(57)【要約】  無線通信システムにおいて、送信機は、送信情報を生成する送信情報生成部と、周波数ｆｒで繰り返す第１符号であって、異なる部分領域間の相互相関値よりも同一の部分領域間の自己相関値が高い第１符号を生成する第１符号生成部と、２系列の同一符号が時間軸上で一致しているか否かを検出可能な第２符号を生成する第２符号生成部と、前記送信情報を第１符号と第２符号とにより符号化する符号化部と、符号化された送信情報に対し搬送波を重畳し、周波数ｆｒで偏波面が回転する送信信号を生成して無線送信する送信部とを備え、受信機は、受信信号から搬送波を除去する受信部と、搬送波が除去された情報信号に対し、第２符号を用いて情報信号の開始点を検出する同期検出部と、情報信号の開始点を用いて、各部分領域に対応する部分領域情報をそれぞれ抽出するとともに、部分領域情報の位相のずれをそれぞれ検出する部分領域情報抽出部とを備える。
2016006068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信機と受信機とを備える無線通信システムであって、
前記送信機は、
送信情報を生成する送信情報生成部と、
周波数ｆｒで繰り返す第１符号を生成する第１符号生成部であって、１周期分の前記第１符号を時間軸上で分割した各部分領域において、異なる部分領域間の相互相関値よりも、同一の部分領域間の自己相関値が高い符号である前記第１符号を生成する第１符号生成部と、
２系列の同一符号が時間軸上で一致しているか否かを検出可能な符号である第２符号を生成する第２符号生成部と、
前記送信情報生成部で生成された送信情報を、前記第１符号と前記第２符号とにより符号化する符号化部と、
前記符号化部で符号化された送信情報に対し、搬送波を重畳し、周波数ｆｒで偏波面が回転する送信信号を生成して無線送信する送信部と、を備え、
前記受信機は、
前記送信機からの送信信号を受信し、該受信した受信信号から搬送波を除去する受信部と、
前記受信部で搬送波を除去した情報信号に対し、前記第２符号を用いて前記情報信号の開始点を検出する同期検出部と、
前記情報信号の開始点を用いて、前記情報信号から、前記各部分領域に対応する部分領域情報をそれぞれ抽出するとともに、前記部分領域情報の位相のずれをそれぞれ検出する部分領域情報抽出部と、
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
請求項1の無線通信システムであって、
前記送信機は、
前記各部分領域に対応する部分領域情報がそれぞれ前記受信機へ伝送されたときの伝送路の特性を反映するように生成された第３符号により、情報を符号化する第３符号化部を備え、
前記符号化部と前記第３符号化部は、前記送信情報生成部で生成された送信情報を、前記第１符号と前記第２符号と前記第３符号とにより符号化し、
前記受信機は、
前記部分領域情報抽出部で抽出された部分領域情報を、前記第３符号を用いて復号する情報解読部を備える、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
請求項1の無線通信システムであって、
前記送信機の前記送信情報生成部は、前記各部分領域において互いに同一である送信情報を生成し、
前記受信機は、
前記部分領域情報抽出部で抽出された複数の前記部分領域情報が、互いに同一であるか否かを判定する情報処理部を備える、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
請求項３の無線通信システムであって、
前記受信機の前記情報処理部は、複数の前記各部分領域情報のうち、互いに同一である情報の数が最も多い情報を、前記送信機からの送信情報として取得する、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
請求項１の無線通信システムであって、
前記送信部は、
前記符号化部で符号化された送信情報に対し、搬送波を重畳し、周波数ｆｒの余弦波信号と周波数ｆｒの正弦波信号とを生成する搬送波重畳部と、
前記余弦波信号を無線送信する第１アンテナと、
前記第１アンテナと空間的に直交し、前記正弦波信号を無線送信する第２アンテナと、を備え、
前記受信部は、
前記余弦波信号と前記正弦波信号との合成信号を受信する第３アンテナと、
前記第３アンテナと空間的に直交し、前記合成信号を受信する第４アンテナと、
前記第３アンテナと前記第４アンテナで受信した前記合成信号から搬送波を除去する搬送波除去部と、を備える、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項６】
請求項５の無線通信システムであって、
前記受信機の前記同期検出部は、
前記第３アンテナで受信した第３の情報信号と前記第４アンテナで受信した第４の情報信号の和に基づき、前記第３及び第４の情報信号に重畳された前記第２符号の同期を検出し、
前記受信機の前記部分領域情報抽出部は、
前記第３の情報信号に基づき、前記部分領域情報を抽出するとともに前記部分領域情報の位相のずれを検出し、前記第４の情報信号に基づき、前記部分領域情報を抽出するとともに前記部分領域情報の位相のずれを検出する、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項７】
請求項５の無線通信システムであって、
前記送信機の前記搬送波重畳部は、
周波数ｆ１と周波数ｆ２の差の１／２が前記周波数ｆｒである周波数ｆ１と周波数ｆ２を用い、
前記符号化部で符号化された送信情報を分岐して、該分岐された一方の送信情報に対し、前記周波数ｆ１の搬送波を重畳して第１の信号を生成し、前記分岐された他方の送信情報に対し、前記周波数ｆ２の搬送波を重畳して第２の信号を生成し、前記第１の信号と前記第２の信号とを合成して、前記余弦波信号と前記正弦波信号とを生成する、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項８】
請求項５の無線通信システムであって、
前記送信機の前記搬送波重畳部は、離散時間デルタシグマ回路を用いて、前記余弦波信号と前記正弦波信号とを生成する、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項９】
請求項５の無線通信システムであって、
前記受信機の前記搬送波除去部は、連続時間デルタシグマ回路を用いて、前記第３アンテナと前記第４アンテナで受信した前記合成信号から搬送波を除去する、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１０】
請求項５の無線通信システムを用いた昇降機制御システムであって、
前記受信機を、前記昇降機制御システムの昇降カゴに設け、前記受信機の前記第３アンテナ及び前記第４アンテナを、前記昇降カゴの上部又は下部に設け、
前記送信機の前記第１アンテナ及び前記第２アンテナを、前記第３アンテナ及び前記第４アンテナと対向する位置に設けた、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１１】
請求項１の無線通信システムを用いた変電設備監視システムであって、
前記変電設備監視システムは、少なくとも１つの基地局と、少なくとも１つの変電機とを含むように構成され、
前記送信機が前記基地局に設けられ、前記受信機が前記変電機に設けられた、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１２】
送信情報を生成する送信情報生成部と、
周波数ｆｒで繰り返す第１符号を生成する第１符号生成部であって、１周期分の前記第１符号を時間軸上で分割した各部分領域において、異なる部分領域間の相互相関値よりも、同一の部分領域における自己相関値が高い符号である前記第１符号を生成する第１符号生成部と、
巡回符号である第２符号を生成する第２符号生成部であって、前記第２符号は、２つの第２符号が時間軸上で一致しているか否かを検出可能な符号である第２符号生成部と、
前記送信情報生成部で生成された送信情報を、前記第１符号と前記第２符号とにより符号化する符号化部と、
前記符号化部で符号化された送信情報に対し、搬送波を重畳し、周波数ｆｒで偏波面が回転する送信信号を生成して無線送信する送信部と、
を備えることを特徴とする送信機。
【請求項１３】
請求項１２に記載の送信機であって、
前記各部分領域に対応する部分領域情報がそれぞれ受信機へ伝送されたときの伝送路の特性を反映するように生成された第３符号により、情報信号を符号化する第３符号化部を備え、
前記符号化部と前記第３符号化部は、前記送信情報生成部で生成された送信情報を、前記第１符号と前記第２符号と前記第３符号とにより符号化する、
ことを特徴とする送信機。
【請求項１４】
周波数ｆｒで繰り返す第１符号と、２系列の同一符号が時間軸上で一致しているか否かを検出可能な符号である第２符号とを含む情報信号が、搬送波に重畳され、偏波面が周波数ｆｒで回転する無線信号を受信して、前記無線信号から搬送波を除去する受信部と、
前記受信部で搬送波を除去した情報信号に対し、前記第２符号を用いて前記情報信号の開始点を検出する同期検出部と、
前記情報信号の開始点を用いて、前記情報信号から、１周期分の前記第１符号を時間軸上で分割した各部分領域に対応する部分領域情報をそれぞれ抽出するとともに、前記部分領域情報の位相のずれをそれぞれ検出する部分領域情報抽出部と、
を備えることを特徴とする受信機。
【請求項１５】
請求項１４に記載の受信機であって、
前記無線信号を送信する送信機から当該受信機へ前記各部分領域に対応する部分領域情報がそれぞれ伝送されたときの伝送路の特性を反映するように生成された第３符号を用いて、前記部分領域情報抽出部で抽出された情報を復号する情報解読部、
を備えることを特徴とする受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、社会インフラ機器の制御や監視に好適な高セキュア通信を可能とする無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話の爆発的な普及を背景とする無線通信技術の進歩により、無線通信の信頼性が著しく向上し、これまで有線通信以外手段がないといわれてきた、社会インフラ機器に関わる通信技術に、無線技術を適用することが検討されている。近年の情報通信技術を用いた社会インフラ機器の高効率運用に対する期待は大きく、スマートグリッドを一例とする新たなエネルギ・情報融合ネットワークの創生が、世界各国で検討されている。【０００３】
情報通信技術を用いた社会インフラ機器の運用において、特に注意すべきことは、通信の信頼性のみならず、通信情報の秘匿性および外部侵入者に対する耐性であり、通信の高信頼化に対応して、通信の高セキュア化として重要度が増している。【０００４】
社会インフラ機器に対する高セキュア通信では、一般に信頼性において無線通信より優位であると考えられている有線通信は、通信路が物理的に特定できる為、外部侵入者の攻撃を防ぐことが困難である。そのため、通信路が物理的に特定できない無線通信に大きな期待が寄せられている。【０００５】
送受信点間で伝送路が自動的に空間に拡散される無線通信において、送受信点間の通信路を多重化する技術は、ダイバシチと呼ばれる。ダイバシチは、時間および周波数軸において、複数の領域を用いて通信路を多重化する技術のほかに、無線通信の媒体となる電磁波の特徴を生かして、複数の送受信点を空間に形成する空間ダイバシチ、および複数のベクトル成分を空間に形成する偏波ダイバシチの２つの物理的多重化方式が知られている。【０００６】
社会インフラ機器の置かれる環境は、発電所や送変電所等における高電圧、輸送機関や建設機械等における高衝撃、など物理的外力に抗する必要があるため、外部空間に対する突起物となるアンテナを多数用いることは好ましくなく、アンテナ数の少ないダイバシチが優位である。【０００７】
偏波を用いて送受信点間の通信信頼性を向上させる背景技術として、特許文献１（特開２００７−３６５２１号公報）と特許文献２（特開ＷＯ２００９／０６９７９８号公報）がある。特許文献１には、「円偏波の電波がガラスに斜めに入射することにより、歪んで楕円偏波となるが、受信部２１０，２２０が直線偏波成分を分離して受信し、合成部２３０が最適合成する。送信時には、ガラスによる歪みを受けたのち円偏波となるよう、あらかじめ補償した楕円偏波を送信する。」と記載されている（要約参照）。【０００８】
また、特許文献２には、「送信部は、送信側の各アンテナから送信される信号として、ＭＩＭＯの空間多重化に加え、電波の互いに直交する２つの偏波を使って同一の帯域で２つの独立した信号を伝送する両偏波伝送を行なう。受信部は、干渉補償器と、その干渉補償器に接続されたＭＩＭＯ信号処理回路とを有する。」と記載されている。【０００９】
これらの先行技術では、直交する二つの偏波を用いて信号を送信し、受信部では直交する二つの偏波で得られる独立な二つの信号を時間軸上に同一の重みをつけて合成し、送信信号のエネルギを最大限受信信号に反映し、受信感度の向上を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−３６５２１号公報
【特許文献２】特開ＷＯ２００９／０６９７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、到達した情報信号が経てきた伝送路を区別することのできる無線通信技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、本発明の代表的な構成は、次のとおりである。すなわち、
送信機と受信機とを備える無線通信システムであって、
前記送信機は、
送信情報を生成する送信情報生成部と、
