无线发送装置、无线接收装置、远程通信监视系统、无线通信系统及无线通信方法

摘要

无线发送装置(2)的特征在于，具备重复编码部，该重复编码部准备比在无线接收装置中使用的频率转换长度小的长度的基本波形，生成将基本波形重复了多次得到的频率转换长度以上的长度的重复波形，并且生成包含重复波形及已知信号的数据帧。

说明书

技术领域

本发明涉及接收装置对来自多个发送装置的信号进行复用接收的无线发送装置、无线接收装置、远程通信监视系统、无线通信系统及无线通信方法。

背景技术

在多个发送装置使用相同频率同时进行数据发送的情况下，来自多个发送装置的信号被复用而被接收，因此，产生拍频干扰。此外，在分配重复频率的小区结构系统中，也有时受到来自使用相同频率的小区的小区间干扰。期望即便为干扰状态也能够通信。此外，虽然暂时停止系统来掌握干扰状况是容易的，但在要求高可靠性的系统中，期望一边持续数据的传输一边掌握干扰状况。

如果利用MIMO(Multiple Input Multiple Output：多输入多输出)信号分离技术等，则能够实现一边持续数据的传输一边掌握干扰状况并抑制干扰。例如，在非专利文献1中公开了如下的技术：从多个发送装置、多个天线发送不同的已知信号，在接收侧，通过已知信号的逆矩阵处理来估计传输路径矩阵，使用估计出的传输路径矩阵来计算信号分离用权重，并与被空间复用的接收信号相乘，由此，能够抑制干扰，能够根据估计出的传输路径矩阵来掌握来自多个发送装置的干扰的状态。在非专利文献1所记载的技术中，能够一边进行数据传输一边掌握干扰的状态并抑制干扰。

现有技术文献

专利文献

非专利文献1：Lars Thiele，Martin Kurras，Michael Olbrich and KaiBorner，"Analysis of the LS Estimation Error for a MIMO System on a RicianFading Channel，"2013 IEEE 77th Vehicular Technology Conference(VTC Spring)，pp.1-5，2013.

发明内容

发明要解决的问题

但是，在上述以往的技术中，在接收装置高速移动的环境下，传播路径剧烈变动，存在传输路径估计精度下降这样的问题。当传输路径估计精度下降时，使用精度下降的传输路径值，进行基于MLD(Maximum Likelihood Detection：最大似然检测)或线性均衡等的信号分离，因此，信号的传输特性也下降。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，得到一种无线发送装置，即便在无线接收装置高速移动的环境下，也能够提高一边进行数据传输一边测定基于多个无线发送装置及多个天线的干扰状态时的传输路径估计精度。

用于解决问题的手段

为了解决上述问题并实现目的，本发明的各实施方式的无线发送装置的特征在于，具备重复编码部，该重复编码部准备比在无线接收装置中使用的频率转换长度小的长度的基本波形，生成将基本波形重复了多次得到的频率转换长度以上的长度的重复波形，并且生成包含重复波形及已知信号的数据帧。

发明的效果

本发明的无线发送装置起到如下效果：即便在无线接收装置高速移动的环境下，也能够提高一边进行数据传输一边测定基于多个无线发送装置及多个天线的干扰状态时的传输路径估计精度。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的无线通信系统的概要结构的图。

图2是示出图1所示的无线通信系统的帧构造的一例的图。

图3是示出图2所示的数据帧的一部分的说明图。

图4是示出图1所示的无线发送装置的功能结构的图。

图5是示出图1所示的重复差分编码部不进行始端处理的情况下的一例的图。

图6是针对图1所示的重复差分编码部进行的始端处理的说明图。

图7是示出图1所示的无线接收装置的功能结构的图。

图8是图7所示的重复波形合成部的合成处理的说明图。

图9是图1所示的无线通信系统的各无线发送装置所使用的相位旋转序列的一例的说明图。

图10是示出在本发明的实施方式2中使用的帧构造的图。

图11是示出本发明的实施方式2的无线接收装置的结构的图。

图12是示出本发明的实施方式3的接收信号的结构的图。

图13是示出接收图12所示的信号的无线接收装置的结构的图。

图14是针对限定测定对象的无线发送装置的变形例的说明图。

图15是本发明的实施方式4要解决的问题的说明图。

图16是在本发明的实施方式4中使用的数据帧的说明图。

图17是本发明的实施方式4中的始端处理的说明图。

图18是示出本发明的实施方式4的无线接收装置的结构的图。

图19是示出本发明的实施方式4的变形例的无线接收装置的结构的图。

图20是示出本发明的实施方式5的无线发送装置的结构的图。

图21是示出图20所示的无线发送装置所发送的超帧中包含的干扰状况测定帧的一例的图。

图22是在使用单一的固定比特序列的情况下产生的问题的说明图。

图23是使用多个种类的固定比特序列的情况下的优点的说明图。

图24是示出用于实现本发明的实施方式1～5的专用的硬件即处理电路的图。

图25是示出具备用于实现本发明的实施方式1～5的处理器的控制电路的图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式的无线发送装置、无线接收装置、远程通信监视系统、无线通信系统及无线通信方法详细进行说明。另外，并不通过该实施方式来限定本发明。例如，以后对使用差分编码的例子进行说明，但本实施方式不限于使用差分编码的例子。

实施方式1.

