CN108123731A - 无线系统、升降机控制系统、变电设备监视系统 - Google Patents

无线系统、升降机控制系统、变电设备监视系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种无线系统、升降机控制系统、变电设备监视系统,其有助于维持和提高通信品质。发送器具备:两个天线,其在空间上正交;发送电路,其一并发送以下的信号:将信息信号用一个代码进行扩频,并承载在偏振波随着时间进行旋转的旋转偏振波上的信号、以及将与信息信号相同的信息信号用不同的两个代码进行扩频,并承载在正交的两个固定偏振波上的信号,接收器具备:至少一个天线;接收电路,其取得将接收到的通过固定偏振波传送的信号用不同的两个代码进行逆扩频得到的两个运算结果之和与将接收到的通过旋转偏振波传送的信号用一个代码进行逆扩频得到的运算结果之间的差值,发送器和接收器进行发送接收信息信号的通信。

Description

无线系统、升降机控制系统、变电设备监视系统
技术领域
本发明涉及无线系统、以及使用该无线系统的升降机控制系统、变电设备监视系统。
背景技术
面向被称为物联网(IoT)的技术应用正在进行很多的研究开发投资,该物联网是在机器中设置多种多样的传感器,收集、分析这些的传感器的信息来掌握机器的运转状态,谋求该机器所构成系统的最佳运用。
为了实现与机器中设置的大量的传感器的通信,传感器具备无线器,利用该无线器形成无线网络。
在这样的无线网络中,难以在进行通信的一对无线器之间形成没有遮挡物的视距传播路径,一般使用被作为电磁波散射体的机器反射的电磁波来进行视距外通信环境中的通信(视距外通信)。
从发送器发送的电磁波经过单一或多个反射,经由多个不同的无线传播路径到达接收器。
在以往的一般技术的无线通信中,同时一并使用在发送接收点之间形成的多个无线传播路径,因此在获得传感器的信息时如果在发送接收之间形成的多个无线传播中的特定的传播路径中产生障碍,则存在传播信息的品质降低,或被篡改成不同信息的问题。
在无线通信中作为通信路径的无线传播路径对外部开放,可能产生针对特定的传播路径的障碍,并且在以往的一般技术的无线通信中无法识别特定的无线传播路径。该问题成为将IoT技术用于特别严格地要求使用的稳定性和安全性的用于提供生命线的基础设施系统的障碍。
作为解决该课题手段有专利文献1。
专利文献1公开了一种无线通信接收装置的技术,其[课题]为在降低处理量的同时提高接收性能。[解决手段]为推定单元105基于接收信号推定多个路径的存在状况。多径分离(rake)合并单元117针对与各个路径对应的每个信号进行传播路径推定、相位振幅补偿、逆扩频处理的多径分离处理,并将多径分离处理后的多个信号进行合并。频率均衡单元118针对将接收信号进行了傅立叶转换后的信号进行频率均衡处理,并对处理后的信号进行逆扩频处理。动作选择单元105基于多个路径的存在状况使多径分离合并单元以及频率均衡单元中的某一个进行动作。(参照[摘要])”。
如所记载的那样,在专利文献1记载的技术中,使用CDMA扩频码的相关值检测电磁波的相位差来识别在发送接收点之间形成的多个无线传播路径的路径长的不同。
然而,在专利文献1公开的技术中,在难以形成视距传播路径而进行视距外通信的无线系统中存在无法识别无线传播路径的课题。
即,在难以形成视距传播路径,进行视距外通信的无线系统中,为了将反射中的传播损失抑制得较低,使用1GHz频段以下的频率的电磁波。在这样的条件下,电磁波中波长为30cm以上。另一方面,提供生命线的基础设施系统的运转区域为数百平方米,或者最多一平方公里,在该区域内设置的机器间的距离为数米或最多10m。
在这样的传播环境中,在机器中设置的无线器的通信距离最多为数十米,在发送接收点之间形成的多个传播路径的路径长之差最多为数米,在最多使用1GHz的电磁波的无线器中应用的例如专利文献1的技术的CDMA信号的最大频率为数十兆赫(MHz)。其波长至少为数十米,通过专利文献1的技术无法识别无线传播路径。
专利文献1:日本特开2006-094215号公报
发明内容
本发明是鉴于上述课题而做出的发明,提供一种在视距外通信环境中选择在无线器之间形成的多个无线传播路径来进行通信,有助于维持并提高通信品质的的无线系统。
另外,提供一种应用了该无线系统的升降机控制系统、以及变电设备监视系统。
为了解决上述的课题,本发明的结构如下。
即,本发明的无线系统的特征为,发送器具备:两个天线,其在空间上正交;发送电路,其一并发送以下的信号:将信息信号用一个代码进行扩频,并承载在偏振波随着时间进行旋转的旋转偏振波上的信号、以及将与上述信息信号相同的信息信号用不同的两个代码进行扩频,并承载在正交的两个固定偏振波上的信号,接收器具备:至少一个天线;接收电路,其取得将接收到的通过固定偏振波传送的信号用不同的两个代码进行逆扩频而得到的两个运算结果之和与将接收到的通过旋转偏振波传送的信号用一个代码进行逆扩频而得到的运算结果之间的差值,上述发送器与上述接收器进行发送接收上述信息信号的通信。
此外,其他的手段在实施方式中进行说明。
根据本发明,能够提供一种在视距外通信环境中选择在无线器之间形成的多个无线传播路径来进行通信,有助于维持并提高通信品质的无线系统。
另外,提供一种应用了该无线系统的升降机控制系统以及变电设备监视系统。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的无线系统的结构例的图。
图2对本发明的第1实施方式的无线系统的各部的信号波形和代码的关系的概略进行说明,(a)表示CC2的代码的一个例子,(b)表示CC1的代码和旋转偏振波中的余弦波、正弦波和周期的一个例子,(c)表示接收合成器的输出中的旋转偏振波和接收信号的关系的一个例子。
图3是表示本发明的第2实施方式的无线系统的结构例的图。
图4是表示本发明的第3实施方式的无线系统的结构例的图。
图5是表示本发明的第4实施方式的无线系统的结构例的图。
图6是表示本发明的第5实施方式的无线系统的结构例的图。
图7是表示本发明的第6实施方式的无线系统的结构例的图。
图8是说明将第6实施方式的发送器以及接收器的信息信号划分为多个分组进行收发的图,(a)表示发送器的第2发送代码生成器的代码,(b)表示发送器的第1发送代码生成器的代码,(c)表示接收器的延迟电路阵列(TDA)的构造和代码,(d)表示接收器的第1发送代码生成器的代码,(e)表示接收器的延迟电路阵列(TDA)的构造和代码,(f)表示接收器的第2发送代码生成器的代码。
图9是表示本发明的第7实施方式的无线系统的结构例的图。
图10是表示本发明的第8实施方式的无线系统的结例的图。
图11是表示本发明的第9实施方式的无线系统的结例的图。
图12是表示本发明的第10实施方式的无线系统的结成例的图。
图13是表示本发明的第11实施方式的升降机控制系统的结例的图。
图14是表示本发明的第12实施方式的变电设备监视系统的结成例的图。
具体实施方式
以下,适当地参照附图对用于实施本发明的方式(以下记为“实施方式”)进行说明。
《第1实施方式》
在本发明的第1实施方式中,参照图1来说明使用视距外通信环境中的多个频率,控制偏振波来进行通信的无线系统结构例子。
图1表示本发明的第1实施方式的无线系统的结构例。
在图1中,由作为无线器的发送器101和接收器201构成无线系统。
<发送器101的结构>
发送器101构成为具备发送电路以及发送天线(V)21、发送天线(H)22,上述发送电路由以下构成:信息信号生成器(ωI)1;第1发送代码生成器(CC1)2;第2发送代码生成器(CC2)18;发送乘法器3、4、7、8、11、12、17、19;发送合成器15、16;旋转偏振频率余弦生成器5;旋转偏振频率正弦生成器6;发送载波生成器13、14。
《构成要素的概略的功能》
信息信号生成器(ωI)1生成作为无线系统的发送器101进行传送的信息信号。
发送乘法器3、4、7、8、11、12、17、19用于将两个信号重叠(调制、扩频)。
发送合成器15、16用于将两个信号合成。
第1发送代码生成器(CC1)2和第2发送代码生成器(CC2)18是具有自相关函数、互相关函数等意图的特殊的脉冲列。另外,第1发送代码生成器(CC1)2和第2发送代码生成器(CC2)18生成相互正交关系的代码。此外,CC1以及CC2的CC是相关代码(Correlation Code)的简称。
另外,第1发送代码生成器(CC1)2的代码(CC1)是分配给自身设备(发送器101)的代码,第2发送代码生成器(CC2)18的代码(CC2)是分配给其他设备(接收器201)的代码,主要用于识别是自身设备(发送器101)的信号还是其他设备(接收器201)的信号。
另外,在进行无线通信的发送器101和接收器201中预先相互识别了代码CC1、代码CC2。
旋转偏振频率余弦生成器5生成cosωpt的信号,旋转偏振频率正弦发生器6生成sinωpt的信号。通过组合这些的信号,如后所述生成旋转偏振波。
发送载波生成器13、14生成用于将信息信号(ωI)作为电磁波进行传播的载波(cosωct)。
发送天线(V)21(第1发送天线)和发送天线(H)22(第2发送天线)都是发送偏振波的偏振天线。
发送天线(V)21和发送天线(H)22以空间上相互正交的方式配置。即,发送天线(V)21被配置为使输出的偏振波在垂直方向辐射,发送天线(H)22被配置为使输出的偏振波在水平方向辐射。
此外,在此记载为垂直方向和水平方向,但垂直方向以及水平方向没有绝对的基准方向,如上所述,意味着将发送天线(V)21和发送天线(H)22以空间上相互正交的方式进行了配置。
《各要素的连接结构》
在发送器101中,信息信号生成器(ωI)1的输出信号被分成两个分支。
两个分支中的一方的输出信号输入到发送乘法器19的第1输入。在发送乘法器19的第2输入中输入第2发送代码生成器(CC2)18的发送代码(CC2),信息信号(ωI)通过重叠(相乘)发送代码(CC2)而被扩频。
发送乘法器19的输出信号输入到发送乘法器17的第1输入。在发送乘法器17的第2输入中输入发送载波生成器13的载波(cosωct),在发送乘法器19的输出信号上重叠(调制)载波(cosωct)。
另外,信息信号生成器1的输出被分为两个分支中的另一方的输出被进一步分为两个分支,输入到发送乘法器3和发送乘法器4各自的第1输入。
在发送乘法器3的第2输入中输入第1发送代码生成器(CC1)2的发送代码,信息信号(ωI)通过重叠(相乘)发送代码(CC1)而被扩频。
该发送乘法器3的输出信号输入到发送乘法器7的第1输入。