周波数ｆｒで繰り返す第１符号を生成する第１符号生成部であって、１周期分の前記第１符号を時間軸上で分割した各部分領域において、異なる部分領域間の相互相関値よりも、同一の部分領域間の自己相関値が高い符号である前記第１符号を生成する第１符号生成部と、
２系列の同一符号が時間軸上で一致しているか否かを検出可能な符号である第２符号を生成する第２符号生成部と、
前記送信情報生成部で生成された送信情報を、前記第１符号と前記第２符号とにより符号化する符号化部と、
前記符号化部で符号化された送信情報に対し、搬送波を重畳し、周波数ｆｒで偏波面が回転する送信信号を生成して無線送信する送信部と、を備え、
前記受信機は、
前記送信機からの送信信号を受信し、該受信した受信信号から搬送波を除去する受信部と、
前記受信部で搬送波を除去した情報信号に対し、前記第２符号を用いて前記情報信号の開始点を検出する同期検出部と、
前記情報信号の開始点を用いて、前記情報信号から、前記各部分領域に対応する部分領域情報をそれぞれ抽出するとともに、前記部分領域情報の位相のずれをそれぞれ検出する部分領域情報抽出部と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、到達した情報信号が経てきた伝送路を区別することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態における無線通信システムの構成図である。
【図２Ａ】本発明の第１実施例における送信機の構成図である。
【図２Ｂ】本発明の第１実施例における受信機の構成図である。
【図２Ｃ】本発明の第１実施例における受信機の変形例の構成図である。
【図３Ａ】本発明の第２実施例における送信機の構成図である。
【図３Ｂ】本発明の第３実施例における送信機の構成図である。
【図４Ａ】本発明の第４実施例における送信機の構成図である。
【図４Ｂ】本発明の第４実施例における受信機の構成図である。
【図５】本発明の第５実施例における送信機の構成図である。
【図６】本発明の第６実施例における送信機の構成図である。
【図７】本発明の第７実施例における受信機の構成図である。
【図８Ａ】本発明の第８実施例における送信機の構成図である。
【図８Ｂ】本発明の第９実施例における送信機の構成図である。
【図８Ｃ】本発明の第１０実施例における受信機の構成図である。
【図９】本発明の実施形態における相関を説明する図である。
【図１０】本発明の無線通信システムを適用した昇降機システム（第１１実施例）の構成図である。
【図１１】本発明の無線通信システムを適用した変電設備監視システム（第１２実施例）の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明の実施形態における無線通信システムの構成図である。
本発明の実施形態における無線通信システムは、送信機１０００と受信機２０００とを含むように構成される。
【００１６】
送信機１０００は、受信機２０００へ伝えたい送信情報を生成する送信情報生成部４と、周波数ｆｒで繰り返す第１符号を生成する第１符号生成部１と、自己相関値の高い第２符号を生成する第２符号生成部２と、第３符号を記憶する第３符号記憶部３と、送信情報生成部４で生成された送信情報を第３符号で符号化する第３符号化部５と、第３符号化部５で符号化された送信情報を、第１符号と第２符号とにより符号化する符号化部６と、搬送波重畳部７と、第一の送信アンテナ８と、第一の送信アンテナ８と空間的に直交する第二の送信アンテナ９とを備える。
【００１７】
搬送波重畳部７と、第一の送信アンテナ８と、第二の送信アンテナ９とを含むように、送信部１０が構成される。後述するように、送信部１０は、符号化部６で符号化された送信情報に対し、搬送波を重畳し、周波数ｆｒで偏波面が回転する送信信号を生成して無線送信する。
【００１８】
第１符号生成部１は、１周期分の第１符号を時間軸上で分割した各部分領域において、各部分領域の符号が互いに異なる第１符号を生成する。詳しくは、第１符号生成部１は、異なる部分領域間（異なる符号を有する部分領域間）の相互相関値よりも、同一の部分領域間（同一符号を有する部分領域間）の自己相関値が高くなるような第１符号を生成する。本実施形態では、各部分領域は、１周期分の第１符号を時間軸上で等分割して形成されているが、等分割でなくてもよい。
【００１９】
第２符号生成部は、自己相関値の高い符号、つまり、２系列の同一符号が時間軸上で一致しているか否かを検出可能な符号である第２符号を生成する。第２符号は、例えば巡回符号である。第２符号の長さは、第１符号の長さよりも長く設定されるのが好ましい。
【００２０】
第３符号は、送信情報を秘匿するための符号（暗号）であり、送信機１０００と受信機２０００との間の伝送路の特性を反映するように生成される。第３符号は、例えば、反射による受信信号の状態（受信電力の振幅や信号品質等）を反映した符号である。第３符号の詳細は後述する。
搬送波重畳部７は、符号化部６で符号化された送信情報に対し、搬送波を重畳した後、周波数ｆｒの余弦波信号と周波数ｆｒの正弦波信号とを生成する。
【００２１】
送信機１０００の動作概要は次のとおりである。
送信機１０００は、送信情報生成部４で生成された送信情報を、第３符号を用いて第３符号化部３で符号化した後、第１符号と第２符号を用いて符号化部６で符号化する。その後、符号化部６で符号化された送信情報に対し、搬送波重畳部７で搬送波を重畳して、第一の送信アンテナ８と第二の送信アンテナ９から電磁波１５を放射する。つまり、搬送波重畳部７で、搬送波を重畳し、周波数ｆｒで包絡線が正弦振動する余弦波信号と正弦波信号とを生成して、余弦波信号を第一の送信アンテナ８から無線送信し、正弦波信号を、第一の送信アンテナ８と空間的に直交する第二の送信アンテナ９から無線送信する。
【００２２】
第一の送信アンテナ８から放射される余弦波信号と、第二の送信アンテナ９から放射される正弦波信号は、それぞれ、直線偏波の電磁波として放射される。こうして、第一の送信アンテナ８と第二の送信アンテナ９から放射された電磁波１５は、９０度の位相差を持って正弦状の振幅が空間的に直交するように、空間中を進行する。電磁波１５は、その偏波ベクトルが、電磁波１５の進行方向と垂直な平面内において、周波数ｆｒで回転する（つまり、電界の大きさが変化しながら、電界の方向が周波数ｆｒで回転する）回転偏波を形成する。
【００２３】
受信機２０００は、第一の受信アンテナ２１と、第一の受信アンテナ２１と空間的に直交する第二の受信アンテナ２２と、搬送波除去部２３と、同期検出部２４と、部分領域情報抽出部２５と、情報解読部２７と、情報処理部２８とを備える。
【００２４】
第一の受信アンテナ２１と、第二の受信アンテナ２２と、搬送波除去部２３とを含むように、受信部２６が構成される。受信部２６は、後述するように、送信機１０００からの送信信号を受信し、該受信した受信信号から搬送波を除去する。
【００２５】
第一の受信アンテナ２１と第二の受信アンテナ２２は、それぞれ、送信機１０００からの無線信号（第一の送信アンテナ８から送信された余弦波信号と、第二の送信アンテナ９から送信された正弦波信号との合成信号）を受信する。搬送波除去部２３は、第一の受信アンテナ２１と第二の受信アンテナ２２で受信した無線信号から搬送波を除去する。同期検出部２４は、搬送波除去部２３で搬送波を除去した情報信号に対し、第２符号を用いて受信した情報信号の開始点を検出する。
【００２６】
部分領域情報抽出部２５は、前記情報信号の開始点を用いて、前記情報信号から、送信機１０００の第１符号生成部１の第１符号の各部分領域に対応する部分領域情報を抽出するとともに、各部分領域情報の位相のずれ（時間軸上のシフト）を検出する。この位相のずれは、送信機１０００からの電磁波が伝送路において反射されたときに、反射時の偏波角度に応じた偏波角度のずれ（偏波角度シフト）を生じることに起因する。偏波角度シフトの詳細は後述する。
【００２７】
情報解読部２７は、部分領域情報抽出部２５で抽出された情報を、第３符号を用いて復号する。また、情報解読部２７は、各部分領域情報の位相のずれを、情報処理部２８へ伝える。
【００２８】
情報処理部２８は、情報解読部２７で解読された情報に対し、各種の情報処理を行う。また、情報処理部２８は、各部分領域における位相のずれを認識する、つまり、各部分領域における位相のずれにより、到達した情報信号が経た伝送路を間接的に認識し区別する。
【００２９】
受信機２０００の動作概要は次のとおりである。
受信機２０００は、第一の受信アンテナ２１と第二の受信アンテナ２２とを用いて、送信機１０００からの電磁波１５（偏波ベクトルが回転する電磁波）を受信、つまり、送信機１０００からの余弦波信号と正弦波信号との合成信号を受信する。この受信信号は、送信機１０００が送信したときと比べ、電波伝送路における反射の影響により、偏波角度がシフトしている。この偏波角度シフトの量は、反射時の偏波角度に応じて異なる、つまり、各部分領域毎に異なる。次に、受信機２０００は、搬送波除去部２３で、受信した信号から搬送波を除去し、情報信号を抽出する。
【００３０】
受信機２０００は、次に、同期検出部２４で、第２符号を用いて前記情報信号の開始点を検出する。そして、該情報信号の開始点に基づき、部分領域情報抽出部２５で、前記情報信号から、第１符号を用いて各部分領域に対応する情報を抽出するとともに、各部分領域における位相のずれを抽出する。次に、部分領域情報抽出部２５で抽出した情報を、情報解読部２７で第３符号を用いて復号（解読）する。次に、情報解読部２７で解読された情報に対し、情報処理部２８で各種の情報処理を行う。また、情報処理部２８で、各部分領域における位相のずれの量を認識する。
【００３１】
なお、送信機１０００から無線送信される送信情報を厳重に秘匿する必要がない場合は、送信情報生成部４で生成された送信情報を、第３符号を用いて符号化する必要はない。つまり、送信機１０００からの送信情報を厳重に秘匿する必要がない場合は、送信機１０００の第３符号記憶部３と第３符号化部５、及び受信機２０００の情報解読部２７を省略することができる。
【００３２】
（第１実施例）
以下、本実施形態における第１実施例を、図２Ａと図２Ｂを用いて説明する。
図２Ａは、本発明の第１実施例における送信機の構成図である。図２Ｂは、第１実施例における受信機の構成図である。図２Ａと図２Ｂにおいて、図１と同一の構成については、同一の符号を付し、説明を適宜省略する。
【００３３】
図２Ａに示すように、第１実施例の送信機１００１は、送信情報Ｉを生成する送信情報生成部４と、第１符号を生成する第１符号生成部１と、第２符号を生成する第２符号生成部２と、第３符号を記憶する第３符号記憶部３と、乗算器で構成される第３符号化部５と、第一の乗算器である符号化部６と、搬送波を生成する搬送波生成回路１１と、第二の乗算器１２と、余弦重み回路１３と、正弦重み回路１４と、第一の送信アンテナ８と、第一の送信アンテナ８と空間的に直交する第二の送信アンテナ９とを備える。
【００３４】
搬送波生成回路１１と、第二の乗算器１２と、余弦重み回路１３と、正弦重み回路１４とを含むように、図１の搬送波重畳部７が構成される。
【００３５】
第１符号生成部１は、周波数ｆｒ、つまり周期Ｔｒ（Ｔｒ＝１／ｆｒ）の繰り返し符号である第１符号を生成する。第１符号は、周期Ｔｒを整数Ｍで等分割した区間（部分領域）において、それぞれ、自己相関が最大になり相互相関が最小になるような符号である。図２Ａの例では、周期Ｔｒが４つに等分割され、４つの区間Ａ１〜Ａ４が生成されている。例えば、区間Ａ１の符号は、自己相関が最大になり、他の区間Ａ２〜Ａ４のそれぞれの符号との相互相関が最小になるように生成される。区間Ａ２の符号は、自己相関が最大になり、他の区間Ａ１，Ａ３，Ａ４のそれぞれの符号との相互相関が最小になるように生成される。区間Ａ３，Ａ４の符号も、同様である。
【００３６】
第２符号は、前述したように、２系列の第２符号が時間軸上で一致しているか否かを検出可能な符号であり、例えば、ＰＮ（Pseudo Noise）符号が用いられる。ＰＮ符号は、２系列のＰＮ符号が時間軸上で一致している場合は、その和が極大値となり、一致していない場合は、その和が極小値となる。例えば、２系列のＰＮ７符号は、時間軸上で一致している場合は、その和が７になり、一致していない場合は、その和が０となる。本実施形態では、第２符号の長さは、第１符号の長さよりも長く設定されている。
【００３７】
第３符号記憶部３は、情報Ｉを秘匿するための暗号である第３符号を記憶する。第３符号としては、一般に用いられる暗号を用いることもできるが、送信機１００１と受信機２００１との間の伝送路の状態（つまり反射の状態）に基づき生成された符号を用いることが好ましい。伝送路の状態に基づき生成された符号とは、受信機２００１で受信した受信信号の伝送路の特性を反映するように生成された符号である。後述するように、第１符号の各部分領域に対応する受信信号は、伝送路の状態（つまり反射の状態）により、各部分領域毎にそれぞれ異なる伝送路を経る。
【００３８】
例えば、第３符号は、受信機２００１において、第１符号の各部分領域に対応する受信信号の受信電力の振幅の時間変化や信号品質の時間変化を反映した符号、あるいは、各部分領域に対応する受信信号の位相のずれを反映した符号である。
【００３９】
第３符号は、例えば、操作者により外部から送信機１００１へ取り込まれ、第３符号記憶部３に記憶される。例えば、送信機１００１が、受信機２００１の機能を併せ持つ送受信機である場合は、第３符号は、送信相手の送信機１００１から送信された情報信号が、伝送路を経由して受信された場合において、伝送路の特性を反映するように生成されることが可能である。例えば、後述の受信機２００１の部分領域情報抽出部２５のＡ１〜Ａ４の部分領域における、受信信号の受信電力の振幅の時間変化やＳＮ比（雑音対信号比）等の信号品質の時間変化や位相のずれ量の時間変化を反映した符号を、第二の復調回路５４で検出し、第３符号とすることができる。
