CN1643842B - 通信设备和通信系统 - Google Patents

Abstract

传播估计部分103根据从通信方发送的参考信号估计传播环境。将估计结果作为用于接收/解调参数的传播信息发送到接收部分102和解调部分104，从而根据传播信息从接收的信号中移去多路径分量或执行相位调整，以便输出解调的信息。

Description

通信设备和通信系统

技术领域

本发明涉及用在数字通信中的技术，尤其涉及保密技术。

背景技术

由于技术的发展，在通信领域中数字无线通信已经占据着重要位置。但是，无线通信使用公开控制无线电信号空间，因此，存在第三方可以接收数据的基本问题。于是，总是存在着通信内容被第三方截获和使信息泄漏的风险。

为了克服这些问题，当前需要进行加密通信信息以便当信息被截获时防止信息泄漏的处理。

信息的加密在各种领域中都在研究，并且应用在许多领域中。这主要基于无需改变通信系统就可以在一定程度上保证保密性的重要特征。

但是，由于不可能防止加密通信信息被第三方截获，所以引起第三方花时间从截获的接收信息中解密加密通信信息的问题。

发明内容

本发明的目的是无需极大地改变通信系统就可以保证高度保密性。

该目的是通过获取利用从通信对方发送的参考信号估计的传播环境信息作为机密信息实现的。

根据本公开的一个方面，提供了一种通信设备，包括：传播环境估计部分，用于利用从通信对方发送的信号对每个信道估计传播环境；比较部分，用于相互比较每个信道的通过所述估计所得的估计值；第一数据获取部分，用于基于所述比较部分的比较结果，获取第一数据；以及存储部分，用于存储与通信对方之间已知的参考信号，其中，所述传播环境估计部分求所述参考信号和所述信号的相关性并生成延迟概要作为所述估计值，所述第一数据获取部分利用将延迟概要与第一数据相联系的参考表，对所述参考信号的自相关函数分量和存储在所述参考表中的量化矢量进行卷积计算，利用所述延迟概要和经过卷积计算的所述量化矢量进行度量计算，从而选择矢量代码，以获取所述第一数据。

根据本公开的另一个方面，提供了一种通信系统，包括第一通信设备和第二通信设备，其中，所述第一通信设备包括：传播环境控制部分，用于控制信号发送时的传播环境；以及发送部分，用于在所述传播环境控制部分中控制的传播环境下发送所述信号，所述第二通信设备包括：第一传播环境估计部分，用于接收从所述第一通信设备发送的所述信号，利用该信号估计传播环境；以及第一数据获取部分，用于利用在所述第一传播环境估计部分中获得的估计值获取第一数据。

根据本公开的再一个方面，提供了一种接收方法，包括：传播环境估计步骤，利用从通信对方发送的信号对每个信道估计传播环境；比较步骤，相互比较每个信道的通过所述估计所得的估计值；第一数据获取步骤，基于所述比较的结果，获取第一数据；以及存储步骤，存储与通信对方之间已知的参考信号，其中，在所述传播环境估计步骤中，求所述参考信号和所述信号的相关性并生成延迟概要作为所述估计值，在所述第一数据获取步骤中，利用将延迟概要与第一数据相联系的参考表，对所述参考信号的自相关函数分量和存储在所述参考表中的量化矢量进行卷积计算，利用所述延迟概要和经过卷积计算的所述量化矢量进行度量计算，从而选择矢量代码，以获取所述第一数据。