在发送乘法器7的第2输入中输入旋转偏振频率余弦生成器5的余弦波(cosωpt),在发送乘法器3的输出信号上重叠(调制)余弦波(cosωpt)。
该发送乘法器7的输出信号输入到发送乘法器11的第1输入。
在发送乘法器11的第2输入中输入发送载波生成器13的载波(cosωct),在发送乘法器7的输出信号上重叠(调制)载波(cosωct)。
另外,在发送乘法器4的第2输入中输入第1发送代码生成器(CC1)2的发送代码,信息信号(ωI)通过重叠(相乘)发送代码(CC1)而被扩频。
发送乘法器4的输出信号输入到发送乘法器8的第1输入和发送合成器15的第2输入。
在发送乘法器8的第2输入中输入旋转偏振频率正弦生成器6的正弦波(sinωpt),在发送乘法器4的输出信号上重叠(调制)正弦波(sinωpt)。
发送乘法器8的输出信号输入到发送合成器15的第1输入。
发送合成器15将发送乘法器8的输出信号与发送乘法器4的输出信号进行合成,将其输出信号输入到发送乘法器12的第1输入。
在发送乘法器12的第2输入中输入发送载波生成器14的载波(cosωct),在发送合成器15的输出信号上重叠(调制)载波(cosωct)。
发送乘法器17的输出信号输入到发送合成器16的第1输入。
发送乘法器11的输出信号输入到发送合成器16的第2输入。
发送合成器16将发送乘法器17的输出信号与发送乘法器11的输出信号合成(相加),将该合成后的输出信号输入到发送天线(V)21。
发送天线(V)21将输入的电信号转换成电磁波辐射到空间。
发送乘法器12的输出信号输入到发送天线(H)22。
发送天线(H)22将输入的电信号转换成电磁波辐射到空间。
在以上构成的发送器101中,
通过信息信号生成器(ωI)1→发送乘法器19→发送乘法器17→发送合成器16→发送天线(V)21的第1路径,把在信息信号(ωI)上重叠了发送代码(CC2)和载波(cosωct)的信号作为第1固定偏振波从发送天线(V)21输出。
另外,通过信息信号生成器(ωI)1→发送乘法器4→发送合成器15→发送乘法器12→发送天线(H)22的第2路径,把在信息信号(ωI)上重叠了发送代码(CC1)和载波(cosωct)的信号作为第2固定偏振波从发送天线(H)22输出。
另外,在以上构成的发送器101中,
通过信息信号生成器(ωI)1→发送乘法器3→发送乘法器7→发送乘法器11→发送合成器16→发送天线(V)21的第3路径,把在信息信号(ωI)上重叠了发送代码(CC1)和余弦波(cosωpt)以及载波(cosωct)的信号从发送天线(V)21输出。
另外,通过信息信号生成器(ωI)1→发送乘法器4→发送乘法器8→发送合成器15→发送乘法器12→发送天线(H)22的第4路径,把在信息信号(ωI)上重叠了发送代码(CC1)和正弦波(sinωpt)以及载波(cosωct)的信号从发送天线(H)22输出。
此外,通过在上述的第3路径中在信息信号(ωI)上重叠余弦波(cosωpt),在上述的第4路径中在信息信号(ωI)上重叠正弦波(sinωpt),并分别从在空间上相互正交的发送天线(V)21和发送天线(H)22输出,由此形成旋转偏振波。
此外,以上的频率(角频率)ωp与作为载波的传播频率(角频率)ωc比较,优选其比例小于1/10。
《旋转偏振波的原理》
简单说明该旋转偏振波的原理。
例如,作为复数平面中的欧拉公式,已知下面的式1。
exp(iθ)=cosθ+i·sinθ (式1)
这里,i是虚数单位,θ是旋转角。
在式1中,当θ取各值时式1的向量描绘圆在圆周上移动(旋转)。另外,cosθ是实数,i·sinθ是虚数。即,在实数轴与虚数(i)轴的复数平面中,cosθ和i·sinθ作为向量在圆周上移动从而旋转。
该实数轴与虚数(i)轴正交对应于本发明的第1实施方式的作为发送天线的发送天线(V)21与发送天线(H)22在空间上在正交方向上设置。
另外,式1的右边的cosθ对应于在第1实施方式中余弦波(cosωpt)的偏振波作为电磁波从发送天线(V)21辐射。
另外,式1的右边的i·sinθ对应于在第1实施方式中正弦波(sinωpt)的偏振波作为电磁波从发送天线(H)22辐射。
即,将发送天线(V)21和发送天线(H)22配置成在空间上相互正交,当从发送天线(V)21输出对余弦波(cosωpt)的电信号进行转换后的电波,并且从发送天线(H)22输出对正弦波(sinωpt)的电信号进行转换后的电波时,合成后的电波成为偏振波在空间中圆形地旋转的旋转偏振波的电磁波(电波)。
<接收器201的结构>
接下来,对接收器201的结构进行说明。
接收器201构成为具备:接收天线(V)51;接收天线(H)52;接收乘法器35、38、39、43、45;接收载波生成器37、44;接收合成器36;第1接收代码生成器(CC1)41;第2接收代码生成器(CC2)32;接收滑动相关器34、42;接收减法器33;信号检测电路31。
此外,在以上的结构中将接收天线(V)51和接收天线(H)52以外的结构适当地记载为接收器201的接收电路。
《构成要素的概略的功能》
接收天线51(第1接收天线)和接收天线52(第2接收天线)以在空间上相互正交的方式配置。即,接收天线(V)51被配置为入射垂直方向的偏振波,接收天线(H)52被配置为入射水平方向的偏振波。
此外,这里记载为垂直方向和水平方向,但垂直方向以及水平方向没有绝对的基准方向,如上所述,意味着将接收天线51(V)和接收天线(H)52配置为在空间上相互正交。
另外,发送天线(V)21与接收天线(V)51的垂直方向并非限于必须相同。
另外,发送天线(H)22与接收天线(H)52的水平方向并非限于必须相同。
接收乘法器35、38、39、43、45用于将两个信号重叠(下变频、逆扩频)。
接收载波生成器37、44生成与发送载波生成器13、14相同的载波(cosωct)。
接收合成器36用于合成两个信号。
第1接收代码生成器(CC1)41生成与第1发送代码生成器(CC1)2相同的代码。
第2接收代码生成器(CC2)32生成与第2发送代码生成器(CC2)18相同的代码。
接收滑动相关器34、42具有挪动(滑动)接收代码生成器(CC2)32、接收代码生成器(CC1)41的代码的功能。
接收减法器33具有获取两个信号的差值的功能。
信号检测电路31检测接收到的信号的信息。
《关于各要素的连接结构》
分别从接收天线(V)51和接收天线(H)52入射的电磁波分别被转换成电信号。
来自接收天线(V)51的接收信号被分成两个分支。分成两个分支中的一方的接收信号输入到接收乘法器45的第1输入。在接收乘法器45的第2输入中输入接收载波生成器44的载波(cosωct),在接收乘法器45输出从接收信号去除了载波(cosωct)后的信号,即进行了下变频的信号。
从接收天线(V)51被分成两个分支中的另一方的接收信号输入到接收乘法器38的第1输入。在接收乘法器38的第2输入中输入接收载波生成器37的载波(cosωct),在接收乘法器38中输出从接收信号去除了载波(cosωct)的信号,即进行了下变频的信号。
来自接收天线(H)52的接收信号输入到接收乘法器39的第1输入。在接收乘法器39的第2输入中输入接收载波生成器37的载波(cosωct),在接收乘法器39输出从接收信号去除了载波(cosωct)的信号,即进行了下变频的信号。
接收乘法器38的输出信号输入到接收合成器36的第1输入。
接收乘法器39的输出信号输入到接收合成器36的第2输入。
接收合成器36将接收乘法器38的输出信号与接收乘法器39的输出信号合成(相加)后输出。
将第1接收代码生成器(CC1)41的输出的代码输入到接收滑动相关器42。接收滑动相关器42的输出信号输入到接收乘法器43的第2输入。
在接收乘法器43的第1输入中输入接收乘法器45的输出信号。
使用接收乘法器43以通过第1接收滑动相关器42相关计算结果成为最大的方式相乘第1接收代码生成器(CC1)41的输出。
此外,所谓相关计算结果是指关于从接收天线51输入的接收信号中的发送侧的发送代码(CC1)与第1接收代码生成器(CC1)41的接收代码(CC1)以怎样的程度相关(一致)的计算。
虽然在接收信号中包含发送代码(CC1),但由于传播的时间经过、传播途中遮挡物等的反射,难以检测发送代码(CC1)。因此,通过接收滑动相关器42使第1接收代码生成器(CC1)41的代码(CC1)滑动来尝试是否相关(一致)的计算和检测。
另外,也是通过第1接收代码生成器(CC1)41、第1接收滑动相关器42以及接收乘法器43,用代码(CC1)对接收信号进行逆扩频的工序。
第2接收代码生成器(CC2)32的输出的代码输入到接收滑动相关器34。接收滑动相关器34的输出信号输入到接收乘法器35的第2输入。
在接收乘法器35的第1输入中输入了接收合成器36的输出信号。
使用接收乘法器35,以通过第2接收滑动相关器34相关计算结果成为最大的方式相乘第2接收代码生成器(CC2)32的输出。
此外,此时的相关计算结果是关于从接收天线52输入的接收信号中的发送侧的发送代码(CC2)与第2接收代码生成器(CC2)32的接收代码(CC2)以怎样的程度相关(一致)的计算。
虽然在接收信号中包含发送代码(CC2),但由于传播导致的时间经过、传播途中遮挡物等的反射,难以检测发送代码(CC2)。因此,通过接收滑动相关器43使第2接收代码生成器(CC2)32的代码滑动来尝试是否相关(一致)的计算和检测。
另外,也是通过第2接收代码生成器(CC2)32、第2接收滑动相关器34以及接收乘法器35,用代码(CC2)对接收信号进行逆扩频的工序。
接收乘法器43的输出输入到接收减法器33的第1输入。
接收乘法器35的输出输入到接收减法器33的第2输入。
关于接收减法器33的输出,在第1输入输入的信号减去在第2输入输入的信号之差(差值)成为输出信号。
将接收减法器33的输出信号输入到信号检测电路31。
在信号检测电路31中检测信号。
<关于信号波形和代码>
接下来,对图1所示的发送器101与接收器201的各部的信号波形和代码的关系进行补充。
图2是对本发明的第1实施方式的无线系统的各部中的信号波形与代码的关系的概略进行说明的图,(a)表示CC2的代码的一个例子,(b)表示CC1的代码和旋转偏振波中的余弦波、正弦波和周期Tp的一个例子,(c)表示接收合成器36(图1)的输出中的旋转偏振波与接收信号之间的关系的一个例子。
在图2(a)中,“11,12,…,1M”表示第2发送代码生成器(CC2)18以及第2接收代码生成器(CC2)32中的代码(CC2)列的一个例子。此外,t表示时间(时间的推移)。