【００４０】
このようにすると、第３符号には、送信機１００１から受信機２００１へ至る伝送路に固有の情報、つまり、伝送路における反射体の性質を反映した固有の情報が含まれることになる。したがって、第３符号を用いると、伝送路の異なる場所にいる第３者が第３符号を解読することは困難になる。
【００４１】
本実施形態の例では、送信情報生成部４で作成される送信情報Ｉは、第１符号の周期Ｔｒよりもはるかに長い周期ＴＩを有する、つまり、第１符号の周波数ｆｒよりもはるかに低い周波数ｆＩを有する。換言すれば、送信情報生成部４で生成される送信情報Ｉは、前述した第１符号の４つの区間Ａ１〜Ａ４において、同一信号であると見なすことができる。例えば、周波数ｆＩは１０ｋＨｚ、周波数ｆｒは１ＭＨｚ程度である。なお、送信情報生成部４で生成される送信情報Ｉを、第１符号の４つの区間Ａ１〜Ａ４において、互いに異なるように構成することも可能である。
【００４２】
送信情報生成部４の出力（送信情報Ｉ）は、第３符号記憶部３に記憶された第３符号により、第３符号化部５で符号化された後、第１符号生成部１の出力及び第２符号生成部２の出力と、符号化部６により合成される。このとき、例えば、第１符号の１ビットの中に第２符号が含まれるよう構成する。例えば、第１符号を［ｂ１,ｂ２,ｂ３,ｂ４,ｂ５・・・］（ｂｉ＝１又は−１）とすれば、第２符号（ＣＯＤＥ２）を適用された第１符号は、［ｂ１（ＣＯＤＥ２）,ｂ２（ＣＯＤＥ２）,ｂ３（ＣＯＤＥ２）,ｂ４（ＣＯＤＥ２）,・・・］となる。なお、上記と逆に、第２符号の１ビットの中に第１符号が含まれるように構成することも可能である。
【００４３】
符号化部６の出力は、第二の乗算器１２により搬送波生成回路１１の出力と重畳された後、２分岐される。分岐された一方の信号は、周波数ｆｒの余弦重み回路１３により余弦重みをつけられ、第一の送信アンテナ８より空中に放射される。分岐された他方の信号は、周波数ｆｒの正弦重み回路１４により正弦重みをつけられ、第二の送信アンテナ９より空中に放射される。余弦重みをつけるとは、例えば、周波数ｆｒの余弦波（ｃｏｓ２πｆｒｔ）を重畳（つまり乗算）することであり、正弦重みをつけるとは、例えば、周波数ｆｒの正弦波（ｓiｎ２πｆｒｔ）を重畳（つまり乗算）することである。例えば、搬送波の周波数は４００ＭＨｚ程度である。
【００４４】
こうして、送信機１００１は、互いに空間的に直交する第一の送信アンテナ８と第二の送信アンテナ９から、それぞれ、同一信号に余弦重み及び正弦重みをつけて空間に放射する。該余弦重み及び正弦重みは、一定の周波数ｆｒで変化するので、空間に放射された電磁波は、周波数ｆｒで偏波ベクトルが回転（つまり、偏波面が回転）する。つまり、第一の送信アンテナ８と第二の送信アンテナ９から放射された電磁波は、周波数ｆｒの正弦状の振幅が、９０度の位相差を持って空間的に直交する。こうして、偏波ベクトルが周波数ｆｒで回転する回転偏波を行う電磁波が形成され、空間中を進行する。
【００４５】
図２Ｂに示すように、第１実施例の受信機２００１は、第一の受信アンテナ２１と、該第一の受信アンテナ２１と空間的に直交する第二の受信アンテナ２２と、第一のミキサ３１ａと、第二のミキサ３１ｂと、ローカル信号発生回路３２と、第一のアナログフィルタ３３ａと、第二のアナログフィルタ３３ｂと、第一の加算器３４と、第一の可変遅延回路３５と、第一の排他的論理和（ＸＲＯＲ）演算回路３６と、送信機１００１の第２符号生成部２と同一の符号（第２符号）を生成する同期符号生成回路３８と、第一の復調回路３７と、第二の可変遅延回路４１ａと、第二の排他的論理和演算回路４２ａと、第三の可変遅延回路４１ｂと、第三の排他的論理和演算回路４２ｂと、２Ｍ個の第四の可変遅延回路５１（１）〜５１（２Ｍ）と、２Ｍ個の部分符号生成回路５３（１）〜５３（２Ｍ）と、２Ｍ個の第四の排他的論理和演算回路５２（１）〜５２（２Ｍ）と、２Ｍ個の第二の復調回路５４（１）〜５４（２Ｍ）と、情報解読部２７（復号回路）と、情報処理部２８とを備える。
【００４６】
第四の可変遅延回路５１（１）〜５１（２Ｍ）、第四の排他的論理和演算回路５２（１）〜５２（２Ｍ）、部分符号生成回路５３（１）〜５３（２Ｍ）、第二の復調回路５４（１）〜５４（２Ｍ）を代表して呼ぶ場合は、それぞれ、第四の可変遅延回路５１、第四の排他的論理和演算回路５２、部分符号生成回路５３、第二の復調回路５４と称する。図２Ｂの例では、Ｍの数は第１符号生成部１の部分領域数の２倍と対応しており、Ｍ＝８である。
【００４７】
第一のミキサ３１ａと、第二のミキサ３１ｂと、ローカル信号発生回路３２と、第一のアナログフィルタ３３ａと、第二のアナログフィルタ３３ｂとを含むように、図１の搬送波除去部２３が構成される。
【００４８】
第一の加算器３４と、第一の可変遅延回路３５と、第一の排他的論理和演算回路３６と、同期符号生成回路３８と、第一の復調回路３７とを含むように、図１の同期検出部２４が構成される。
【００４９】
第二の可変遅延回路４１ａと、第二の排他的論理和演算回路４２ａと、第三の可変遅延回路４１ｂと、第三の排他的論理和演算回路４２ｂと、第四の可変遅延回路５１と、第四の排他的論理和演算回路５２と、部分符号生成回路５３と、第二の復調回路５４とを含むように、図１の部分領域情報抽出部２５が構成される。
【００５０】
第一の受信アンテナ２１から取り込まれた受信信号は、第一のミキサ３１ａによりローカル信号発生回路３２の出力と乗算された後、第一のアナログフィルタ３３ａを通過し搬送波周波数が除去される。第一のアナログフィルタ３３ａの出力は、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）３００１の入力Ａとなり、その後、ＦＰＧＡ３００１の内部点Ｃで分岐される。分岐された一方の信号は、第一の加算器３４の第一の入力となる。第１実施例では、図２Ｂにおいて、第一の受信アンテナ２１と第二の受信アンテナ２２及び搬送波除去部２３以外の構成は、ＦＰＧＡ３００１として構成されている。
【００５１】
第二の受信アンテナ２２から取り込まれた受信信号は、第二のミキサ３１ｂによりローカル信号発生回路３２の出力と乗算された後、第二のアナログフィルタ３３ｂを通過し搬送波周波数が除去される。第二のアナログフィルタ３３ｂの出力は、ＦＰＧＡ３００１の入力Ｂとなり、その後、ＦＰＧＡ３００１の内部点Ｄで分岐される。分岐された一方の信号は、第一の加算器３４の第二の入力となる。第一の加算器３４の第一の入力と第二の入力は、第一の加算器３４で加算され出力される。
【００５２】
第一の加算器３４の出力は、第一の可変遅延回路３５を通った後、同期符号生成回路３８の出力との間で、第一の排他的論理和演算回路３６による排他的論理和演算が施される。同期符号生成回路３８は、第２符号（ＰＮ符号）を出力する。第一の排他的論理和演算回路３６は、同期符号生成回路３８の出力と、第一の可変遅延回路３５の出力との間で、複数ビットの排他的論理和演算を行う。
【００５３】
こうして、同期符号生成回路３８の出力である第２符号（ＰＮ符号）と、第一の可変遅延回路３５の出力に含まれる第２符号との間で、排他的論理和演算が施される。その演算結果は、第一の復調回路３７に入力される。第一の復調回路３７は、複数ビットの排他的論理和演算の結果を加算することにより、相関検出演算を行う。前述したように、２系列のＰＮ符号は、時間軸が一致した場合に極大となり、時間軸が不一致の場合に極小となる。第一の復調回路３７は、排他的論理和演算結果に基づき、相関検出演算を行い、相関検出演算結果に基づき、遅延量を制御する遅延量制御信号を生成して、第一の可変遅延回路３５と、第二の可変遅延回路４１ａと、第三の可変遅延回路４１ｂとに出力する。
【００５４】
このとき、第一の復調回路３７は、前記相関検出演算結果の値が所定値以上（つまり相関検出有）となり、かつ、第一の排他的論理和演算回路３６の出力（つまり受信信号の強度）が所定値以上となるタイミングが得られるように、第一の可変遅延回路３５の遅延量を制御する。こうして、第一の復調回路３７は、前記相関検出演算結果の値が所定値以上となり、かつ、受信強度が所定値以上となるタイミングに基づき、送信信号に含まれる符号の開始点を見つけることができ、送信機１００１からの送信信号に対する受信信号の同期を実現することができる。
【００５５】
第一のアナログフィルタ３３ａの出力のうち、分岐された他方の信号は、第二の可変遅延回路４１ａを通った後、第二の排他的論理和演算回路４２ａに入力され、同期符号生成回路３８の出力との間で、排他的論理和演算が施される。こうして第２符号が除去された第二の排他的論理和演算回路４２ａの出力は、さらにＭ個に分岐され、それぞれ、信号Ｅ（１）〜Ｅ（Ｍ）として、第四の可変遅延回路５１（１）〜５１（Ｍ）に入力される。
【００５６】
第二のアナログフィルタ３３ｂの出力のうち、分岐された他方の信号は、第三の可変遅延回路４１ｂを通った後、第三の排他的論理和演算回路４２ｂに入力され、同期符号生成回路３８の出力との間で、排他的論理和演算が施される。こうして第２符号が除去された第二の排他的論理和演算回路４２ｂの出力は、さらにＭ個に分岐され、それぞれ、信号Ｅ（Ｍ＋１）〜Ｅ（２Ｍ）として、第四の可変遅延回路５１（Ｍ＋１）〜５１（２Ｍ）に入力される。
【００５７】
このとき、第二の可変遅延回路４１ａと第三の可変遅延回路４１ｂの遅延量は、第一の可変遅延回路３５の遅延量と同一になるよう、第一の復調回路３７により制御される。
【００５８】
信号Ｅ（１）〜Ｅ（Ｍ）は、それぞれ、第四の可変遅延回路５１（１）〜５１（Ｍ）で遅延された後、部分符号生成回路５３（１）〜５３（Ｍ）の出力との間で、第四の排他的論理和演算回路５２（１）〜５２（Ｍ）による排他的論理和演算が施される。
【００５９】
Ｅ（Ｍ＋１）〜Ｅ（２Ｍ）は、それぞれ、第四の可変遅延回路５１（Ｍ＋１）〜５１（２Ｍ）で遅延された後、部分符号生成回路５３（Ｍ＋１）〜５３（２Ｍ）の出力との間で、第四の排他的論理和演算回路５２（Ｍ＋１）〜５２（２Ｍ）による排他的論理和演算が施される。
【００６０】
複数の部分符号生成回路５３（１）〜５３（Ｍ）は、それぞれ、送信機１００１の第１符号生成部１の部分領域に対応した、互いに異なる部分符号を生成する。同様に、部分符号生成回路５３（Ｍ＋１）〜５３（２Ｍ）は、それぞれ、第１符号生成部１の部分領域に対応した、互いに異なる部分符号を生成する。このように、部分符号生成回路５３（１）〜５３（Ｍ）は、それぞれ、第１符号生成部１と同様な各部分領域において、第１符号と同一の符号を出力する。部分符号生成回路５３（Ｍ＋１）〜５３（２Ｍ）も、それぞれ、部分符号生成回路５３（１）〜５３（Ｍ）と同様の符号を出力する。
【００６１】
例えば、部分符号生成回路５３（１）と部分符号生成回路５３（Ｍ＋１）、つまり部分符号生成回路５３（１）と部分符号生成回路５３（５）は、図２Ｂに示すように、送信機１００１における第１符号生成部１の領域Ａ１に対応する第１符号を出力する。部分符号生成回路５３（Ｍ）と部分符号生成回路５３（２Ｍ）、つまり部分符号生成回路５３（４）と部分符号生成回路５３（８）は、送信機１００１における第１符号生成部１の領域Ａ４に対応する第１符号を出力する。
【００６２】
第四の排他的論理和演算回路５２（１）〜５２（２Ｍ）は、それぞれ、部分符号生成回路５３（１）〜５３（２Ｍ）の出力と、第四の可変遅延回路５１（１）〜５１（２Ｍ）の出力との間で、排他的論理和演算を行う。第二の復調回路５４（１）〜５４（２Ｍ）は、それぞれ、第四の排他的論理和演算回路５２（１）〜５２（２Ｍ）の演算結果を用いて、相関検出演算を行う。例えば、第二の復調回路５４（１）は、第四の排他的論理和演算回路５２（１）の演算結果の各ビットを加算して、相関検出演算を行う。このとき、第四の可変遅延回路５１（１）の出力の符号と、部分符号生成回路５３（１）の出力の符号が一致すると、相関検出演算結果の値が極大となる。
【００６３】
図９は、本発明の実施形態における相関を説明する図である。
図９の例では、繰り返し符号Ｃ１〜ＣＭの相関検出演算を行う場合が示されている。図９に示すように、同一内容の２系列の繰り返し符号Ｃ１〜ＣＭの間の相関値は、例えば、Ｃ１とＣ１の間の自己相関値ａ１や、Ｃ２とＣ２の間の自己相関値ａ２や、ＣＭとＣＭの間の自己相関値ａＭが極大となる。一方、Ｃ１とＣ２の間の相互相関値等は極大とならない。
【００６４】
図２Ｂに戻り説明を続ける。
例えば、信号Ｅ（１）は、第四の可変遅延回路５１（１）を通った後、部分符号生成回路５３（１）の出力との間で、第四の排他的論理和演算回路５２（１）による排他的論理和演算が施される。その排他的論理和演算結果は、第二の復調回路５４（１）に入力される。第二の復調回路５４（１）は、排他的論理和演算結果に基づき、相関検出演算を行い、前記相関検出演算結果に基づく遅延量を可変遅延回路５１（１）へ送出する。このとき、第二の復調回路５４（１）は、前記相関検出演算結果の値が所定値以上となり、かつ、第四の排他的論理和演算回路５２の出力の信号強度が所定値以上、つまり、信号Ｅ（１）の信号強度が所定値以上となるように可変遅延回路５１（１）の遅延量を制御する。
【００６５】
このように、第二の復調回路５４（１）は、前記相関検出演算結果の値を所定値以上とし、かつ、信号Ｅ（１）の信号強度を所定値以上とするように、可変遅延回路５１（１）の遅延量を制御する。この遅延量は、送信機１００１から受信した受信信号の位相のずれに対応するものであり、送信機１００１からの電磁波が伝送された伝送経路に固有の情報（つまり、伝送路中の反射体の性質に固有の情報）が反映されている。
