いることによって、分離できるので、デジタル信号処理を削減することができる。
そのため、無線システムを構成する無線機(送信機および受信機)を構成する回路の低消費電力化に効果がある。
≪第13実施形態≫
本発明の第13実施形態では、回転偏波を用い、情報信号を秘匿して伝送する無線システムの送信機の構成例を、図13を参照して説明する。
図13は、本発明の第13実施形態に係る無線システムの送信機の構成例を示す図である。
本発明の第13実施形態では、回転偏波を用い、情報信号を秘匿して伝送する無線システムの送信機の構成例を、図13を参照して説明する。
図13は、本発明の第13実施形態に係る無線システムの送信機の構成例を示す図である。
図13における送信機404Tの構成で、図9の送信機401Tの構成と異なるのは、同期符号発生器(SC)602と、切替器603を具備したことである。
そして、情報信号発生器(ωI)601の情報信号(ωI)と、同期符号発生器(SC)602の同期符号(SC)とを切替器603で切り替えて、情報信号(ωI)と同期符号(SC)の両者を送信することである。
本(第13)実施形態の無線システムおよび図13における送信機404Tに対応する受信機(不図示)は、送信機404Tの同期符号(SC)と同一の符号を生成する同期符号発生器(不図示)を用いてベースバンド回路(不図示)にて、回転偏波で送信された同期符号(SC)を復号して送受信機の同期をとる。
その他の重複する説明は省略する。
そして、情報信号発生器(ωI)601の情報信号(ωI)と、同期符号発生器(SC)602の同期符号(SC)とを切替器603で切り替えて、情報信号(ωI)と同期符号(SC)の両者を送信することである。
本(第13)実施形態の無線システムおよび図13における送信機404Tに対応する受信機(不図示)は、送信機404Tの同期符号(SC)と同一の符号を生成する同期符号発生器(不図示)を用いてベースバンド回路(不図示)にて、回転偏波で送信された同期符号(SC)を復号して送受信機の同期をとる。
その他の重複する説明は省略する。
<第13実施形態の効果>
第13実施形態によれば、同期符号(SC)を用いることにより、送受信機の同期を確立することができる。そのため、受信機(不図示)が時間軸上の偏波角度のトレースによる計算に求める偏波回転面ベクトルの精度を向上させることができる。また、送信機404Tが3分割して伝送した情報信号の再合成精度の向上効果がある。つまり、通信品質が向上する。
第13実施形態によれば、同期符号(SC)を用いることにより、送受信機の同期を確立することができる。そのため、受信機(不図示)が時間軸上の偏波角度のトレースによる計算に求める偏波回転面ベクトルの精度を向上させることができる。また、送信機404Tが3分割して伝送した情報信号の再合成精度の向上効果がある。つまり、通信品質が向上する。
≪第14実施形態≫
本発明の第14実施形態では、回転偏波を用い、情報信号を秘匿して伝送する無線システムの送信機の構成例を、図14を参照して説明する。
図14は、本発明の第14実施形態に係る無線システムの送信機の構成例を示す図である。
本発明の第14実施形態では、回転偏波を用い、情報信号を秘匿して伝送する無線システムの送信機の構成例を、図14を参照して説明する。
図14は、本発明の第14実施形態に係る無線システムの送信機の構成例を示す図である。
<送信機405Tの構成>
送信機405Tは、ベースバンド回路(BB)990(情報信号発生器(ωI)601を含む)、第1の符号発生器(CC1)813,833,853,913,933,953、第2の符号発生器(CC2)817,837,857,917,937,957、第3の符号発生器(CC3)823,843,863,923,943,963を備えている。
送信機405Tは、ベースバンド回路(BB)990(情報信号発生器(ωI)601を含む)、第1の符号発生器(CC1)813,833,853,913,933,953、第2の符号発生器(CC2)817,837,857,917,937,957、第3の符号発生器(CC3)823,843,863,923,943,963を備えている。
また、送信機405Tは、余弦垂直重付器(Cv1)951,余弦垂直重付器(Cv2)955,余弦垂直重付器(Cv3)961、余弦直角重付器(Cn1)931、余弦直角重付器(Cn2)935、余弦直角重付器(Cn3)941、余弦水平重付器(Ch1)911、余弦水平重付器(Ch2)915、余弦水平重付器(Ch3)921、正弦垂直重付器(Sv1)851、正弦垂直重付器(Sv2)855、正弦垂直重付器(Sv3)861、正弦直角重付器(Sn1)831、正弦直角重付器(Sn2)835、正弦直角重付器(Sn3)841、正弦水平重付器(Sh1)811、正弦水平重付器(Sh2)815、正弦水平重付器(Sh3)821、余弦垂直偏波識別符号発生器(Cv)967、余弦直角偏波識別符号発生器(Cn)947、余弦水平偏波識別符号発生器(Ch)927、正弦垂直偏波識別符号発生器(Sv)867、正弦直角偏波識別符号発生器(Sn)847、正弦水平偏波識別符号発生器(Sh)827を備えている。
また、送信機405Tは、乗算器812~968までの計48の乗算器、合成器810,830,850,910,920,930,940,950,960、回転偏波周波数余弦波発生器(cosωpt)925,945,965、回転偏波周波数正弦波発生器(sinωpt)825,845,865、搬送波発生器(cosωct)820,840,860、第1のアンテナ(V)691、第2のアンテナ(H)693、第3のアンテナ(N)692を備えている。
《送信機405Tの各要素の接続構成について》
送信機405T(図14)において、ベースバンド回路(BB)990に備えられた情報信号発生器(ωI)601の出力信号は、18箇所に分岐され、乗算器812,816,822,832,836,842,852,856,862,912,916,922,932,936,942,952,956,962のそれぞれの第1入力に入力する。
送信機405T(図14)において、ベースバンド回路(BB)990に備えられた情報信号発生器(ωI)601の出力信号は、18箇所に分岐され、乗算器812,816,822,832,836,842,852,856,862,912,916,922,932,936,942,952,956,962のそれぞれの第1入力に入力する。
乗算器952の第2入力には、余弦垂直重付器(Cv1)951の重み付け信号(Cv1)が入力し、情報信号(ωI)に重畳(乗算)される。乗算器952の出力信号は、乗算器954の第1入力に入力する。
乗算器954の第2入力には、第1の符号発生器(CC1)953の送信符号(CC1)が入力し、乗算器952の出力信号に重畳(拡散)される。
乗算器954の出力信号は、合成器950の第1入力に入力する。
乗算器954の第2入力には、第1の符号発生器(CC1)953の送信符号(CC1)が入力し、乗算器952の出力信号に重畳(拡散)される。
乗算器954の出力信号は、合成器950の第1入力に入力する。
乗算器956の第2入力には、余弦垂直重付器(Cv2)955の重み付け信号(Cv2)が入力し、情報信号(ωI)に重畳(乗算)される。乗算器955の出力信号は、乗算器958の第1入力に入力する。
乗算器958の第2入力には、第2の符号発生器(CC2)957の送信符号(CC2)が入力し、乗算器956の出力信号に重畳(拡散)される。
乗算器958の出力信号は、合成器950の第2入力に入力する。
乗算器958の第2入力には、第2の符号発生器(CC2)957の送信符号(CC2)が入力し、乗算器956の出力信号に重畳(拡散)される。
乗算器958の出力信号は、合成器950の第2入力に入力する。
乗算器962の第2入力には、余弦垂直重付器(Cv3)961の重み付け信号(Cv3)が入力し、情報信号(ωI)に重畳(乗算)される。乗算器962の出力信号は、乗算器964の第1入力に入力する。
乗算器964の第2入力には、第3の符号発生器(CC3)963の送信符号(CC3)が入力し、乗算器962の出力信号に重畳(拡散)される。
乗算器964の出力信号は、合成器950の第3入力に入力する。
乗算器964の第2入力には、第3の符号発生器(CC3)963の送信符号(CC3)が入力し、乗算器962の出力信号に重畳(拡散)される。
乗算器964の出力信号は、合成器950の第3入力に入力する。
乗算器852の第2入力には、正弦垂直重付器(Sv1)851の重み付け信号(Sv1)が入力し、情報信号(ωI)に重畳(乗算)される。乗算器852の出力信号は、乗算器854の第1入力に入力する。
乗算器854の第2入力には、第1の符号発生器(CC1)853の送信符号(CC1)が入力し、乗算器852の出力信号に重畳(拡散)される。
乗算器854の出力信号は、合成器850の第1入力に入力する。
乗算器854の第2入力には、第1の符号発生器(CC1)853の送信符号(CC1)が入力し、乗算器852の出力信号に重畳(拡散)される。
乗算器854の出力信号は、合成器850の第1入力に入力する。
乗算器856の第2入力には、正弦垂直重付器(Sv2)855の重み付け信号(Sv2)が入力し、情報信号(ωI)に重畳(乗算)される。乗算器856の出力信号は、乗算器858の第1入力に入力する。
乗算器858の第2入力には、第2の符号発生器(CC2)857の送信符号(CC2)が入力し、乗算器856の出力信号に重畳(拡散)される。
乗算器858の出力信号は、合成器850の第2入力に入力する。
乗算器858の第2入力には、第2の符号発生器(CC2)857の送信符号(CC2)が入力し、乗算器856の出力信号に重畳(拡散)される。
乗算器858の出力信号は、合成器850の第2入力に入力する。
乗算器862の第2入力には、正弦垂直重付器(Sv3)861の重み付け信号(Sv3)が入力し、情報信号(ωI)に重畳(乗算)される。乗算器862の出力信号は、乗算器864の第1入力に入力する。
乗算器864の第2入力には、第3の符号発生器(CC3)863の送信符号(CC3)が入力し、乗算器862の出力信号に重畳(拡散)される。
乗算器864の出力信号は、合成器850の第3入力に入力する。
乗算器864の第2入力には、第3の符号発生器(CC3)863の送信符号(CC3)が入力し、乗算器862の出力信号に重畳(拡散)される。
乗算器864の出力信号は、合成器850の第3入力に入力する。