图1是示出本发明的实施方式1的无线通信系统1的概要结构的图。无线通信系统1包含多个无线发送装置2和无线接收装置3。无线接收装置3对多个无线发送装置2分别发送的信号进行复用接收。无线发送装置2例如是基站，无线接收装置3例如是智能手机等移动体通信装置。另外，以下，在本说明书中及附图中，在需要分别区分1台无线接收装置3所接收的信号的发送源即多个无线发送装置2的情况下，有时如无线发送装置2-1、2-2等那样在连字符之后标注数字加以区分。此外，也有时省略无线发送装置2-1、2-2，称为tx1、tx2等。

无线发送装置2能够发送包含已知信号的信号，无线接收装置3能够使用接收信号所包含的已知信号，估计来自各无线发送装置2的干扰。多个无线发送装置2能够使用共同的已知信号，能够利用相同频率同时进行通信。各无线发送装置2具有多个天线，无线接收装置3具有至少1个天线。另外，在图1中，为了说明多个无线发送装置2向1台无线接收装置3发送数据的情况，示出了2台无线发送装置2和1台无线接收装置3，但无线通信系统1也可以具有3台以上的无线发送装置2，还可以具有多个无线接收装置3。

图2是示出图1所示的无线通信系统1的帧构造的一例的图。图2所示的数据帧40由已知信号41和重复差分编码序列42构成。多个无线发送装置2或发送天线所发送的多个数据帧40的重复差分编码序列42成为在频率轴上正交的不同序列。重复差分编码序列42是将多个重复波形43结合而生成的，各重复波形43由基本波形44的整数倍或非整数倍的重复构成。在图2的例子中，重复波形43是2个基本波形44的重复，当将基本波形44的符号数设为R个符号时，重复波形43的符号数成为2R个符号。此外，重复差分编码序列42包含4个基本波形#1～#4。因此，重复差分编码序列42的符号数D由D＝R×2×4＝8R表示。

图3是示出图2所示的数据帧40的一部分的说明图。无线发送装置2准备基本波形44，生成将基本波形44重复多次而得到的重复波形43。另外，如图2所示，在数据帧40包含多个重复波形43的情况下，无线发送装置2将多个重复波形43结合，生成重复差分编码序列42。

基本波形长度L1及各重复波形43所包含的基本波形44的重复数是基于在无线通信系统1中复用的发送站数、发送天线数、无线发送装置2的最大发送定时差、传输路径的延迟量、有效载荷长度、频率转换长度L3而决定的。另外，频率转换长度L3是基于设想的最大多普勒频率而决定的。

无线发送装置2将基本波形长度L1设为小于无线接收装置3的频率转换长度L3，将重复波形长度L2设为频率转换长度L3以上。例如，在重复波形长度L2＝频率转换长度L3的情况下，当对该重复波形43进行频率转换时，如图3所示，能够观测每隔一个基本波形的频谱45。通常，当传播路径的变动相对于频率转换长度L3较大时，在频率转换后的各频率成分中正交性被破坏，难以分离成各频率成分。但是，通过使基本波形长度L1、重复波形长度L2及频率转换长度L3满足上述的关系，成为能够耐受传输路径的变动的波形长度，由此，即便在高速移动环境这样的传播路径的变动大的环境下，也能够在接收侧，在频域分离各频率成分。以下说明用于生成包含这样的重复波形43的数据帧40的无线发送装置2的结构。

图4是示出图1所示的无线发送装置2的功能结构的图。无线发送装置2具备纠错编码部21、交织器22、映射部23、重复差分编码部24、多个相位旋转部25、多个发送天线26、以及控制部27。

纠错编码部21在受理信息比特序列46的输入时，对输入的信息比特序列46进行纠错编码处理，将编码比特序列向交织器22输入。交织器22改换所输入的编码比特序列的顺序，将改换了顺序的编码比特序列向映射部23输入。映射部23对输入的编码比特序列进行映射处理，得到1次调制符号。映射部23将取得的1次调制符号向重复差分编码部24输入。

重复差分编码部24是重复编码部的一例，以根据所输入的1次调制符号输出包含重复波形43的重复差分编码序列42的方式进行重复差分编码处理。此时，重复差分编码部24向规定的位置插入已知信号41的差分编码处理结果。由此，重复差分编码部24准备比无线接收装置3的频率转换长度小的长度的基本波形44，生成将基本波形44重复了多次得到的频率转换长度以上的长度的重复波形43，生成包含重复波形43及已知信号41的数据帧40。

重复差分编码部24对所输入的1次调制符号S[k]进行用于进行始端处理的符号插入，对插入后的符号矩阵S’[k]进行时空差分编码处理。这里，S’[k]是由2个符号构成的符号矩阵，由以下的数式(1)表示。

[数式1]

这里，k是区块时刻。对符号插入后的符号矩阵S’[k]进行以下的数式(2)所示的差分编码处理，得到差分编码后的符号矩阵C[k]。

[数式2]

C[k]＝s′[k]C[k-1]…(2)

这里，C[k]是差分编码后的符号，如以下的数式(3)那样构成。

[数式3]

这里，在重复差分编码部24中，为了实现基本波形44的重复、已知信号41与重复波形43的接合、重复波形43彼此的接合，需要进行始端处理。始端处理是在上述的接合处理中用于避免基本波形44的形状破坏的处理。

图5是示出图1所示的重复差分编码部24不进行始端处理的情况下的一例的图。如上所述，使用前1个时刻的符号来进行差分编码处理。在重复差分编码部24中，如果单纯地进行比特序列复制处理，并以基本波形44的重复数进行比特序列的复制，则在各个基本波形44的规定位置的符号具体而言为开头符号的差分编码中使用的前1个时刻的符号在第1次和第2次不同，因此，在对比特序列进行差分编码之后，第1次重复的基本波形44-1和第2次重复的基本波形44-2的形状会不同。为了避免这样的状态，重复差分编码部24以各基本波形44的开头符号的差分编码后的结果成为相同值的方式进行始端处理。

图6是针对图1所示的重复差分编码部24进行的始端处理的说明图。重复差分编码部24对重复波形43所包含的各基本波形44的开头符号44a进行调整，使得差分编码后的序列维持重复的波形形状。

重复差分编码部24在各基本波形44的开头符号44a中，将插入了调整后的符号的符号矩阵S’[k]设为前1个时刻的差分编码后的矩阵C[k-1]的逆矩阵C

[数式4]

C[k]＝S′[k]C[k-1]＝C

根据数式(4)可知，差分编码后的符号矩阵C[k]被进行始端处理成为单位矩阵。即，重复差分编码部24使用前1个时刻或前1个区块的编码信号的复共轭或埃尔米特矩阵，以开头符号44a的差分编码后的结果成为单位矩阵的方式调整开头符号44a，使得重复波形43所包含的多个开头符号44a的差分编码后的结果成为相同值。