【００６６】
同様に、第二の復調回路５４（２）〜５４（Ｍ）は、それぞれ、前記相関検出演算結果の値を所定値以上とし、かつ、信号Ｅ（２）〜Ｅ（Ｍ）の信号強度を所定値以上とするようにするように、可変遅延回路５１（２）〜５１（Ｍ）の遅延量を制御する。これらの遅延量は、それぞれ、送信機１００１から受信した受信信号の位相のずれに対応するものであり、送信機１００１からの電磁波が伝送された伝送経路に固有の情報が反映されている。
【００６７】
伝送路中に複数の反射体が存在する場合、送信機１００１からの電磁波は、複数の反射体による複数の反射により、異なる行路長の複数の経路を経て到来する。また、前述したように、送信機１００１からの電磁波は、反射時における電磁波の偏波角度に応じた偏波角度シフトを被る、つまり、各部分領域毎に異なる偏波角度シフトを被る。
【００６８】
一方、アンテナ２１,２２は、それぞれ、ある偏波角度（つまり、アンテナの受信偏波角度と直交する偏波角度）の電磁波を受信することができないので、アンテナ２１，２２で受信された信号は、それぞれ、偏波角度（つまり各部分領域）に応じて信号強度が異なる。つまり、信号Ｅ（１）〜Ｅ（２Ｍ）は、それぞれ、各部分領域に応じて信号強度が異なる。
【００６９】
そして、第二の復調回路５４は、受信信号（つまり信号Ｅ）と部分符号生成回路５３の出力との間の相関検出演算結果の値が所定値以上となり、かつ、受信信号（つまり信号Ｅ）の信号強度が所定値以上となるように、可変遅延回路５１の遅延量を制御する。この結果、各部分領域毎に、信号強度が所定値以上である受信信号（信号Ｅ）が選択される。つまり、信号強度が所定値以上である受信信号が到来した伝送経路が、各部分領域で抽出される情報信号の伝送路として選択される。
【００７０】
こうして、可変遅延回路５１（１）〜５１（２Ｍ）の遅延量は、それぞれ、送信機１００１から受信した受信信号の位相のずれに対応し、送信機１００１からの電磁波が伝送された伝送経路を反映するものとなる。
【００７１】
また、第二の復調回路５４（１）〜５４（Ｍ）は、それぞれ、第四の排他的論理和演算回路５２（１）〜５２（Ｍ）からの排他的論理和演算結果（つまり、第１符号生成部１の部分領域Ａ１〜Ａ４に対応する情報Ｉ）を、情報Ｆ（１）〜Ｆ（Ｍ）として、情報解読部２７（復号回路）へ出力する。同様に、第二の復調回路５４（Ｍ＋１）〜５４（２Ｍ）は、それぞれ、第四の排他的論理和演算回路５２（Ｍ＋１）〜５２（２Ｍ）からの排他的論理和演算結果（つまり、第１符号生成部１の部分領域Ａ１〜Ａ４に対応する情報Ｉ）を、情報Ｆ（Ｍ＋１）〜Ｆ（２Ｍ）として、情報解読部２７（復号回路）へ出力する。
【００７２】
情報解読部２７は、入力された情報Ｆ（１）〜Ｆ（Ｍ）と情報Ｆ（Ｍ＋１）〜Ｆ（２Ｍ）とを、例えば、それぞれ論理和（ＯＲ）した後、第３符号を用いて復号する。復号された情報は、情報処理部２８へ送出される。また、情報解読部２７は、各部分領域Ａ１〜Ａ４における位相のずれ量を第二の復調回路５４から受け取り、情報処理部２８へ送出する。情報処理部２８は、情報解読部２７によって復号された情報を用いた処理を行う。また、情報処理部２８は、各部分領域における位相のずれ量を検出し認識する。
【００７３】
こうして、受信機２００１は、受信信号の同期検出の為の同期符号生成回路３８の第２符号を用いて、第一の復調回路３７で、受信信号全体の開始タイミングを抽出する。そして、そのタイミングを用いて、受信機２００１は、第四の排他的論理和演算回路５４で、各部分領域毎の受信信号の開始タイミングを抽出するとともに、各部分領域における位相のずれ量を検出する。
【００７４】
同期検出部２４の動作をさらに説明する。
上述したように、送信機１００１から異なる方向に放射された電磁波が、送受信間に存在する複数の反射体（電磁波散乱体）の表面で反射され、これらが受信機２００１で合成されると、特定の偏波角度において受信電磁波エネルギが大きく減衰する。この場合、その偏波角度と直交する偏波角度では、受信電磁波エネルギが極大化する。従って、異なる偏波角度およびそれと直交する偏波角度の電磁波から受信信号を得て、それらを総和することにより、すべての偏波角度において到来する信号のエネルギをもれなく受信することが可能となる。
【００７５】
受信機２００１は、偏波ベクトルが回転する電磁波により伝送された信号を、互いに空間的に直交する二つのアンテナ２１，２２で受信する。そして、同期検出部２４で、該受信した２つの信号の和信号を生成し、該和信号の遅延量を順次変えつつ、該遅延させた和信号と同期符号生成回路３８で生成した第２符号との排他的論理和演算を行い、送信信号に含まれる第２符号の開始点を見つける。
【００７６】
このように、二つのアンテナ２１，２２で受信した２つの信号の和信号に対し第２符号を用いて排他的論理和演算を行うことにより、受信機２００１は、送信機１００１から送信された情報の開始タイミング、換言すれば、該送信された情報を変調している第２符号の開始タイミングを容易に見つけることができる。
【００７７】
また、上述したように、受信信号の同期検出の為の同期符号生成回路３８の第２符号は、部分符号生成回路５３の第１符号に比べて符号長が長い。従って、受信信号全体の開始タイミングの抽出精度を向上することができる。
【００７８】
しかし、同期符号生成回路３８の第２符号は、部分符号生成回路５３の第１符号に比べて符号長が長いので、第一の復調回路３７によって制御される第一の排他的論理和演算回路３６の演算は、第二の復調回路５４によって制御される第四の排他的論理和演算回路５２の演算よりも、はるかに演算量が大きくなる。
【００７９】
そこで、第一の復調回路３７は、前述したように、相関検出演算結果に一定の閾値を設定し、相関検出演算結果が上記閾値以上となるように制御する。そして、第一の復調回路３７は、上記閾値以上となると同期が取れたものとして、第一の排他的論理和演算回路３６の演算を打ち切る。こうすることにより、社会インフラ機器の監視・制御用無線ネットワークのように、時間と共に急激な電波伝搬環境の変化が起こり難い条件下では、第一の排他的論理和演算回路３６の演算量を大幅に減少可能である。なお、上記閾値は、前回の演算結果によって決めるようにしてもよい。
【００８０】
このように、時間と共に急激な電波伝搬環境の変化が起こり難い条件下では、一度、第一の復調回路３７で決定された受信信号全体の開始タイミングは、時間と共に大きく変化することは少ない。そこで、時間的にまれに発生する電波伝搬環境の変化に対しては、演算量の大きい第一の復調回路３７による処理（受信信号全体の開始タイミングの抽出処理）で対応し、その他の小さい変化に対しては、第二の復調回路５４による処理（各部分領域の開始タイミングの抽出処理）で対応するのが効率的である。このように、二段階で処理することにより、受信機２００１全体のデジタル信号処理量を大幅に低減でき、また、開始タイミングの抽出速度を速くすることができる。
【００８１】
なお、同期検出部２４（第一の加算器３４、第一の可変遅延回路３５、第一の排他的論理和演算回路３６、同期符号生成回路３８、第一の復調回路３７）を省略することも不可能ではないが、省略した場合は、一回の演算処理により抽出される受信信号全体の開始タイミングに関する精度が劣り、また、該精度が劣ることによる演算処理の繰り返し時間が大きくなる。また、同期検出部２４では、直交する二つのアンテナ２１,２２の受信電界の和の信号を用いるのに対し、部分領域情報抽出部２５では、単一のアンテナの受信電界の信号を用いる。このため、部分領域情報抽出部２５では、受信信号のエネルギが低いので、ＳＮ比が劣化し、受信信号の同期を検出する精度が低くなる。
【００８２】
部分領域情報抽出部２５の動作をさらに説明する。
上述したように、送信機１００１と受信機２００１との間に複数の反射体が存在する場合、送信機１００１から放射された電磁波は、複数の反射を経て、受信機２００１に到達する。電磁波は、反射する際に、反射表面における偏波ベクトルの偏波角度に固有な、偏波角度シフト（偏波角度のずれ）を被る。この偏波角度シフトの量は、偏波ベクトルの偏波角度ごとに異なる。つまり、第１符号生成部１の各部分領域（Ａ１〜Ａ４）の電磁波は、互いに偏波角度が異なるので、互いに異なる偏波角度シフトを被る。
【００８３】
受信機２００１には、複数の伝送路を経た電磁波が到達するが、受信機２００１のアンテナ２１，２２は、それぞれ、ある偏波角度（つまり、アンテナの受信偏波角度と直交する偏波角度）の電磁波を受信することができない。そのため、受信機２００１のアンテナ２１，２２で受信された信号には、それぞれ、ある偏波角度の信号、つまり、ある伝送路を経た信号が欠けている。換言すれば、受信機２００１のアンテナ２１，２２で受信された信号は、それぞれ、ある伝送路を除く複数の伝送路を経た信号が合成されたものである。
【００８４】
したがって、受信機２００１において、各部分領域（Ａ１〜Ａ４）に対応する受信信号は、互いに異なる伝送路を経た信号となる。例えば、部分領域Ａ１に対応する受信信号と部分領域Ａ２に対応する受信信号とは、互いに異なる伝送路を経た信号となる。そして、複数の伝送路を経た信号のうち、受信強度の大きい伝送路の信号が、第二の復調回路５４により選択される。
【００８５】
具体的に説明すると、送信機１００１から放射された電磁波は、反射の影響により、行路長の異なる伝送路を経て、受信機２００１に到達する。例えば、送信機１００１から放射された電磁波が、行路長の異なる伝送路Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４（行路長：Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３＜Ｌ４）を経て、受信機２００１に到達したとする。このとき、伝送路Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を経て到達した電磁波は、伝送路Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の順に到達する、つまり互いに位相がずれている。
【００８６】
受信機２００１に到達した電磁波は、同期検出部２４で情報信号の開始点を検出される。詳しくは、受信信号と同期符号生成回路３８の第２符号との間の相関検出演算結果の値が所定値以上で、かつ、受信信号の強度が所定値以上であるという条件Ｃ１を満たした場合に、情報信号の開始点が検出される。
【００８７】
例えば、伝送路Ｌ１の受信信号が、上記条件Ｃ１を満たした場合は、伝送路Ｌ１の受信信号で、情報信号の開始点が検出される。伝送路Ｌ１の受信信号が上記条件Ｃ１を満たさない場合は、次に到達した伝送路Ｌ２の受信信号について、上記条件Ｃ１を満たすか否かが調べられる。そして、伝送路Ｌ２の受信信号が、上記条件Ｃ１を満たした場合は、伝送路Ｌ２の受信信号で、情報信号の開始点が検出される。
【００８８】
また、第一の受信アンテナ２１で受信された受信信号は、第二の可変遅延回路４１ａと第二の排他的論理和演算回路４２ａを経て、信号Ｅ（１）〜Ｅ（４）として、それぞれ、第四の可変遅延回路５１（１）〜５１（４）へ入力され、部分符号生成回路５３（１）〜５３（４）との間で相関検出演算がなされる。そして、相関検出演算結果の値が所定値以上で、かつ、信号Ｅ（１）〜Ｅ（４）の強度が所定値以上であるという条件Ｃ２を満たした場合に、それぞれ、部分符号生成回路５３（１）〜５３（４）の部分領域Ａ１〜Ａ４に対応する部分領域情報として抽出される。
【００８９】
同様に、第二の受信アンテナ２２で受信された受信信号は、第三の可変遅延回路４１ｂと第三の排他的論理和演算回路４２ｂを経て、信号Ｅ（５）〜Ｅ（８）として、それぞれ、第四の可変遅延回路５１（５）〜５１（８）へ入力され、部分符号生成回路５３（５）〜５３（８）との間で相関検出演算がなされる。そして、相関検出演算結果の値が所定値以上で、かつ、信号Ｅ（５）〜Ｅ（８）の強度が所定値以上であるという条件Ｃ２を満たした場合に、それぞれ、部分符号生成回路５３（５）〜５３（８）の部分領域Ａ１〜Ａ４に対応する部分領域情報として抽出される。
【００９０】
例えば、伝送路Ｌ１の受信信号が、第二の復調回路５４（１）において、上記条件Ｃ２を満たすか否かが調べられ、上記条件Ｃ２を満たした場合、伝送路Ｌ１の受信信号が、部分符号生成回路５３（１）の部分領域Ａ１に対応する部分領域情報として抽出される。この場合、部分領域Ａ１に対応する部分領域情報の、上記情報信号の開始点に対する位相のずれはない。
【００９１】
同様に、伝送路Ｌ１の受信信号は、第二の復調回路５４（２）〜５４（４）において、上記条件Ｃ２を満たすか否かが調べられ、上記条件Ｃ２を満たした場合は、伝送路Ｌ１の受信信号が、部分符号生成回路５３（２）〜５３（４）の部分領域Ａ２〜Ａ４に対応する部分領域情報として抽出される。この場合、部分領域Ａ２〜Ａ４に対応する部分領域情報の、上記情報信号の開始点に対する位相のずれはない。
【００９２】
しかし、伝送路Ｌ１の受信信号が、例えば、第二の復調回路５４（２）において、上記条件Ｃ２を満たさない場合は、伝送路Ｌ１の受信信号は、部分符号生成回路５３（２）の部分領域Ａ２に対応する部分領域情報として抽出されない。伝送路Ｌ１の受信信号が上記条件Ｃ２を満たさない原因は、伝送路で反射を受けることで、部分領域Ａ２において偏波角度シフトを被り、その結果、第一の受信アンテナ２１で受信する受信信号の強度が不十分になるためである。
【００９３】
そして、例えば、伝送路Ｌ２の受信信号が、第二の復調回路５４（２）において上記条件Ｃ２を満たした場合、伝送路Ｌ２の受信信号が、部分符号生成回路５３（２）の部分領域Ａ２に対応する部分領域情報として抽出される。この場合、部分領域Ａ２に対応する部分領域情報の、上記情報信号の開始点に対する位相のずれ量は、伝送路Ｌ１の受信信号と伝送路Ｌ２の受信信号との時間差である。