乗算器932(図14)の第2入力には、余弦直角重付器(Cn1)931の重み付け信号(Cn1)が入力し、情報信号(ωI)に重畳(乗算)される。乗算器932の出力信号は、乗算器934の第1入力に入力する。
乗算器934の第2入力には、第1の符号発生器(CC1)933の送信符号(CC1)が入力し、乗算器932の出力信号に重畳(拡散)される。
乗算器934の出力信号は、合成器930の第1入力に入力する。
乗算器934の第2入力には、第1の符号発生器(CC1)933の送信符号(CC1)が入力し、乗算器932の出力信号に重畳(拡散)される。
乗算器934の出力信号は、合成器930の第1入力に入力する。
乗算器936の第2入力には、余弦直角重付器(Cn2)935の重み付け信号(Cn2)が入力し、情報信号(ωI)に重畳(乗算)される。乗算器936の出力信号は、乗算器938の第1入力に入力する。
乗算器938の第2入力には、第2の符号発生器(CC2)937の送信符号(CC2)が入力し、乗算器936の出力信号に重畳(拡散)される。
乗算器938の出力信号は、合成器930の第2入力に入力する。
乗算器938の第2入力には、第2の符号発生器(CC2)937の送信符号(CC2)が入力し、乗算器936の出力信号に重畳(拡散)される。
乗算器938の出力信号は、合成器930の第2入力に入力する。
乗算器942の第2入力には、余弦直角重付器(Cn3)941の重み付け信号(Cn3)が入力し、情報信号(ωI)に重畳(乗算)される。乗算器942の出力信号は、乗算器944の第1入力に入力する。
乗算器944の第2入力には、第3の符号発生器(CC3)943の送信符号(CC3)が入力し、乗算器942の出力信号に重畳(拡散)される。
乗算器944の出力信号は、合成器930の第3入力に入力する。
乗算器944の第2入力には、第3の符号発生器(CC3)943の送信符号(CC3)が入力し、乗算器942の出力信号に重畳(拡散)される。
乗算器944の出力信号は、合成器930の第3入力に入力する。
乗算器832の第2入力には、正弦直角重付器(Sn1)831の重み付け信号(Sn1)が入力し、情報信号(ωI)に重畳(乗算)される。乗算器832の出力信号は、乗算器834の第1入力に入力する。
乗算器834の第2入力には、第1の符号発生器(CC1)833の送信符号(CC1)が入力し、乗算器832の出力信号に重畳(拡散)される。
乗算器834の出力信号は、合成器830の第1入力に入力する。
乗算器834の第2入力には、第1の符号発生器(CC1)833の送信符号(CC1)が入力し、乗算器832の出力信号に重畳(拡散)される。
乗算器834の出力信号は、合成器830の第1入力に入力する。
乗算器836の第2入力には、正弦直角重付器(Sn2)835の重み付け信号(Sn2)が入力し、情報信号(ωI)に重畳(乗算)される。乗算器836の出力信号は、乗算器838の第1入力に入力する。
乗算器838の第2入力には、第2の符号発生器(CC2)837の送信符号(CC2)が入力し、乗算器836の出力信号に重畳(拡散)される。
乗算器838の出力信号は、合成器830の第2入力に入力する。
乗算器838の第2入力には、第2の符号発生器(CC2)837の送信符号(CC2)が入力し、乗算器836の出力信号に重畳(拡散)される。
乗算器838の出力信号は、合成器830の第2入力に入力する。
乗算器842の第2入力には、正弦直角重付器(Sn3)841の重み付け信号(Sn3)が入力し、情報信号(ωI)に重畳(乗算)される。乗算器842の出力信号は、乗算器844の第1入力に入力する。
乗算器844の第2入力には、第3の符号発生器(CC3)843の送信符号(CC3)が入力し、乗算器842の出力信号に重畳(拡散)される。
乗算器844の出力信号は、合成器830の第3入力に入力する。
乗算器844の第2入力には、第3の符号発生器(CC3)843の送信符号(CC3)が入力し、乗算器842の出力信号に重畳(拡散)される。
乗算器844の出力信号は、合成器830の第3入力に入力する。
乗算器912(図14)の第2入力には、余弦水平重付器(Ch1)911の重み付け信号(Ch1)が入力し、情報信号(ωI)に重畳(乗算)される。乗算器912の出力信号は、乗算器914の第1入力に入力する。
乗算器914の第2入力には、第1の符号発生器(CC1)913の送信符号(CC1)が入力し、乗算器912の出力信号に重畳(拡散)される。
乗算器914の出力信号は、合成器910の第1入力に入力する。
乗算器914の第2入力には、第1の符号発生器(CC1)913の送信符号(CC1)が入力し、乗算器912の出力信号に重畳(拡散)される。
乗算器914の出力信号は、合成器910の第1入力に入力する。
乗算器916の第2入力には、余弦水平重付器(Ch2)915の重み付け信号(Ch2)が入力し、情報信号(ωI)に重畳(乗算)される。乗算器916の出力信号は、乗算器918の第1入力に入力する。
乗算器918の第2入力には、第2の符号発生器(CC2)917の送信符号(CC2)が入力し、乗算器916の出力信号に重畳(拡散)される。
乗算器918の出力信号は、合成器910の第2入力に入力する。
乗算器918の第2入力には、第2の符号発生器(CC2)917の送信符号(CC2)が入力し、乗算器916の出力信号に重畳(拡散)される。
乗算器918の出力信号は、合成器910の第2入力に入力する。
乗算器922の第2入力には、余弦水平重付器(Ch3)921の重み付け信号(Ch3)が入力し、情報信号(ωI)に重畳(乗算)される。乗算器922の出力信号は、乗算器924の第1入力に入力する。
乗算器924の第2入力には、第3の符号発生器(CC3)923の送信符号(CC3)が入力し、乗算器922の出力信号に重畳(拡散)される。
乗算器924の出力信号は、合成器910の第3入力に入力する。
乗算器924の第2入力には、第3の符号発生器(CC3)923の送信符号(CC3)が入力し、乗算器922の出力信号に重畳(拡散)される。
乗算器924の出力信号は、合成器910の第3入力に入力する。
乗算器812の第2入力には、正弦水平重付器(Sh1)811の重み付け信号(Sh1)が入力し、情報信号(ωI)に重畳(乗算)される。乗算器812の出力信号は、乗算器814の第1入力に入力する。
乗算器814の第2入力には、第1の符号発生器(CC1)813の送信符号(CC1)が入力し、乗算器812の出力信号に重畳(拡散)される。
乗算器814の出力信号は、合成器810の第1入力に入力する。
乗算器814の第2入力には、第1の符号発生器(CC1)813の送信符号(CC1)が入力し、乗算器812の出力信号に重畳(拡散)される。
乗算器814の出力信号は、合成器810の第1入力に入力する。
乗算器816の第2入力には、正弦水平重付器(Sh2)815の重み付け信号(Sh2)が入力し、情報信号(ωI)に重畳(乗算)される。乗算器816の出力信号は、乗算器818の第1入力に入力する。
乗算器818の第2入力には、第2の符号発生器(CC2)817の送信符号(CC2)が入力し、乗算器816の出力信号に重畳(拡散)される。
乗算器818の出力信号は、合成器810の第2入力に入力する。
乗算器818の第2入力には、第2の符号発生器(CC2)817の送信符号(CC2)が入力し、乗算器816の出力信号に重畳(拡散)される。
乗算器818の出力信号は、合成器810の第2入力に入力する。
乗算器822の第2入力には、正弦水平重付器(Sh3)821の重み付け信号(Sh3)が入力し、情報信号(ωI)に重畳(乗算)される。乗算器822の出力信号は、乗算器824の第1入力に入力する。
乗算器824の第2入力には、第3の符号発生器(CC3)823の送信符号(CC3)が入力し、乗算器822の出力信号に重畳(拡散)される。
乗算器824の出力信号は、合成器810の第3入力に入力する。
乗算器824の第2入力には、第3の符号発生器(CC3)823の送信符号(CC3)が入力し、乗算器822の出力信号に重畳(拡散)される。
乗算器824の出力信号は、合成器810の第3入力に入力する。
なお、以上において、余弦垂直重付器(Cv1,Cv2,Cv3)、余弦直角重付器(Cn1,Cn2,Cn3)、余弦水平重付器(Ch1,Ch2,Ch3)、正弦垂直重付器(Sv1,Sv2,Sv3)、正弦直角重付器(Sn1,Sn2,Sn3)、正弦水平重付器(Sh1,Sh2,Sh3)は、ベースバンド(BB)990によって制御されている。
合成器950(図14)は、乗算器954,958,964のそれぞれの出力信号を合成する。合成した出力信号を乗算器966の第1入力に入力する。乗算器966の第2入力には、回転偏波周波数余弦波発生器965の回転偏波周波数余弦波(cosωpt)が入力している。
乗算器966の第3入力には、余弦垂直偏波識別符号発生器967の余弦垂直偏波識別符号(Cv)が入力している。
この構成により、乗算器966において、合成器950の合成した出力信号は、回転偏波周波数余弦波(cosωpt)と余弦垂直偏波識別符号(Cv)とが重畳される。乗算器966の出力信号は、乗算器968の第1入力に入力する。
乗算器966の第3入力には、余弦垂直偏波識別符号発生器967の余弦垂直偏波識別符号(Cv)が入力している。
この構成により、乗算器966において、合成器950の合成した出力信号は、回転偏波周波数余弦波(cosωpt)と余弦垂直偏波識別符号(Cv)とが重畳される。乗算器966の出力信号は、乗算器968の第1入力に入力する。
合成器850は、乗算器854,858,864のそれぞれの出力信号を合成する。合成した出力信号を乗算器866の第1入力に入力する。
乗算器866の第2入力には、回転偏波周波数正弦波発生器865の回転偏波周波数正弦波(sinωpt)が入力している。
乗算器866の第3入力には、正弦垂直偏波識別符号発生器867の正弦垂直偏波識別符号(Sv)が入力している。
この構成により、乗算器866において、合成器850の合成した出力信号は、回転偏波周波数正弦波(sinωpt)と正弦垂直偏波識別符号(Sv)とが重畳される。乗算器866の出力信号は、乗算器868の第1入力に入力する。
乗算器866の第2入力には、回転偏波周波数正弦波発生器865の回転偏波周波数正弦波(sinωpt)が入力している。
乗算器866の第3入力には、正弦垂直偏波識別符号発生器867の正弦垂直偏波識別符号(Sv)が入力している。
この構成により、乗算器866において、合成器850の合成した出力信号は、回転偏波周波数正弦波(sinωpt)と正弦垂直偏波識別符号(Sv)とが重畳される。乗算器866の出力信号は、乗算器868の第1入力に入力する。