在图2(b)中,“21,22,…,2M”表示第1发送代码生成器(CC1)2以及第1接收代码生成器(CC1)41中的代码(CC1)列的一个例子。此外,t表示时间(时间的推移)。
另外,因为第1发送代码生成器(CC1)2的代码(CC1)涉及的信号与旋转偏振波相关,所以图示了旋转偏振波(ωp)中的余弦波、正弦波和周期Tp的概略的关系。但是,只是表示概略的关系的概念图不表示实际的周期Tp和代码的个数。
在图2(c)中“ωI*S3,ωI*S1,ωI*S2,…,ωI*S4”表示接收合成器36的输出中的旋转偏振波与接收信号的关系的一个例子。
此外,例如“ωI*S3”或“ωI*S1”表示对信息信号(ωI)进行了运算处理或在传播途中受到影响的结果的接收合成器36的输出。另外,表示了以正弦波状或余弦波状表示的旋转偏振波与“ωI*S3,ωI*S1,ωI*S2,…,ωI*S4”之间的概略的关系。此外,t表示时间(时间的推移)。
<第1实施方式的无线系统的动作原理>
对上述第1实施方式的由发送器101和接收器201构成的无线系统的动作原理进行详细说明。
《关于第1、第2固定偏振波》
将信息信号生成器(ωI)1的输出信号通过第1固定偏振波重叠第1发送代码生成器(CC1)2的代码后从第2发送天线(H)22发送。
与此同时,通过与第1固定偏振波正交的第2固定偏振波,重叠第2发送代码生成器18的代码后从第1发送天线(V)21发送。
因此,与在从发送器101到接收器201的传播路径中受到的反射无关地在接收点接收重叠了不同代码的正交的两个固定偏振波的合成波。
在接收到的信号中包含的代码中,如果不同的代码持有较低的综合相关值,则意味着这些信号是不同的偏振波和路径的信号。
即,如果上述不同的代码持有较低的综合相关值,则接收器201能够通过独立的正交的偏振波独立地解调信号。换句话说,能够始终获得接收信号。
因此,通过经由不同的传播路径来到接收器201的电波的合成波将接收信号从发送器传递到接收器。
《关于旋转偏振波》
重叠了第1发送代码生成器(CC1)2的输出的电磁波,通过空间上正交的两个发送天线21、22,并通过偏振波随着时间的经过以一般与载波频率(ωc)不同的频率的旋转偏振频率(ωp)而进行旋转的电波来到接收器。
因此,当通过一个接收天线进行接收时,根据时刻,在特定的偏振方向的接收波的偏振方向与上述接收天线正交的时刻,通过旋转偏振波从发送器101传送的信号在上述一个接收天线的输出中不会出现。
关于通过旋转偏振波发送的信号,即使经由在发送接收点之间由多个反射波形成的传播路径,在接收点一般该信号的偏振波仍旋转。
在不同的传播路径中,反射中的偏振角度的位移一般不同,因此在预定的时刻仅经过了预定的传播路径而来的信号从上述一个接收天线的输出中消失。
《关于固定偏振波的信号与旋转偏振波的信号的差值》
在本发明的第1实施方式的无线系统中,取得通过一个天线得到接收信号的旋转偏振波的信号与从两个在空间中正交的两根(个)天线得到的独立的两个正交的固定偏振波的合成信号之间的差值。
因此,旋转偏振波的信号在预定的时刻仅排除经过呈现预定的接收点到来偏振角度的预定的传播路径而来的信号。
另外,两个正交的固定偏振波的合成信号在所有时刻赋予经过了所有传播路径而来的信号。
因此,通过取得旋转偏振波的信号与两个正交的固定偏振波的合成信号之间的差值(接收减法器33),在预定的时刻能够单独地仅接收经过了预定的传播路径的信号。
此外,对于以上的工序,在下面包含传播路径等其它的观点进一步详细说明。
通过在空间上正交的固定偏振波使用不同的代码(CC1、CC2)发送的信号,在发送接收点之间受到一次或多次反射,作为通过在空间上正交的固定偏振波使用不同的代码进行了扩频的信号来接收。
因此,使用空间上正交的2根(个)接收天线51、52接收,在时间轴上始终得到通过固定偏振波传送的信号。
另一方面,因为通过旋转偏振波传送的信号被作为旋转偏振波接收,所以关于1根(个)天线的接收信号,当与该天线的方向正交的方向与旋转偏振波的偏振区域一致时,根据天线的空间滤波特性,与旋转偏振波的偏振区域一致的时间轴上的区域中信号为零。
因为在发送接收点之间形成的不同的传播路径中进行不同的反射,所以一般产生不同偏振角度的位移。
因此,通过取得通过旋转偏振波和固定偏振波输送的接收信号的解调后的运算结果的差,辨别经由产生不同的偏振角度的位移的不同的传播路径接收到的信号,在时间轴上的不同的定时出现。
通过使用这些辨别出的不同定时的接收信号,能够选择使用通过在发送接收点之间形成的多个无线传播路径传送的信号。
<第1实施方式的效果>
如上所述,在第1实施方式的无线系统中,能够在时间轴上在旋转偏振波的一周期内的不同的时刻选择性地使用在发送接收点之间形成的多个无线传播路径来进行通信。
换句话说,因为能够使用预定的传播路径无线传送比旋转偏振频率足够低的频率的信号,所以能够通过无线传播路径的选择来避免在发送接收之间局部性存在的障碍物以及妨碍者的影响。
即,具有实现可靠性、确定性、安全性高的无线通信的效果。
《第2实施方式》
参照图3说明在本发明的第2实施方式中,使用视距外通信环境中的多个频率,控制偏振波进行通信的无线系统结构例。
图3是表示本发明的第2实施方式的无线系统的构成例的图。
在图3中,由作为无线器的发送器102和接收器201构成无线系统。
因为图3中的接收器201的结构与图1中的接收器201的构成相同,所以赋予相同符号并省略重复说明。
<发送器102的结构>
图3中的发送器102构成为具备:信息信号生成器(ωI)1;第1发送代码生成器(CC1)2;第2发送代码生成器(CC2)18;发送乘法器3、4、7、8、12、19、23、24、29、47、54、56;发送合成器25、26;旋转偏振频率余弦生成器5,55;旋转偏振频率正弦生成器6,53;发送载波生成器13、14;发送天线(V)21;发送天线(H)22。
信息信号生成器(ωI)1、发送乘法器3、4、7、8、12、19、23、24、29、47、54、56、发送合成器25、26、第1发送代码生成器(CC1)2、第2发送代码生成器(CC2)18、旋转偏振频率余弦生成器5、55、旋转偏振频率正弦生成器6、53、发送载波生成器13、14、发送天线(V)21、发送天线(H)22的基本的功能与第1实施方式中的说明重复,所以省略说明。
《关于各要素的连接结构》
信息信号生成器(ωI)1的输出信号被分为两个分支(第一次)。被分为两个分支中的一方(A侧)的输出信号进一步被分为两个分支(第二次)。被第二次分为两个分支中的一方(Aa侧)的输出信号输入到发送乘法器19的第1输入。第二次被分为两个分支中的另一方(Ab侧)的输出信号输入到发送乘法器29的第1输入。
另外,第一次被分为两个分支中的另一方(B侧)的输出信号也进一步被分为两个分支(第二次)。该第二次被分为两个分支中的一方(Bc侧)的输出信号输入到发送乘法器3的第1输入。被第二次分为两个分支中的另一方(Bd侧)的输出信号输入到发送乘法器4的第1输入。
在发送乘法器19的第2输入中输入第2发送代码生成器(CC2)18的发送代码(CC2),信息信号(ωI)通过重叠发送代码(CC2)而被扩频。
发送乘法器19的输出信号输入到发送乘法器54的第1输入。
在发送乘法器54的第2输入中输入旋转偏振频率正弦生成器53的正弦波(sinωpt),在发送乘法器19的输出信号上重叠(调制)正弦波(sinωpt)。
发送乘法器54的输出信号输入到发送乘法器47的第1输入。
在发送乘法器47的第2输入中输入发送载波生成器13的载波(cosωct),在发送乘法器54的输出信号上重叠(调制)载波(cosωct)。
在发送乘法器29的第2输入中输入第2发送代码生成器(CC2)18的发送代码,信息信号(ωI)通过重叠发送代码(CC2)而被扩频。
发送乘法器29的输出信号输入到发送乘法器56的第1输入。
在发送乘法器56的第2输入中输入旋转偏振频率余弦生成器55的余弦波(cosωpt),在发送乘法器29的输出信号上重叠(调制)余弦波(cosωpt)。
发送乘法器56的输出信号输入到发送乘法器23的第1输入。
在发送乘法器23的第2输入中输入发送载波生成器13的载波(cosωct),在发送乘法器56的输出信号上重叠(调制)载波(cosωct)。
在发送乘法器3的第2输入中输入第1发送代码生成器(CC1)2的发送代码(CC1),信息信号(ωI)通过重叠发送代码(CC1)而被扩频。
发送乘法器3的输出信号输入到发送乘法器7的第1输入。
在发送乘法器7的第2输入中输入旋转偏振频率余弦生成器5的余弦波(cosωpt),在发送乘法器3的输出信号上重叠(调制)余弦波(cosωpt)。
发送乘法器7的输出信号输入到发送乘法器24的第1输入。
在发送乘法器24的第2输入中输入发送载波生成器14的载波(cosωct),在发送乘法器7的输出信号上重叠(调制)载波(cosωct)。
在发送乘法器4的第2输入中输入第1发送代码生成器(CC1)2的发送代码(CC1),信息信号(ωI)通过重叠发送代码(CC1)而被扩频。
发送乘法器4的输出信号输入到发送乘法器8的第1输入。
在发送乘法器8的第2输入中输入旋转偏振频率正弦生成器6的正弦波(sinωpt),在发送乘法器4的输出信号上重叠(调制)正弦波(sinωpt)。
发送乘法器8的输出信号输入到发送乘法器12的第1输入。
在发送乘法器12的第2输入中输入发送载波生成器14的载波(cosωct),在发送乘法器8的输出信号上重叠(调制)载波(cosωct)。
发送乘法器47的输出信号输入到发送合成器25的第1输入。
发送乘法器24的输出信号输入到发送合成器25的第2输入。
发送合成器25将发送乘法器47的输出信号与发送乘法器24的输出信号合成,将其合成后的输出信号输入到发送天线(V)21。
发送天线(V)21将输入的电信号转换成电磁波辐射到空间。
发送乘法器23的输出信号输入到发送合成器26的第1输入。
发送乘法器12的输出信号输入到发送合成器26的第2输入。
发送合成器26将发送乘法器23的输出信号与发送乘法器12的输出信号合成,将其合成后的输出信号输入到发送天线(H)22。
发送天线(H)22将输入的电信号转换成电磁波辐射到空间。
此外,如上所述,发送天线(V)21和发送天线(H)22在空间上相互正交。
另外,如上所述,图3中的接收器201与图1中的接收器201为相同的构成。
在本(第2)实施方式中,在信息信号(ωI)上重叠了第1发送代码生成器(CC1)2的代码输出后的信号有两个(两个系列)。