【００９４】
同様にして、例えば、伝送路Ｌ２の受信信号が、第二の復調回路５４（５）において上記条件Ｃ２を満たした場合、伝送路Ｌ２の受信信号が、部分符号生成回路５３（５）の部分領域Ａ１に対応する部分領域情報として抽出される。この場合、部分領域Ａ１に対応する部分領域情報の、上記情報信号の開始点に対する位相のずれ量は、伝送路Ｌ１の受信信号と伝送路Ｌ２の受信信号との時間差である。
【００９５】
同様にして、例えば、伝送路Ｌ４の受信信号が、第二の復調回路５４（８）において上記条件Ｃ２を満たした場合、伝送路Ｌ４の受信信号が、部分符号生成回路５３（８）の部分領域Ａ４に対応する部分領域情報として抽出される。この場合、部分領域Ａ４に対応する部分領域情報の、上記情報信号の開始点に対する位相のずれ量は、伝送路Ｌ１の受信信号と伝送路Ｌ４の受信信号との時間差である。
【００９６】
こうして、各部分領域（Ａ１〜Ａ４）において第二の復調回路５４により選択される受信信号（受信強度が大きい受信信号）は、それぞれ、異なる伝送路を経た信号となり、その結果、異なる位相のずれを示すことになる。
【００９７】
なお、上記の説明では、条件Ｃ１と条件Ｃ２において、受信信号の強度が所定値以上であるという条件を用いたが、この代わりに、ＳＮ比が所定値以上であるという条件や、受信信号の強度とＳＮ比がそれぞれ所定値以上であるという条件を用いることもできる。
【００９８】
また、本無線通信システムでは、次のようにして外部侵入者の検知をすることができる。
送信機１００１は、第１符号生成部１の各部分領域（Ａ１〜Ａ４）に対応、つまり偏波角度に対応した異なる符号列（第１符号の部分符号）を用いて、同一の情報信号を送信する。そして、受信機２００１は、その符号列（第１符号の部分符号）を用いて、つまり、部分符号生成回路５３の各部分領域（Ａ１〜Ａ４）に対応した符号列を用いて、受信した情報信号を各部分領域において復元し、復元した各部分領域の情報信号を、受信機２００１の情報処理部２８にて比較する。
【００９９】
情報処理部２８は、復元した各部分領域の情報に不一致がある場合は、不一致が発生した部分領域に対応する伝送路において、外部侵入者による情報改ざんが行なわれたことを認識することができる。この場合、情報処理部２８は、情報改ざんが行なわれた部分領域における情報を棄却すればよい。こうして、外部侵入者の存在の検知、および外部侵入者による成りすまし行為の抑制を実現可能である。外部侵入者による成りすまし行為とは、不正な情報を混入させることである。
【０１００】
また、本無線通信システムでは、外部侵入者の検知以外にも、通信の信頼性向上を実現することができる。
この場合も、送信機１００１は、第１符号生成部１の各部分領域（Ａ１〜Ａ４）に対応した異なる符号列（第１符号の部分符号）を用いて、同一の情報信号を送信する。受信機２００１の情報処理部２８は、送信機１００１から同一の情報信号が受信機２００１に到達した結果、つまり、部分領域情報抽出部２５の各部分領域（Ａ１〜Ａ４）の情報から、適正なものを選択する。例えば、情報処理部２８は、部分領域（Ａ１〜Ａ４）の情報のうち、情報内容が一致するものや、互いに同一である情報の数が最も多い情報を、送信機１００１から送信された情報と見なす。
【０１０１】
また、本無線通信システムでは、次のように、第３符号を用いて、伝送する情報信号を秘匿することができる。
この場合は、まず、送信機１００１から、既知の情報信号を、第１符号と第２符号で符号化して無線送信する。そして、受信機２００１で、部分領域情報抽出部２５の各部分領域における情報信号の相互関係を調べる。そして、その相互関係を用いて第３符号を生成する。この第３符号を用いて、送信機１００１が、伝送すべき情報信号を符号化して無線送信する。
【０１０２】
具体的には、部分領域情報抽出部２５の各部分領域における情報信号の相互関係、例えば、各部分領域における受信電力の振幅の時間変化や信号品質の時間変化あるいは位相ずれ量等の相互関係を、既知の情報信号を伝送して調べ、その相互関係を用いて特定の符号列（第３符号）を作成する。そして、送信機１００１が、伝送すべき情報信号に該符号列（第３符号）を重畳して、元信号（伝送すべき情報信号）を変形して送信する。
【０１０３】
このようにすると、受信機２００１は、受信信号から上記相互関係（つまり第３符号）を生成することができるので、第３符号を用いて情報信号を復元可能であるが、伝送路の異なる外部侵入者（例えば無線傍受者）は、受信信号から上記相互関係（つまり第３符号）を生成することができないので、情報信号を復元することができない。このように、第３符号は、伝送すべき情報信号を秘匿するための秘匿符号として機能する。
【０１０４】
例えば、同一の情報信号を偏波角度に対応した異なる符号（第１符号の部分符号）で伝送することにより、該情報信号を伝送することができる。情報信号は、伝送路において、異なる偏波角度ごとに異なる偏波角度シフトを受けるので、受信機２００１に到来したこれらの電磁波の合成関係は、通信の送受信に関する対称性と電磁波の双対性により、送信点（送信機１００１）と受信点（受信機２００１）のみで固有なものとなる。したがって、該送信点と受信点に存在しない外部侵入者は、その合成関係（つまり、各部分領域における情報信号の相互関係）を知りうる手段がない。
【０１０５】
図２Ｃは、本発明の第１実施例における受信機の変形例の構成図である。図２Ｃの変形例が図２Ｂの例と異なるのは、次の点である。すなわち、図２Ｃの変形例では、図２Ｂの例における第四の可変遅延回路５１（Ｍ＋１）〜５１（２Ｍ）、第四の排他的論理和演算回路５２（Ｍ＋１）〜５２（２Ｍ）、部分符号生成回路５３（Ｍ＋１）〜５３（２Ｍ）、第二の復調回路５４（Ｍ＋１）〜５４（２Ｍ）が削除され、スイッチ４３（１）〜４３（Ｍ）とスイッチ４４（１）〜４４（Ｍ）と第二の加算器４５（１）〜４５（Ｍ）が追加されている。スイッチ４３（１）〜４３（Ｍ）とスイッチ４４（１）〜４４（Ｍ）と第二の加算器４５（１）〜４５（Ｍ）を代表して呼ぶ場合は、それぞれ、スイッチ４３、スイッチ４４、第二の加算器４５と称する。図２Ｃの例では、Ｍ＝４である。
【０１０６】
スイッチ４３は、第一の復調回路３７と第二の復調回路５４とから制御されて、第二の排他的論理和演算回路４２ａの出力を、時分割して切替え、第二の加算器４５へ出力する。詳しくは、スイッチ４３（１）は、部分符号生成回路５３の部分領域のＡ１の期間だけ、第二の排他的論理和演算回路４２ａの出力を加算器４５（１）へ出力するＯＮ状態になる。同様に、スイッチ４３（２）〜４３（４）は、それぞれ、部分符号生成回路５３の部分領域のＡ２〜Ａ４の期間だけ、第二の排他的論理和演算回路４２ａの出力を加算器４５（２）〜４５（４）へ出力するＯＮ状態になる。
【０１０７】
スイッチ４４は、スイッチ４３が部分符号生成回路５３の部分領域のＡ１〜Ａ４の期間、時分割切替えを行った後、次のＡ１〜Ａ４の期間において、第一の復調回路３７と第二の復調回路５４とから制御されて、第三の排他的論理和演算回路４２ｂの出力を、時分割して切替え、第二の加算器４５へ出力する。詳しくは、スイッチ４４（１）は、スイッチ４３（４）が部分領域のＡ４の期間だけ、第二の排他的論理和演算回路４２ａの出力を加算器４５（４）へ出力した後、部分符号生成回路５３の部分領域のＡ１の期間だけ、第三の排他的論理和演算回路４２ｂの出力を加算器４５（１）へ出力するＯＮ状態になる。同様に、スイッチ４４（２）〜４４（Ｍ）は、それぞれ、部分符号生成回路５３の部分領域のＡ２〜Ａ４の期間だけ、第三の排他的論理和演算回路４２ｂの出力を加算器４５（２）〜４５（４）へ出力するＯＮ状態になる。
【０１０８】
詳しくは、第二の復調回路５４（１）〜５４（４）は、それぞれ、部分符号生成回路５３の部分領域のＡ１〜Ａ４の期間、スイッチ４３とスイッチ４４とをＯＮ状態にする。第一の復調回路３７は、上記部分領域のＡ１〜Ａ４の各期間の前後に所定の時間を加えた期間、スイッチ４３とスイッチ４４とをＯＮ状態にする。例えば、第一の復調回路３７は、上記部分領域のＡ１の期間の前後に所定の時間を加えた期間、スイッチ４３（１）とスイッチ４４（１）とをＯＮ状態にする。
【０１０９】
このように、図２Ｃの例では、第二の排他的論理和演算回路４２ａの出力と、第三の排他的論理和演算回路４２ｂの出力とを、それぞれ、部分領域のＡ１〜Ａ４の期間、時分割で切替えることにより、第四の可変遅延回路５１、第四の排他的論理和演算回路５２、部分符号生成回路５３、第二の復調回路５４の数を削減している。
【０１１０】
第１実施例によれば、少なくとも次の効果を得ることができる。
（Ａ１）送信機は、送信情報を第１符号と第２符号で符号化した後、搬送波を重畳し、周波数ｆｒで偏波面が回転する送信信号を生成して無線送信し、受信機は、送信機から受信した受信信号に対し、第２符号を用いて情報信号の開始点を検出し、該情報信号の開始点を用いて、第１符号の各部分領域に対応する部分領域情報をそれぞれ抽出するとともに、部分領域情報の位相のずれをそれぞれ検出するように無線通信システムを構成したので、送受信間の複数の伝送路を経由して情報信号が到達したときに、各部分領域に対応する情報の位相のずれを識別、つまり、情報信号が経由した伝送路を区別することが可能となる。
（Ａ２）送信機は、上記送信情報を、更に、部分領域情報がそれぞれ受信機へ伝送されたときの伝送路の特性を反映するように生成された第３符号で符号化し、受信機は、第１符号を用いて抽出された各部分領域に対応する情報を、第３符号で復号するように無線通信システムを構成する場合は、外部盗聴者による伝送情報取得を抑制することができる。
（Ａ３）上記送信情報が各部分領域において互いに同一であり、受信機は、各部分領域情報を抽出した後、該抽出した複数の部分領域情報が互いに同一であるか否かを判定するように無線通信システムを構成する場合は、通信の信頼性を向上することができる、あるいは外部侵入者の有無を検知することができる。
（Ａ４）上記送信情報が各部分領域において互いに同一であり、受信機は、各部分領域情報のうち、互いに同一である情報の数がより多い情報を、送信機からの送信情報として取得するように無線通信システムを構成する場合は、通信の信頼性を向上することができる、あるいは外部侵入者による成りすまし行為を抑制することができる。
（Ａ５）送信機は、送信情報を第１符号と第２符号で符号化した後、周波数ｆｒの余弦波信号と正弦波信号とを生成し、余弦波信号を第１アンテナから無線送信し、正弦波信号を、第１アンテナと空間的に直交する第２アンテナから無線送信し、受信機は、第３アンテナと該第３アンテナと空間的に直交する第４アンテナとを用いて、余弦波信号と正弦波信号とを受信し、第２符号を用いて情報信号の開始点を検出し、該情報信号の開始点に基づき、第１符号の各部分領域に対応する部分領域情報を抽出するとともに、各部分領域情報の位相のずれを検出するように無線通信システムを構成したので、本発明に係る送信機と受信機の機能を容易に実現できる。
（Ａ６）受信機は、第３アンテナで受信した第３の情報信号と第４アンテナで受信した第４の情報信号の和に基づき、第３及び第４の情報信号に重畳された第２符号の同期を検出するように無線通信システムを構成したので、すべての偏波角度において到来する信号のエネルギをもれなく受信することが容易となる。
（Ａ７）受信機は、第３アンテナで受信した第３の情報信号に基づき、部分領域情報を抽出するとともに部分領域情報の位相のずれを検出し、第４アンテナで受信した第４の情報信号に基づき、部分領域情報を抽出するとともに部分領域情報の位相のずれを検出するように無線通信システムを構成したので、送受信間の複数の伝送路を経由して情報信号が到達したときに、各部分領域情報の位相のずれを識別、つまり、情報信号が経由した伝送路を区別することが容易となる。
（Ａ８）時間的にまれに発生する電波伝搬環境の変化に対しては、演算量の大きい第一の復調回路３７による処理（受信信号全体の開始タイミングの抽出処理）で対応し、その他の小さい変化に対しては、第二の復調回路５４による処理（各部分領域の開始タイミングの抽出処理）で対応するように無線通信システムを構成したので、受信機全体のデジタル信号処理量を大幅に低減でき、また、開始タイミングの抽出速度を速くすることができる。
【０１１１】
（第２実施例）
次に、本発明の第２実施例を説明する。
本実施例では、第１実施例の送信機１００１において、搬送波重畳部７の構成を変えた例を説明する。
【０１１２】
図３Ａは、第２実施例の送信機１００２の構成図である。送信機１００２において、搬送波重畳部７は、搬送波生成回路１１と、第二の乗算器１２と、周波数ｆｒの正弦波発生装置３０１と、第三の乗算器３０２と、周波数ｆｒに対応する９０°位相シフト回路３０３とを含むように構成される。他の構成は、第１実施例の送信機１００１と同様である。既に説明した図２Ａと同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１１３】
第二の乗算器１２の出力に対し、第三の乗算器３０２を介して、周波数ｆｒの正弦波発生装置３０１の出力が重畳される。周波数ｆｒの正弦波が重畳された信号は２つに分岐される。分岐された一方の信号は、第一の送信アンテナ８から空中に放射される。分岐された他方の信号は、周波数ｆｒに対応する９０°位相シフト回路３０３を介して、第二の送信アンテナ９から空中に放射される。
【０１１４】
搬送波周波数とは異なる周波数ｆｒの正弦波を重畳された信号の振幅の包絡線は、周波数ｆｒの正弦波となるから、これを二つ用いて空間的及び時間的に９０°の差を持たせて空中に放射することにより、第１実施例と同様に、周波数ｆｒで偏波ベクトルが回転する電磁波を生成することができる。
【０１１５】