附图说明

图1是例示根据本发明第1实施例的通信设备的配置的方块图；

图2是例示根据本发明第1实施例的通信设备的另一种配置的方块图；

图3是例示根据本发明第1实施例的通信设备的操作的顺序图；

图4是例示根据本发明第2实施例的通信设备中传播估计部分和编码部分的配置的方块图；

图5是例示码簿的表格；

图6是例示延迟概要的图形；

图7是例示根据本发明第3实施例的通信设备的配置的方块图；

图8是例示根据本发明第3实施例的通信设备的操作的顺序图；

图9是例示根据本发明第4实施例的通信设备的配置的方块图；

图10是例示根据本发明第4实施例的通信设备的另一种配置的方块图；

图11是例示根据本发明第5实施例的通信设备的操作的顺序图；

图12是例示根据本发明第6实施例的信号的帧结构的示意图；

图13是例示根据本发明第6实施例的信号的帧结构的另一个示意图；

图14是例示根据本发明第7实施例的通信设备的配置的方块图；

图15是例示根据本发明第7实施例的通信设备的另一种配置的方块图；

图16是例示根据本发明第8实施例的通信设备中传播估计部分的配置的方块图；

图17是说明到达方向估计结果的图形；

图18是例示根据本发明第9实施例的通信设备的配置的方块图；

图19是说明信号极化的示意图；

图20是例示根据本发明第10实施例的通信设备的配置的方块图；

图21是例示根据本发明第11实施例的通信设备的配置的方块图；

图22是例示根据本发明第12实施例的通信设备的配置的方块图；

图23是例示根据本发明第13实施例的通信设备的配置的方块图；

图24是例示根据本发明第13实施例的通信设备的另一种配置的方块图；

图25是例示根据本发明第13实施例的通信设备的操作的顺序图；

图26是例示根据本发明第14实施例的通信设备的配置的方块图；

图27是例示根据本发明第14实施例的通信设备中传播估计部分的配置的方块图；

图28是例示自相关序列的示意图；

图29是例示延迟概要的图形；

图30是例示根据本发明第15实施例的通信设备中传播估计部分的配置的方块图；

图31是例示根据本发明第16实施例的通信设备的配置的方块图；

图32是例示根据本发明第16实施例的通信设备中传播估计部分、变换部分和编码部分的配置的方块图；

图33是例示根据本发明第16实施例的系统的方块图；

图34是例示延迟概要的频率特性的图形；

图35是例示根据本发明第17实施例的通信设备的配置的方块图；

图36是例示根据本发明第17实施例的通信设备的另一种配置的方块图；

图37是例示根据本发明第17实施例的通信设备的操作的顺序图；

图38是例示根据本发明第17实施例的通信设备中的信号处理的示意图；

图39是例示根据本发明第17实施例的通信设备中的信号处理的另一个示意图；

图40是例示功率分布的示意图；

图41是例示功率分布的另一个示意图；

图42是例示功率分布的另一个示意图；

图43是例示根据本发明第18实施例的通信设备的配置的方块图；

图44是例示根据本发明第18实施例的通信设备的另一种配置的方块图；

图45是例示根据本发明第18实施例的通信设备中的信号处理的示意图；

图46是例示根据本发明第19实施例的通信设备的配置的方块图；

图47是例示根据本发明第19实施例的通信设备的操作的顺序图；

图48是例示根据本发明第20实施例的信号的帧结构的示意图；

图49是例示根据本发明第20实施例的信号的帧结构的另一个示意图；

图50是例示根据本发明第21实施例的信号的帧结构的示意图；

图51是例示根据本发明第22实施例的通信设备的配置的方块图；

图52是例示根据本发明第22实施例的信号的帧结构的示意图；

图53是例示根据本发明第23实施例的通信设备的配置的方块图；

图54是例示根据本发明第23实施例的信号的帧结构的示意图；

图55是例示根据本发明第24实施例的通信设备的配置的方块图；

图56是例示根据本发明第24实施例的通信设备的另一种配置的方块图；

图57是例示根据本发明第25实施例的通信设备的配置的方块图；

图58是例示根据本发明第25实施例的通信设备的另一种配置的方块图；

图59是例示利用根据本发明第27实施例的通信设备的通信系统的方块图；

图60是例示根据本发明第27实施例的通信设备的配置的方块图；

图61是例示根据本发明第27实施例的通信设备的操作的顺序图；

图62是例示根据本发明第27实施例的通信设备的操作的另一个顺序图；

图63是例示根据本发明第27实施例的通信设备的操作的另一个顺序图；

图64是例示在时间轴上信号的传送状态的示意图；

图65是例示在时间轴上信号的传送状态的另一个示意图；

图66是例示在时间轴上信号的传送状态的另一个示意图；

图67是例示在时间轴上信号的传送状态的另一个示意图；

图68是例示利用根据本发明第26实施例的通信设备的通信系统的方块图；

图69是例示利用根据本发明第26实施例的通信设备的通信系统的另一个方块图；

图70是例示利用根据本发明第26实施例的通信设备的通信系统的另一个方块图；

图71是例示功率分布的示意图；

图72是例示传播参数的正交性随时间而变化的图形；

图73是例示通信质量随位错率(BER)而变化的图形；

图74是例示通信质量随位错率(BER)而变化的另一个图形；

图75是例示在时间轴上信号的传送状态的示意图；

图76是例示功率分布的示意图；

图77是例示利用根据本发明第28实施例的通信设备的通信系统的方块图；和

图78是例示根据本发明第28实施例的通信设备中的接收处理的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图具体描述本发明的实施例。

(第1实施例)