在其中一个系列的信号上重叠(调制)余弦波(cosωpt),从第1发送天线(V)21向空间辐射电磁波,在另一系列的信号上重叠(调制)正弦波(sinωpt),从第2发送天线(H)22向空间辐射电磁波。
即,将重叠了第1发送代码生成器(CC1)2的代码输出的旋转偏振波(电磁波)辐射到空间。
另外,在信息信号(ωI)上重叠了第2发送代码生成器(CC2)18的代码输出后的信号有两个(2系列)。在其中一个系列的信号上重叠(调制)正弦波(sinωpt),从第1发送天线(V)21向空间辐射电磁波,在另一系列的信号上重叠(调制)余弦波(cosωpt),从第2发送天线(H)22向空间辐射电磁波。
即,将重叠了第2发送代码生成器(CC2)18的代码输出的旋转偏振波(电磁波)辐射到空间。
在本(第2)实施方式中,对于通过重叠了第1发送代码生成器(CC1)2的代码输出的旋转偏振波传送的信号,与第1实施方式相同。
如上所述,在本(第2)实施方式中,还具有通过重叠了第2发送代码生成器(CC2)18的代码输出的旋转偏振波传送的信号。
即,在本(第2)实施方式中,在接收点与重叠了第1发送代码生成器(CC1)2的输出的旋转偏振波同时地得到重叠了第2发送代码生成器(CC2)18的输出的与上述旋转偏振波正交的旋转偏振波(与上述旋转偏振波相比具有90度的相位偏差或时间偏差而进行传播的旋转偏振波)。
因此,两个接收天线(51、52)中的任意一个即使无法接收其中一方的旋转偏振波,也能够接收另一方的旋转偏振波。
与图1中说明的第1实施方式相同,对于从两个接收天线(51、52)输入的信号的系列分别分配两个代码生成电路32,41输出的代码(CC1、CC2)中的任意一个代码,对接收信号进行解调后将它们进行合成。
通过该方法,能够在旋转偏振波的一个周期内,能够在任意时刻始终获得接收信号。
即,通过经由不同传播路径到达接收器201的电波的合成波将接收信号从发送器102传递到接收器201。
<第2实施方式的效果>
根据第2实施方式具有如下的效果:实现了一种可靠性、确定性、安全性高的无线通信,其通过无线传播路径的选择而避免在接收发送之间局部存在的障碍物以及妨碍者的影响。
《第3实施方式》
在本发明的第3实施方式中,参照图4来说明使用视距外通信环境中的多个频率,控制偏振波来进行通信的无线系统构成例。
图4是表示本发明的第3实施方式的无线系统的构成例的图。
在图4中,由作为无线器的发送器103和接收器202构成无线系统。
图4中的发送器103和接收器202是变更了图3的发送器102和接收器201各自的一部分,下面主要着眼于这些变更部位进行说明。
<发送器103的结构>
图4的发送器103的结构与图3的发送器102相比不同在于,在图4中新具备第2发送代码生成器(CC2)9。
另外,在图4中,发送乘法器30和发送乘法器40是对图3的发送乘法器3和发送乘法器4分别进行了置换。
在发送乘法器30中输入信息信号(ωI)、第1接收代码CC1和第2接收代码CC2,并进行
(ωI)×(CC1)+(ωI)×(CC2)
的运算。而且,该输出信号输入到发送乘法器7的第1输入。
另外,在发送乘法器40输入信息信号(ωI)、第1接收代码CC1和第2接收代码CC2,进行
(ωI)×(CC1)+(ωI)×(CC2)
的运算。而且,该输出信号输入到发送乘法器8的第1输入。
通过以上的结构,发送乘法器30以及发送乘法器40的输出都兼具强的自相关特性和弱的互相关特性。
图4的发送器103中的其它结构与图3的发送器102的结构相同,所以省略重复说明。
<接收器202的结构>
图4的接收器202的结构从图3的接收器201中删除了接收天线(H)52、接收乘法器39、接收载波生成器37以及接收合成器36。而且,在图4的接收器202中,接收乘法器38从接收载波生成器44输入载波(cosωct),将输出信号直接输入给接收乘法器35的第1输入。
因为图4的接收器202中的其它结构与图3的接收器201的结构相同,所以省略重复说明。
<第3实施方式的无线系统的动作>
以上第3实施方式的无线系统关于重叠了第1发送代码生成器(CC1)2的代码输出的旋转偏振波的接收,与图3的第2实施方式的无线系统相同。
另外,重叠了第2发送代码生成器(CC2)的代码输出,且利用正交的二个旋转偏振波的同一信息信号到达配置了接收器202的接收点。
因此,除了预定的传播路径的到来方向与接收天线51的方向相一致这样的极其罕见的例外情况以外,能够通过一个接收天线51在旋转偏振波的一周期内的任意时刻解调信号。
<第3实施方式的效果>
在第3实施方式的接收器202中,与第2实施方式的接收器201相比,天线(51)为一个即可,而且,删除了接收乘法器39和接收合成器36。
即,根据第3实施方式,能够以简易且小型的构造提供接收器,对于结合多个终端的高可靠、高安全无线网络的小型化、低功耗化、低成本化具有效果。
《第4实施方式》
在本发明的第4实施方式中,参照图5说明使用视距外通信环境中的多个频率,控制偏振波来进行通信的无线系统构成例。
图5是表示本发明的第4实施方式的无线系统的构成例的图。
在图5中,由作为无线器的发送器104和接收器203构成无线系统。
<发送器104的结构>
图5中的发送器104构成为具备:信息信号生成器(ωI)1;第1发送代码生成器(CC1)2;第2发送代码生成器(CC2)18;发送乘法器3、19、162、164、166、168、172、174;发送合成器69、75、76;发送减法器59;发送第1频率余弦生成器65、71;发送第2频率余弦生成器67、73;发送第1频率正弦生成器61;发送第2频率正弦生成器63;发送天线(V)21;发送天线(H)22。
信息信号生成器(ωI)1、发送乘法器3、19、162、164、166、168、172、174、发送合成器69、75、76、第1发送代码生成器(CC1)2、第2发送代码生成器(CC2)18、发送天线(V)21、发送天线(H)22的基本功能与第1实施方式中的说明重复所以省略说明。
发送减法器59具有获取二个信号的差值的功能。
发送第1频率余弦生成器65、71生成载波(cosω1t)。
发送第2频率余弦生成器67、73生成载波(cosω2t)。
发送第1频率正弦生成器61生成载波(sinω1t)。
发送第2频率正弦生成器63生成载波(sinω2t)。
《关于各要素的连接结构》
信息信号生成器(ωI)1的输出信号被分为二个分支。
被分为两个分支中的一方的输出信号输入发送乘法器19的第1输入。
被分为两个分支中的另一方的输出信号输入发送乘法器3的第1输入。
在发送乘法器19的第2输入中输入第2发送代码生成器(CC2)18的发送代码(CC2),信息信号(ωI)通过重叠发送代码(CC2)而被扩频。
发送乘法器19的输出信号被分为二个分支。
被分为两个分支中的一方的输出信号输入发送乘法器172的第1输入。在发送乘法器172的第2输入中输入发送第1频率余弦生成器71的载波(cosω1t)。发送乘法器172的输出信号输入发送合成器75的第1输入。
发送乘法器19的被分为两个分支中的另一方的输出信号输入发送乘法器174的第1输入。在发送乘法器174的第2输入中输入发送第2频率余弦生成器73的载波(cosω2t)。发送乘法器174的输出信号输入发送合成器75的第2输入。
发送合成器75将发送乘法器172的输出信号与发送乘法器174的输出信号相加来合成。
在发送乘法器3的第2输入中输入第1发送代码生成器(CC1)2的发送代码(CC1),信息信号(ωI)通过重叠发送代码(CC1)而被扩频。
发送乘法器3的输出信号被分为二个分支。
该被分为两个分支中的一方的输出信号进一步被分为二个分支,分别输入发送乘法器162的第1输入和发送乘法器164的第1输入。
发送乘法器3的被分为两个分支中的另一方的输出信号进一步被分为二个分支,分别输入发送乘法器166的第1输入和发送乘法器168的第1输入。
在发送乘法器162的第2输入中输入发送第1频率正弦生成器61的载波(sinω1t)。发送乘法器162的输出信号输入发送减法器59的第1输入。
在发送乘法器164的第2输入中输入发送第2频率正弦生成器63的载波(sinω2t)。发送乘法器164的输出信号输入发送减法器59的第2输入。
发送减法器59将发送乘法器162的输出信号与发送乘法器164的输出信号进行减法运算来取得差值。
此外,在发送减法器59中,取得包含载波(sinω1t)的成分与包含载波(sinω2t)的成分之间的差,取得该差是用于使在之后工序中生成的二个旋转偏振波的旋转方向例如以右旋转和左旋转的方式而不同。
另外,右旋转和左旋转的二个旋转偏振波成为时间上正交的二个旋转偏振波。
在发送乘法器166的第2输入中输入发送第1频率余弦生成器65的载波(cosω1t)。发送乘法器166的输出信号输入发送合成器69的第1输入。
在发送乘法器168的第2输入中输入发送第2频率余弦生成器67的载波(cosω2t)。发送乘法器168的输出信号输入发送合成器69的第2输入。
发送合成器69将发送乘法器166的输出信号与发送乘法器168的输出信号进行减法运算来取得差值。
发送合成器69的输出信号输入天线(H)22。
发送合成器75的输出信号输入发送合成器76的第1输入。
发送减法器59的输出信号输入发送合成器76的第2输入。
发送合成器76将发送合成器75的输出信号与发送减法器59的输出信号合成。
发送合成器76的输出信号输入天线(V)21。
天线(V)21将发送合成器76的输出信号转换为电磁波(电波),向空中辐射。
天线(H)22将发送合成器69的输出信号转换为电磁波(电波),向空中辐射。
此外,天线(V)21和天线(H)22都是输出偏振波的偏振天线,天线(V)21和天线(H)22在空间上相互正交配置。
<接收器203的结构>
接下来,对接收器203的结构进行说明。
在图5中,接收器203构成为具备:接收天线(V)51;接收天线(H)52;接收乘法器43、46、82、84、86、88、92、94;接收第1频率余弦生成器85、91;接收第2频率余弦生成器87、93;接收第1频率正弦生成器81;接收第2频率正弦生成器83;接收合成器95、97、98;接收减法器33、96;第1接收代码生成器(CC1)41;第2接收代码生成器(CC2)32;接收滑动相关器34、42;信号检测电路31。
接收天线(V)51、接收天线(H)52、接收乘法器43、46、82、84、86、88、92、94、接收合成器95、97、98、接收减法器33、96、第1接收代码生成器(CC1)41、第2接收代码生成器(CC2)32、接收滑动相关器34、42、信号检测电路31的基本的功能与第1实施方式中的说明重复所以省略说明。