合成器930は、乗算器934,938,944のそれぞれの出力信号を合成する。合成した出力信号を乗算器946の第1入力に入力する。
乗算器946の第2入力には、回転偏波周波数余弦波発生器945の回転偏波周波数余弦波(cosωpt)が入力している。
乗算器946の第3入力には、余弦直角偏波識別符号発生器947の余弦直角偏波識別符号(Cn)が入力している。
この構成により、乗算器946において、合成器930の合成した出力信号は、回転偏波周波数余弦波(cosωpt)と余弦直角偏波識別符号(Cn)とが重畳される。乗算器946の出力信号は、乗算器948の第1入力に入力する。
乗算器946の第2入力には、回転偏波周波数余弦波発生器945の回転偏波周波数余弦波(cosωpt)が入力している。
乗算器946の第3入力には、余弦直角偏波識別符号発生器947の余弦直角偏波識別符号(Cn)が入力している。
この構成により、乗算器946において、合成器930の合成した出力信号は、回転偏波周波数余弦波(cosωpt)と余弦直角偏波識別符号(Cn)とが重畳される。乗算器946の出力信号は、乗算器948の第1入力に入力する。
合成器830(図14)は、乗算器834,838,844のそれぞれの出力信号を合成する。合成した出力信号を乗算器846の第1入力に入力する。乗算器846の第2入力には、回転偏波周波数正弦波発生器845の回転偏波周波数正弦波(sinωpt)が入力している。
乗算器846の第3入力には、正弦直角偏波識別符号発生器847の正弦直角偏波識別符号(Sn)が入力している。
この構成により、乗算器846において、合成器830の合成した出力信号は、回転偏波周波数正弦波(sinωpt)と正弦直角偏波識別符号(Sn)とが重畳される。乗算器846の出力信号は、乗算器848の第1入力に入力する。
乗算器846の第3入力には、正弦直角偏波識別符号発生器847の正弦直角偏波識別符号(Sn)が入力している。
この構成により、乗算器846において、合成器830の合成した出力信号は、回転偏波周波数正弦波(sinωpt)と正弦直角偏波識別符号(Sn)とが重畳される。乗算器846の出力信号は、乗算器848の第1入力に入力する。
合成器910は、乗算器914,918,924のそれぞれの出力信号を合成する。合成した出力信号を乗算器926の第1入力に入力する。
乗算器926の第2入力には、回転偏波周波数余弦波発生器925の回転偏波周波数余弦波(cosωpt)が入力している。
乗算器926の第3入力には、余弦水平偏波識別符号発生器927の余弦水平偏波識別符号(Ch)が入力している。
この構成により、乗算器926において、合成器910の合成した出力信号は、回転偏波周波数余弦波(cosωpt)と余弦水平偏波識別符号(Ch)とが重畳される。乗算器926の出力信号は、乗算器928の第1入力に入力する。
乗算器926の第2入力には、回転偏波周波数余弦波発生器925の回転偏波周波数余弦波(cosωpt)が入力している。
乗算器926の第3入力には、余弦水平偏波識別符号発生器927の余弦水平偏波識別符号(Ch)が入力している。
この構成により、乗算器926において、合成器910の合成した出力信号は、回転偏波周波数余弦波(cosωpt)と余弦水平偏波識別符号(Ch)とが重畳される。乗算器926の出力信号は、乗算器928の第1入力に入力する。
合成器810は、乗算器814,818,824のそれぞれの出力信号を合成する。合成した出力信号を乗算器826の第1入力に入力する。
乗算器826の第2入力には、回転偏波周波数正弦波発生器825の回転偏波周波数正弦波(sinωpt)が入力している。
乗算器826の第3入力には、正弦水平偏波識別符号発生器827の正弦水平偏波識別符号(Sh)が入力している。
この構成により、乗算器826において、合成器810の合成した出力信号は、回転偏波周波数正弦波(sinωpt)と正弦水平偏波識別符号(Sh)827とが重畳される。乗算器826の出力信号は、乗算器828の第1入力に入力する。
乗算器826の第2入力には、回転偏波周波数正弦波発生器825の回転偏波周波数正弦波(sinωpt)が入力している。
乗算器826の第3入力には、正弦水平偏波識別符号発生器827の正弦水平偏波識別符号(Sh)が入力している。
この構成により、乗算器826において、合成器810の合成した出力信号は、回転偏波周波数正弦波(sinωpt)と正弦水平偏波識別符号(Sh)827とが重畳される。乗算器826の出力信号は、乗算器828の第1入力に入力する。
乗算器968と乗算器868のそれぞれの第2入力に搬送波発生器860の搬送波(cosωct)が入力している。
乗算器968において、乗算器966の出力信号が搬送波(cosωct)でダウンコンバートされる。乗算器968の出力信号は、合成器960の第1入力に入力する。乗算器868において、乗算器866の出力信号が搬送波(cosωct)でダウンコンバートされる。乗算器868の出力信号は、合成器960の第2入力に入力する。
乗算器968において、乗算器966の出力信号が搬送波(cosωct)でダウンコンバートされる。乗算器968の出力信号は、合成器960の第1入力に入力する。乗算器868において、乗算器866の出力信号が搬送波(cosωct)でダウンコンバートされる。乗算器868の出力信号は、合成器960の第2入力に入力する。
乗算器948と乗算器848のそれぞれの第2入力に搬送波発生器840の搬送波(cosωct)が入力している。
乗算器948において、乗算器946の出力信号が搬送波(cosωct)でダウンコンバートされる。乗算器948の出力信号は、合成器940の第1入力に入力する。乗算器848において、乗算器846の出力信号が搬送波(cosωct)でダウンコンバートされる。乗算器848の出力信号は、合成器940の第2入力に入力する。
乗算器948において、乗算器946の出力信号が搬送波(cosωct)でダウンコンバートされる。乗算器948の出力信号は、合成器940の第1入力に入力する。乗算器848において、乗算器846の出力信号が搬送波(cosωct)でダウンコンバートされる。乗算器848の出力信号は、合成器940の第2入力に入力する。
乗算器928と乗算器828のそれぞれの第2入力に搬送波発生器820の搬送波(cosωct)が入力している。
乗算器928において、乗算器926の出力信号が搬送波(cosωct)でダウンコンバートされる。乗算器928の出力信号は、合成器920の第1入力に入力する。乗算器828において、乗算器826の出力信号が搬送波(cosωct)でダウンコンバートされる。乗算器828の出力信号は、合成器920の第2入力に入力する。
乗算器928において、乗算器926の出力信号が搬送波(cosωct)でダウンコンバートされる。乗算器928の出力信号は、合成器920の第1入力に入力する。乗算器828において、乗算器826の出力信号が搬送波(cosωct)でダウンコンバートされる。乗算器828の出力信号は、合成器920の第2入力に入力する。
合成器960は、乗算器968と乗算器868のそれぞれの出力信号を合成し、合成した出力信号を第1のアンテナ(V)691に入力する。
合成器940は、乗算器948と乗算器848のそれぞれの出力信号を合成し、合成した出力信号を第3のアンテナ(N)692に入力する。
合成器920は、乗算器928と乗算器828のそれぞれの出力信号を合成し、合成した出力信号を第2のアンテナ(H)693に入力する。
第1のアンテナ(V)691、第3のアンテナ(N)692、第2のアンテナ(H)693は、それぞれに入力した電気信号を、電磁波に変換して空中に放射する。なお、前記したように、第1のアンテナ(V)691、第3のアンテナ(N)692、第2のアンテナ(H)693は、偏波アンテナであって、空間的に互いに直交するように、配置されている。
合成器940は、乗算器948と乗算器848のそれぞれの出力信号を合成し、合成した出力信号を第3のアンテナ(N)692に入力する。
合成器920は、乗算器928と乗算器828のそれぞれの出力信号を合成し、合成した出力信号を第2のアンテナ(H)693に入力する。
第1のアンテナ(V)691、第3のアンテナ(N)692、第2のアンテナ(H)693は、それぞれに入力した電気信号を、電磁波に変換して空中に放射する。なお、前記したように、第1のアンテナ(V)691、第3のアンテナ(N)692、第2のアンテナ(H)693は、偏波アンテナであって、空間的に互いに直交するように、配置されている。
図14で示した構成においても、第14実施形態に係る送信機405Tは、ベースバンド回路(BB)、情報信号発生器(ωI)、符号発生器(CC1,CC2,CC3)、余弦垂直重付器(Cv1,Cv2,Cv3)、余弦直角重付器(Cn1,Cn2,Cn3)、余弦水平重付器(Ch1,Ch2,Ch3)、正弦垂直重付器(Sv1,Sv2,Sv3)、正弦直角重付器(Sn1,Sn2,Sn3)、正弦水平重付器(Sh1,Sh2,Sh3)、回転偏波周波数余弦波発生器(cosωpt)、回転偏波周波数正弦波発生器(sinωpt)、搬送波発生器(cosωct)、乗算器、合成器、アンテナ(V,H,N)を備えており、図9で示した送信機401Tと同様な機能を構成できる。
ただし、図14で示した第14実施形態に係る送信機405Tは、さらに、余弦垂直偏波識別符号発生器(Cv)967、余弦直角偏波識別符号発生器(Cn)947、余弦水平偏波識別符号発生器(Ch)927、正弦垂直偏波識別符号発生器(Sv)867、正弦直角偏波識別符号発生器(Sn)847、正弦水平偏波識別符号発生器(Sh)827を備えている。
受信機(不図示)が送信機405Tに対応する機能、構成を有していれば、受信機は、空間的に互いに直交する直線偏波の電磁波が空間に放射された三つの直線偏波の電磁波より、余弦垂直偏波識別符号(Cv)、余弦直角偏波識別符号(Cn)、余弦水平偏波識別符号(Ch)、正弦垂直偏波識別符号(Sv)、正弦直角偏波識別符号(Sn)、正弦水平偏波識別符号(Sh)を用いて、受信機は到達する三つの直線偏波の電磁波より三つの互いに直交する回転偏波を再構成することができる。
受信機(不図示)が送信機405Tに対応する機能、構成を有していれば、受信機は、空間的に互いに直交する直線偏波の電磁波が空間に放射された三つの直線偏波の電磁波より、余弦垂直偏波識別符号(Cv)、余弦直角偏波識別符号(Cn)、余弦水平偏波識別符号(Ch)、正弦垂直偏波識別符号(Sv)、正弦直角偏波識別符号(Sn)、正弦水平偏波識別符号(Sh)を用いて、受信機は到達する三つの直線偏波の電磁波より三つの互いに直交する回転偏波を再構成することができる。