另外，上述的始端处理是对连续的S’[k]进行时空差分编码的情况下的处理。这是用于生成重复波形43的一例，也可以采用其他手段。例如，也可以是，重复差分编码部24在实施已知信号41的差分编码之后生成基本波形44的第1次重复的差分编码矩阵即符号矩阵C[k]时，不使用作为已知信号41的差分编码结果的C[k-1]，取而代之，代入已知的符号区块作为C[k-1]。或者，也可以是，重复差分编码部24不进行时空差分编码而是向C[k]代入预先决定的值，生成基本波形44的第1次重复的符号矩阵C[k]。重复差分编码部24通过上述的方法，生成与发送天线26的数量对应的差分编码后的数据帧40，并分别输入到与各发送天线26对应设置的相位旋转部25。

返回图4的说明。相位旋转部25对输入的数据帧40所包含的重复差分编码序列42乘以对应的相位旋转。第tx个无线发送装置2的第ant个发送天线26的相位旋转序列Rot

[数式5]

这里，p

相位旋转部25将除了已知信号41的重复差分编码序列42作为对象，计算按照每个重复波形43而不同的相位旋转序列Rot

根据以上说明的结构，无线发送装置2发送包含基本波形44被重复了多次得到的重复波形43在内的数据帧40。这里，数据帧40的基本波形44的长度即基本波形长度L1小于频率转换长度L3，重复波形43的长度即重复波形长度L2为频率转换长度L3以上。此外，相位旋转部25对重复差分编码序列42乘以按照每个无线发送装置2而不同的相位旋转序列Rot

图7是示出图1所示的无线接收装置3的功能结构的图。无线接收装置3具有接收天线31、定时检测部32、DFT(Discrete Fourier Transform：离散傅里叶变换)部33、信号分离部34、频移部35、IDFT(Inverse DFT：示逆向转换)部36、差分解码部37、重复波形合成部38、LLR(Log-Likelihood Ratio：对数似然比)计算部39、解交织部50、纠错解码部51、功率测定部52、传输路径估计部53、平滑化插值部54、以及日志蓄积部55。频移部35、IDFT部36、差分解码部37及重复波形合成部38按照与无线接收装置3重叠接收的信号的数量相同的数量逐一地设置。

接收天线31重叠接收来自2台无线发送装置2的信号，将接收信号向定时检测部32输入。定时检测部32使用接收信号所包含的已知信号41，进行时间同步及频率同步。定时检测部32将接收信号向DFT部33输入。DFT部33是将输入的时域的信号转换成频域的信号的频率转换部。DFT部33将转换后的频域的信号向信号分离部34输入。信号分离部34按照每个无线发送装置2或者按照每个发送天线26对信号的频率成分进行分离，将分离后的多个信号分别向多个频移部35的各个频移部35和功率测定部52输入。

频移部35使输入的信号的频率偏移，将偏移后的信号向IDFT部36输入。IDFT部36是将输入的信号转换成时域的信号的时间转换部。IDFT部36将转换后的时域的信号向差分解码部37和传输路径估计部53输入。

差分解码部37对输入的时域的信号进行时空差分解码处理，得到解码后的信号。具体而言，作为差分解码部37进行的时空差分解码处理的结果而得到的解码后矩阵S’

[数式6]

s′

差分解码部37将解码后的信号向重复波形合成部38输入。在实施方式1中，2个无线发送装置2发送相同的数据，因此，在差分解码化处理后，在重复波形合成部38中，除了进行得到的重复波形43的合成处理之外，还进行从2个无线发送装置2发送的多个相同数据的合成处理。

图8是图7所示的重复波形合成部38的合成处理的说明图。在差分解码部37中，当对基本波形44-1、44-2分别进行差分解码化时，得到作为1次调制符号的基本波形44-11、44-12。重复波形合成部38对第1次重复的基本波形44-11与第2次重复的基本波形44-12进行合成，得到合成后的基本波形44-20的接收信号。原理上，如果IDFT部36以DFT部33的一半的点数进行时间转换处理，则能够得到基本波形的接收信号，但为了降低重复波形区间内的传输路径变动的影响，IDFT部36以与DFT部33相同数量的点数进行时间转换处理，在差分解码部37进行时空差分解码处理之后，重复波形合成部38进行合成处理，由此能够得到基本波形的接收信号。重复波形合成部38向LLR计算部39输入合成后的接收信号。

重复波形合成部38将合成后的接收信号向LLR计算部39输入。LLR计算部39使用2个系统的接收信号的基本波形，执行对数似然比计算处理，将接收信号向解交织部50输入。解交织部50利用输入的接收信号进行交织处理，改换接收信号所包含的比特的顺序而复原。解交织部50将解交织处理后的接收信号向纠错解码部51输入。纠错解码部51进行所输入的接收信号的纠错解码处理，取得发送比特序列。

另外，在图7所示的例子中，无线接收装置3具有重复波形合成部38，IDFT部36以与DFT部33相同数量的点数进行了时间转换处理，但本实施方式不限于上述例子，也可以省略重复波形合成部38，IDFT部36以DFT部33的一半的点数进行时间转换处理。通常，DFT处理的点数和IDFT处理的点数基于重复次数来决定，DFT处理的点数除以重复次数的量而得到的值成为应实施的IDFT处理的点数。

功率测定部52在从信号分离部34被输入分离后的多个接收信号时，使用各接收信号，计算接收功率、噪音功率及干扰功率中的至少1个。功率测定部52将测定出的功率值向平滑化插值部54输入。

向传输路径估计部53输入由多个IDFT部36输出的时域的多个接收信号。传输路径估计部53能够利用始端处理的性质，估计各发送天线26与接收天线31之间的传输路径。传输路径估计部53通过计算所得到的各传输路径估计值的功率，不仅能够掌握2个无线发送装置2中的干扰状况，还能够掌握各无线发送装置2的各发送天线26中的干扰状况。尤其是，作为始端处理，在乘以前1个时刻的时空差分编码区块的埃尔米特矩阵而设为基本波形的始端的情况下，时空差分编码区块成为单位矩阵，因此，得到始端的时空差分编码区块的接收信号，由此，传输路径估计部53不用进行运算就能够得到来自各发送天线26的传输路径矩阵。此外，即便在插入预先决定的值来进行始端处理的情况下，传输路径估计部53也能够通过将固定插入的已知的时空差分编码区块的逆矩阵与接收信号相乘来求出传输路径矩阵。在该情况下，与始端的区块成为单位矩阵的情况相比，所得到的传输路径矩阵中包含的噪音成分较大。传输路径估计部53将取得的传输路径矩阵向平滑化插值部54输入。