接收第1频率余弦生成器85、91、接收第2频率余弦生成器87、93、接收第1频率正弦生成器81、接收第2频率正弦生成器83分别对应于图5的发送器104的发送第1频率余弦生成器65、71、发送第2频率余弦生成器67、73、发送第1频率正弦生成器61、发送第2频率正弦生成器63,分别生成cosω1t、cosω2t、sinω1t、sinω2t的载波。
《各要素的连接结构》
从接收天线(V)51和接收天线(H)52分别入射的电磁波分别转换为电信号。
来自接收天线(V)51的接收信号被分为二个分支。被分为二个分支中的一方的接收信号进一步被分为二个分支,分别输入到接收乘法器92的第1输入和接收乘法器94的第1输入。
在接收天线(V)51被分为二个分支中的另一方的接收信号进一步被分为二个分支,分别输入到接收乘法器82的第1输入和接收乘法器84的第1输入。
来自接收天线(H)52的接收信号被分为二个分支。被分为二个分支中的一方的接收信号输入到接收乘法器86的第1输入。
在接收天线(H)52被分为二个分支的另一方的接收信号输入到接收乘法器88的第1输入。
在接收乘法器92的第2输入中输入与接收第1频率余弦生成器91的载波(cosω1t)对应的信号,在接收乘法器92输出从接收信号去除了载波(cosω1t)的信号,即进行了下变频的信号。
在接收乘法器94的第2输入中输入与接收第2频率余弦生成器93的载波(cosω2t)对应的信号,在接收乘法器94输出从接收信号去除了载波(cosω2t)的信号,即进行了下变频的信号。
接收乘法器92的输出信号输入到接收合成器95的第1输入。
接收乘法器94的输出信号输入到接收合成器95的第2输入。
接收合成器95将接收乘法器92的输出信号与接收乘法器94的输出信号合成(相加)后进行输出。
在接收乘法器82的第2输入中输入与接收第1频率正弦生成器81的载波(sinω1t)对应的信号,在接收乘法器82输出从接收信号去除了载波(sinω1t)的信号,即进行了下变频的信号。
在接收乘法器84的第2输入中输入与接收第2频率正弦生成器83的载波(sinω2t)对应的信号,在接收乘法器84输出从接收信号去除了载波(sinω2t)的信号,即进行了下变频的信号。
接收乘法器82的输出信号输入到接收减法器96的第1输入。
接收乘法器84的输出信号输入到接收减法器96的第2输入。
接收减法器96取得接收乘法器82的输出信号与接收乘法器84的输出信号的差值(减法运算)并进行输出。
在接收乘法器86的第2输入中输入与接收第1频率余弦生成器85的载波(cosω1t)对应的信号,在接收乘法器86中从接收信号去除了载波(cosω1t)的信号,即进行了下变频的信号。
在接收乘法器88的第2输入中输入与接收第2频率余弦生成器87的载波(cosω2t)对应的信号,在接收乘法器88输出从接收信号去除了载波(cosω2t)的信号,即进行了下变频的信号。
接收乘法器86的输出信号输入到接收合成器97的第1输入。
接收乘法器88的输出信号输入到接收合成器97的第2输入。
接收合成器97将接收乘法器86的输出信号与接收乘法器88的输出信号合成(加法运算)并输出。
接收减法器96的输出信号输入到接收合成器98的第1输入。
接收合成器97的输出信号输入到接收合成器98的第2输入。
接收合成器98将接收减法器96的输出信号与接收合成器97的输出信号合成(加法运算)并输出。
第1接收代码生成器(CC1)41的输出代码输入到接收滑动相关器42。接收滑动相关器42的输出信号输入到接收乘法器43的第2输入。
在接收乘法器43的第1输入中输入接收合成器95的输出信号。
使用接收乘法器43,以通过第1接收滑动相关器42相关计算结果成为最大的方式相乘第1接收代码生成器(CC1)41的输出。
第2接收代码生成器(CC2)32的输出代码输入到接收滑动相关器34。接收滑动相关器34的输出信号输入到接收乘法器46的第2输入。
在接收乘法器46的第1输入中输入接收合成器98的输出信号。
使用接收乘法器46,以通过第2接收滑动相关器34相关计算结果成为最大的方式相乘第2接收代码生成器(CC2)32的输出。
此外,此时的相关计算结果是指关于从接收天线52输入的接收信号中的发送侧的发送代码(CC2)与第2接收代码生成器(CC2)32的接收代码(CC2是否相关(一致)的计算。
或者,还可通过发送代码(CC2)和发送代码(CC1),进行多个传播路径的多个信号为不同的信号的检测,即相关计算结果低的检测。
接收乘法器43的输出输入到接收减法器33的第1输入。
接收乘法器48的输出输入到接收减法器33的第2输入。
接收减法器33的输出是在第1输入中输入的信号与在第2输入中输入的信号的差(差值)成为输出信号。
接收减法器33的输出信号输入到信号检测电路31。
在信号检测电路31中检测信号。
<第4实施方式的无线系统的动作>
根据以上的第4实施方式的无线系统,通过发送器105中的重叠了第1发送代码生成器(CC1)2的代码输出的旋转偏振波,传递到接收器203,并且一并将重叠了不同代码的同一信息信号作为不同频率的正交的二个固定偏振波的合成波进行接收。
因此,如果不同的代码具有较低的综合相关值,则接收器203能够通过独立的正交的偏振波独立地以不同的二个频率解调信号。即,能够始终获得接收信号。
<第4实施方式的效果>
根据第4实施方式,能够通过同时使用两个载波频率(ω1、ω2)实现与图1所示的第1实施方式相同的效果,所以具有能够增加作为无线系统的信息传送容量的效果。
《第5实施方式》
在本发明的第5实施方式中,参照图6说明使用视距外通信环境中的多个频率,控制偏振波进行通信的无线系统结构例。
图6是表示本发明的第5实施方式的无线系统的结构例的图。
在图6中,由作为无线器的发送器105和接收器204构成无线系统。
<发送器105的构成>
图6中的发送器105构成为包含:信息信号生成器(ωI)1;第1发送代码生成器(CC1)2;第2发送代码生成器(CC2)18、77;发送乘法器3、49、62、64、66、68、72、74、78;发送合成器69、76、79;发送减法器59;发送第1频率余弦生成器(cosω1t)65、71;发送第2频率余弦生成器(cosω2t)67、73;发送第1频率正弦生成器(sinω1t)61;发送第2频率正弦生成器(sinω2t)63;发送天线(V)21;发送天线(H)22。
以上的构成要素的基本功能与第4实施方式中的说明重复所以省略。
《关于各要素的连接结构》
信息信号生成器(ωI)1的输出信号被分为三个分支。
被分为三个分支中的第一输出信号输入到发送乘法器49的第1输入。
被分为三个分支中的第二输出信号输入到发送乘法器3的第1输入。
被分为三个分支中的第三输出信号输入到发送乘法器78的第1输入。
在发送乘法器49的第2输入中输入第2发送代码生成器(CC2)18的发送代码(CC2),信息信号(ωI)通过重叠发送代码(CC2)而被扩频。
发送乘法器49的输出信号输入发送乘法器72的第1输入。
在发送乘法器3的第1输入中输入第1发送代码生成器(CC1)2的发送代码(CC1),信息信号(ωI)通过重叠发送代码(CC1)而被扩频。
发送乘法器3的输出信号被分为二个分支。
被分为二个分支中的一方的输出信号进一步被分为二个分支,分别输入发送乘法器62的第1输入和发送乘法器64的第1输入。
发送乘法器3的被分为二个分支中的另一方的输出信号进一步被分为二个分支,分别输入发送乘法器66的第1输入和发送乘法器68的第1输入。
在发送乘法器78的第2输入中输入第2发送代码生成器(CC2)77的发送代码(CC2),信息信号(ωI)通过重叠发送代码(CC2)而被扩频。
发送乘法器78的输出信号输入发送乘法器74的第1输入。
在发送乘法器72的第2输入中输入发送第1频率余弦生成器71的载波信号(cosω1t),在发送乘法器49的输出信号上重叠(调制)载波信号(cosω1t)。
发送乘法器72的输出信号输入发送合成器76的第1输入。
在发送乘法器74的第2输入中输入发送第2频率余弦生成器73的载波信号(cosω2t),在发送乘法器78的输出信号上重叠(调制)载波信号(cosω2t)。
发送乘法器74的输出信号输入发送合成器79的第2输入。
在发送乘法器62的第2输入中输入发送第1频率正弦生成器61的载波信号(sinω1t),在发送乘法器3的输出信号上重叠(调制)载波信号(sinω1t)。
发送乘法器62的输出信号输入发送减法器59的第1输入。
在发送乘法器64的第2输入中输入发送第2频率正弦生成器63的载波信号(sinω2t),在发送乘法器3的输出信号上重叠(调制)载波信号(sinω2t)。
发送乘法器64的输出信号输入发送减法器59的第2输入。
在发送乘法器66的第2输入中输入发送第1频率余弦生成器65的载波信号(cosω1t),在发送乘法器3的输出信号上重叠(调制)载波信号(cosω1t)。
发送乘法器66的输出信号输入发送合成器69的第1输入。
在发送乘法器68的第2输入中输入发送第2频率余弦生成器67的载波信号(cosω2t),在发送乘法器3的输出信号上重叠(调制)载波信号(cosω2t)。
发送乘法器68的输出信号输入发送合成器69的第2输入。
发送减法器59的输出信号输入发送合成器76的第2输入。
发送合成器76将发送乘法器72的输出信号与发送减法器59的输出信号进行合成(加法运算),将其输出信号输出到发送天线(V)21。
发送合成器69的输出信号输入发送合成器79的第1输入。
发送合成器79将发送乘法器74的输出信号与发送合成器69的输出信号进行合成(加法运算),将其输出信号输出到发送天线(H)22。
发送天线(V)21将发送合成器76输出的电信号转换为电磁波(电波),向空中辐射。
发送天线(H)22将发送合成器79输出的电信号转换为电磁波(电波),向空中辐射。
此外,如上所述,天线(V)21和天线(H)22都是输出偏振波的偏振天线,天线(V)21和天线(H)22在空间上相互正交地配置。
通过以上的结构,重叠了第1发送代码生成器(CC1)2的输出的信息信号通过二个不同频率(ω1、ω2)的旋转偏振波进行传送。此外,在发送减法器59中,取得包含载波(sinω1t)的成分与包含载波(sinω2t)的成分之差,取得该差是用于使在其后的工序中生成的二个旋转偏振波的旋转方向例如以右旋转和左旋转的方式而不同。
另外,右旋转和左旋转的二个旋转偏振波成为时间上正交的二个旋转偏振波。
<接收器204的结构>
接下来,对接收器204的结构进行说明。