<第14実施形態の効果>
第14実施形態によれば、余弦垂直偏波識別符号(Cv)、余弦直角偏波識別符号(Cn)、余弦水平偏波識別符号(Ch)、正弦垂直偏波識別符号(Sv)、正弦直角偏波識別符号(Sn)、正弦水平偏波識別符号(Sh)を用いて、さらに、品質の高い無線通信と、秘匿性を確保できる効果がある。
第14実施形態によれば、余弦垂直偏波識別符号(Cv)、余弦直角偏波識別符号(Cn)、余弦水平偏波識別符号(Ch)、正弦垂直偏波識別符号(Sv)、正弦直角偏波識別符号(Sn)、正弦水平偏波識別符号(Sh)を用いて、さらに、品質の高い無線通信と、秘匿性を確保できる効果がある。
≪第15実施形態≫
本発明の第15実施形態では、回転偏波を用い、情報信号を秘匿して伝送する無線システムの送信機の構成例を、図15を参照して説明する。
図15は、本発明の第15実施形態に係る無線システムの送信機の構成例を示す図である。
本発明の第15実施形態では、回転偏波を用い、情報信号を秘匿して伝送する無線システムの送信機の構成例を、図15を参照して説明する。
図15は、本発明の第15実施形態に係る無線システムの送信機の構成例を示す図である。
図15における送信機406Tの構成で、図14の送信機405Tの構成と異なるのは、第1周波数余弦搬送波発生器(cosω1t)251,271,291、第2周波数余弦搬送波発生器(cosω2t)255,275,295、第1周波数正弦搬送波発生器(sinω1t)241,261,281、第2周波数正弦搬送波発生器(sinω2t)245,265,285を備えており、これらは、図14における回転偏波周波数余弦波発生器(cosωpt)925,945,965、回転偏波周波数正弦波発生器(sinωpt)825,845,865、搬送波発生器(cosωct)820,840,860に対応する置き換えである。
また、図15における送信機406Tの構成で、図14の送信機405Tの構成と異なるのは、第1余弦垂直偏波識別符号発生器(C1v)293、第2余弦垂直偏波識別符号発生器(C2v)297、第1正弦垂直偏波識別符号発生器(S1v)283、第2正弦垂直偏波識別符号発生器(S2v)287、第1余弦直角偏波識別符号発生器(C1n)273、第2余弦直角偏波識別符号発生器(C2n)277、第1正弦直角偏波識別符号発生器(S1n)263、第2正弦直角偏波識別符号発生器(S2n)267、第1余弦水平偏波識別符号発生器(C1h)253、第2余弦水平偏波識別符号発生器(C2h)257、第1正弦水平偏波識別符号発生器(S1h)243、第2正弦水平偏波識別符号発生器(S2h)247を備えており、これらは、前記の図14における余弦垂直偏波識別符号発生器(Cv)967、余弦直角偏波識別符号発生器(Cn)947、余弦水平偏波識別符号発生器(Ch)927、正弦垂直偏波識別符号発生器(Sv)867、正弦直角偏波識別符号発生器(Sn)847、正弦水平偏波識別符号発生器(Sh)827に対応する置き換えである。
また、図15における送信機406Tの構成で、図14の送信機405Tの構成と異なるのは、乗算器242,244,246,248,252,254,256,258,262,264,266,268,272,274,276,278,282,284,286,288,292,294,296,298、合成器249,259,269,279,289,299を備えており、これらは、図14における乗算器826,828,846,848,866,868,926,928,946,948,966,968に対応する置き換えである。
図15における送信機406Tの構成において、例えば、合成器950の出力信号は二分岐されて、乗算器292と乗算器296のそれぞれの第1入力に入力している。
乗算器292の第2入力には第1周波数余弦搬送波発生器291の第1周波数余弦搬送波(cosω1t)が入力して、合成器950の出力信号に重畳している。乗算器292の出力信号は、乗算器294の第1入力に入力している。乗算器294の第2入力には、第1余弦垂直偏波識別符号発生器293の第1余弦垂直偏波識別符号(C1v)が入力して、乗算器292の出力信号に重畳している。乗算器294の出力信号は、合成器299の第1入力に入力している。
乗算器292の第2入力には第1周波数余弦搬送波発生器291の第1周波数余弦搬送波(cosω1t)が入力して、合成器950の出力信号に重畳している。乗算器292の出力信号は、乗算器294の第1入力に入力している。乗算器294の第2入力には、第1余弦垂直偏波識別符号発生器293の第1余弦垂直偏波識別符号(C1v)が入力して、乗算器292の出力信号に重畳している。乗算器294の出力信号は、合成器299の第1入力に入力している。
また、乗算器296の第2入力には第2周波数余弦搬送波発生器295の第2周波数余弦搬送波(cosω2t)が入力して、合成器950の出力信号に重畳している。乗算器296の出力信号は、乗算器298の第1入力に入力している。
乗算器298の第2入力には、第2余弦垂直偏波識別符号発生器297の第2余弦垂直偏波識別符号(C2v)が入力して、乗算器296の出力信号に重畳している。乗算器284の出力信号は、合成器299の第2入力に入力している。
乗算器298の第2入力には、第2余弦垂直偏波識別符号発生器297の第2余弦垂直偏波識別符号(C2v)が入力して、乗算器296の出力信号に重畳している。乗算器284の出力信号は、合成器299の第2入力に入力している。
合成器299は、乗算器294と乗算器298とのそれぞれの出力信号を合成している。合成器299の出力信号は、合成器960の第1入力に入力している。合成器960の第1入力に入力した以降は、図14の回路構成と同じである。
また、図15における送信機406Tの構成において、合成器850の出力信号は二分岐されて、乗算器282と乗算器286のそれぞれの第1入力に入力している。
乗算器282の第2入力には第1周波数正弦搬送波発生器281の第1周波数正弦搬送波(sinω1t)が入力して、合成器850の出力信号に重畳している。乗算器282の出力信号は、乗算器284の第1入力に入力している。乗算器284の第2入力には、第1正弦垂直偏波識別符号発生器283の第1正弦垂直偏波識別符号(S1v)が入力して、乗算器282の出力信号に重畳している。乗算器284の出力信号は、合成器289の第1入力に入力している。
乗算器282の第2入力には第1周波数正弦搬送波発生器281の第1周波数正弦搬送波(sinω1t)が入力して、合成器850の出力信号に重畳している。乗算器282の出力信号は、乗算器284の第1入力に入力している。乗算器284の第2入力には、第1正弦垂直偏波識別符号発生器283の第1正弦垂直偏波識別符号(S1v)が入力して、乗算器282の出力信号に重畳している。乗算器284の出力信号は、合成器289の第1入力に入力している。
また、乗算器286の第2入力には第2周波数正弦搬送波発生器285の第2周波数正弦搬送波(sinω2t)が入力して、合成器850の出力信号に重畳している。乗算器286の出力信号は、乗算器288の第1入力に入力している。
乗算器288の第2入力には、第2正弦垂直偏波識別符号発生器287の第2正弦垂直偏波識別符号(S2v)が入力して、乗算器286の出力信号に重畳している。乗算器288の出力信号は、合成器289の第2入力に入力している。
乗算器288の第2入力には、第2正弦垂直偏波識別符号発生器287の第2正弦垂直偏波識別符号(S2v)が入力して、乗算器286の出力信号に重畳している。乗算器288の出力信号は、合成器289の第2入力に入力している。
合成器289は、乗算器284と乗算器288とのそれぞれの出力信号を合成している。合成器289の出力信号は、合成器960の第2入力に入力している。合成器960の第2入力に入力した以降は、図14の回路構成と同じである。
また、図15における送信機406Tの構成において、合成器930の出力信号は二分岐されて、乗算器272と乗算器276のそれぞれの第1入力に入力している。
乗算器272の第2入力には第1周波数余弦搬送波発生器271の第1周波数余弦搬送波(cosω1t)が入力して、合成器930の出力信号に重畳している。乗算器272の出力信号は、乗算器274の第1入力に入力している。
乗算器274の第2入力には、第1余弦直角偏波識別符号発生器273の第1余弦直角偏波識別符号(C1n)が入力して、乗算器272の出力信号に重畳している。乗算器274の出力信号は、合成器279の第1入力に入力している。
乗算器272の第2入力には第1周波数余弦搬送波発生器271の第1周波数余弦搬送波(cosω1t)が入力して、合成器930の出力信号に重畳している。乗算器272の出力信号は、乗算器274の第1入力に入力している。
乗算器274の第2入力には、第1余弦直角偏波識別符号発生器273の第1余弦直角偏波識別符号(C1n)が入力して、乗算器272の出力信号に重畳している。乗算器274の出力信号は、合成器279の第1入力に入力している。
また、乗算器276の第2入力には第2周波数余弦搬送波発生器275の第2周波数余弦搬送波(cosω2t)が入力して、合成器930の出力信号に重畳している。乗算器276の出力信号は、乗算器278の第1入力に入力している。
乗算器278の第2入力には、第2余弦直角偏波識別符号発生器277の第2余弦直角偏波識別符号(C2n)が入力して、乗算器276の出力信号に重畳している。乗算器278の出力信号は、合成器279の第2入力に入力している。
乗算器278の第2入力には、第2余弦直角偏波識別符号発生器277の第2余弦直角偏波識別符号(C2n)が入力して、乗算器276の出力信号に重畳している。乗算器278の出力信号は、合成器279の第2入力に入力している。
合成器279は、乗算器274と乗算器278とのそれぞれの出力信号を合成している。合成器279の出力信号は、合成器940の第1入力に入力している。合成器940の第1入力に入力した以降は、図14の回路構成と同じである。
また、図15における送信機406Tの構成において、合成器830の出力信号は二分岐されて、乗算器262と乗算器266のそれぞれの第1入力に入力している。
乗算器262の第2入力には第1周波数正弦搬送波発生器261の第1周波数正弦搬送波(sinω1t)が入力して、合成器830の出力信号に重畳している。乗算器262の出力信号は、乗算器264の第1入力に入力している。