下面参照图1到3描述将传播信息用作保密性的加密密钥信息的发明。参照根据本发明第1实施例的通信设备，图1例示了加密接收设备的具体配置，和图2例示了加密发送/接收设备的具体配置。图3例示了终端之间进行的通信过程。为了便于描述，这里假设图3中的基站是如图2所示的加密发送/接收设备和图3中的终端是如图1所示的加密接收设备。但是，这种组合没有具体的限制，基站和终端的每一个都可以是加密发送/接收设备。

图1中的设备含有加密接收部分153和发送部分152。加密接收部分153从接收的RF(射频)信号中估计传播状态，将估计状态用作加密密钥进行解密以输出保密数据，并且含有接收解调部分150、加密密钥生成部分151和解码部分107。发送部分152输出参考RF信号，并且含有参考信号生成部分108和发送调制部分109。天线101接收/发送RF信号。接收解调部分150接收RF信号，输出传播信息和解调信息，并且含有接收部分102、传播估计部分103和解调部分104。

接收部分102接收RF信号和传播信息，控制RF信息处在适当接收状态下，和输出接收信号。传播估计部分103从接收信号中估计传播特性，以输出传播信息。解调部分104利用接收的信息和传播信息进行适当解调，并且输出解调信息。加密密钥生成部分151接收传播信息，输出加密密钥信息，和含有编码部分105和缓冲部分106。

编码部分105从传播信息中提取特性，并且生成和输出加密密钥(第一数据)。缓冲部分106存储编码加密密钥，并且输出存储的加密密钥信息。解码部分107接收加密密钥信息和解调信息，根据加密密钥信息解码解调信息的加密，和输出保密数据(第二数据)。参考信号生成部分108生成预定参考信号以便加以输出。发送调制部分109接收参考信号，并且把信号调制成RF信号以便加以输出。

图2中的设备含有天线201、加密接收部分253、和加密发送部分254。天线201和加密接收部分253具有与图1中的相应部分相同的功能。加密发送部分254接收保密数据和加密密钥信息，在用于传播估计的参考信号和通过预定方法根据加密密钥信息和保密数据加密的加密信息之间切换，以便调制和输出，并且含有发送调制部分252、参考信号生成部分208、加密部分209、和切换部分210。

发送调制部分252调制所选通信信息以输出RF信号，并且含有调制部分211和发送部分212。参考信号生成部分208生成预定参考信号以便加以输出。加密部分209接收加密密钥信息和保密数据，利用加密密钥信息加密保密数据，并且生成和输出加密信息。切换部分210接收参考信号和加密信息，并且选择其中一个以输出通信信息。调制部分211调制所选通信信息以输出调制信号。发送部分212将调制信号转换成RF信号以便加以发送，并且输出RF信号。

每一个都带有如上所述的配置的基站(如图2所示的加密发送/接收设备)和终端(包括如图1所示的加密接收设备的通信设备)按如图3所示的过程进行通信。

下面将描述如图1所示的设备的操作。天线101接收RF信号以便加以输出。接收解调部分150接收所接收的RF信号，并且输出传播信息和解调信息。接收部分102接收RF信号和传播信息，并且在通过保持增益恒定或根据传播信息补偿频率或时间漂移，进行控制以保持最合适接收状态的同时，输出接收信号。传播估计部分103接收所接收的信号，并且检测接收时间、传播时间、频率状态、极化状态、接收功率、多路状态、相位状态、传播失真等。

将每种状态输出到接收部分102和解调部分104，作为接收解调参数的传播信息，并且还将其输出到加密密钥生成部分151。解调部分104接收所接收的信号和传播信息，从接收的信号中消除多路分量或根据传播信息调整相位以便进行解调，并且输出解调信息。加密密钥生成部分151从接收解调部分150输出的传播信息中提取传播状态的特性，并且生成和存储加密密钥以便输出加密密钥信息。

编码部分105接收从传播估计部分103输出的传播信息，并且从该传播信息中提取接收信号的传播状态的特性。例如，将多路状态作为一个例子，在由多条传播路径构成的多路传播中，可以利用相关函数检测多路特性。

在如此获得的多路电场信息当中，根据利用检测功率最大的路径分量的延迟时间和功率的预定方法，进行编码，并且生成和输出用在加密中的加密密钥。缓冲部分106接收和存储生成的加密密钥，并且输出加密密钥信息。解码部分107接收解调信息和加密密钥信息，根据预定方法解码解调信息，并且输出保密数据。发送部分152生成参考信号，并且调制该信号以便输出RF信号。参考信号生成部分108生成要输出的参考信号，以便为以通信为目的的通信终端估计传播状态。发送解调部分109接收参考信号，并且对信号进行调制和频率转换，以便输出RF信号。让输出的RF信号从天线101发送出去。