第２実施例によれば、図２Ａの第１実施例の送信機１００１に比べて、一般に非線形回路となる正弦重み回路１４と余弦重み回路１３を削減することができ、単純な移相回路３０３を用いることによって送信機を実現可能である。そのため、送信機の装置コストの低減に効果がある。
【０１１６】
（第３実施例）
次に、本発明の第３実施例を説明する。
本実施例では、第１実施例の送信機１００１において、搬送波重畳部７の構成を変えた他の例を説明する。
【０１１７】
図３Ｂは、第３実施例の送信機１００３の構成図である。送信機１００３において、搬送波重畳部７は、搬送波生成回路１１と、第二の乗算器１２と、周波数ｆｒの正弦波発生装置３１１と、第三の乗算器３０２と、周波数ｆｒの余弦波発生装置３１２と、第四の乗算器３１３とを含むように構成される。他の構成は、第１実施例の送信機１００１と同様である。既に説明した図２Ａや図３Ａと同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１１８】
第二の乗算器１２の出力は２つに分岐され、分岐された一方の信号に対し、第三の乗算器３０２を介して周波数ｆｒの正弦波発生装置３１１の出力が重畳され、第一の送信アンテナ８から空中に放射される。第二の乗算器１２から分岐された他方の信号に対し、第四の乗算器３１３を介して周波数ｆｒの余弦波発生装置３１２の出力が重畳され、第二の送信アンテナ９から空中に放射される。
【０１１９】
第２実施例で述べたように、搬送波周波数とは異なる周波数ｆｒを重畳された信号の振幅の包絡線は、周波数ｆｒの正弦波となるから、これを二つ用いて空間的及び時間的に９０°の差を持たせて空中に放射することにより、第１実施例と同様に、周波数ｆｒで偏波ベクトルが回転する電磁波を生成することができる。
【０１２０】
第３実施例によれば、偏波ベクトルの回転周波数ｆｒが小さい場合に物理的寸法が大きくなる９０°位相シフト回路３０３を使用しないので、第２実施例に比べて送信機１００３の小型化が実現できる。
【０１２１】
（第４実施例）
次に、本発明の第４実施例を説明する。
本実施例の送信機１００４では、第１実施例の送信機１００１において、搬送波重畳部７の構成を変えた例を説明する。また、本実施例の受信機２００４では、第１実施例の受信機２００１において、搬送波除去部２３の構成を変えた例を説明する。
【０１２２】
図４Ａは、第４実施例の送信機１００４の構成図である。送信機１００４において、搬送波重畳部７は、周波数ｆｃ１の第一の搬送波発生回路４０１と、第二の乗算器１２と、周波数ｆｃ２の第二の搬送波発生回路４０２と、第三の乗算器３０２と、送信合成回路４０３と、９０°位相シフト回路３０３とを含むように構成される。他の構成は、第１実施例の送信機１００１と同様である。既に説明した図２Ａや図３Ａや図３Ｂと同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１２３】
図４Ｂは、第４実施例の受信機２００４の構成図である。受信機２００４において、搬送波除去部２３は、周波数ｆｃ１のローカル信号発生回路３２と、第一のミキサ３１ａと、第一のアナログフィルタ３３ａと、周波数ｆｃ２の第三のローカル信号発生回路４２６と、第三のミキサ４２３と、第三のアナログフィルタ４２８と、第一の受信合成回路４２１と、周波数ｆｃ１の第二のローカル信号発生回路４２５と、第二のミキサ３１ｂと、第二のアナログフィルタ３３ｂと、周波数ｆｃ２の第四のローカル信号発生回路４２７と、第四のミキサ４２４と、第四のアナログフィルタ４２９と、第二の受信合成回路４２２とを含むように構成される。他の構成は、第１実施例の受信機２００１と同様である。既に説明した図２Ｂと同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１２４】
送信機１００４において、符号化部６の出力は２つに分岐される。分岐された一方の信号に対し、周波数ｆｃ１の第一の搬送波発生回路４０１の出力が、第二の乗算器１２により重畳される。分岐された他方の信号に対し、周波数ｆｃ２の第二の搬送波発生回路４０２の出力が、第三の乗算器３０２により重畳される。周波数ｆｃ１とｆｃ２は、ｆｃ１とｆｃ２の差の１／２が周波数ｆｒとなる（ｆｒ＝｜ｆｃ１−ｆｃ２｜／２）関係にある。第二の乗算器１２と第三の乗算器３０２の出力は、送信合成回路４０３により合成されたのち、２つに分岐される。分岐された一方の信号は、第一の送信アンテナ８から空中に放射される。分岐された他方の信号は、周波数ｆｒ＝｜ｆｃ１−ｆｃ２｜／２に対応する９０°位相シフト回路３０３を介して、第二の送信アンテナ９から空中に放射される。
【０１２５】
受信機２００４において、第一の受信アンテナ２１から取り込まれた受信信号は、２つに分岐される。分岐された一方の受信信号は、第一のミキサ３１ａにより第一のローカル信号発生回路３２の出力と乗算され、その後、第一のアナログフィルタ３３ａにより搬送波周波数が除去された後、第一の受信合成回路４２１の入力となる。
【０１２６】
分岐された他方の受信信号は、第三のミキサ４２３により第三のローカル信号発生回路４２６の出力と乗算され、その後、第三のアナログフィルタ４２８により搬送波周波数が除去された後、第一の受信合成回路４２１の他の入力となる。第一の受信合成回路４２１の出力が、図２Ｂに示すＦＰＧＡ３００１の入力Ａとなる。
【０１２７】
第二の受信アンテナ２２から取り込まれた受信信号は、２つに分岐される。分岐された一方の受信信号は、第二のミキサ３１ｂにより第二のローカル信号発生回路４２５の出力と乗算され、その後、第二のアナログフィルタ３３ｂにより搬送波周波数が除去された後、第二の受信合成回路４２２の入力となる。
【０１２８】
分岐された他方の受信信号は、第四のミキサ４２４により第四のローカル信号発生回路４２７の出力と乗算され、その後、第四のアナログフィルタ４２９により搬送波周波数が除去された後、第二の受信合成回路４２２の他の入力となる。第二の受信合成回路４２２の出力が、図２Ｂに示すＦＰＧＡ３００１の入力Ｂとなる。
【０１２９】
第１実施例では、搬送波周波数（例えば４００ＭＨｚ）と異なる周波数帯域（例えば１ＭＨｚ）に属する周波数ｆｒ（偏波ベクトルが回転する周波数）を用いる高周波回路を必要とした。これに対し、本実施例では、送受信機は、同一の周波数帯域に属する二つの搬送波の周波数（ｆｃ１、ｆｃ２）を用いる高周波回路のみを含めばよく、周波数ｆｒを用いる高周波回路を必要としない。
【０１３０】
このように、本実施例では、送信機を、周波数ｆ１と周波数ｆ２の差の１／２が前記周波数ｆｒであるような周波数ｆ１と周波数ｆ２を用い、第１符号と第２符号で符号化された送信情報を分岐して、該分岐された一方の送信情報に対し、周波数ｆ１の搬送波を重畳して第１の信号を生成し、分岐された他方の送信情報に対し、周波数ｆ２の搬送波を重畳して第２の信号を生成し、第１の信号と第２の信号とを合成して、周波数ｆｒの余弦波信号と前記周波数ｆｒの正弦波信号とを生成するように構成したので、送信機及び受信機が搬送波の周波数帯とは異なる周波数帯である周波数ｆｒの発振器を含まない。したがって、本実施例では、第１実施例と同様の効果を有するだけでなく、さらに、無線機が発生する不要周波数帯の外部放射(スプリアス放射)を抑制する効果を有する。
【０１３１】
（第５実施例）
次に、本発明の第５実施例を説明する。
本実施例の送信機１００５では、第４実施例の送信機１００４において、搬送波重畳部７の構成を変えた他の例を説明する。本実施例の送信機１００５から送信された無線信号は、第４実施例の受信機２００４で受信することができる。
【０１３２】
図５は、第５実施例の送信機１００５の構成図である。送信機１００５において、搬送波重畳部７は、周波数ｆｃ１の第一の搬送波発生回路４０１と、第二の乗算器１２と、周波数ｆｃ２の第二の搬送波発生回路４０２と、第三の乗算器３０２と、送信合成回路４０３と、周波数ｆｃ１の第三の搬送波発生回路５０１と、周波数ｆｃ１に対応する第二の９０°位相シフト回路５０５と、第四の乗算器３１３と、周波数ｆｃ２の第四の搬送波発生回路５０２と、周波数ｆｃ２に対応する第三の９０°位相シフト回路５０６と、第五の乗算器５０３と、第二の送信合成回路５０４とを含むように構成される。他の構成は、第４実施例の送信機１００４と同様である。既に説明した図２Ａや図３Ａや図３Ｂや図４Ａと同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１３３】
符号化部６の出力は二系統に分岐され、分岐された一方の系統は、更にＢ１とＢ２に分岐される。分岐された一方のＢ１の信号に対して、周波数ｆｃ１の第一の搬送波発生回路４０１の出力が、第二の乗算器１２により重畳される。分岐された他方のＢ２の信号に対して、周波数ｆｃ２の第二の搬送波発生回路４０２の出力が、第三の乗算器３０２により重畳される。周波数ｆｃ１とｆｃ２は、周波数ｆｒ＝｜ｆｃ１−ｆｃ２｜／２の関係にある。第二の乗算器１２と第三の乗算器３０２の出力は、第一の送信合成回路４０３により合成されたのち、第一の送信アンテナ８から空中に放射される。
【０１３４】
符号化部６の出力のうち分岐された他方の系統は、更にＢ３とＢ４に分岐される。分岐された一方のＢ３の信号に対して、周波数ｆｃ１の第三の搬送波発生回路５０１の出力が、第二の９０°位相シフト回路５０５を介して第四の乗算器３１３により重畳される。分岐された他方のＢ４の信号に対して、周波数ｆｃ２の第四の搬送波発生回路５０２の出力が、第三の９０°位相シフト回路５０６を介して第五の乗算器５０３により重畳される。第四の乗算器３１３と第五の乗算器５０３の出力は、第二の送信合成回路５０４により合成されたのち、第二の送信アンテナ９から空中に放射される。
【０１３５】
本実施例によれば、図４Ａの第４実施例と同様に、送信機が、搬送波の周波数帯とは異なる周波数帯である周波数ｆｒの発振器を含まないので、不要周波数帯の外部放射(スプリアス放射)を抑制する効果がある。
【０１３６】
また、図４Ａの第４実施例では、位相シフト回路３０３が、回転偏波の周波数ｆｒに対応する大きな移相量を必要とした。一方、本実施例の位相シフト回路５０５,５０６は、周波数ｆｒよりも高い周波数の搬送波周波数の位相シフト回路であるので、その移相量はきわめて小さい。本実施例の位相シフト回路と第４実施例の位相シフト回路の移相量の比は、搬送波周波数と回転偏波の周波数ｆｒの比と略同一である。したがって、本実施例では、送信機を小型化できるという大きな効果を奏する。
【０１３７】
（第６実施例）
次に、本発明の第６実施例を説明する。
本実施例の送信機１００６では、第５実施例の送信機１００５において、搬送波重畳部７の構成を変えた他の例を説明する。本実施例の送信機１００６から送信された無線信号は、第４実施例の受信機２００４で受信することができる。
【０１３８】
図６は、第６実施例の送信機１００６の構成図である。送信機１００６において、搬送波重畳部７は、周波数ｆｃ１の第一のデジタル余弦波信号発生回路６０１と、第一の送信デルタシグマ回路６０２と、第一の送信デジタルフィルタ６０３と、第二の乗算器１２と、周波数ｆｃ２の第二のデジタル余弦波信号発生回路６０４と、第二の送信デルタシグマ回路６０５と、第二の送信デジタルフィルタ６０６と、第三の乗算器３０２と、送信合成回路４０３と、周波数ｆｃ１の第一のデジタル正弦波信号発生回路６１１と、第三の送信デルタシグマ回路６１２と、第三の送信デジタルフィルタ６１３と、第四の乗算器３１３と、周波数ｆｃ２の第二のデジタル正弦波信号発生回路６１４と、第四の送信デルタシグマ回路６１５と、第四の送信デジタルフィルタ６１６と、第五の乗算器５０３と、第二の送信合成回路５０４とを含むように構成される。他の構成は、第５実施例の送信機１００５と同様である。既に説明した図２Ａや図３Ａや図３Ｂや図４Ａや図５と同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１３９】
符号化部６の出力は二系統に分岐され、分岐された一方の系統は、更にＢ１とＢ２に分岐される。分岐された一方のＢ１の信号に対して、第一の送信デジタルフィルタ６０３の出力Ｃ１が、第二の乗算器１２により重畳される。周波数ｆｃ１の搬送波を発生させる第一のデジタル余弦波信号発生回路６０１と、第一の送信デルタシグマ回路６０２と、第一の送信デジタルフィルタ６０３とは、縦続結合されており、第一のデジタル余弦波信号発生回路６０１の出力が第一の送信デルタシグマ回路６０２に入力され、第一の送信デルタシグマ回路６０２の出力が第一の送信デジタルフィルタ６０３に入力される。
【０１４０】
分岐された他方のＢ２の信号に対して、第二の送信デジタルフィルタ６０６の出力Ｃ２が、第三の乗算器３０２により重畳される。周波数ｆｃ２の搬送波を発生させる第二のデジタル余弦波信号発生回路６０４と、第二の送信デルタシグマ回路６０５と、第二の送信デジタルフィルタ６０６とは、縦続結合されており、第二のデジタル余弦波信号発生回路６０４の出力が第二の送信デルタシグマ回路６０５に入力され、第二の送信デルタシグマ回路６０５の出力が第二の送信デジタルフィルタ６０６に入力される。
【０１４１】
第二の乗算器１２と第三の乗算器３０２の出力は、第一の送信合成回路４０３により合成されたのち、第一の送信アンテナ８から空中に放射される。周波数ｆｃ１とｆｃ２は、周波数ｆｒ＝｜ｆｃ１−ｆｃ２｜／２の関係にある。
【０１４２】
符号化部６の出力のうち分岐された他方の系統は、更にＢ３とＢ４に分岐される。分岐された一方のＢ３の信号に対して、第三の送信デジタルフィルタ６１３の出力Ｃ３が、第四の乗算器３１３により重畳される。周波数ｆｃ１の搬送波を発生させる第一のデジタル正弦波信号発生回路６１１と、第三の送信デルタシグマ回路６１２と、第三の送信デジタルフィルタ６１３とは、縦続結合されており、第一のデジタル正弦波信号発生回路６１１の出力が第三の送信デルタシグマ回路６１２に入力され、第三の送信デルタシグマ回路６１２の出力が第三の送信デジタルフィルタ６１３に入力される。