乗算器264の第2入力には、第1正弦直角偏波識別符号発生器263の第1正弦直角偏波識別符号(S1n)が入力して、乗算器262の出力信号に重畳している。乗算器264の出力信号は、合成器269の第1入力に入力している。
乗算器262の第2入力には第1周波数正弦搬送波発生器261の第1周波数正弦搬送波(sinω1t)が入力して、合成器830の出力信号に重畳している。乗算器262の出力信号は、乗算器264の第1入力に入力している。
乗算器264の第2入力には、第1正弦直角偏波識別符号発生器263の第1正弦直角偏波識別符号(S1n)が入力して、乗算器262の出力信号に重畳している。乗算器264の出力信号は、合成器269の第1入力に入力している。
また、乗算器266の第2入力には第2周波数正弦搬送波発生器265の第2周波数正弦搬送波(sinω2t)が入力して、合成器830の出力信号に重畳している。乗算器266の出力信号は、乗算器268の第1入力に入力している。
乗算器268の第2入力には、第2正弦直角偏波識別符号発生器267の第2正弦直角偏波識別符号(S2n)が入力して、乗算器266の出力信号に重畳している。乗算器268の出力信号は、合成器269の第2入力に入力している。
乗算器268の第2入力には、第2正弦直角偏波識別符号発生器267の第2正弦直角偏波識別符号(S2n)が入力して、乗算器266の出力信号に重畳している。乗算器268の出力信号は、合成器269の第2入力に入力している。
合成器269は、乗算器264と乗算器268とのそれぞれの出力信号を合成している。合成器269の出力信号は、合成器940の第2入力に入力している。合成器940の第2入力に入力した以降は、図14の回路構成と同じである。
また、図15における送信機406Tの構成において、合成器910の出力信号は二分岐されて、乗算器252と乗算器256のそれぞれの第1入力に入力している。
乗算器252の第2入力には第1周波数余弦搬送波発生器251の第1周波数余弦搬送波(cosω1t)が入力して、合成器910の出力信号に重畳している。乗算器252の出力信号は、乗算器254の第1入力に入力している。
乗算器254の第2入力には、第1余弦水平偏波識別符号発生器253の第1余弦水平偏波識別符号(C1h)が入力して、乗算器252の出力信号に重畳している。乗算器254の出力信号は、合成器259の第1入力に入力している。
乗算器252の第2入力には第1周波数余弦搬送波発生器251の第1周波数余弦搬送波(cosω1t)が入力して、合成器910の出力信号に重畳している。乗算器252の出力信号は、乗算器254の第1入力に入力している。
乗算器254の第2入力には、第1余弦水平偏波識別符号発生器253の第1余弦水平偏波識別符号(C1h)が入力して、乗算器252の出力信号に重畳している。乗算器254の出力信号は、合成器259の第1入力に入力している。
また、乗算器256の第2入力には第2周波数余弦搬送波発生器255の第2周波数余弦搬送波(cosω2t)が入力して、合成器910の出力信号に重畳している。乗算器256の出力信号は、乗算器258の第1入力に入力している。
乗算器258の第2入力には、第2余弦水平偏波識別符号発生器257の第2余弦水平偏波識別符号(C2h)が入力して、乗算器256の出力信号に重畳している。乗算器258の出力信号は、合成器259の第2入力に入力している。
乗算器258の第2入力には、第2余弦水平偏波識別符号発生器257の第2余弦水平偏波識別符号(C2h)が入力して、乗算器256の出力信号に重畳している。乗算器258の出力信号は、合成器259の第2入力に入力している。
合成器259は、乗算器254と乗算器258とのそれぞれの出力信号を合成している。合成器259の出力信号は、合成器920の第1入力に入力している。合成器920の第1入力に入力した以降は、図14の回路構成と同じである。
また、図15における送信機406Tの構成において、合成器810の出力信号は二分岐されて、乗算器242と乗算器246のそれぞれの第1入力に入力している。
乗算器242の第2入力には第1周波数正弦搬送波発生器241の第1周波数正弦搬送波(sinω1t)が入力して、合成器810の出力信号に重畳している。乗算器242の出力信号は、乗算器244の第1入力に入力している。
乗算器244の第2入力には、第1正弦水平偏波識別符号発生器243の第1正弦水平偏波識別符号(S1h)が入力して、乗算器242の出力信号に重畳している。乗算器244の出力信号は、合成器249の第1入力に入力している。
乗算器242の第2入力には第1周波数正弦搬送波発生器241の第1周波数正弦搬送波(sinω1t)が入力して、合成器810の出力信号に重畳している。乗算器242の出力信号は、乗算器244の第1入力に入力している。
乗算器244の第2入力には、第1正弦水平偏波識別符号発生器243の第1正弦水平偏波識別符号(S1h)が入力して、乗算器242の出力信号に重畳している。乗算器244の出力信号は、合成器249の第1入力に入力している。
また、乗算器246の第2入力には第2周波数正弦搬送波発生器245の第2周波数正弦搬送波(sinω2t)が入力して、合成器810の出力信号に重畳している。乗算器246の出力信号は、乗算器248の第1入力に入力している。
乗算器248の第2入力には、第2正弦水平偏波識別符号発生器247の第2正弦直角偏波識別符号(S2h)が入力して、乗算器246の出力信号に重畳している。乗算器248の出力信号は、合成器249の第2入力に入力している。
乗算器248の第2入力には、第2正弦水平偏波識別符号発生器247の第2正弦直角偏波識別符号(S2h)が入力して、乗算器246の出力信号に重畳している。乗算器248の出力信号は、合成器249の第2入力に入力している。
合成器249は、乗算器244と乗算器248とのそれぞれの出力信号を合成している。合成器249の出力信号は、合成器920の第2入力に入力している。合成器920の第2入力に入力した以降は、図14の回路構成と同じである。
図15で示した第15実施形態に係る送信機406Tは、図14で示した第14実施形態に係る送信機405Tと、その他の構成は、同じであるから、重複する説明は省略する。
本(第15)実施形態によれば、第1のアンテナ(V)691、第2のアンテナ(H)693、第3のアンテナ(N)692により、空間的に互いに直交する直線偏波の電磁波が空間に放射されるが、この三つの直線偏波の電磁波を、第1余弦垂直偏波識別符号(C1v)、第2余弦垂直偏波識別符号(C2v)2、第1正弦垂直偏波識別符号(S1v)、第2正弦垂直偏波識別符号(S2v)、第1余弦直角偏波識別符号(C1n)、第2余弦直角偏波識別符号(C2n)、第1正弦直角偏波識別符号(S1n)、第2正弦直角偏波識別符号(S1n)、第1余弦水平偏波識別符号(C1h)、第2余弦水平偏波識別符号(C2h)、第1正弦水平偏波識別符号(S1h)、第2正弦水平偏波識別符号(S2h)を用いて送信機406Tから送信する。
そして、送信機406Tの機能、構成に対応する受信機(不図示)は、到達する三つの直線偏波の電磁波から、前記の各識別符号を用いて、三つの互いに直交する回転偏波を再構成することができる。
そして、送信機406Tの機能、構成に対応する受信機(不図示)は、到達する三つの直線偏波の電磁波から、前記の各識別符号を用いて、三つの互いに直交する回転偏波を再構成することができる。
<第15実施形態の効果>
第15実施形態に係る送信機406T(図15)の構成は、第14実施形態に係る送信機405Tの構成に比較して、異なる周波数のアナログ乗算回路を削減できる。したがって、無線機(送信機および受信機)の装置の長寿命化および無調整化に効果がある。
第15実施形態に係る送信機406T(図15)の構成は、第14実施形態に係る送信機405Tの構成に比較して、異なる周波数のアナログ乗算回路を削減できる。したがって、無線機(送信機および受信機)の装置の長寿命化および無調整化に効果がある。
≪第16実施形態:昇降機制御システム≫
本発明の第16実施形態として、本発明の第1~第15実施形態で説明した回転偏波を用い情報を秘匿して伝送する無線システムを適用した昇降機制御システム1100の構成例を説明する。
図16は、本発明の第16実施形態に係る昇降機制御システム1100の構成例を示す図である。
図16において、本(第16)実施形態の昇降機制御システム1100では、昇降機が設置される建物1101の内部を昇降カゴ1111が昇降する。
本発明の第16実施形態として、本発明の第1~第15実施形態で説明した回転偏波を用い情報を秘匿して伝送する無線システムを適用した昇降機制御システム1100の構成例を説明する。
図16は、本発明の第16実施形態に係る昇降機制御システム1100の構成例を示す図である。
図16において、本(第16)実施形態の昇降機制御システム1100では、昇降機が設置される建物1101の内部を昇降カゴ1111が昇降する。
また、建物1101の内部の床部には、第1~第15実施形態のいずれかで説明した偏波を送受信可能なアンテナを有する送信機および受信機を具備する基地局無線機1103aと基地局回転偏波アンテナ1102aが結合して設置される。そして、基地局無線機1103aで発生した信号を、基地局回転偏波アンテナ1102aから送信する。なお、基地局回転偏波アンテナ1102aは、互いに直交する複数のアンテナから構成されている。
また、建物1101の内部の天井部には、第1~第15実施形態のいずれかで説明した偏波を送受信可能なアンテナを有する送信機および受信機を具備する基地局無線機1103bと基地局回転偏波アンテナ1102bが結合して設置される。
また、建物1101の内部の天井部には、第1~第15実施形態のいずれかで説明した偏波を送受信可能なアンテナを有する送信機および受信機を具備する基地局無線機1103bと基地局回転偏波アンテナ1102bが結合して設置される。
昇降カゴ1111の外部床面には、第1~第15実施形態のいずれかで説明した偏波を送受信可能なアンテナを有する送信機および受信機を具備する端末局回転偏波アンテナ1112aが設置されている。また、昇降カゴ1111の外部天井には、第1~第15実施形態のいずれかで説明した偏波を送受信可能なアンテナを有する送信機および受信機を具備する端末局回転偏波アンテナ1112bが設置されている。端末局回転偏波アンテナ1112aと端末局回転偏波アンテナ1112bは、ともに高周波ケーブル1114を用いて端末局無線機1113に結合している。