下面将描述如图2所示的设备的操作。这里只描述与如图1所示的设备的不同之处。

在解码部分207中解码从天线201输入的RF信号和输出保密数据的加密接收部分253具有与如图1中的相应部分相同的配置。加密发送部分254接收加密密钥信息和保密数据，并且输出RF信号以便加以发送。参考信号生成部分208生成要输出的参考信号，以便为以通信为目的的通信终端估计传播状态。加密部分209接收加密密钥信息和保密数据，并且输出根据预定方法加密的加密信息。

切换部分210选择从参考信号生成部分208输入的参考信号或从加密部分209输入的加密信息，并且输出所选通信信息。发送调制部分252调制所选通信信息，并且将所得信号转换成RF信号，以便将其作为发送信号输出。换句话说，调制部分211接收通信信息，并且对该信息进行预定调制，以便将其作为调制信号输出。发送部分212将输入的调制信号转换成RF信号，以便加以输出。让RF信号从天线201发送出去。

下面针对基于图3的通信过程描述如上所述的操作。

(0)基站和终端：初始化

在接通电源或接收到特定信号之后马上将基站和终端设置成初始状态。同时，根据预定过程设置频率、时间同步等。

在完成了初始操作后的预定时间之后，基站每隔预定时间在控制信号中发送控制信息。

同时，终端在完成初始操作之后，搜索控制信号。当接收到从基站发送的控制信号时，为了使系统在时间、频率等方面保持同步(系统同步)，终端检测时间、频率等。在适当地完成了系统同步之后，终端发送通知基站存在终端的登记请求信号。响应来自终端的登记请求，基站发送登记允许信号，从而执行终端登记。

(1)基站：第一参考信号的发送

基站发送用于在终端中进行的传播估计的参考信号，作为第一参考信号。具体地说，切换部分210选择在参考信号生成部分208中生成的参考信号，以便将其输出到发送调制部分252。发送调制部分252将所选通信信息转换成RF信号，并且从天线201发送该信号。

在等待来自基站的信号的终端中，传播估计部分103从接收信号中检测第一参考信号，并且根据接收信号和作为已知信号的参考信号进行传播估计。编码部分105接收来自传播估计部分103的传播信息，提取传播状态的特性，并且将提取的特性信息转换成加密密钥。以后将具体描述这个操作。假设基站和终端预先共享在编码部分105中提取的特性和将特性转换成加密密钥的方法。将转换的加密密钥存储在缓冲部分106中，并且输出加密密钥信息。基站将加密密钥用作第一加密密钥，供随后的通信用。

(2)终端：第二参考信号的发送

终端以与过程(1)中所述相同的方式，发送在基站中进行的传播估计的参考信号，作为第二参考信号。

一旦接收到来自终端的信号，基站检测第二参考信号，和传播估计部分203根据接收信号和作为已知信号的参考信号进行传播估计。与(1)中的方式相同，编码部分105将传播估计部分203输出的传播信息转换成加密密钥，和缓冲部分206存储加密密钥信息，以便加以输出。终端将加密密钥用作第二加密密钥，供随后的通信用。

(3)基站：加密发送

基站切换切换部分210，以便选择从加密部分209输出的加密信息。利用在过程(2)中获得的第二密钥，加密部分209根据预定方法加密保密数据，并且输出加密信息。切换部分210选择加密信息，并且将通信信息输出到发送调制部分252。发送调制部分252调制通信信息，并且从天线201发送加密信号，作为RF信号。

当终端接收到加密信号时，接收解调部分150将接收信号解调成解调信息。解码部分107利用解调信息和在(1)中获得的第一密钥，根据预定方法解码加密信号，以便输出保密数据。随后，终端重复过程(3)中的加密通信和一般通信。

在通信终端之间形成的传播路径是与终端的相对位置、空间形式、和反射器等相对应唯一地决定的，并且，众所周知，由于光传播的反向特性，从基站到终端形成的传播状态与从终端到基站形成的传播状态相同。因此，在(1)中获得的传播状态(例如，延迟概要)和在(2)中获得的传播状态下获得相同的结果。并且，基站和终端预先共享将传播信息转换成加密密钥的过程。换句话说，在(1)中获得的加密密钥(第一密钥)与在(2)中获得的加密密钥(第二密钥)相同，并且可以用作通信终端之间的公用密钥。其结果是，在(3)的通信过程中，利用公用密钥进行加密和解码，并且在终端中适当地解码在基站中加密的信息。