【０１４３】
分岐された他方のＢ４の信号に対して、第四の送信デジタルフィルタ６１６の出力Ｃ４が、第五の乗算器５０３により重畳される。周波数ｆｃ２の搬送波を発生させる第二のデジタル正弦波信号発生回路６１４と、第四の送信デルタシグマ回路６１５と、第四の送信デジタルフィルタ６１６とは、縦続結合されており、第二のデジタル正弦波信号発生回路６１４の出力が第四の送信デルタシグマ回路６１５に入力され、第四の送信デルタシグマ回路６１５の出力が第四の送信デジタルフィルタ６１６に入力される。
【０１４４】
第四の乗算器３１３と第五の乗算器５０３の出力は、第二の送信合成回路５０４により合成されたのち、第二の送信アンテナ９から空中に放射される。二つの送信アンテナ８,９を除き、送信機１００６の全回路は、ＦＰＧＡ３００６の内部に形成される。
【０１４５】
本実施例では、送信機を、離散時間デルタシグマ回路を用いて、周波数ｆｒの余弦波信号と周波数ｆｒの正弦波信号とを生成するように構成したので、アンテナ８,９を除く全回路がＦＰＧＡ３００６内に実装可能である。したがって、第５実施例の送信機１００５に比べて、送信機の大幅な小型化が可能である。
【０１４６】
（第７実施例）
次に、本発明の第７実施例を説明する。
本実施例の受信機２００７では、第１実施例の受信機２００１において、搬送波除去部２３の構成を変えた例を説明する。本実施例の受信機２００７は、第４実施例の送信機１００４や、第５実施例の送信機１００５や、第６実施例の送信機１００６から送信された無線信号を受信することができる。
【０１４７】
図７は、第７実施例の受信機２００７の構成図である。受信機２００７において、搬送波除去部２３は、第一の受信アナログフィルタ３３ａと、第一のデルタシグマ加算回路７１６と、第一のデルタシグマアナログフィルタ７１５と、第一のデルタシグマコンパレータ７１４と、第二のデルタシグマ加算回路７２６と、第二のデルタシグマアナログフィルタ７２５と、第二のデルタシグマコンパレータ７２４と、第二の受信アナログフィルタ３３ｂと、第三のデルタシグマ加算回路７３６と、第三のデルタシグマアナログフィルタ７３５と、第三のデルタシグマコンパレータ７３４と、第四のデルタシグマ加算回路７４６と、第四のデルタシグマアナログフィルタ７４５と、第四のデルタシグマコンパレータ７４４と、第一の内部クロック７１１と、第一のデルタシグマ量子化器７１２と、第一のデルタシグマサンプルホールド回路７１３と、第二の内部クロック７２１と、第二のデルタシグマ量子化器７２２と、第二のデルタシグマサンプルホールド回路７２３と、合成回路７２７と、第三の内部クロック７３１と、第三のデルタシグマ量子化器７３２と、第三のデルタシグマサンプルホールド回路７３３と、第四の内部クロック７４１と、第四のデルタシグマ量子化器７４２と、第四のデルタシグマサンプルホールド回路７４３と、合成回路７４７とを含むように構成される。他の構成は、第１実施例の受信機２００１と同様である。既に説明した図２Ｂと同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１４８】
また、上記搬送波除去部２３の構成のうち、第一の内部クロック７１１と、第一のデルタシグマ量子化器７１２と、第一のデルタシグマサンプルホールド回路７１３と、第二の内部クロック７２１と、第二のデルタシグマ量子化器７２２と、第二のデルタシグマサンプルホールド回路７２３と、合成回路７２７と、第三の内部クロック７３１と、第三のデルタシグマ量子化器７３２と、第三のデルタシグマサンプルホールド回路７３３と、第四の内部クロック７４１と、第四のデルタシグマ量子化器７４２と、第四のデルタシグマサンプルホールド回路７４３と、合成回路７４７とは、ＦＰＧＡ３００７内に含まれる。
【０１４９】
受信機２００７において、第一の受信アンテナ２１から取り込まれた受信信号は、第一の受信アナログフィルタ３３ａを介して、２つに分岐される。分岐された一方の受信信号は、第一のデルタシグマ加算回路７１６と、周波数ｆｃ１で動作する（詳しくは、ｆｃ１の周波数成分の通過レベルを高くする）第一のデルタシグマアナログフィルタ７１５と、第一のデルタシグマコンパレータ７１４との縦続結合を介して、ＦＰＧＡ３００７の入力Ａに接続される。
【０１５０】
分岐された他方の受信信号は、第二のデルタシグマ加算回路７２６と、周波数ｆｃ２で動作する第二のデルタシグマアナログフィルタ７２５と、第二のデルタシグマコンパレータ７２４との縦続結合を介して、ＦＰＧＡ３００７の入力Ａ´に接続される。
【０１５１】
第二の受信アンテナ２２から取り込まれた受信信号は、第二の受信アナログフィルタ３３ｂを介して、２つに分岐される。分岐された一方の受信信号は、第三のデルタシグマ加算回路７３６と、周波数ｆｃ１で動作する第三のデルタシグマアナログフィルタ７３５と、第三のデルタシグマコンパレータ７３４との縦続結合を介して、ＦＰＧＡ３００７の入力Ｂに接続される。
【０１５２】
分岐された他方の受信信号は、第四のデルタシグマ加算回路７４６と、周波数ｆｃ２で動作する第四のデルタシグマアナログフィルタ７４５と、第四のデルタシグマコンパレータ７４４との縦続結合を介して、ＦＰＧＡ３００７の入力Ｂ´に接続される。
【０１５３】
ＦＰＧＡ３００７は、入力Ａの信号を、第一の内部クロック７１１と結合する第一のデルタシグマ量子化器７１２で離散信号に変換し、合成回路７２７に出力する。また、ＦＰＧＡ３００７は、上記離散信号を、第一のデルタシグマサンプルホールド回路７１３を介して、連続信号として第一のデルタシグマ加算回路７１６の入力に加える。
【０１５４】
また、ＦＰＧＡ３００７は、入力Ａ´の信号を、第二の内部クロック７２１と結合する第二のデルタシグマ量子化器７２２で離散信号に変換し、合成回路７２７に出力する。また、ＦＰＧＡ３００７は、上記離散信号を、第二のデルタシグマサンプルホールド回路７２３を介して、連続信号として第二のデルタシグマ加算回路７２６の入力に加える。合成回路７２７の出力は、ＦＰＧＡ３００７の内部点Ｃに到達する。
【０１５５】
また、ＦＰＧＡ３００７は、入力Ｂの信号を、第三の内部クロック７３１と結合する第三のデルタシグマ量子化器７３２で離散信号に変換し、合成回路７４７に出力する。また、ＦＰＧＡ３００７は、上記離散信号を、第三のデルタシグマサンプルホールド回路７３３を介して、連続信号として第三のデルタシグマ加算回路７３６の入力に加える。
【０１５６】
また、ＦＰＧＡ３００７は、入力Ｂ´の信号を、第四の内部クロック７４１と結合する第四のデルタシグマ量子化器７４２で離散信号に変換し、合成回路７４７に出力する。また、ＦＰＧＡ３００７は、上記離散信号を第四のデルタシグマサンプルホールド回路７４３を介して、連続信号として第四のデルタシグマ加算回路７４６の入力に加える。合成回路７４７の出力は、ＦＰＧＡ３００７の内部点Ｄに到達する。
【０１５７】
ＦＰＧＡ３００７の内部点Ｃ及び内部点Ｄは、図２ＢのＦＰＧＡ３００１の内部点Ｃ及び内部点Ｄと同じ位置である。すなわち、内部点Ｃ及び内部点Ｄ以降のＦＰＧＡ３００７の構成は、図２ＢのＦＰＧＡ３００１の内部点Ｃ及び内部点Ｄ以降の構成と同じである。なお、ＦＰＧＡ３００７の入力Ａ及び入力Ｂは、図７から明らかなように、図２ＢのＦＰＧＡ３００１の入力Ａ及び入力Ｂと異なる。
【０１５８】
本実施例では、受信機を、連続時間デルタシグマ回路を用いて、第３アンテナと第４アンテナで受信した無線信号から搬送波を除去するように構成したので、受信機に入力される信号のキャリア対雑音比を、デルタシグマ回路（上記構成７１１〜７１６、７２１〜７２６、７３１〜７３６、７４１〜７４６）のノイズシェービング機能により改善でき、受信機の受信感度を向上させることができる。
【０１５９】
次に、図１の第１符号生成部１と第２符号生成部２と第３符号記憶部３と送信情報生成部４と第３符号化部５と符号化部６とを２系統有する送信機の例を、第８実施例〜第９実施例で説明する。また、図１の同期検出部２４と部分領域情報抽出部２５とを２系統有する受信機の例を、第１０実施例で説明する。
【０１６０】
（第８実施例）
本発明の第８実施例を説明する。
本実施例の送信機１００７では、第４実施例の送信機１００４において、図４Ａの第１符号生成部１と第２符号生成部２と第３符号記憶部３と送信情報生成部４と第３符号化部５と符号化部６とを２系統有する送信機の例を説明する。本実施例の送信機１００７から送信された無線信号は、後述する第１０実施例の受信機２００８で受信することができる。
【０１６１】
図８Ａは、第８実施例の送信機１００７の構成図である。既に説明した図４Ａと同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
送信機１００７では、図４Ａの送信機１００４の構成要素１〜６が二重化されている。すなわち、構成要素１〜６と別に、構成要素１´〜６´が設けられている。構成要素１´〜６´は、それぞれ、構成要素１〜６と同一の機能を有する。ただし、構成要素４´（送信情報生成部）で生成する情報Ｉ´は、送信情報生成部４で生成する情報Ｉと異なるようにしており、構成要素４´の情報信号の周波数ｆＩ１は、構成要素４の情報信号の周波数ｆＩ２と異なっている。
【０１６２】
構成要素６からの出力は、第三の乗算器３０２へ入力され、構成要素６´からの出力は、第二の乗算器１２へ入力される。以降の送信機１００７の構成（第一の搬送波発生回路４０１と、第二の乗算器１２と、第二の搬送波発生回路４０２と、第三の乗算器３０２と、送信合成回路４０３と、９０°位相シフト回路３０３と、第一の送信アンテナ８と、第二の送信アンテナ９）は、図４Ａの送信機１００４の構成と同様である。
【０１６３】
本実施例によれば、周波数ｆｃ１とｆｃ２の異なる周波数について、それぞれ、図４Ａの送信機１００４と同様な信号処理が可能となる。図８Ａの送信機１００７では、回転偏波及び第１符号の周波数ｆｒや第２符号の周波数に比べて、一定とみなせる低い周波数領域の情報信号に対して、異なる搬送波周波数ｆｃ１とｆｃ２の信号が重畳されている。異なる周波数ｆｃ１とｆｃ２で伝送された信号はお互いに独立であるから、後述する第１０実施例の受信機２００８において、ｆｃ１の系統（Ｃ−Ｄの系統）とｆｃ２の系統（Ｃ´−Ｄ´の系統）で復号される情報も互いに独立となり、図８Ａの送信機１００７から送信された情報Ｉと情報Ｉ´を、受信機側では、デジタルフィルタによって容易に再現できる。したがって、本実施例によれば、送信機から受信機への情報伝達量を２倍にできる。あるいは、情報Ｉと情報Ｉ´を同一内容とする場合は、送受信間の通信品質を向上できる。
【０１６４】
（第９実施例）
次に、本発明の第９実施例を説明する。
本実施例の送信機１００８では、第５実施例の送信機１００５において、図５の第１符号生成部１と第２符号生成部２と第３符号記憶部３と送信情報生成部４と第３符号化部５と符号化部６とを２系統設ける例を説明する。本実施例の送信機１００８から送信された無線信号は、後述する第１０実施例の受信機２００８で受信することができる。
図８Ｂは、第９実施例の送信機１００８の構成図である。既に説明した図５と同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１６５】
図８Ｂの送信機１００８では、図５の送信機１００５の構成要素１〜６が二重化されている。すなわち、構成要素１〜６と別に、構成要素１´〜６´が設けられている。構成要素１´〜６´は、それぞれ、構成要素１〜６と同一の機能を有する。ただし、構成要素４´（送信情報生成部）で生成する情報Ｉ´は、送信情報生成部４で生成する情報Ｉと異なるようにしており、構成要素４´の情報信号の周波数ｆＩ１は、構成要素４の情報信号の周波数ｆＩ２と異なっている。また、情報信号の周波数ｆＩ１とｆＩ２は、搬送波周波数ｆｃ１とｆｃ２や、回転偏波の周波数ｆｒ（つまり第１符号の周波数）と比べて、一定とみなせる程度に低く制限される。
【０１６６】
構成要素６からの出力は、第三の乗算器３０２と第五の乗算器５０３へ入力され、構成要素６´からの出力は、第二の乗算器１２と第四の乗算器３１３へ入力される。以降の送信機１００８の構成（第一の搬送波発生回路４０１と、第二の乗算器１２と、第二の搬送波発生回路４０２と、第三の乗算器３０２と、送信合成回路４０３と、第三の搬送波発生回路５０１と、第二の９０°位相シフト回路５０５と、第四の乗算器３１３と、第四の搬送波発生回路５０２と、第三の９０°位相シフト回路５０６と、第五の乗算器５０３と、第二の送信合成回路５０４と、第一の送信アンテナ８と、第二の送信アンテナ９）は、図５の送信機１００５の構成と同様である。
【０１６７】
こうして、送信機１００８では、構成要素４からの情報Ｉと構成要素４´からの情報Ｉ´とを、同時に、アンテナ８及びアンテナ９から、無線送信することができる。
【０１６８】
本実施例によれば、周波数ｆｃ１とｆｃ２の異なる周波数について、それぞれ、図５の送信機１００５と同様な信号処理が可能となる。図８Ｂの送信機１００８では、図８Ａの送信機１００７と同様に、回転偏波及び第１符号の周波数ｆｒや第２符号の周波数に比べて、一定とみなせる低い周波数領域の情報信号に対して、異なる搬送波周波数ｆｃ１とｆｃ２の信号が重畳されている。異なる周波数ｆｃ１とｆｃ２で伝送された信号はお互いに独立であるから、後述する第１０実施例の受信機２００８において、ｆｃ１の系統（Ｃ−Ｄの系統）とｆｃ２の系統（Ｃ´−Ｄ´の系統）で復号される情報も互いに独立となり、図８Ｂの送信機１００８から送信された情報Ｉと情報Ｉ´を、受信機側で、デジタルフィルタによって容易に再現できる。したがって、本実施例によれば、送信機から受信機への情報伝達量を２倍にできる、あるいは、送受信間の通信品質を向上できる。