平滑化插值部54进行从功率测定部52输入的功率值的平滑化处理及插值处理。例如，在对1帧中的多个重复波形43乘以相同的相位旋转序列的情况下，各无线发送装置2的频谱在相同频率下被观测。平滑化插值部54能够进行基于移动平均等的平滑化处理。另外，平滑化插值部54针对未观测到频谱的频率，能够通过进行插值来掌握占有频带的频率响应。这样，平滑化插值部54在时间轴方向及频率轴方向上进行移动平均或插值处理，使处理后的功率值蓄积于日志蓄积部55。

另外，从传输路径估计部53向平滑化插值部54输入传输路径矩阵。平滑化插值部54针对传输路径矩阵，也能够与功率值同样地进行在时域进行移动平均处理的平滑化处理，蓄积历史。另外，功率测定部52、传输路径估计部53及平滑化插值部54是针对频域的多个信号分别测定功率、噪音功率、干扰功率及传输路径矩阵中的至少1个的测定部的一例。这些测定部将测定结果的历史记录并蓄积于日志蓄积部55。

在对1帧中的多个重复波形43乘以相同的相位旋转序列的情况下，当重复次数较大时，频谱间隔变大，因此，存在插值误差变大这样的问题。与此相对，在对1帧中的多个重复波形43乘以不同的相位旋转序列的情况下，所观测的频谱按照每个重复波形43而被频移，因此，能够抑制插值误差。

图9是图1所示的无线通信系统1的各无线发送装置2所使用的相位旋转序列的一例的说明图。2个无线发送装置2-1、2-2向同一无线接收装置3发送相同的数据。此时，各无线发送装置2-1、2-2按照每个重复波形43而乘以不同的相位旋转序列#1～#4，并且，在无线发送装置2-1、2-2之间，对相同的重复波形43乘以不同的相位旋转序列。在图9的例子中，无线发送装置2-1对由4个基本波形#1构成的重复波形43乘以相位旋转序列#1，无线发送装置2-2对由4个基本波形#1构成的重复波形43乘以相位旋转序列#2。由此，与固定地使用1个相位旋转序列的情况相比，能够观测的频率增加，因此，与插值处理相比，能够更加详细地确认频率响应。

另外，在本实施方式中，无线接收装置3对来自2个无线发送装置2的信号进行复用接收，所接收的信号内的重复波形数为2。当使基本波形44的重复波形数增加时，能够定义未分配2个无线发送装置2的频率成分的频率，在该频率中能够观测噪音、不特定干扰等。在该情况下，功率测定部52针对未发送的各频率在时间轴方向上进行移动平均，计算噪音功率，设定基准值、例如计算出的噪音功率的2倍。功率测定部52在未发送频率中观察到比预先设定的基准值高的噪音功率的情况下，将其设为干扰，针对作为判定结果的干扰功率、判定时刻及频率，能够蓄积于日志蓄积部55。

如以上说明的那样，在本发明的实施方式1的无线通信系统1中，在无线发送装置2中，将小于频率转换长度L3的长度的基本波形44重复多次而得到的重复波形43的重复波形长度L2为频率转换长度L3以上。因此，即便在无线接收装置3高速移动的环境下，也能够提高一边进行数据传输一边测定基于多个无线发送装置2及多个发送天线26的干扰状态、违法电波等不特定的干扰状态时的测定精度。

此外，无线发送装置2调整重复波形43所包含的各基本波形44的开头符号44a，使得维持差分编码后的序列重复的波形形状。具体而言，重复差分编码部24使开头符号44a中的差分编码后的结果成为相同值。更具体而言，重复差分编码部24使用前1个时刻或前1个区块的编码信号的复共轭或埃尔米特矩阵来调整开头符号44a，使得开头符号44a的差分编码后的结果成为单位矩阵。由此，差分编码后的序列能够维持重复的波形形状，即便在无线接收装置3高速移动的环境下，也能够提高一边进行数据传输一边测定基于多个无线发送装置2及多个发送天线26的干扰状态时的干扰估计精度。

实施方式1所示的技术应用于各发送站所覆盖的区域边界是有效的。在该情况下，在通过多个发送站发送相同的信号的情况下，通过分别观测相互正交的信号的功率，能够确认区域的重叠(overlap)，因此，能够无拍频干扰地降低不感知区域。此外，能够独立地观测上述的重叠区域中的各信号的接收功率，因此，天线等置站、设置的调整变得容易，在维护的观点上也是有益的。

在通过多个发送站发送了不同的信号的情况下，可能产生发送站间干扰，但通过使各个发送站所发送的信号相互正交，能够抑制发送站间干扰而进行数据传输。另外，通过观测各信号的功率，能够确认区域的重叠，重叠状况在天线等置站、设置的调整变得容易这样的维护的观点上是有益的。希望信号的功率、干扰功率、噪音功率、传输路径矩阵等在接收站中蓄积的数据向服务器转送，并且在运行中心针对干扰、由附近建筑物引起的接收电场强度的变化等进行通信系统的远程状态监视，能够迅速地进行电波问题的确定和消除，能够实现系统的稳定。例如，在从基站向移动站以及从移动站向基站的数据传输双方，能够享受上述的有益性。

实施方式2.