图6中的接收器204从图5中的接收器203删除了接收乘法器86、88、接收第1频率余弦生成器85、接收第2频率余弦生成器87、接收合成器97、98。
另外,将图5中的接收减法器96在图6中置换为接收合成器99。另外,图6中的接收乘法器48为与图5中的接收乘法器46相同的作用。
图6中的其他的构成与图5中的第4实施方式中的说明重复所以省略。
<第5实施方式的无线系统的动作>
在图6所示的第5实施方式的无线系统中,通过以上的结构,如上所述,从发送器105将重叠了第1发送代码生成器(CC1)的输出的信息信号通过二个不同频率(ω1、ω2)的旋转偏振波进行传送。另外,重叠了第2发送代码生成器(CC2)的输出的信息信号通过不同频率(ω1、ω2)正交的二个偏振波传送。
这些旋转偏振波和正交的二个偏振波(固定偏振波)到达接收器204。
一个接收天线接收的重叠了第1发送代码生成器(CC1)的输出的信息信号在旋转偏振波的一周期内的特定的时刻天线输出消失。
然而,一个天线接收的重叠了第2发送代码生成器(CC2)的输出的信息信号通过任意的频率在旋转偏振波的一周期内的全部的时刻利用正交的二个偏振波一定能够接收。
<第5实施方式的效果>
在第5实施方式的接收器204(图6)中,与第4实施方式的接收器203(图5)相比,天线(51)为一个,而且,删除了接收乘法器86、87和接收合成器97、98。
即,根据第5实施方式,能够以简易且小型的构造提供接收器,对于结合多个终端的高可靠、高安全无线网络的小型化、低功耗化、低成本化具有效果。
另外,第5实施方式的无线器的构造不需要模拟高频信号彼此的相乘,所以在装置的高寿命化、无调整化方面有效果。
《第6实施方式》
在本发明的第6实施方式中,参照图7说明使用视距外通信环境中的多个频率,控制偏振波进行通信的无线系统结构例。
图7是表示本发明的第6实施方式的无线系统的结构例的图。
图7中,由作为无线器的发送器106和接收器205构成无线系统。
<发送器106的结构>
第6实施方式的图7中的发送器106的结构与第1实施方式的图1中的发送器101的构成相同,所以省略重复的说明。
但是,与图1的第1实施方式不同点在于,如以下在图8中所述那样,将发送器应传递的信息信号划分为多个分组来发送。
<接收器205的结构>
第6实施方式的图7中的接收器205的结构相对于第1实施方式的图1中的接收器201的结构,新具备延迟电路阵列(TDA)131、141和开关132、142。
即,在图7的接收器205的接收乘法器45与接收乘法器43之间,具备延迟电路阵列(TDA)141和开关142的从属构造。
另外,在接收合成器36与接收乘法器35之间具备延迟电路阵列(TDA)131和开关132的从属构造。
图8是说明将第6实施方式的发送器106以及接收器205中的信息信号划分为多个分组进行收发的图,(a)表示发送器106的第2发送代码生成器(CC2)的代码,(b)表示发送器106的第1发送代码生成器(CC1)的代码,(c)表示接收器205的延迟电路阵列(TDA)141的构造和代码,(d)表示接收器205的第1发送代码生成器(CC1)的代码,(e)表示接收器205的延迟电路阵列(TDA)131的构造和代码,(f)表示接收器205的第2发送代码生成器(CC2)的代码。
例如,发送器106的第1发送代码生成器(CC1)的代码如图8(b)所示,生成以下的代码,
211,221,…,2M1,212,222,…,2M2,…。
在生成该代码时,以M个为单位,进行分组划分。即,成为
(211,221,…,2M1),(212,222,…,2M2),…。
接收器205的延迟电路阵列(TDA)141如图8(c)所示,如延迟TD,2TD,…,MTD那样,成为将单位时间作为TD,按其每个整数倍的延迟取入代码的结构。
于是,以M个为单位,从进行了分组划分的接收乘法器45的输出信号中提取(211,221,…,2M1)。而且,在下一次的周期,提取(212,222,…,2M2)。
如此,延迟电路阵列(TDA)141取出发送器106的第1发送代码生成器(CC1)的代码。图7的接收器205的开关142是为了调整延迟电路阵列(TDA)141的代码的输出定时而具备的。
通过了延迟电路阵列(TDA)141和开关142的从属构造的信号输入接收乘法器43的第1输入。而且,通过与接收乘法器43的第2输入相连接的第1接收代码生成器(CC1)41和接收滑动相关器42的信号,进行发送代码(CC1)与接收代码(CC1)的相关计算。
另外,如图8(a)所示,发送器106(图7)的第2发送代码生成器(CC2)18的代码表示为,
111,121,…,1M1,112,122…,1M2,…。
在生成该代码时,以M个为单位,进行分组划分。即成为
(111,121,…,1M1),(112,122…,1M2),…。
接收器205的延迟电路阵列(TDA)131如图8(e)所示,像延迟TD,2TD,…,MTD那样,成为将单位时间作为TD,按其每个整数倍的延迟取入代码的结构。
于是,以M个为单位,从进行了分组划分的接收合成器36的输出信号中提取(111,121,…,1M1)。而且,在下一次的周期,提取(112,122…,1M2)。
通过了延迟电路阵列(TDA)131和开关132的从属构造的信号输入接收乘法器35的第1输入。而且,通过与接收乘法器35的第2输入相连接的第2接收代码生成器(CC2)32和接收滑动相关器34的信号,进行发送代码(CC2)与接收代码(CC2)的相关计算。
如上所述,在第6实施方式中,将发送器106应传递的信息信号(ωI)划分为多个分组来发送。
而且,接收器205使用在旋转偏振波周期内的预定时刻识别并使用在发送接收点形成的多个传播路径的功能,将应传递的多个信息信号划分为分组来分别分配给旋转偏振波的一个周期中的预定的定时。
如此,在发送器106和接收器205中,将构成一个信息信号的分组的组合使用旋转偏振波的周期中的定时进行传送。
<第6实施方式的效果>
根据第6实施方式,能够使用在接收发送之间形成的多个传播路径将多个信号同时并且独立地传送,所以能够同时实现无线系统的吞吐量的提高和传送容量的扩大。
<<第7实施方式>>
在本发明的第7实施方式中参照图9说明使用视距外通信环境中的多个频率,控制偏振波来进行通信的无线系统结构例。
图9是表示本发明的第7实施方式的无线系统的结构例的图。
在图9中,由发送器(301T)和接收器(301R)一体化的无线器301构成无线系统。
此外,作为无线器301将发送功能和接收功能一体化,所以具备循环器123、124,将天线(V)121和天线(H)122都作为收发兼用天线,兼用于发送接收。
<发送器301T的结构>
在图9中,与图1的发送器101相当的结构要素为第1发送代码生成器(CC1)2、第2发送代码生成器(CC2)18、发送乘法器3、7、8、11、12、17、19、发送合成器15、16、旋转偏振频率余弦生成器5、旋转偏振频率正弦生成器6、发送载波生成器13、14、天线(V)121、天线(H)122。
此外,在图9的基带电路(BB)90中包含相当于图1的信息信号生成器(ωI)1的电路。
<接收器301R的结构>
在图9中,与图1的接收器201相当的结构要素为天线121、122、接收乘法器35、38、39、43、45、接收载波生成器37、44、接收合成器36、第1接收代码生成器(CC1)41、第2接收代码生成器(CC2)32、接收滑动相关器34、42、接收减法器33。
此外,在图9的基带电路(BB)90中,包含相当于图1的信号检测电路31的电路。
另外,接收滑动相关器34、42由基带电路(BB)90控制。
<发送器和接收器的共用的结构>
在图9中,对发送器301T和接收器301R共用的结构进行说明。
在发送器301T和接收器301R兼用天线121、122。
为了将天线121、122在发送器301T和接收器301R中兼用,如上所述,具备循环器123、124。
另外,在基带电路(BB)90中具备发送器301T用电路和接收器301R用电路,并且相互交换信号来控制。
以上,对于图9的无线器301的发送器301T和接收器301R与图1的发送器101和接收器201中的说明重复的部分,省略反复说明。
如上所述,图9的无线器301的结构具备合并了图1的发送器101和接收器201的结构,所以具有对应的功能。
<第7实施方式的效果>
根据第7实施方式,能够将兼具图1的实施方式的发送器101和接收器201的功能的无线器301用二个空间上正交的天线来实现,所以在装置的小型化、低成本化方面有效果。
《第8实施方式》
在本发明的第8实施方式中,参照图10说明使用视距外通信环境中的多个频率,控制偏振波进行通信的无线系统结构例。
图10是表示本发明的第8实施方式的无线系统的结构例的图。
在图10所示的第8实施方式的无线器302的结构中,与图9所示的第7实施方式的无线器301的不同点在于,图9中的循环器123、124在图10中置换为切换开关125、126。
切换开关125、126由基带电路90控制,由此成为将天线(V)121和天线(H)122都兼作发送天线和接收天线使用的结构。
对于其它的结构,图10所示的无线器302与图9所示的无线器301相同。对于相同的结构省略重复的说明。
图10所示的第8实施方式的无线器302的无线系统在收发时分通信中,实现与图9所示的第7实施方式的无线器301的无线系统相同的功能、效果。
<第8实施方式的效果>
根据第8实施方式,切换开关125、126与循环器123、124相比,小型且轻型。
因此,能够实现装置的小型化、轻型化、低成本化。
《第9实施方式》
在本发明的第9实施方式中,参照图11说明使用视距外通信环境中的多个频率,控制偏振波进行通信的无线系统结构例。
图11是表示本发明的第9实施方式的无线系统的结构例的图。
在图11所示的第9实施方式的无线器303的结构中,与图9所示的第7实施方式的无线器301的不同点在于,在图11中,新具备同步代码生成器(SC)11 2、118、135、147、切换开关114、119、136、148。
此外,同步代码生成器的代码SC为同步代码Synchronize Code的略称。
同步代码生成器(SC)112和第1发送代码生成器(CC1)2分别输入切换开关114,切换开关114的输出信号输入到发送乘法器3的第2输入。
同步代码生成器(SC)118和第2发送代码生成器(CC2)18分别输入切换开关119,切换开关119的输出信号输入到发送乘法器19的第2输入。
同步代码生成器(SC)135和第2接收代码生成器(CC2)32分别输入切换开关136,切换开关136的输出信号输入到接收滑动相关器34。