考虑在这种状况下第三方利用第三终端截获所有通信的情况。如前所述，传播路径是由在基站和终端之间形成的传播空间决定的。因此，当在物理上与基站或终端不同的位置观察过程(1)到(3)的通信时，在第三终端和基站之间或在第三终端和终端之间获得的传播特性不同于在(1)或(2)中获得的传播特性。并且，由于基站和终端不提供/接收用于加密的密钥，第三方不能知道该密钥。

这样，不言而喻，在通信的物理层中可以保证高度保密性。并且，由于可以进行基本上与利用传统算术方法的加密和解码无关的处理，所以具有除了传统技术之外，通过实现本发明预期可以达到高度保密的优点。

在上述中，存在初始化操作的过程(0)是在进行一般操作的假设下加以说明的，但是，这个过程不是本发明所要求的过程。

并且，传播状态是通过在(1)或(2)中发送参考信号来估计的。这是因为，一般说来，使用作为已知信号的参考信号可以提高估计精确性，并且，不用说，无需具体使用参考信号，也可以进行传播估计。换句话说，例如，可以利用在(0)中产生的控制信号、登记请求信号和登记允许信号来进行传播估计。

如上所述的发明具有将传播状态用作加密密钥的特征，因此，当基站或终端在移动时，恐怕会出现问题。在这种情况下，通过重复发送和接收如图3中的(1′)、(2′)和(3′)所指的参考信号，可以避免这个问题。

因此，根据第1实施例的通信设备和通信系统，传播估计部分103根据参考信号估计传播环境，和输出诸如相关函数之类作为传播参数的估计值，而编码部分105输出从估计值中获得的数据，从而，基站和终端无需提供/接收用于加密的密钥，第三终端不能知道密钥，和无需极大地改变通信系统就可以在通信的物理层中保证高度保密性。并且，根据第1实施例的通信设备和通信系统，由于可以通过与利用传统算术方法的加密和解码无关的处理，保证保密性，所以一起利用传统加密和解码技术可以保证极高的保密性。并且，根据第1实施例的通信设备和通信系统，由于编码模式可以随传播状态而改变，所述可以进行抗环境改变的通信。此外，根据第1实施例的通信设备和通信系统，由于加密密钥可以通过从估计的传播环境中获取传播参数来获得，所以可以利用未调制信号发送/接收信息。

另外，在第1实施例中，解码部分107将从缓冲部分106输出的加密密钥信息用作解码保密密钥的加密密钥，但本发明不局限于这样的情况。也许可以将从缓冲部分106输出的加密密钥信息用作解码除了在解码部分107中解码的保密数据之外的其它保密数据的加密密钥。在这种情况下，解码部分107是多余的。尽管在第1实施例中，将延迟概要用作指示传播状态的参数，但使用诸如极化面和环行方向的极化状态、相位信息、传播延迟时间、到达方向估计信息、接收功率信息、或各种参数的组合也是值得考虑的。这样，第三终端所作的观察变得更加复杂，从而，可以高度保证保密性。尤其，利用随传播环境剧烈变化的极化和相位提供了使另一个终端作出估计更加困难的特征。

并且，通过应用由像数个天线201那样的数个天线单元组成的天线阵结构，可以加上作为用于传播估计的参数的到达方向。从而，可以构造出更灵活的系统。

在上文中，没有说明调制方案和多路复用方案，但是，显而易见，本发明基本上可应用任何调制方案。本发明可应用PSK(相移键控)、QAM(正交调幅)、Star QAM、TDMA(时分多址)、FDMA(频分多址)、SS(FH(跳频)和CDMA(码分多址))、OFDM(光频分多路复用)、空间多路复用(SDM(空分多路复用)和MIMO(多输入多输出))等。

并且，在这些通信过程中，当发送参考信号时，发送第一参考信号和第二参考信号。但是，显而易见，无论首先发送第一参考信号还是首先发送第二参考信号都不影响本实施例的系统。并且，尽管在这些通信过程中分开发送参考信号，但是，通过像如后所述的图12中的帧结构(b)和(c)中那样，将参考信号插入数据流中，可以提供同时进行(1)和(3)的过程的优点。

(第2实施例)

根据本发明第2实施例的通信设备是描述将传播估计转换成加密密钥的方法，并且，在如图1所示的根据本发明第1实施例的通信设备100中，具有如图4所示的传播估计部分103和编码部分105的配置。除了部分103和105之外的配置与图1中相同，因此，省略对它们的描述。

这里，假设将延迟概要用作指示传播状态的参数的典型例子。延迟概要包括每条分路的延迟时间、功率和相位。下面将描述使用分路的延迟时间和功率的例子。

图1中的传播估计部分103取出包括参考信号的接收信号，并且估计传播状态。当获取延迟概要作为传播状态时，利用作为参考的信号和接收信号之间的相关性获取延迟概要是已知的。在这种情况下，传播估计部分103使用作为已知信号的参考信号，并且计算该信号序列与接收信号序列之间的相关值，以获取延迟概要。