图10是示出在本发明的实施方式2中使用的帧构造的图。在实施方式2中，使用图10所示的超帧60来传输数据。超帧60由多个帧构成。关于超帧60，能够定义为了测定干扰状况而预先决定的时隙。在预先决定的时隙中，插入干扰状况测定帧61。干扰状况测定帧61的多个种类的基本波形分别由重复数2构成。在超帧60所包含的所有帧中包含共同的同步词62。同步词62是已知信号41的一种。此外，在干扰状况测定帧61以外的帧中包含通常的数据帧63。干扰状况测定帧61相对于通常的数据帧63，数据速率下降了重复波形43的量，但是，在掌握干扰状况的同时抑制数据速率的下降。此外，在本实施方式中，关于同步词62，多个无线发送装置2分别都使用相同的同步词，但没有特别制约。

图11是示出本发明的实施方式2的无线接收装置3a的结构的图。无线接收装置3a具有接收天线31、定时检测部32a、DFT部33、信号分离部34、频移部35、IDFT部36、差分解码部37、重复波形合成部38、LLR计算部39、解交织部50、纠错解码部51、功率测定部52、传输路径估计部53、平滑化插值部54、日志蓄积部55、选择器71、72、以及同步管理部73。频移部35、IDFT部36、差分解码部37及重复波形合成部38按照与无线接收装置3a重叠接收的信号的数量相同的数量逐一地设置。

无线接收装置3a在如下方面与无线接收装置3不同：代替无线接收装置3的定时检测部32而具有定时检测部32a，还具有设置在定时检测部32a与DFT部33之间的选择器71、设置在IDFT部36与差分解码部37之间的选择器72、以及同步管理部73。针对与无线接收装置3同样的结构要素标注相同的标号并省略详细的说明，以下，主要对与无线接收装置3不同的部分进行说明。

无线接收装置3a能够进行图10所示的超帧60的接收处理。定时检测部32a对帧定时、超帧定时进行检测，将定时的检测结果向同步管理部73输入。选择器71、72具有根据来自同步管理部73的指示并按照每个帧使处理系统分支的功能。具体而言，选择器71、72具有使各帧分支到第1处理系统与第2处理系统中的任意一方的功能，其中，所述第1处理系统经过由DFT部33、信号分离部34、频移部35、IDFT部36、功率测定部52、传输路径估计部53、平滑化插值部54及日志蓄积部55进行的干扰测定处理，所述第2处理系统省略了上述的干扰测定处理。

同步管理部73根据所输入的定时的检测结果，对帧定时及超帧定时的同步进行管理。在定时的检测结果中包含表示超帧60所包含的各帧的接收定时的信息，同步管理部73能够与接收干扰状况测定帧61的定时匹配地控制选择器71及选择器72，使干扰状况测定帧61输入到第1处理系统。

这里，设想了2个无线发送装置2，因此，准备了用于进行2个系统的时空差分解码处理的结构。此外，以使相同的数据在不同频率下正交的方式从2个无线发送装置2进行发送。因此，在重复波形合成时合成2个无线发送装置2的数据。在无线接收装置3a接收来自3个无线发送装置2的信号的情况下，准备3个系统的时空解码处理即可。此外，也可以不是并行处理，而作为逐次处理来重复，能够对无线接收装置3a的结构加以变形。

如以上说明的那样，根据本发明的实施方式2，通过将包含多个帧的超帧60的一部分设为干扰状况测定帧61，即便在使用超帧60的无线通信中并在无线接收装置3a高速移动的环境下，也能够提高一边进行数据传输一边测定基于多个无线发送装置2及多个发送天线26的干扰状态时的干扰估计精度。另外，记载了并用使用了基于上述发送编码的重复波形的数据传输和干扰状态掌握，但没有特别制约，即便仅使用基于发送编码序列的重复波形的数据传输，也能够避免基于相同频率、相同数据发送的拍频干扰，即便在相同频率下发送不同的数据，也能够在不变更发送带宽的情况下避免发送装置间干扰，具有能够在高速移动环境下进行具有抗干扰性的数据传输的有益性。此外，也可以仅仅是干扰状态掌握，通过如实施方式2所示那样的在系统中在特定的帧准备干扰状态掌握的帧，能够一边进行不以重复波形发送的通常的数据传输一边掌握干扰状态。

由此，天线设置调整变得容易，在维护的观点上是有益的，除此之外，通过始终进行远程电波监视，能够检测周边建筑物的建造、解体这样的地上物体的变化，无需进行在发生通信中断等问题之后直接赶往现场进行测定及应对这样的作业，能够事先检测通信系统的问题并作出对策。

实施方式3.

图12是示出本发明的实施方式3的接收信号的结构的图。在上述的实施方式1、2中，向1个无线接收装置3、3a发送信号的多个无线发送装置2分别具有的多个发送天线26使用相同的相位旋转即相同的频率。与此相对，也可以对多个发送天线26分别发送的多个信号乘以不同的相位旋转序列。例如，在2个无线发送装置2分别具有2个发送天线26的情况下，在1帧内将基本波形44的重复数设为4且指示4个不同的相位旋转序列时，能够分别观测来自合计4根发送天线26的接收功率。另外，2个无线发送装置2能够发送相同的数据或不同的数据。

图13是示出接收图12所示的信号的无线接收装置3b的结构的图。以下，主要说明与无线接收装置3的不同点。无线接收装置3b具有4个频移部35，信号分离部34b将分离后的4个信号向4个频移部35的各个频移部35和功率测定部52b输入。功率测定部52b测定每个无线发送装置2且每个发送天线26的接收功率。频移部35所输出的信号按照各频移部35所处理的信号的每个发送源即每个无线发送装置2而重叠，分别向2个IDFT部36输入。另外，在2个无线发送装置2发送的数据不同的情况下，由于存在2个系统，因此，在分别进行了重复波形合成之后，在各系统中进行LLR计算部39、解交织部50、纠错解码部51的处理。在2个无线发送装置2发送的数据为相同数据的情况下，也可以如实施方式1、2所记载的那样，在重复波形合成中，对来自2个无线发送装置2的接收数据进行合成，通过1个系统的LLR计算部39、解交织部50、纠错解码部51进行处理。在图13中示出相同数据发送时的接收结构。

另外，在图13所示的例子中，在按照每个无线发送装置2对频移后的信号进行了合成之后，转换成时域的信号，按照每个无线发送装置2进行差分解码化，但本实施方式不限于上述例子。例如，无线接收装置3b也可以具有4个IDFT部36及4个差分解码部37，按照每个发送天线26进行差分解码处理。