同步代码生成器(SC)147和第1接收代码生成器(CC2)41分别输入切换开关148,切换开关148的输出信号输入到接收滑动相关器42。
切换开关114、119、136、148由基带电路(BB)90分别控制。
通过切换开关114、119、136、148,能够使用同步代码生成器(SC)112、118、135、147输出的同步代码。
能够使用同步代码生成器(SC)112、118、135、147分别输出的自相关性强的同步代码,取得不同无线器之间的同步。
即,无线器303的发送器303T将通过同步代码(SC)进行了扩频的信号在不同定时发送,其他的无线器(303)的接收器(303R)使用同步信号(SC),确立与无线器303的发送器303T的同步,在时间轴上辨别在发送接收点之间形成的多个传播路径。
关于其它的结构,图11所示的无线器303与图9所示的无线器301相同。对于相同的结构省略重复的说明。
<第9实施方式的效果>
根据第9实施方式,如上所述,能够使用同步代码生成器输出的自相关性强的同步代码,取得不同无线器之间的同步。
另外,在第9实施方式的技术中,使用旋转偏振波的一周期内的不同时刻,识别在发送接收点之间存在的多个无线传播路径,所以通过第9实施方式能够提高选择在发送接收点之间形成的多个传播路径的精度。
《第10实施方式》
在本发明的第10实施方式中参照图12说明使用视距外通信环境中的多个频率,控制偏振波进行通信的无线系统结构例。
图12是表示本发明的第10实施方式的无线系统的结构例的图。
在图12所示的第10实施方式的无线器304的结构中,与图9所示的第7实施方式的无线器301的不同点在于,在图12中,新具备滤波器151、153、154、157、158、159、δ-Σ电路(ΔΣ)111、116、117、138、139、145、时钟生成电路(CLK)113、115、137、144。
而且,图10中的发送乘法器11、12和发送载波生成器14的电路构成在图12中,置换为由滤波器151、154和δ-Σ电路(ΔΣ)111、116以及时钟生成电路(CLK)115构成的电路结构。
另外,图10中的发送乘法器17和发送载波生成器13的电路结构在图12中,置换为由滤波器157和δ-Σ电路(ΔΣ)117以及时钟生成电路(CLK)113构成的电路结构。
另外,图10中的接收乘法器38、39和接收载波生成器37的电路结构在图12中,置换为由滤波器158、159和δ-Σ电路(ΔΣ)138、139以及时钟生成电路(CLK)137构成的电路结构。
另外,图10中的接收乘法器45和接收载波生成器44的电路结构在图12中,置换为由滤波器153和δ-Σ电路(ΔΣ)145以及时钟产生电路(CLK)144构成的电路结构。
以上的电路结构的置换作为将信息信号上变频或者下变频的功能是等价的电路结构。
此外,图12中的滤波器158、159和δ-Σ电路(ΔΣ)138、139以及时钟生成电路(CLK)137可以全部用数字电路构成。
另外,在图12中,其它的电路结构与图10相同,所以省略重复的说明。
<第10实施方式的效果>
根据第10实施方式,能够将具有与第7实施方式的无线器相同的功能的无线器全部用数字电路实现。因此,在无线器的长寿命化、无调整化、低成本化、小型化方面有效果。
《第11实施方式:升降机控制系统》
作为本发明的第11实施方式,说明升降机控制系统1100的结构例,该升降机控制系统1100采用了在本发明的第1~第10实施方式中说明的使用多个频率控制偏振波的无线系统。
图13是表示本发明的第11实施方式的升降机控制系统1100的结构例的图。
在图13中,在本(第11)实施方式的升降机控制系统1100中,轿厢1111在设置有升降机的建筑物1101的内部进行升降。
另外,在建筑物1101的内部的底板上,相结合地设置有具备在第1~第10实施方式中的任意一个实施方式中说明的具有能够收发偏振波的天线的发送器以及接收器的基站无线器1103a和基站二正交偏振一体天线1102a。
而且,将在基站无线器1103a中生成的信号从基站二正交偏振一体天线1102a发送。
此外,二正交偏振一体天线是指将在第1实施方式等中说明的以电波的产生的方式为在空间中正交的方式配置的二根天线一体化的天线。
即,基站二正交偏振一体天线1102a由正交的二个天线(例如第一发送天线21、第二发送天线22:图1)构成。
另外,在建筑物1101的内部的顶棚部相结合地设置有具备在第1~第10实施方式中的任意一个实施方式中说明的具有能够收发偏振波的天线的发送器以及接收器的基站无线器1103b和基站二正交偏振一体天线1102b。
在轿厢1111的外部底板上设置有具备在第1~第10实施方式中的任意一个实施方式中说明的具有能够收发偏振波的天线的发送器以及接收器的终端站二正交偏振一体天线1112a。
另外,在轿厢1111的外部顶棚设置有具备在第1~第10实施方式中的任意一个实施方式中说明的具有能够收发偏振波的天线的发送器以及接收器的终端站二正交偏振一体天线1112b。
终端站二正交偏振一体天线1112a和终端站二正交偏振一体天线1112b都使用高频电缆1114与终端站无线器1113相结合。
基站无线器1103a、1103b和终端站无线器1113将建筑物1101的内部作为无线传送介质,所以电磁波通过建筑物1101的内壁以及轿厢1111的外壁受到多重反射,形成多重波干扰环境。
在本(第9)实施方式的升降机控制系统1100中,使用第1实施方式~第10实施方式中的任意一个实施方式的无线系统(无线通信系统),所以能够实现一种高品质的无线传送,即在多重波干扰环境下检测来自外部者的传播路径改变行为,对于该改变补偿发送接收之间的通信品质的降低。
<第11实施方式的效果>
根据第11实施方式,通过利用了上述无线通信系统的无线连接方法,能够在建筑物1101中不使用有线连接方法远程实现升降机控制系统1100的轿厢1111的控制、监视,所以能够删除电缆等有线连接单元。
因此,能够以更小的建筑物体积实现相同的输送能力。或者能够以相同的建筑物体积增大升降机尺寸而实现输送能力的提高。
《第12实施方式:变电设备监视系统》
作为本发明的第12实施方式,说明一种变电设备监视系统1200的结构例,其应用了在本发明的第1~第10实施方式中说明的使用多个频率控制偏振波的无线系统。
图14是表示本发明的第12实施方式的变电设备监视系统1200的结构例的图。
在图14中,本(第12)实施方式的变电设备监视系统1200使用多个变电器1201、第1实施方式~第10实施方式中的任意一个实施方式的无线系统(无线通信系统),或者应用了旋转偏振波的无线系统。
终端站无线器1203具备使用旋转偏振波的电磁波的无线系统的发送器以及接收器。而且,与终端站无线器1203相结合地设置了由二正交偏振一体天线(旋转偏振天线)构成的终端站旋转偏振天线1202。
另外,在多个变电器1201的附近设置有数量比变电器1201的数量少的基站装置1211。
基站无线器1213具备使用旋转偏振波的电磁波的无线系统的发送器以及接收器。而且,与基站无线器1213相结合地设置了由二正交偏振一体天线(旋转偏振天线)构成的基站旋转偏振天线1212。
而且,在基站无线器1213中产生的信号从基站旋转偏振天线1212发送。
此外,旋转偏振天线(二正交偏振一体天线)是指如第1实施方式的第一发送天线21和第二发送天线22那样以电波的产生方式为在空间上正交的方式配置,并且,并且是这二根天线一体化的天线。
如上所述,终端站无线器1203以及基站装置1211具备具有能够收发旋转偏振波的天线,且使用旋转偏振波的电磁波的无线系统(无线通信系统)的发送器以及接收器,所以能够进行使用了旋转偏振波的电磁波的无线通信。
此外,在图14中,变电器1201、基站装置1211、基站旋转偏振天线1212、基站无线器1213具有多个,但只对其代表性的设备附加符号,省略了对相同设备附加符号。
变电器1201的外形尺寸为数米的级别,与无线器使用的电磁波的频率数百MHz到数GHz所对应的波长相比压倒性地大,所以通过上述的多个变电器1201,电磁波受到多重反射,形成多重波干扰环境。
在本(第12)实施方式的变电设备监视系统1200中,应用了上述第1实施方式~第10实施方式中的任意一个实施方式的无线系统(无线通信系统),所以能够实现一种高品质的无线传送,即在多重波干扰环境下使用多个反射波补偿发送接收之间的通信品质的降低。
<第12实施方式的效果>
根据第12实施方式,如上所述,在变电设备监视系统1200中,能够实现一种高品质的无线传送,即在多重波干扰环境下使用多个反射波,补偿发送接收之间的通信品质的降低。
另外,通过第12实施方式的利用了无线器的无线连接方法,能够通过多个无线的基站装置1211不用有线连接方法,远程地实现变电器1201的控制、监视。因此,能够解决使用电缆等该有线连接单元时成为问题的高压感应电力的问题,并能够省掉上述电缆的铺设成本,所以在变电器1201的控制、监视系统的安全性提高以及成本减少方面有效果。
<<其它的实施方式>>
此外,本发明不限于以上说明的实施方式,还包含各种变形例。例如,上述的实施方式是为了容易说明本发明而详细地进行了说明,不限于一定具备说明的全部结构。另外,能够将某个实施方式的一部分结构用其他的实施方式的部分结构进行置换,并且,还能够对某个实施方式的结构追加、削除、置换其他的实施方式的部分结构或全部结构。
以下进一步对其它的实施方式、变形例进行说明。
《代码CC1、CC2和第3无线器的代码》
在第1实施方式中,发送器101具备第1发送代码生成器(CC1)2和第2发送代码生成器(CC2)18,接收器201具备第1接收代码生成器(CC1)41和第2接收代码生成器(CC2)32,利用代码CC1和代码CC2的正交性来进行无线通信。而且,代码CC1主要用于识别自身设备(发送器101),代码CC2主要用于识别其他设备(接收器201)。
但是,代码CC1和代码CC2不是严格地正交,但只要近似正交,就能够实用地进行利用了本申请的特征的无线通信。
如此,不局限于严格的正交性,还能够对第3无线器分配代码CC3,分配使代码CC1和代码CC2以及代码CC3相互近似正交的代码。特别是如果使代码变长则近似的精度变高。
如此,如果能够设定相互近似正交的代码CC1和代码CC2以及代码CC3,发送器101在使用代码CC1和代码CC2与接收器201进行无线通信,且与第3无线器进行无线通信的情况下,在发送器101的发送代码生成器(CC1)2和第2发送代码生成器(CC2)18中,如果从第2发送代码生成器18的代码CC2变更为代码CC3,则能够与第3无线器进行无线通信。