基地局無線機1103a,1103bと端末局無線機1113は、建物1101の内部を無線伝送媒体とするので、建物1101の内壁および昇降カゴ1111の外壁によって、電磁波は多重反射を受け、多重波干渉環境が形成される。
本(第16)実施形態の昇降機制御システム1100では、第1実施形態~第15実施形態のいずれかの無線システムを用いるので、多重波干渉環境下で外部者からの伝搬路改変行為を検出し、この改変に対して送受信間の通信品質と情報の秘匿を補償する無線伝送が実現可能となる。
本(第16)実施形態の昇降機制御システム1100では、第1実施形態~第15実施形態のいずれかの無線システムを用いるので、多重波干渉環境下で外部者からの伝搬路改変行為を検出し、この改変に対して送受信間の通信品質と情報の秘匿を補償する無線伝送が実現可能となる。
<第16実施形態の効果>
第16実施形態によれば、前記の無線通信システムを用いた無線接続手段を用いて、昇降機制御システム1100の昇降カゴ1111の制御・監視を建物1101において、有線接続手段を用いずに、遠隔で実施できるので、ケーブル等の有線接続手段を削除可能となる。
そのため、同一の輸送能力を、より小さい建物体積で実現できる。あるいは同一の建物体積で昇降機寸法を増大させることによる輸送能力向上を実現できる。また、情報の秘匿を確保できる。
第16実施形態によれば、前記の無線通信システムを用いた無線接続手段を用いて、昇降機制御システム1100の昇降カゴ1111の制御・監視を建物1101において、有線接続手段を用いずに、遠隔で実施できるので、ケーブル等の有線接続手段を削除可能となる。
そのため、同一の輸送能力を、より小さい建物体積で実現できる。あるいは同一の建物体積で昇降機寸法を増大させることによる輸送能力向上を実現できる。また、情報の秘匿を確保できる。
≪第17実施形態:変電設備監視システム≫
本発明の第17実施形態として、本発明の第1~第15実施形態で説明した回転偏波を用い情報を秘匿して伝送する無線システムを適用した変電設備監視システム1200の構成例を説明する。
図17は、本発明の第17実施形態に係る変電設備監視システム1200の構成例を示す図である。
図17において、本(第17)実施形態の変電設備監視システム1200は、複数の変電機1201と、第1実施形態~第15実施形態のいずれかの無線システム(無線通信システム)を適用した無線システムを用いている。
端末局無線機1203は、回転偏波の電磁波を用いる無線システムの送信機、および受信機を具備している。そして、回転偏波アンテナからなる端末局回転偏波アンテナ1202が端末局無線機1203と結合して設置されている。また、複数の変電機1201の近傍に、変電機1201の数よりも少ない数の基地局装置1211が設営される。
本発明の第17実施形態として、本発明の第1~第15実施形態で説明した回転偏波を用い情報を秘匿して伝送する無線システムを適用した変電設備監視システム1200の構成例を説明する。
図17は、本発明の第17実施形態に係る変電設備監視システム1200の構成例を示す図である。
図17において、本(第17)実施形態の変電設備監視システム1200は、複数の変電機1201と、第1実施形態~第15実施形態のいずれかの無線システム(無線通信システム)を適用した無線システムを用いている。
端末局無線機1203は、回転偏波の電磁波を用いる無線システムの送信機、および受信機を具備している。そして、回転偏波アンテナからなる端末局回転偏波アンテナ1202が端末局無線機1203と結合して設置されている。また、複数の変電機1201の近傍に、変電機1201の数よりも少ない数の基地局装置1211が設営される。
基地局無線機1213は、回転偏波の電磁波を用いる無線システムの送信機、および受信機を具備している。そして、回転偏波アンテナからなる基地局回転偏波アンテナ1212が基地局無線機1213と結合して設置されている。そして、基地局無線機1213で発生した信号を基地局回転偏波アンテナ1212から送信する。
なお、回転偏波アンテナとは、第1実施形態の第1のアンテナ(V)21と第2のアンテナ(H)22、もしくは第9実施形態の1のアンテナ(V)691と第3のアンテナ(N)692と第2のアンテナ(H)693のように、空間的に互いに直交する複数のアンテナから構成されている。
なお、回転偏波アンテナとは、第1実施形態の第1のアンテナ(V)21と第2のアンテナ(H)22、もしくは第9実施形態の1のアンテナ(V)691と第3のアンテナ(N)692と第2のアンテナ(H)693のように、空間的に互いに直交する複数のアンテナから構成されている。
前記したように、端末局無線機1203、および基地局装置1211は、回転偏波を送受信可能なアンテナを有し、回転偏波の電磁波を用いる無線システム(無線通信システム)の送信機および受信機を備えているので、回転偏波の電磁波を用いた無線通信が可能である。なお、図17において、変電機1201、基地局装置1211、基地局回転偏波アンテナ1212、基地局無線機1213は、複数個あるが、代表的なもののみに符号をつけており、同様の形態のものに符号をつけることを省略している。
変電機1201の外形の寸法は、数メートルのオーダーであり、無線機が使用する電磁波の周波数である数百MHzから数GHzに対応する波長に比べ圧倒的に大きいため、前記の複数の変電機1201によって、電磁波は多重反射を受けて、多重波干渉環境が形成される。
本(第17)実施形態の変電設備監視システム1200では、前記の第1実施形態~第15実施形態のいずれかの無線システム(無線通信システム)を適用しているので、多重波干渉環境下で複数の反射波を用いて送受信間の通信品質の低下を補償し、かつ情報を秘匿する無線伝送が実現可能となる。
本(第17)実施形態の変電設備監視システム1200では、前記の第1実施形態~第15実施形態のいずれかの無線システム(無線通信システム)を適用しているので、多重波干渉環境下で複数の反射波を用いて送受信間の通信品質の低下を補償し、かつ情報を秘匿する無線伝送が実現可能となる。
<第17実施形態の効果>
第17実施形態によれば、前記のように、変電設備監視システム1200では、多重波干渉環境下で複数の反射波を用いて、送受信間の通信品質の低下を補償し、かつ情報を秘匿する無線伝送が実現可能となる。
また、第17実施形態に係る無線機を用いた無線接続手段を用いて、変電機1201の制御・監視を複数の無線の基地局装置1211により有線接続手段を用いずに遠隔で実施できる。そのため、ケーブル等の該有線接続手段を用いる場合に問題となる高圧誘導電力の問題を解決でき、前記ケーブルの敷設コストを削除できるので、変電機1201の制御・監視システムの安全性向上、およびコスト削減に効果がある。
第17実施形態によれば、前記のように、変電設備監視システム1200では、多重波干渉環境下で複数の反射波を用いて、送受信間の通信品質の低下を補償し、かつ情報を秘匿する無線伝送が実現可能となる。
また、第17実施形態に係る無線機を用いた無線接続手段を用いて、変電機1201の制御・監視を複数の無線の基地局装置1211により有線接続手段を用いずに遠隔で実施できる。そのため、ケーブル等の該有線接続手段を用いる場合に問題となる高圧誘導電力の問題を解決でき、前記ケーブルの敷設コストを削除できるので、変電機1201の制御・監視システムの安全性向上、およびコスト削減に効果がある。
≪その他の実施形態≫
なお、本発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものでなく、さらに様々な変形例が含まれる。例えば、前記の実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために、詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成の一部で置き換えることが可能であり、さらに、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成の一部または全部を追加・削除・置換をすることも可能である。
以下に、その他の実施形態や変形例について、さらに説明する。
なお、本発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものでなく、さらに様々な変形例が含まれる。例えば、前記の実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために、詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成の一部で置き換えることが可能であり、さらに、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成の一部または全部を追加・削除・置換をすることも可能である。
以下に、その他の実施形態や変形例について、さらに説明する。
《回転偏波と搬送波》
図1において、無線機101の送信機101Tは、搬送波発生器(cosωct)11を備えている。この搬送波発生器(cosωct)11の目的は、情報信号(ωI)またはダミー信号(ωD)を電磁波として伝搬させるために搬送波(cosωct)を重畳しているものである。
したがって、図1における回転偏波周波数余弦波発生器(cosωpt)6と回転偏波周波数正弦波発生器(sinωpt)8の周波数(ωp)が搬送波としての役目をするほどに充分、高周波である場合には、必ずしも搬送波発生器(cosωct)11は、必要はなく、削減することも可能である。
同様に、無線機101の送信機101Tにおいて、ローカル発生器(cosωct)27も削減可能となる。また、図1においては、搬送波発生器(cosωct)11とローカル発生器(cosωct)27の削減にともない、乗算器12,13,25,26も削減可能となる。
図1において、無線機101の送信機101Tは、搬送波発生器(cosωct)11を備えている。この搬送波発生器(cosωct)11の目的は、情報信号(ωI)またはダミー信号(ωD)を電磁波として伝搬させるために搬送波(cosωct)を重畳しているものである。
したがって、図1における回転偏波周波数余弦波発生器(cosωpt)6と回転偏波周波数正弦波発生器(sinωpt)8の周波数(ωp)が搬送波としての役目をするほどに充分、高周波である場合には、必ずしも搬送波発生器(cosωct)11は、必要はなく、削減することも可能である。