此外，在针对来自许多无线发送装置2的信号来掌握干扰状况的情况下，为了使全部的无线发送装置2的信号在频域中正交，需要使基本波形44的重复数增加。此外，在还需要用于测定噪音、不特定干扰等的空闲频率的情况下，需要更多的重复数。伴随着重复数的增大，频率转换长度也变长。在该情况下，存在如下问题：在高速移动环境中，在传输路径变动等的影响下，干扰状况的测定精度及数据解调性能有时劣化。

针对这样的问题，也可以将多个无线发送装置2分组为测定对象和非测定对象，测定对象的无线发送装置2发送预先决定的频率的信号，非测定对象的无线发送装置2使与测定对象不同的频率、非测定对象的频率成为相同而复用，从而进行发送。具体而言，无线接收装置3、3a、3b也可以针对非测定对象的无线发送装置2，放弃在1帧中进行接收功率测定，仅针对测定对象的无线发送装置2进行接收功率的测定，在多个帧的范围内，使作为测定对象的无线发送装置2的分配巡回。在该情况下，能够在抑制基本波形44的重复数的同时，测定多个无线发送装置2的接收功率。

图14是针对限定测定对象的无线发送装置2的变形例的说明图。不将全部的无线发送装置2设为测定对象而是限定作为测定对象的无线发送装置2，由此，能够在不增加重复数的状态下除了进行测定对象的无线发送装置2的接收功率测定之外还进行噪音及不特定干扰的测定。图14所示的tx1～tx4是指无线发送装置2-1～2-4，在本说明书中，使用无线发送装置2-1～2-4进行说明。

图14的左图所示的无线发送装置2-1～2-4分别发送的信号全部正交。在该情况下，必须的重复数成为4次。与此相对，当进行来自测定对象的无线发送装置2-1的接收功率测定以及噪音和不特定干扰的测定并在多个帧的范围内使作为测定对象的无线发送装置2-1～2-4巡回时，在频域中，使用了相位旋转序列#1的来自测定对象的无线发送装置2-1的信号区域64、使用了相位旋转序列#2的来自非测定对象的无线发送装置2-2～2-4的信号区域65、以及空闲频域66是必须的，因此，重复次数可以为3次。通过像这样容许复用，能够降低重复次数。根据上述的实施方式，能够掌握至发送站具有的各发送天线的电波到达状况，能够预先确定通过天线调整等调整哪个天线即可，即预先确定调整对象的天线。

实施方式4.

图15是本发明的实施方式4要解决的问题的说明图。在从多个无线发送装置2-1、2-2在不同的定时发送信号且在无线发送装置2-1、2-2之间产生干扰的情况下，当如上述的实施方式1那样重复波形长度与频率转换长度相同时，如图15所示，在存在发送定时差67的情况下，会以包含了其他信号68的一部分的形式进行频率转换，数据传输及干扰状况测定的精度会下降。

图16是在本发明的实施方式4中使用的数据帧的说明图。在本实施方式中，通过使重复波形长度L2大于基本波形长度L1的2倍，并且使重复波形长度L2大于频率转换长度L3，能够降低无线发送装置2-1、2-2之间的发送定时差的影响，能够抑制来自各无线发送装置2-1、2-2的数据传输及干扰状况测定的精度下降。

实施方式4的无线发送装置2-1、2-2分别为图4所示的无线发送装置2的结构，发送相同数据，因此，以下使用图4所示的标号进行说明。无线发送装置2-1、2-2的重复差分编码部24以满足重复波形长度L2＝频率转换长度L3+α的关系的方式生成重复波形43。α是裕量长度69，满足α＞0的关系。因此，重复波形长度L2相对于频率转换长度L3处于(1+α/L3)倍的关系，成为比频率转换长度L3长的重复波形。在α不是基本波形长度L1的整数倍的情况下，重复波形43相对于频率转换长度L3成为分数的波形。在图16的例子中，重复波形长度L2示出作为基本波形长度L1的非整数倍的分数的波形，在重复波形43中，无线发送装置2-1、2-1双方在没有其他信号的泄漏而能够进行频率转换的定时进行频率转换，由此，在频域中能够将分别来自无线发送装置2-1、2-1的信号分离，能够进行各个信号的接收功率测定和解调。

图17是本发明的实施方式4中的始端处理的说明图。重复差分编码部24需要生成重复波形长度L2的量的差分编码序列。重复差分编码部24针对重复波形43所包含的基本波形44-1、44-2、44-3各自的开头符号44a，进行使用前1个区块时刻的差分编码结果的始端处理。通过这样的始端处理，开头符号44a的差分编码结果成为相同。此外，始端处理不限于上述的例子，重复差分编码部24也可以插入预先决定的值，能够在差分编码后生成重复波形43即可。

图18是示出本发明的实施方式4的无线接收装置3c的结构的图。无线接收装置3c代替无线接收装置3的定时检测部32而具有定时检测部32c，在重复波形合成部38与LLR计算部39之间具有延迟调整部74。

定时检测部32c执行已知信号41的逆矩阵相关等，并检测多径。这里，从无线发送装置2-1、2-2发送相同的已知信号41，因此，发送定时的差异作为多径被检测。定时检测部32c将检测到的已知信号41的接收定时向DFT部33及延迟调整部74输入。

DFT部33在多个无线发送装置2-1、2-2的重复波形43能够周期性地处理的范围内应用DFT。这里，与延迟的无线发送装置2-2匹配地应用DFT。之后，针对得到的频域的信号，信号分离部34对信号进行分离，在频移部35中进行频移，在IDFT部36中应用IDFT。此外，在差分解码部37中执行时空差分解码，通过重复波形合成部38进行多个重复波形43的合成。2个系统的重复波形合成部38分别向延迟调整部74输入合成后的信号。另外，由于这里设想了相同数据的发送，因此，通过延迟调整部对来自2个无线发送装置2的接收数据进行合成，通过1个系统的LLR计算部39、解交织部50及纠错解码部51进行处理。