编码部分105提取如此获取的传播信息的特性。作为特性提取的一个例子，使用矢量量化方法是值得考虑的。在参考表中准备典型延迟概要的大量模板作为量化矢量，并且，将加密密钥与量化矢量相联系分别存储在参考信号中。编码部分105将在传播估计部分103中估计的结果与如此准备的参考表中的模板相比较，并且选择和输出与相似度最高的延迟概要的模板相联系的加密密钥。

上面描述了估计传播状态以转换成加密密钥的方法，下面将参照图4更具体地描述该方法。

图4例示了传播估计部分103和编码部分105，以便进一步详细说明图1中的相应功能。在有关图1的描述中，假设传播估计部分103估计诸如频移、时移和相位信息之类的各种状态，但这里只描述估计延迟概要的方法。

传播估计部分103含有缓冲器401、参考信号序列存储部分402、卷积器403和缓冲器404。编码部分105含有量化部分405、转换部分406和码簿407。缓冲器401临时保存一定长度的输入信号。参考信号序列存储部分402存储预定参考信号序列，以便依次加以输出。卷积器403计算临时存储的扩展信号和参考信号序列的卷积，以便输出相关值。缓冲器404临时存储计算的相关值。量化部分405在存储在码簿407中的量化矢量中搜索与输入矢量串最相似的那一个，并且输出一个代码。转换部分406从码簿中选择与从量化部分405输出的代码相对应的加密密钥(第一数据)，以便加以输出。

码簿407存储量化矢量和加密密钥。图5示出了存储作为延迟概要的模板的量化矢量和与这些矢量相联系的加密密钥的码簿的例子。

接下来，将说明传播估计部分103和编码部分105的操作。

传播估计部分103将包括参考信号的接收信号保存在缓冲器401中。卷积器403输出通过进行来自参考信号序列存储部分402的参考信号序列和保存在缓冲器401中的接收信号之间的滑动相关获得的结果，作为一个相关序列，并且将结果依次保存在缓冲器404。保存在缓冲器404中的相关序列含有参考信号序列和接收信号序列之间的相关值，即，与延迟概要相对应的数据。将延迟概要信息作为一系列输入矢量提供给编码部分105。图6示出了如此获取的延迟概要信息的例子。

量化部分405将来自缓冲器404的输入矢量与存储在码簿407中的每个量化矢量相比较，提取相似度最高的矢量，并且输出与该矢量相联系的代码。具体地说，假设输入矢量是Xin，和代码m的量化矢量是Xqm(m：1-M)，获取使如下方程达到极小的Xqm：

d＝|Xin-Xqm|²       (1)

部分405输出与如此获取的量化矢量相联系的代码m。

转换部分406参照码簿中加密密钥表的内容，输出与延迟概要的代码m相联系的加密密钥。如此确定加密密钥使加密密钥的灵活设置能够在简单电路中得以实现。

这样，根据第2实施例的通信设备和通信系统，除了第1实施例的效果之外，传播估计部分103生成延迟概要和获取与参考信号的相关函数，作为估计值，而编码部分105利用将相关函数与加密密钥相联系的码簿，读取与从传播估计部分103输入的估计值相对应的加密密钥信息，从而可以在简单电路中实现加密密钥的灵活设置。

另外，在第2实施例中，描述了使用量化矢量技术的方法，作为编码部分105中延迟概要的编码方法。诸如利用评估方程近似计算延迟概要的数据串和利用获取的近似方程的系数来编码的方法，将延迟概要划分成许多块，以便根据大小或顺序进行编码，或根据功率最大的路径的延迟时间和大小编码的方法之类的各种方法也是值得考虑的。

(第3实施例)

根据第3实施例的通信设备700具有与如图2所示的根据第2实施例的通信设备200相同的配置，除了加上传播控制部分701、编码部分703取代编码部分205、调制部分704取代调制部分211、和发送部分705取代发送部分212之外。另外，将与图2中相同的标号指定给与图2中相同的部分，并且省略对它们的描述。

下面参照图7和8描述通过传播控制的稳定通信方法的发明。

图7中的通信设备700含有由数个天线单元组成的天线201、加密接收部分706、和加密发送部分707。加密接收部分706含有接收解调部分708、加密密钥生成部分251、和解码部分207，并且具有与图1中相同的配置。加密发送部分707含有参考信号生成部分208、加密部分209、切换部分210和发送调制部分709，并且，部分208、209和210与图2中的相应部分相同。