同様に、無線機101の送信機101Tにおいて、ローカル発生器(cosωct)27も削減可能となる。また、図1においては、搬送波発生器(cosωct)11とローカル発生器(cosωct)27の削減にともない、乗算器12,13,25,26も削減可能となる。
《搬送波発生器について》
図1において、無線機101の送信機101Tは、搬送波発生器(cosωct)11と記載している。
しかしながら、搬送波発生器11は、正弦波状もしくは余弦波状の信号波形を発生すればよいものである。したがって、搬送波発生器(sinωct)11と表記してもよい。
搬送波発生器(cosωct)11は、回転偏波周波数余弦波発生器(cosωpt)6、または回転偏波周波数正弦波発生器(sinωpt)8と位相関係については、配慮する必要はない。
図1において、無線機101の送信機101Tは、搬送波発生器(cosωct)11と記載している。
しかしながら、搬送波発生器11は、正弦波状もしくは余弦波状の信号波形を発生すればよいものである。したがって、搬送波発生器(sinωct)11と表記してもよい。
搬送波発生器(cosωct)11は、回転偏波周波数余弦波発生器(cosωpt)6、または回転偏波周波数正弦波発生器(sinωpt)8と位相関係については、配慮する必要はない。
《回転偏波発生器、搬送波発生器の共有化》
図14において、回転偏波周波数余弦波発生器(cosωpt)925,945,965、回転偏波周波数正弦波発生器(sinωpt)825,845,865、搬送波発生器(cosωct)820,840,860については、それぞれ複数台を図示しているが、それぞれを1台で共用してもよい。すなわち、回転偏波周波数余弦波発生器(cosωpt)925、回転偏波周波数正弦波発生器(sinωpt)825、搬送波発生器(cosωct)820のみを設け、これらの各信号を振り分けて供給してもよい。
図14において、回転偏波周波数余弦波発生器(cosωpt)925,945,965、回転偏波周波数正弦波発生器(sinωpt)825,845,865、搬送波発生器(cosωct)820,840,860については、それぞれ複数台を図示しているが、それぞれを1台で共用してもよい。すなわち、回転偏波周波数余弦波発生器(cosωpt)925、回転偏波周波数正弦波発生器(sinωpt)825、搬送波発生器(cosωct)820のみを設け、これらの各信号を振り分けて供給してもよい。
同様に、図15において、第1周波数余弦搬送波発生器(cosω1t)251,271,291、第2周波数余弦搬送波発生器(cosω2t)255,275,295、第1周波数正弦搬送波発生器(sinω1t)241,261,281、第2周波数正弦搬送波発生器(sinω2t)245,265,285については、それぞれ複数台を図示しているが、それぞれを1台で共用してもよい。
すなわち、第1周波数余弦搬送波発生器(cosω1t)251、第2周波数余弦搬送波発生器(cosω2t)255、第1周波数正弦搬送波発生器(sinω1t)241、第2周波数正弦搬送波発生器(sinω2t)245のみを設け、これらの各信号を振り分けて供給してもよい。
すなわち、第1周波数余弦搬送波発生器(cosω1t)251、第2周波数余弦搬送波発生器(cosω2t)255、第1周波数正弦搬送波発生器(sinω1t)241、第2周波数正弦搬送波発生器(sinω2t)245のみを設け、これらの各信号を振り分けて供給してもよい。
《第1のアンテナと第2のアンテナの直交関係》
例えば第1実施形態において、第1のアンテナ(V)21と第2のアンテナ(H)22は、空間的に互いに直交していると説明した。
これらの第1のアンテナ(V)21と第2のアンテナ(H)22は、互いに直交していることが望ましいが、必ずしも厳密に直交していなくともよい。正確に90度(直交)の関係ではなくとも、平行でなければ、直交成分の偏波を有するので、低減はするが、これらの直交成分の偏波において、第1実施形態で説明した作用、効果がある。
すなわち、第1のアンテナ(V)21と第2のアンテナ(H)22は、互いに平行でないアンテナであれば、前記したように、必ずしも厳密に直交していなくともよい。また、第1実施形態に限らず、第2~第8実施形態についても同様である。
また、図9~図15で示した第9~第15実施形態における第1のアンテナ(V)691,591と第2のアンテナ(H)693,593と第3のアンテナ(N)692,592の三本(三個)の場合についても同様で、必ずしも厳密に互い直交していなくともよい。
例えば第1実施形態において、第1のアンテナ(V)21と第2のアンテナ(H)22は、空間的に互いに直交していると説明した。
これらの第1のアンテナ(V)21と第2のアンテナ(H)22は、互いに直交していることが望ましいが、必ずしも厳密に直交していなくともよい。正確に90度(直交)の関係ではなくとも、平行でなければ、直交成分の偏波を有するので、低減はするが、これらの直交成分の偏波において、第1実施形態で説明した作用、効果がある。
すなわち、第1のアンテナ(V)21と第2のアンテナ(H)22は、互いに平行でないアンテナであれば、前記したように、必ずしも厳密に直交していなくともよい。また、第1実施形態に限らず、第2~第8実施形態についても同様である。
また、図9~図15で示した第9~第15実施形態における第1のアンテナ(V)691,591と第2のアンテナ(H)693,593と第3のアンテナ(N)692,592の三本(三個)の場合についても同様で、必ずしも厳密に互い直交していなくともよい。
《複数種類の符号の選択》
図1に示した第1実施形態においては、送信符号と受信符号を符号(CC1)として説明した。この符号(CC1)は、前記したように自己相関関数や相互相関関数などの意図を有するパルス列であって、一種類とは限らない。複数の符号(例えば、CC1,CC2,CC3)を有して、時間的に切り替えて用いてもよい。複数の符号が選択できることによって、通信のノイズや環境の変化に対する耐性を高める効果がある。
図1に示した第1実施形態においては、送信符号と受信符号を符号(CC1)として説明した。この符号(CC1)は、前記したように自己相関関数や相互相関関数などの意図を有するパルス列であって、一種類とは限らない。複数の符号(例えば、CC1,CC2,CC3)を有して、時間的に切り替えて用いてもよい。複数の符号が選択できることによって、通信のノイズや環境の変化に対する耐性を高める効果がある。
《同期符号と偏波識別符号の組み合わせ》
図3で示した第3実施形態においては、切替器29において、送信符号発生器5の送信符号(CC1)と同期符号発生器28の同期符号(SC)を切り替える方法を説明した。この送信符号(CC1)の代わりに、第14実施形態(図14)や第15実施形態(図15)で用いている偏波識別符号を用いる方法もある。
すなわち、受信機は、回転偏波を受信し、この偏波識別符号の復号結果から偏波回転のシフトを検出する。そして、このシフトに対応する時刻を含む回転偏波の一周期中の一部分となる時間帯に該情報信号を送信信号として選択し、回転偏波の一周期中の他の時間帯にダミー信号を選択する。
また、同期符号の復号結果から送受信機の同期をとる。
図3で示した第3実施形態においては、切替器29において、送信符号発生器5の送信符号(CC1)と同期符号発生器28の同期符号(SC)を切り替える方法を説明した。この送信符号(CC1)の代わりに、第14実施形態(図14)や第15実施形態(図15)で用いている偏波識別符号を用いる方法もある。
すなわち、受信機は、回転偏波を受信し、この偏波識別符号の復号結果から偏波回転のシフトを検出する。そして、このシフトに対応する時刻を含む回転偏波の一周期中の一部分となる時間帯に該情報信号を送信信号として選択し、回転偏波の一周期中の他の時間帯にダミー信号を選択する。
また、同期符号の復号結果から送受信機の同期をとる。
《異なる三つの符号による方法》
図9、図10で示した第9、第10実施形態においては、異なる三つの符号(CC1,CC2,CC3)と重み付け符号(例えばCv1,Cn1,Ch1など)を用いる場合を説明したが、異なる三つの符号(CC1,CC2,CC3)のみを用いて、それぞれ復号した結果から三つの回転面ベクトルを計算し、三つに分割された情報信号を得る方法もある。この方法は、図9、図10で示した第9、第10実施形態と比較して、復号の精度はある程度、低下するが、無線機の小型化、低コスト化に寄与する。
図9、図10で示した第9、第10実施形態においては、異なる三つの符号(CC1,CC2,CC3)と重み付け符号(例えばCv1,Cn1,Ch1など)を用いる場合を説明したが、異なる三つの符号(CC1,CC2,CC3)のみを用いて、それぞれ復号した結果から三つの回転面ベクトルを計算し、三つに分割された情報信号を得る方法もある。この方法は、図9、図10で示した第9、第10実施形態と比較して、復号の精度はある程度、低下するが、無線機の小型化、低コスト化に寄与する。
《サブキャリアと偏波識別用符号の組み合わせ》
図12で示した第12実施形態においては、異なる三つのサブキャリアを用いる方法を示した。また、図14、図15で示した第14実施形態、第15実施形態においては、複数の偏波識別用符号を用いる方法を示した。
これらの異なる三つのサブキャリアと複数の偏波識別用符号を併せて用いる方法もある。
図12で示した第12実施形態においては、異なる三つのサブキャリアを用いる方法を示した。また、図14、図15で示した第14実施形態、第15実施形態においては、複数の偏波識別用符号を用いる方法を示した。
これらの異なる三つのサブキャリアと複数の偏波識別用符号を併せて用いる方法もある。
《太陽電池発電システムへの適用》
図17に示した第17実施形態においては、複数の変電機1201を配置した変電設備監視システムの例を説明したが、同様の応用例は前記に限定されない。
例えば、複数の太陽電池を配置した太陽電池発電システムにおける発電設備(太陽電池発電)を監視するシステムにおいても、前記した無線システムを適用できる。複数の太陽電池を配置した発電設備においては、制御、もしくは監視に電気配線を用いるのは、必ずしも得策ではない。そのため、無線通信による制御、もしくは監視を行う。
このとき、複数の太陽電池を配置した環境は、多重波干渉環境下であるので、前記した無線システムを適用することが効果的である。
図17に示した第17実施形態においては、複数の変電機1201を配置した変電設備監視システムの例を説明したが、同様の応用例は前記に限定されない。