延迟调整部74使用从定时检测部32c输入的2个信号所包含的已知信号41的接收定时差和使用了始端处理的关系的相关处理，针对无线发送装置2-1的时空差分解码结果使延迟量巡回，将无线发送装置2-1的基本波形序列与无线发送装置2-2的基本波形序列对齐。另外，延迟在频域中以相位旋转表现，因此，也可以在频域中校正延迟差异。此外，能够与实施方式1同样地执行日志蓄积的处理。

图19是示出本发明的实施方式4的变形例的无线接收装置3d的结构的图。以下，主要说明与图18所示的无线接收装置3c不同的部分。无线接收装置3c具有被输入从频移部35到重复波形合成部38的2个处理系统的信号的1个延迟调整部74，与此相对，无线接收装置3d在从频移部35到重复波形合成部38的2个处理系统中分别具有延迟调整部75。此外，代替定时检测部32c而设置的定时检测部32d向2个延迟调整部75分别输入定时的检测结果。如果通过多个无线发送装置2发送的数据相同，则在延迟调整部中进行合成处理，如果是不同的数据，则具有多个系统的延迟调整部74、LLR计算部39、解交织部50及纠错解码部51。

各延迟调整部75进行相关处理，估计基本波形44中的始端，根据始端位置的估计结果和多径的延迟量进行延迟调整。通过这样的结构，在多个无线发送装置2-1、2-2发送相同的已知信号41和不同的数据即不同的重复波形43的情况下，能够测定来自各无线发送装置2-1、2-2的接收功率及干扰状况。此外，在上述中，多个无线发送装置2-1、2-2使用了相同的已知信号41，但多个无线发送装置2-1、2-2也可以分别使用不同的已知信号41。

如以上说明的那样，在本发明的实施方式4中，即便在多个无线发送装置2-1、2-2之间存在发送定时差的情况下，也能够一边进行数据传输一边高精度地测定接收功率及干扰状况。

当在多个无线发送装置2发送相同的数据的情况下产生定时误差时，如多径那样被观测到，但通过使用上述的实施方式4的技术，能够进行数据传输。因此，能够扩展发送站中的发送同步的容许范围。因此，具有能够省略使用了GPS的高精度的发送站间的同步这样的优点。此外，针对从使用来自远方的相同频率的发送站发送的电波，也能够同时地进行信号检测，因此，能够实现作为系统的电波到达监视。在该情况下，被发送的数据在多个无线发送装置2之间不同。

实施方式5.

在上述的实施方式1～4中，使用了时空差分编码，但在本实施方式中，针对如下结构进行说明：在使用DQPSK(Differential Quadrature Phase Shift Keying：差分四相相位偏移调制)并以延迟发送分集作为前提的情况下，能够一边进行数据传输一边进行接收功率、噪音、干扰测定。另外，在实施方式5中，如图10所示，设想在超帧60中的一部分帧准备干扰状况测定帧61的情况。

图20是示出本发明的实施方式5的无线发送装置2a的结构的图。无线发送装置2a代替图4所示的无线发送装置2的重复差分编码部24而具有使用了DQPSK的重复差分编码部24a。另外，无线发送装置2a在2个相位旋转部25中的一方与发送天线26之间具有延迟附加部28。

在干扰状况测定帧61中，无线发送装置2a的重复差分编码部24a基于预先决定的固定比特序列，进行基于DQPSK调制的重复波形生成，分支为2个系统。延迟附加部28针对输入的信号赋予1个符号程度的延迟。

这里，对重复差分编码部24a使用固定比特序列生成重复波形43的处理详细进行说明。图21是示出图20所示的无线发送装置2a发送的超帧60所包含的干扰状况测定帧61的一例的图。干扰状况测定帧61由已知信号41和数据符号序列47构成。数据符号序列47包含重复了基本波形44的多个重复波形43。多个种类的重复波形43分别使用不同的多个种类的固定比特序列#1～#4而生成。

关于这里使用的固定比特序列#1～#4，只要发送频谱不均匀分布于特定的频率且存在能够测定噪音及干扰的频率即可。例如，如果基于由ARIB(Association of RadioIndustries and Business：无线电工业和商业协会)STD T.61的标准规格决定的DQPSK调制，则在基本波形44的区间内生成DQPSK的2个比特值为“00”连续或者“10”连续时，DQPSK的1个符号间的相位差成为±π/4，当为“01”连续或“11”连续时，相位差成为±3π/4。利用该关系，能够使它们成为干扰状况测定帧61的重复波形43。由此，当将带宽设为f时，频谱集中于作为特定频率的±1/8f、±3/8f，能够使可测定噪音及干扰的频率显著化。

将2个无线发送装置2a分别称为无线发送装置2a-1、无线发送装置2a-2来说明具体的分配例。在无线发送装置2a-1的干扰状况测定帧61中，固定比特序列#1能够设为由2个比特值“11”构成的基本波形#1的重复波形43，固定比特序列#2能够设为由2个比特值“10”构成的基本波形#2的重复波形43，固定比特序列#3能够设为由2个比特值“00”构成的基本波形#3的重复波形43，固定比特序列#4能够设为由2个比特值“01”构成的基本波形#4的重复波形43。

在多个无线发送装置2a之间以固定比特序列在相同时刻不会成为相同的方式进行发送，由此能够进行干扰测定。例如，无线发送装置2a-2的干扰状况测定帧61通过由固定比特序列#3生成开头的重复波形43，由固定比特序列#4生成第2个重复波形43，由固定比特序列#1生成第3个重复波形43，由固定比特序列#2生成第4个重复波形43，能够以固定比特序列在相同时刻不会成为相同的方式进行发送。

图22是在使用单一的固定比特序列的情况下产生的问题的说明图。在1个符号延迟的发送分集中，存在在使用带宽内的频率响应中产生下降的频率。在使用单一的固定比特序列构成1个帧的情况下，当产生频率响应的下降200的频率与通过固定比特使频谱201集中的频率一致的情况下，观测到较小的接收功率，测定精度下降。产生频率响应的下降200的频率依赖于信道状态而不同。

图23是使用多个种类的固定比特序列的情况下的优点的说明图。在使用多个固定比特序列#1～#4的情况下，使用了固定比特序列#1的频谱210、使用了固定比特序列#2的频谱211、使用了固定比特序列#3的频谱212、使用了固定比特序列#4的频谱213各自集中的频率不同，因此，能够通过固定比特序列#1～#4中的任意一方来避免与频率响应的下降200的一致。此外，能够根据固定比特序列#1～#4中的任意一方的接收功率掌握频率响应。