另外,不仅是3台无线器间的无线通信,一般将N设为2以上的自然数,如果分配N组的相互近似正交的代码,则能够进行与N台无线器间的无线通信。在N(组、台)大的情况下,与其对应地使代码变长即可。
《第1、第2发送天线、接收天线的正交关系》
例如,在第1实施方式中,说明了发送天线(V)21和发送天线(H)22在空间上相互正交。
优选这些发送天线(V)21与发送天线(H)22相互正交,但可以不是严格地正交。即使不是正确的90度(正交)的关系,只要不是平行,就具有正交成分的偏振波,虽然降低,但在这些正交成分的偏振波中,具有在第1实施方式中说明的作用和效果。
即,发送天线(V)21和发送天线(H)22只要是相互不平行的天线,如上所述,不必严格正交。
这些关系对于接收天线(V)51和接收天线(H)52也相同。
另外,不局限于第1实施方式,第2~第6实施方式也相同。
《载波、旋转偏振波的共用》
在图1所示的第1实施方式中,记载为发送器101具备发送载波生成器13和发送载波生成器14。
然而,它们都生成载波(cosωct),所以也可以作为一个共用。
当然,希望载波(cosωct)的频率、相位一致,所以如果没有布线上、输出容量等的问题,共用更好。
另外,对于图1中的接收器201的接收载波生成器37和接收载波生成器44而言,它们都是生成载波(cosωct),所以可以在接收器201中作为一个共用。
在图3所示的第2实施方式中,记载为发送器102具备发送载波生成器13和发送载波生成器14。
然而,同样地,它们都是生成载波(cosωct),所以可以作为一个共用。
另外,在图3的发送器102中,旋转偏振频率余弦生成器5和旋转偏振频率余弦生成器55都是用于生成旋转偏振波的余弦波(cosωpt),所以可以作为一个共用。
同样地,在图3的发送器102中,旋转偏振频率正弦生成器6和旋转偏振频率正弦生成器53都是用于生成旋转偏振波的正弦波(sinωpt),所以可以作为一个共用。
另外,对于其他的实施方式也相同。
如此,通过将发送载波生成器(13,14)、旋转偏振频率余弦生成器(5,55)、旋转偏振频率正弦生成器(6,53)在各个中共用,具有能够降低成本和空间的效果。
《三正交偏振天线》
在第1实施方式中,说明了发送天线(V)21和发送天线(H)22在空间上相互正交。
然而,发送天线的空间上的正交性不限于垂直方向(V)和水平方向(H)这两个方面。
不仅在垂直方向(V)和水平方向(H),还可以在法线方向(N)上设置发送天线,在三维空间(X,Y,Z)中,在空间上相互正交,扩展在第1实施方式中说明的方法。虽然省略了详细的说明,但精度进一步提高,在通信品质的维持以及提高方面具有效果。
《三正交偏振一体天线》
在第11实施方式的升降机控制系统以及第12实施方式的变电所设备监视系统中,通过使用了二正交偏振一体天线(包含旋转偏振天线)的例子进行了说明,但不限于此。
还可以使用在三维空间中,电波输出的偏振波在X轴,Y轴,Z轴的3个方向上相互正交的3根天线构成的三正交偏振一体天线。
此时,具有能够实现品质更好的无线通信的效果。
《向太阳电池发电系统的应用》
在图14所示的第12实施方式中,说明了配置了多个变电器1201的变电设备监视系统的例子,但相同的应用例不限于上述。
例如,在用于监视配置了多个太阳电池的太阳电池发电系统中的发电设备(太阳电池发电)的系统中也能够应用上述的无线系统。
在配置了多个太阳电池的发电设备中,在控制或监视中使用电气布线并不是上策。因此,通过无线通信进行控制或监视。
此时,在配置了多个太阳电池的环境为多重波干扰环境下,所以应用上述的无线系统具有效果。
附图标记的说明
1 信息信号生成器
2 第1发送代码生成器(CC1)
3,4,7,8,11,12,17,19,23,24,29,30,40,47,54,56,62,64,66,68,72,74,162,164,166,168,172,174 发送乘法器
5,55 旋转偏振频率余弦生成器
6,53 旋转偏振频率正弦生成器
9,18,77 第2发送代码生成器(CC2)
13,14 发送载波生成器
15,16,25,26,69,75,76,79 发送合成器
21 发送天线(第1发送天线、天线)
22 发送天线(第2发送天线、天线)
31 信号检测电路
32 第2接收代码生成器(CC2)
33,96 接收减法器
34,42 接收滑动相关器
35,38,39,43,45,46,48,82,84,86,88,92,94
接收乘法器
36,95,97,98,99 接收合成器
37,44 接收载波生成器
41 第1接收代码生成器(CC1)
51 接收天线(第1接收天线、天线)
52 接收天线(第2接收天线、天线)
59 发送减法器
61 发送第1频率正弦生成器
63 发送第2频率正弦生成器
65,71 发送第1频率余弦生成器
67,73 发送第2频率余弦生成器
81 接收第1频率正弦生成器
83 接收第2频率正弦生成器
85,91 接收第1频率余弦生成器
87,93 接收第2频率余弦生成器
90 基带电路
101,102,103,104,105,106,301T,303T 发送器
111,116,117,138,139,145 δ-Σ电路
113,115,137,144 时钟生成电路
121,122 天线(发送接收兼用天线)
123,124 循环器
114,119,125,126,136,148 切换开关
131,141 延迟电路阵列(TDA)
132,142 开关
112,118,135,147 同步代码生成器
151,153,154,157,158,159 滤波器
201,202,203,204,205,301R,303R 接收器
301,302,303,304 无线器
1100 升降机控制系统
1101 建筑物
1102a,1102b 基站二正交偏振一体天线
1103a,1103b,1213 基站无线器
1111 轿厢
1112a,1112b 终端站二正交偏振一体天线
1113 终端站无线器
1114 高频电缆
1200 变电设备监视系统
1201 变电器
1202 终端站旋转偏振天线
1211 基站装置
1212 基站旋转偏振天线。

Claims (11)

1.一种无线系统,其特征在于,
发送器具备:
两个天线,其在空间上正交;
发送电路,其一并发送以下的信号:将信息信号用一个代码进行扩频,并承载在偏振波随着时间进行旋转的旋转偏振波上的信号、以及将与上述信息信号相同的信息信号用不同的两个代码进行扩频,并承载在正交的两个固定偏振波上的信号,
接收器具备:
至少一个天线;
接收电路,其取得将接收到的通过固定偏振波传送的信号用不同的两个代码进行逆扩频而得到的两个运算结果之和与将接收到的通过旋转偏振波传送的信号用一个代码进行逆扩频而得到的运算结果之间的差值,
进行上述发送器与上述接收器发送接收上述信息信号的通信。
2.一种无线系统,其特征在于,
发送器具备:
两个天线,其在空间上正交;
发送电路,其一并发送以下的信号:将信息信号用一个代码进行扩频,并承载在偏振波随着时间进行旋转的旋转偏振波上的信号、以及将与上述信息信号相同的信息信号用不同的两个代码进行扩频,并承载在正交的两个固定偏振波上的信号,
接收器具备:
两个天线,其在空间上正交;
接收电路,其取得将通过上述两个天线接收到的信号用上述不同的两个代码进行逆扩频而得到的两个运算结果之和与将通过上述两个天线中的一个天线接收到的信号用上述两个代码中的一个代码进行逆扩频而得到的运算结果之间的差值,
进行上述发送器与上述接收器发送接收上述信息信号的通信。
3.一种无线系统,其特征在于,
发送器具备:
两个天线,其在空间上正交;
发送电路,其使用不同频率的两个载波一并发送以下的信号:将信息信号用代码进行扩频,并承载在偏振波随着时间进行旋转的旋转偏振波上的信号、以及将与上述信息信号相同的信息信号用代码进行扩频,并通过正交的两个固定偏振波承载在不同的频率上的信号,
接收器具备接收电路,
该接收电路取得将通过固定偏振波接收到的信号用不同的频率进行解调而得到的两个运算结果之和与通过旋转偏振波接收到的信号的用不同的频率进行解调而得到的运算结果之间的差值,
进行上述发送器与上述接收器发送接收上述信息信号的通信。
4.一种无线系统,其特征在于,
发送器具备:
两个天线,其在空间上正交;
发送电路,其一并发送以下的信号:将信息信号用代码进行扩频,并承载在偏振波随着时间进行旋转的旋转偏振波上的信号、以及将与上述信息信号相同的信息信号用不同的代码进行扩频,并承载在时间上正交的两个旋转偏振波上的信号,
接收器具备接收电路,
该接收电路取得将通过旋转偏振波接收到的信号进行逆扩频而得到的运算结果与通过时间上正交的两个旋转偏振波接收到的信号的进行逆扩频而得到的运算结果之间的差值,
进行上述发送器与上述接收器发送接收上述信息信号的通信。
5.一种无线系统,其特征在于,
发送器具备:
两个天线,其在空间上正交;
发送电路,其一并发送以下的信号:将信息信号用代码进行扩频,并承载在偏振波随着时间进行旋转的旋转偏振波上的信号、以及将与上述信息信号相同的信息信号用不同的代码进行扩频,并承载在旋转方向不同的两个旋转偏振波上的信号,
接收器具备接收电路,
该接收电路取得通过旋转偏振波接收到的信号的进行逆扩频而得到的运算结果与通过时间上正交的两个旋转偏振波接收到的信号的进行逆扩频而得到的运算结果之间的差值,
进行上述发送器与上述接收器发送接收上述信息信号的通信。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的无线系统,其特征在于,
上述旋转偏振波中的偏振波的旋转频率比传送频率的1/10小。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的无线系统,其特征在于,
选择上述旋转偏振波的一周期内的预定的时刻进行通信。
8.根据权利要求1至6中的任意一项所述的无线系统,其特征在于,
上述发送器具备多个种类的对信号进行扩频的上述代码,在时间上切换多个种类的代码。
9.根据权利要求1至6中的任意一项所述的无线系统,其特征在于,
多个上述代码中的任意一个代码具有强的自相关特性以及弱的互相关特性。
10.一种升降机控制系统,其特征在于,
应用了权利要求1至9中的任意一项所述的无线系统。
11.一种变电设备监视系统,其特征在于,
应用了权利要求1至9中的任意一项所述的无线系统。
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