【０１６９】
なお、第６実施例の送信機１００６において、第１符号生成部１と第２符号生成部２と第３符号記憶部３と送信情報生成部４と第３符号化部５と符号化部６とを２系統設けるように構成することもできる。このように構成された送信機１００９から送信された無線信号は、後述する第１０実施例の受信機２００８で受信することができる。
【０１７０】
この場合、第９実施例の送信機１００８において、構成要素６からの出力と構成要素６´からの出力を、図５の搬送波重畳部７へ接続したのと同様に、送信機１００９において、構成要素６からの出力と構成要素６´からの出力を、図６の搬送波重畳部７へ接続する。すなわち、構成要素６からの出力は、第三の乗算器３０２と第五の乗算器５０３へ入力され、構成要素６´からの出力は、第二の乗算器１２と第四の乗算器３１３へ入力される。以降の送信機１００９の構成は、図６の送信機１００６の構成と同様である。
【０１７１】
この場合においても、第９実施例と同様に、送信機１００９から送信された情報Ｉと情報Ｉ´を、受信機側で、デジタルフィルタによって容易に再現できる。したがって、送信機から受信機への情報伝達量を２倍にできる、あるいは、送受信間の通信品質を向上できる。
【０１７２】
（第１０実施例）
次に、本発明の第１０実施例を説明する。
本実施例の受信機２００８では、第７実施例の受信機２００７において、図１の同期検出部２４と部分領域情報抽出部２５とを２系統設ける例を説明する。
図８Ｃは、第１０実施例の受信機２００８の構成図である。既に説明した図７と同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１７３】
受信機２００８が備えるＦＰＧＡ３００８は、図１の同期検出部２４、部分領域情報抽出部２５の機能を２つ有し、これらの機能が並列して動作する。つまり、図７のＦＰＧＡ３００７における第一の加算器３４、第一の可変遅延回路３５、第一の排他的論理和演算回路３６、第一の復調回路３７、同期符号生成回路３８、第二の可変遅延回路４１ａ、第三の可変遅延回路４１ｂ等の機能を２系統有し、これらの機能が並列して動作する。
【０１７４】
ＦＰＧＡ３００８において、構成７１１〜７１６、構成７２１〜７２６、構成７３１〜７３６、構成７４１〜７４６は、図７のＦＰＧＡ３００７における同符号の構成と同じであり、これらの動作もＦＰＧＡ３００７における動作と同じである。ただし、ＦＰＧＡ３００８においては、ＦＰＧＡ３００７における合成回路７２７と合成回路７４７が存在せず、第一のデルタシグマ量子化器７１２の出力の接続先と、第二のデルタシグマ量子化器７２２の出力の接続先と、第三のデルタシグマ量子化器７３２の出力の接続先と、第四のデルタシグマ量子化器７４２の出力の接続先が、ＦＰＧＡ３００７におけるものと異なる。
【０１７５】
すなわち、ＦＰＧＡ３００８においては、第一のデルタシグマ量子化器７１２の出力が、ＦＰＧＡ３００７の内部点Ｃに到達したのち分岐して、第一の加算器３４と第二の可変遅延回路４１ａに入力される。また、第二のデルタシグマ量子化器７２２の出力が、内部点Ｃ´に到達したのち分岐して、第一の加算器３４´と第二の可変遅延回路４１ａ´に入力される。また、第三のデルタシグマ量子化器７３２の出力が、内部点Ｄに到達したのち分岐して、第一の加算器３４と第三の可変遅延回路４１ｂに入力される。また、第四のデルタシグマ量子化器７４２の出力が、内部点Ｄ´に到達したのち分岐して、第一の加算器３４´と第三の可変遅延回路４１ｂ´に入力される。
【０１７６】
本実施例によれば、周波数ｆｃ１とｆｃ２の異なる周波数について、それぞれ、図４Ｂの受信機２００４や図７の受信機２００７と同様な信号処理が可能となる。図８Ａの送信機１００７や図８Ｂの送信機１００８から、異なる周波数ｆｃ１とｆｃ２で伝送された信号は、お互いに独立であるから、図８Ｃのｆｃ１の系統（Ｃ−Ｄの系統）とｆｃ２の系統（Ｃ´−Ｄ´の系統）で復号される情報も互いに独立となり、図８Ａの送信機１００７や図８Ｂの送信機１００８から送信された情報Ｉと情報Ｉ´を、受信機２００８のデジタルフィルタによって容易に再現できる。したがって、本実施例によれば、送信機から受信機への情報伝達量を２倍にできる、あるいは、送受信間の通信品質を向上できる。
【０１７７】
（第１１実施例）
次に、本発明の第１１実施例を説明する。本実施例では、本発明の無線システムを適用した送受信機を用いる通信システムの構成例を説明する。図１０は、本発明に係る偏波角分割ダイバシチ無線機を適用した昇降機システムの構成図の例である。
【０１７８】
本実施例の昇降機システム１００では、建物１０１の内部を、昇降カゴ１１１が昇降する。建物１０１の内部の床部には、本発明に係る基地局無線機１０３ａと、基地局２直交偏波一体アンテナ１０２ａとが、結合して設置される。建物１０１の内部の天井部には、本発明に係る基地局無線機１０３ｂと、基地局２直交偏波一体アンテナ１０２ｂとが、結合して設置される。
【０１７９】
基地局無線機１０３ａと１０３ｂは、それぞれ、図１の送信機１０００と受信機２０００の機能を含む。基地局２直交偏波一体アンテナ１０２ａと１０２ｂは、それぞれ、図１の第一の送信アンテナ８と第二の送信アンテナ９と第一の受信アンテナ２１と第二の受信アンテナ２２とを含む。
【０１８０】
昇降カゴ１１１の外部床面には、端末局２直交偏波一体アンテナ１１２ａが設置され、高周波ケーブル１１４により、端末無線機１１３に結合されている。また、昇降カゴ１１１の外部天井には、端末局２直交偏波一体アンテナ１１２ｂが設置され、高周波ケーブル１１４により、端末無線機１１３に結合されている。
【０１８１】
端末無線機１１３は、図１の送信機１０００と受信機２０００の機能を含む。端末局２直交偏波一体アンテナ１１２ａと１１２ｂは、それぞれ、図１の第一の送信アンテナ８と第二の送信アンテナ９と第一の受信アンテナ２１と第二の受信アンテナ２２とを含む。
【０１８２】
基地局無線機１０３（１０３ａ，１０３ｂ）と端末局無線機１１３は、建物１０１の内部を無線伝送媒体とするので、基地局無線機１０３と端末局無線機１１３の間で伝送される電磁波は、建物１０１の内壁および昇降カゴ１１１の外壁により多重反射を受け、多重波干渉環境が形成される。
【０１８３】
本実施例では、基地局無線機１０３と端末局無線機１１３に本発明を適用しているので、多重波干渉環境下でも高セキュアの無線伝送が実現可能となる。よって、基地局無線機１０３と端末局無線機１１３とを用いた無線接続手段により、昇降カゴ１１１の制御や監視を、建物１０１側から遠隔で実施できる。したがって、昇降カゴ１１１と基地局無線機１０３との間でケーブル等の有線接続手段を用いる必要がないので、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なく、輸送能力向上を実現できる。
【０１８４】
（第１２実施例）
次に、本発明の第１２実施例を説明する。本実施例では、本発明の無線システムを適用した送受信機を用いる通信システムの構成例を説明する。図１１は、本発明に係る偏波角分割ダイバシチ無線機を適用した変電設備監視システムの構成図の例である。
【０１８５】
本実施例の変電設備監視システム１２０では、複数（図１１の例では１２）の変電機１２１と、変電機１２１の数よりも少ない数の複数（図１１の例では４）の基地局装置１２４とが設置される。基地局装置１２４は、複数の変電機１２１の近傍に設置される。
【０１８６】
変電機１２１には、それぞれ、本発明に係る端末局無線機１２３と、端末局２直交偏波一体アンテナ１２２とが、結合し設置される。基地局装置１２４には、それぞれ、本発明に係る基地局無線機１２６と、基地局２直交偏波一体アンテナ１２５とが、結合し設置される。
【０１８７】
端末局無線機１２３と基地局無線機１２６は、それぞれ、図１の送信機１０００と受信機２０００の機能を含む。端末局２直交偏波一体アンテナ１２２と基地局２直交偏波一体アンテナ１２５は、それぞれ、図１の第一の送信アンテナ８と第二の送信アンテナ９と第一の受信アンテナ２１と第二の受信アンテナ２２とを含む。
【０１８８】
変電機の寸法は数ｍ（メートル）のオーダーであり、端末局無線機１２３と基地局無線機１２６が使用する電磁波の周波数（数百ＭＨｚ〜数ＧＨｚ）に対応する波長に比べ圧倒的に大きいため、変電機１２１と基地局装置１２４間の電磁波は、複数の変電機１２１により多重反射を受け、多重波干渉環境が形成される。
【０１８９】
本実施例では、端末局無線機１２３と基地局無線機１２６に本発明を適用しているので、多重波干渉環境下でも高セキュアの無線伝送が実現可能となる。よって、端末局無線機１２３と基地局無線機１２６とを用いた無線接続手段により、変電機１２１の制御や監視を、無線基地局１２４から遠隔で実施できる。したがって、変電機１２１と基地局装置１２４との間でケーブル等の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、同ケーブルの敷設コストを削除できるので、変電機１２１の制御・監視システムの安全性向上やコスト削減に効果がある。
【０１９０】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【０１９１】
１…第１符号生成部、２…第２符号生成部、３…第３符号記憶部、４…送信情報生成部、５…第３符号化部、６…符号化部（第一の乗算器）、７…搬送波重畳部、８…第一の送信アンテナ、９…第二の送信アンテナ、１０…送信部、１５…電磁波、１１…搬送波生成回路、１２…第二の乗算器、１３…余弦重み回路、１４…正弦重み回路、２１…第一の受信アンテナ、２２…第二の受信アンテナ、２３…搬送波除去部、２４…同期検出部、２５…部分領域情報抽出部、２６…受信部、２７…情報解読部（復号回路）、２８…情報処理部、３１ａ…第一のミキサ、３１ｂ…第二のミキサ、３２…ローカル信号発生回路、３３ａ…第一のアナログフィルタ、３３ｂ…第二のアナログフィルタ、３４…第一の加算器、３５…第一の可変遅延回路、３６…第一の排他的論理和演算回路、３７…第一の復調回路、３８…同期符号生成回路、４１ａ…第二の可変遅延回路、４１ｂ…第三の可変遅延回路、４２ａ…第二の排他的論理和演算回路、４２ｂ…第三の排他的論理和演算回路、４３…スイッチ、４４…スイッチ、４５…第二の加算器、５１…第四の可変遅延回路、５２…第四の排他的論理和演算回路、５３…部分符号生成回路、５４…第二の復調回路、１００…昇降機システム、１０１…建物、１０２…基地局２直交偏波一体アンテナ、１０３…基地局無線機、１１１…昇降カゴ、１１２…端末局２直交偏波一体アンテナ、１１３…端末無線機、１１４…高周波ケーブル、１２０…変電設備監視システム、１２１…変電機、１２２…端末局２直交偏波一体アンテナ、１２３…端末局無線機、１２４…基地局装置、１２５…基地局２直交偏波一体アンテナ、１２６…基地局無線機、３０１…正弦波発生装置、３０２…第三の乗算器、３０３…９０°位相シフト回路、３１１…正弦波発生装置、３１２…余弦波発生装置、３１３…第四の乗算器、４０１…第一の搬送波発生回路、４０２…第二の搬送波発生回路、４０３…送信合成回路、４２１…第一の受信合成回路、４２２…第二の受信合成回路、４２３…第三のミキサ、４２４…第四のミキサ、４２５…第二のローカル信号発生回路、４２６…第三のローカル信号発生回路、４２７…第四のローカル信号発生回路、４２８…第三のアナログフィルタ、４２９…第四のアナログフィルタ、５０１…第三の搬送波発生回路、５０２…第四の搬送波発生回路、５０３…第五の乗算器、５０４…第二の送信合成回路、５０５…第二の９０°位相シフト回路、５０６…第三の９０°位相シフト回路、６０１…第一のデジタル余弦波信号発生回路、６０２…第一の送信デルタシグマ回路、６０３…第一の送信デジタルフィルタ、６０４…第二のデジタル余弦波信号発生回路、６０５…第二の送信デルタシグマ回路、６０６…第二の送信デジタルフィルタ、６１１…第一のデジタル正弦波信号発生回路、６１２…第三の送信デルタシグマ回路、６１３…第三の送信デジタルフィルタ、６１４…第二のデジタル正弦波信号発生回路、６１５…第四の送信デルタシグマ回路、６１６…第四の送信デジタルフィルタ、７１１…第一の内部クロック、７１２…第一のデルタシグマ量子化器、７１３…第一のデルタシグマサンプルホールド回路、７１４…第一のデルタシグマコンパレータ、７１５…第一のデルタシグマアナログフィルタ、７１６…第一のデルタシグマ加算回路、７２１…第二の内部クロック、７２２…第二のデルタシグマ量子化器、７２３…第二のデルタシグマサンプルホールド回路、７２４…第二のデルタシグマコンパレータ、７２５…第二のデルタシグマアナログフィルタ、７２６…第二のデルタシグマ加算回路、７２７…合成回路、７３１…第三の内部クロック、７３２…第三のデルタシグマ量子化器、７３３…第三のデルタシグマサンプルホールド回路、７３４…第三のデルタシグマコンパレータ、７３５…第三のデルタシグマアナログフィルタ、７３６…第三のデルタシグマ加算回路、７４１…第四の内部クロック、７４２…第四のデルタシグマ量子化器、７４３…第四のデルタシグマサンプルホールド回路、７４４…第四のデルタシグマコンパレータ、７４５…第四のデルタシグマアナログフィルタ、７４６…第四のデルタシグマ加算回路、７４７…合成回路、１０００〜１００８…送信機、２０００,２００１,２００４,２００７,２００８…受信機、３００１,３００６,３００７,３００８…ＦＰＧＡ。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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