发送调制部分709含有传播控制部分701、调制部分704、和发送部分705。传播控制部分701接收从传播估计部分203输出的传播信息和从传播信息中提取特性的编码部分703获取的传播特性信息(第一数据)，并且输出调制控制信号和发送控制信号，以便控制最适合于作为通信对方的终端的传播状态。解调部分704接收从传播控制部分701输出的解调控制信号、和通信信息，在根据调制控制信号对相位、输出定时和幅度进行细调的同时调制通信信息，并且为每个天线单元输出调制信号。

发送部分705接收发送控制信号和调制信号，在根据发送控制信号控制频率和输出定时的同时为每个天线单元将调制信号转换成RF信号，并且将RF信号输出到天线201。

下面参照图8中的通信过程更详细地描述具有上述配置的通信设备。在图8中，假设基站和终端的每一个是如图7所示的通信设备。另外，这里只描述与第1实施例的不同之处。

(0)基站和终端：初始化

进行与第1实施例中相同的操作。

(1)基站：第一参考信号的发送

基站发送用于在终端中进行的传播估计的参考信号，作为第一参考信号。具体地说，切换部分210选择在参考信号生成部分208中生成的参考信号，以便将其输出到发送调制部分709。发送调制部分709接收所选通信信息、传播信息和传播特性信息，和在控制作为通信对方的终端的传播状态的同时，输出RF信号，并且从天线201发送该信号。以后将具体描述传播控制。

在等待来自基站的信号的终端中，传播估计部分203从接收信号中检测第一参考信号，并且根据接收信号和作为已知信号的参考信号进行传播估计。将作为估计值的传播信息提供给编码部分703和传播控制部分701。编码部分703接收来自传播估计部分203的传播信息，提取传播状态的特性，将传播特性信息输出到传播控制部分701，同时，将提取的传播特性信息转换成加密密钥。将转换的加密密钥保存在缓冲部分206中，并且输出加密密钥信息。基站将加密密钥用作第一加密密钥，供随后的通信用。

(2)终端：第二参考信号的发送

终端以与过程(1)中所述相同的方式，发送用于在基站中进行的传播估计的参考信号，作为第二参考信号。此刻，传播控制部分701一边控制调制部分704和发送部分705，一边发送第二参考信号，以便利用在(1)中获取的传播信息和传播特性信息，使传播状态变成与用于作为通信对方的基站的加密密钥(第一密钥)相对应的状态。

一旦接收到来自终端的信号，基站检测第二参考信号，和传播估计部分203根据接收信号和作为已知信号的参考信号进行传播估计。与(1)中的方式相同，传播估计部分203输出传播信息，编码部分703从传播信息中提取传播特性信息，以便加以输出，并且将传播特性信息转换成加密密钥，和缓冲部分206存储加密密钥信息。终端将加密密钥用作第二加密密钥，供随后的通信用。

(3)基站：加密发送

基站切换切换部分210，以便选择从加密部分209输出的加密信息。利用在过程(2)中获得的第二密钥，加密部分209根据预定方法加密保密数据，并且输出加密信号。切换部分210选择加密信息，并且将所选通信信息输出到发送调制部分709。在发送调制部分709中，传播控制部分701控制调制部分704和发送部分705，以便在从天线201发送加密信号作为RF信号的同时，利用在(1)中获取的传播信息和传播特性信息，使传播状态变成与用于作为通信对方的终端的加密密钥(第二密钥)相对应的状态。

当终端接收到加密信号时，接收解调部分708将接收信号解调成解调信息。解码部分207利用解调信息和在(1)中获得的第一密钥，根据预定方法解码加密信号，以便输出保密数据。

(4)终端：加密发送

与(3)中的方式相同，终端利用第一密钥进行加密，并且输出加密信号。在发送调制部分709中，控制调制部分704和发送部分705，以便在从天线201发送加密信号作为RF信号的同时，利用在(1)和(3)中获取的传播信息和与在(1)中选择加密密钥相对应的传播特性信息，使传播状态变成与用于作为通信对方的基站的加密密钥(第一密钥)相对应的状态。与(3)中的方式相同，基站利用在(2)中获取的第二密钥，根据预定方法解码加密信号，并且输出保密数据。

正如在第1实施例中所述的那样，在基站和终端中生成的加密密钥(第一密钥和第二密钥)可以用作公用密钥。换句话说，不言而喻，可以没有任何问题地处理(3)和(4)中的加密和解码。