此外，除了图21所示的例子之外，作为在避免频率响应的下降200与频谱的一致的同时掌握频率响应的手段，也可以使用1个固定比特序列，之后，与多个种类的相位旋转序列相乘而生成多个重复波形43。在DPSK(Differential Phase Shift Keying：差分相移键控)中，也如在实施方式1～4中说明的那样能够使用始端处理而生成重复波形43。在该情况下，只要在进行始端处理的定时利用对前1个时刻的进行了差分编码的结果取共轭得到的符号进行始端处理即可。

如以上说明的那样，根据本发明的实施方式5，在代替时空差分编码而使用DQPSK的无线通信系统中，也能够一边进行数据传输一边高精度地测定接收功率及干扰状况。

另外，在时空差分编码中，也能够通过使用固定符号序列而同样使频谱不均匀分布。例如，将S’[k]设为以下的数式(7)所示的固定符号序列。

[数式7]

通过进行时空差分编码而得到的编码序列由以下的数式(8)表示。当使C[k]的行与各发送天线对应时，如果在规定的区间进行频率转换，则能够以频率轴对各发送天线的信号进行分离检测。如果对其赋予相位旋转序列，则能够实现与DQPSK的例子同样的功能。

[数式8]

根据上述的实施方式1～5，如果能够在现有系统中以附加方式定义电波观测用的时隙，则在现行的系统中能够容易地进行本系统、其他系统干扰等电波状况的掌握、发送站的置站、天线调整。

此外，在上述的实施方式1～5中，作为例子而记载了多个无线发送装置2的发送数据相同的情况和不同的情况中的任意情况的例子，但没有特别的制约，能够将各实施方式的技术应用于发送数据相同的情况和不同的情况双方。

这里，对本发明的实施方式1～5的无线发送装置2、2-1、2-2、2a及无线接收装置3、3a、3b、3c、3d的硬件结构进行说明。

无线发送装置2、2-1、2-2、2a的发送天线26及无线接收装置3、3a、3b、3c、3d的接收天线31是天线元件。

无线发送装置2、2-1、2-2、2a的纠错编码部21、交织器22、映射部23、重复差分编码部24、相位旋转部25及控制部27、以及无线发送装置2a的延迟附加部28通过处理电路来实现。无线接收装置3、3a、3b、3c、3d的定时检测部32、32a、32c、32d、DFT部33、信号分离部34、34b、频移部35、IDFT部36、差分解码部37、重复波形合成部38、LLR计算部39、解交织部50、纠错解码部51、功率测定部52、52b、传输路径估计部53、平滑化插值部54、日志蓄积部55、选择器71、72、同步管理部73及延迟调整部74、75通过处理电路来实现。

处理电路可以是专用的硬件，还可以是具备存储器和执行存储于存储器的程序的处理器的控制电路。图24是示出用于实现本发明的实施方式1～5的作为专用的硬件的处理电路90的图。处理电路90例如是单一电路、复合电路、程序化的处理器、并行程序化的处理器、ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)、FPGA(FieldProgrammable Gate Array：现场可编程门阵列)、或者它们的组合。

图25是示出具备用于实现本发明的实施方式1～5的处理器的控制电路91的图。控制电路91具备处理器92和存储器93。处理器92是CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、中央处理装置、处理装置、运算装置、微处理器、微型计算机、DSP(Digital SignalProcessor：数字信号处理器)等。存储器93例如是RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、闪存、EPROM(Erasable Programmable ReadOnly Memory：可擦可编程只读存储器)、EEPROM(注册商标)(Electrically ErasableProgrammable Read Only Memory：电可擦可编程只读存储器)等非易失性或易失性的半导体存储器、磁盘、软盘、光盘、高密度盘、迷你盘、DVD(Digital Versatile Disk：数字通用光盘)等。

存储器93能够存储记述了无线发送装置2、2-1、2-2、2a及无线接收装置3、3a、3b、3c、3d的各结构要素的处理的计算机程序。处理器92通过读出并执行存储器93所存储的计算机程序，能够实现无线发送装置2、2-1、2-2、2a及无线接收装置3、3a、3b、3c、3d的各结构要素的功能。此外，存储器93也作为处理器92所执行的各处理中的暂时存储器来使用。

以上的实施方式所示的结构示出本发明的内容的一例，也能够与其他的公知技术组合，还能够在不脱离本发明的主旨的范围内省略或变更结构的一部分。

例如，在上述的实施方式1～5中示出的系统结构是一例，无线通信系统1具有的无线发送装置2的台数、无线接收装置3的台数不受限制。此外，无线发送装置2具有的发送天线26的根数、无线接收装置3具有的接收天线31的根数同样也不受限制。此外，当然也能够与各天线的根数配合地对无线发送装置2或无线接收装置3的结构加以变更。

标号说明

1无线通信系统，2、2-1、2-2、2a无线发送装置，3、3a、3b、3c、3d无线接收装置，21纠错编码部，22交织器，23映射部，24、24a重复差分编码部，25相位旋转部，26发送天线，27控制部，28延迟附加部，31接收天线，32、32a、32c、32d定时检测部，33 DFT部，34、34b信号分离部，35频移部，36 IDFT部，37差分解码部，38重复波形合成部，39 LLR计算部，40数据帧，41已知信号，42重复差分编码序列，43重复波形，44、44-1、44-2、44-3、44-11、44-12、44-20基本波形，44a开头符号，45、201、210、211、212、213频谱，46信息比特序列，50解交织部，51纠错解码部，52、52b功率测定部，53传输路径估计部，54平滑化插值部，55日志蓄积部，60超帧，61干扰状况测定帧，62同步词，63通常的数据帧，64、65信号区域，66空闲频域，67发送定时差，68其他信号，69裕量长度，71、72选择器，73同步管理部，74、75延迟调整部，200频率响应的下降，L1基本波形长度，L2重复波形长度，L3频率转换长度。