例えば、複数の太陽電池を配置した太陽電池発電システムにおける発電設備(太陽電池発電)を監視するシステムにおいても、前記した無線システムを適用できる。複数の太陽電池を配置した発電設備においては、制御、もしくは監視に電気配線を用いるのは、必ずしも得策ではない。そのため、無線通信による制御、もしくは監視を行う。
このとき、複数の太陽電池を配置した環境は、多重波干渉環境下であるので、前記した無線システムを適用することが効果的である。
1,301,601 情報信号発生器(ωI)
2,302 ダミー信号発生器(ωD)
3,303 切替器
4,7,9,12,13,15,16,25,26 乗算器
5 送信符号発生器(CC1)
6 回転偏波周波数余弦波発生器(cosωpt)
8 回転偏波周波数正弦波発生器(sinωpt)
11 搬送波発生器(cosωct)
14 受信符号発生器(CC1)
17,18 符号循環器
21,321,591,691 第1のアンテナ、アンテナ(V)
22,322,593,693 第2のアンテナ、アンテナ(H)
23,24 サーキュレータ
27 ローカル発生器(cosωct)
90,390,590,690,990 ベースバンド回路(BB)
101,101b 無線機
101R,101Rb,411R 受信機
101T,101Tb,401T 送信機
501 受信信号復調器(ωI)
592,692 第3のアンテナ、アンテナ(N)
1100 昇降機制御システム
1200 変電設備監視システム
2,302 ダミー信号発生器(ωD)
3,303 切替器
4,7,9,12,13,15,16,25,26 乗算器
5 送信符号発生器(CC1)
6 回転偏波周波数余弦波発生器(cosωpt)
8 回転偏波周波数正弦波発生器(sinωpt)
11 搬送波発生器(cosωct)
14 受信符号発生器(CC1)
17,18 符号循環器
21,321,591,691 第1のアンテナ、アンテナ(V)
22,322,593,693 第2のアンテナ、アンテナ(H)
23,24 サーキュレータ
27 ローカル発生器(cosωct)
90,390,590,690,990 ベースバンド回路(BB)
101,101b 無線機
101R,101Rb,411R 受信機
101T,101Tb,401T 送信機
501 受信信号復調器(ωI)
592,692 第3のアンテナ、アンテナ(N)
1100 昇降機制御システム
1200 変電設備監視システム
Claims (15)
- 互いに空間的に平行関係にない二つのアンテナと送信機と受信機とを具備し、回転偏波の送受信機能を有する無線機が複数、配置され、
前記無線機に具備された送信機は、受信機の受信する回転偏波が所定の偏波と一致するタイミングで、情報信号とダミー信号とを切り替えて送信する、
ことを特徴とする無線システム。 - 互いに空間的に平行関係にない二つのアンテナと送信機と受信機とを具備し、回転偏波の送受信機能を有する無線機が複数、配置され、
前記無線機に具備された送信機は、受信機が前記二つのアンテナのうちの一つのアンテナから受信する受信電力が極小となるタイミングで、情報信号とダミー信号を切替えて送信する、
ことを特徴とする無線システム。 - 互いに空間的に平行関係にない二つのアンテナと送信機と受信機とを具備し、回転偏波の送受信機能を有する無線機が複数、配置され、
前記無線機に具備された送信機は、回転偏波の一周期内の部分領域を識別可能な符号で送信信号を拡散し、
前記無線機に具備された受信機は、受信信号から前記符号を用いて送信回転偏波と受信回転偏波間の偏波シフト時間を計算し、
前記送信機は、前記符号で認識される回転偏波の一周期内の開始タイミングから偏波シフト時間離れた時刻を含む所定時間内に情報信号を送信し、他の時刻でダミー信号を送信する、
ことを特徴とする無線システム。 - 互いに空間的に平行関係にない二つのアンテナと送信機と受信機とを具備し、回転偏波の送受信機能を有する無線機が複数、配置され、
前記無線機に具備された送信機は、信号に符号を重畳し、前記二つのアンテナを用いて回転偏波で信号を送信し、
前記無線機に具備された受信機は、前記二つのアンテナのうちの一つのアンテナから受信する回転偏波の受信信号の前記符号による復号結果が消失するタイミングを検出し、
前記無線機は、前記タイミングを用いて、情報信号とダミー信号とを切替える、
ことを特徴とする無線システム。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一項において、
前記二つのアンテナは、互いに空間的に直交する、
ことを特徴とする無線システム。 - 請求項3または請求項4において、
信号を拡散する前記符号が複数種類であって、時間的に前記符号を切替える、
ことを特徴とする無線システム。 - 互いに空間的に平行関係にない三つのアンテナと送信機と受信機とを具備し、回転偏波の送受信機能を有する無線機が複数、配置され、
前記無線機に具備された送信機は、三つの異なる符号を重畳した情報信号を、前記三つのアンテナを用いて、異なる三方向に回転偏波を用いて送信し、
前記無線機に具備された受信機は、前記三つのアンテナを用いて、異なる三方向で回転偏波の信号を受信し、前記三つの異なる符号を用いて前記情報信号を再構成する、
ことを特徴とする無線システム。 - 互いに空間的に平行関係にない三つのアンテナと送信機と受信機とを具備し、回転偏波の送受信機能を有する無線機が複数、配置され、
前記前記無線機に具備された送信機は、三つの異なる符号を重畳した情報信号を、前記三つのアンテナを用いて、異なる三方向に回転偏波を用いて送信し、
前記無線機に具備された受信機は、前記三つのアンテナを用いて、異なる三方向で回転偏波の信号を受信し、前記三つの異なる符号を用いて三つの回転偏波をそれぞれ抽出し、各回転偏波の偏波回転面ベクトルを用いて三つの前記情報信号を再構成する、
ことを特徴とする無線システム。 - 互いに空間的に平行関係にない三つのアンテナと送信機と受信機とを具備し、回転偏波の送受信機能を有する無線機が複数、配置され、
前記無線機に具備された送信機は、前記三つのアンテナを用いて、独立な三つの回転偏波を用いて異なる三つの信号を送信し、
前記無線機に具備された受信機は、独立な二つのアンテナの三組で回転偏波を受信し、各回転偏波出力の偏波回転面ベクトルを用いて異なる三つの信号を再現する、
ことを特徴とする無線システム。 - 請求項9において、
前記送信機は、受信機が受信で得られる各回転偏波出力の偏波回転面ベクトルを用いて、独立な三つの回転偏波を用いて送信する信号の重み付けをする、
ことを特徴とする無線システム。 - 請求項7乃至請求項10のいずれか一項において、
前記三つのアンテナは、互いに空間的に直交する、
ことを特徴とする無線システム。 - 請求項7乃至請求項10のいずれか一項において、
前記送信機は、情報信号を三分割し独立な三つの回転偏波を用いて分割された各信号を送信し、
前記受信機は、受信信号からそれぞれ分割された信号を再現し、前記情報信号を再構成する、
ことを特徴とする無線システム。 - 請求項1乃至請求項4、または請求項7乃至請求項10のいずれか一項において、
回転偏波の偏波の回転周波数が伝搬周波数の1/10よりも小さい、
ことを特徴とする無線システム。 - 請求項1乃至請求項13のいずれか一項に記載の無線システムを適用したことを特徴とする昇降機制御システム。
- 請求項1乃至請求項13のいずれか一項に記載の無線システムを適用したことを特徴とする変電設備監視システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2016/085167 WO2018096674A1 (ja) | 2016-11-28 | 2016-11-28 | 無線システム、およびそれを用いた昇降機制御システム、変電設備監視システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2016/085167 WO2018096674A1 (ja) | 2016-11-28 | 2016-11-28 | 無線システム、およびそれを用いた昇降機制御システム、変電設備監視システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2018096674A1 true WO2018096674A1 (ja) | 2018-05-31 |
Family
ID=62194941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2016/085167 Ceased WO2018096674A1 (ja) | 2016-11-28 | 2016-11-28 | 無線システム、およびそれを用いた昇降機制御システム、変電設備監視システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2018096674A1 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014155470A1 (ja) * | 2013-03-25 | 2014-10-02 | 株式会社 日立製作所 | 無線送信機、無線通信システム、昇降機制御・監視システム、および、変電設備制御・監視システム |
| JP2016001816A (ja) * | 2014-06-12 | 2016-01-07 | 株式会社日立製作所 | 無線通信システム、及びこれを用いた昇降機システム並びに変電設備監視システム |
| WO2016006068A1 (ja) * | 2014-07-09 | 2016-01-14 | 株式会社日立製作所 | 無線通信システム、送信機、及び受信機 |
-
2016
- 2016-11-28 WO PCT/JP2016/085167 patent/WO2018096674A1/ja not_active Ceased
Patent Citations (3)
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| WO2016006068A1 (ja) * | 2014-07-09 | 2016-01-14 | 株式会社日立製作所 | 無線通信システム、送信機、及び受信機 |
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