因此，根据本发明第3实施例的通信设备和通信系统，除了第1实施例的效果之外，传播控制部分701控制调制部分704和发送部分705，以便在通信对方中可以获得与在编码部分703中生成的加密密钥相同的加密密钥，因此，在发送参考信号的过程中控制了传播环境，从而可以降低在从通信对方发送参考信号和将参考信号发送到通信对方之间的传播环境下的误差，和降低在生成公用加密密钥过程中的误差。并且，根据本发明第3实施例的通信设备和通信系统，利用在接收过程中获得的传播信息和指示与加密密钥相对应的传播状态的传播特性信息，发送调制部分709控制作为通信对方的终端的传播状态拥有传播特性信息。因此，降低了在接收过程中的传播状态和估计传播状态(与加密密钥相对应)之间的误差，并且，提供了使通信质量大幅度提高的优点。

并且，即使传播状态发生改变，也可以通过传播控制，提高通信的稳定性。

并且，当在编码部分703在选择加密密钥的过程中搜索的模板中存在数个相似模板时，通过发送方明确地控制传播状态，可以消除不确定性。

另外，在第3实施例中，在通信过程中，当发送参考信号时，发送第一参考信号和第二参考信号。但是，显而易见，无论首先发送第一参考信号还是首先发送第二参考信号都不影响本实施例的系统。此外，在加密通信的过程，发送参考信号的顺序也不影响本实施例的系统。

在本实施例的系统中，通过参考信号的通信来提供和接收加密密钥，并且，对于接在参考信号之后的加密信号，只要求加密密钥与以前通信的那一个匹配。换句话说，尽管发送方一边进行(3)和(4)中的通信，一边对接收方进行传播控制，但不要求使加密密钥所指的传播状态匹配。

并且，尽管在这些通信过程中分开发送参考信号，但是，通过将参考信号插入数据流中，可以提供同时进行(1)和(3)的过程或(2)和(4)的过程的优点。

(第4实施例)

下面参照图4和9，描述控制作为通信对方的终端的传播状态的方法。这里假设通信终端的天线901含有4个天线单元(AN1-AN1)。

图4中的操作基本上与在第2实施例中所述的相同。下面只描述不同之处。

卷积器403利用参考信号生成每个接收信号的延迟概要，和缓冲器404存储4种类型的延迟概要。假设延迟概要是Ds1-Ds4。并且，利用接收信号和接收加权系数(Wr1-Wr4)，计算和输出由如下方程表达的接收信号R0的延迟概要(Ds0)。

R0＝∑Rm·Wrm    (2)

在这些延迟概要(Ds0-Ds4)当中，将Ds0输入到编码部分105，并且，输出加密密钥K0和相应代码m0。

另外，假设将接收加权系数Wr1-Wr4设置在各自初始值上，例如，设置在初始状态下。

下面参照图9，描述利用如此获得的Ds1-Ds4、Wr1-Wr4和Ds0和m0进行传播控制的具体方法。

图9中的天线901由4个天线单元组成。接收解调部分902从天线单元接收各自的RF信号，并且输出接收信号和与接收序列相对应的接收加权系数。传播估计部分103接收接收加权系数和接收信号，并且进行传播估计，以便输出传播信息。编码部分105从传播信息中提取特性，并且输出加密密钥的相应代码。传播控制部分909接收传播信息、加密密钥的相应代码、和接收加权系数，并且输出发送加权系数。发送调制部分910利用通信信息和发送加权系数，分别为天线单元生成发送信号，以便加以输出。传播控制部分909含有系数计算部分903、码簿905和缓冲器904。系数计算部分903接收传播信息、加密密钥的相应代码、接收加权系数和量化矢量，并且输出与天线单元相对应的发送信号的发送加权系数。

缓冲器904保存发送加权系数，和码簿905存储相应代码和量化矢量。发送调制部分910含有调制部分906、加权部分907、和发送部分908。调制部分906接收通信信息，以预定调制方案调制信息，和输出调制信号。加权部分907将调制信号乘以与天线单元相对应的各自加权系数，以便输出加权调制信号。发送部分908接收与天线单元相对应的加权调制信号，并且将信号转换成与天线单元相对应的RF信号，以便加以输出。

下面参照图10描述接收设备1000。

特性提取部分1001接收从接收信号中获取的传播信息，并且从该信息中提取特性。

缓冲器1002临时存储提取的特性提取信息。缓冲器1002输出存储的特性提取信息，作为第一数据。

在图9中说明的每个模块的功能几乎与在图4或图7中描述的相应模块的功能相同。这里只描述不同之处。

天线901含有4个天线单元(AN1-AN4)，并且从天线单元分别输出4个接收RF信号，同时，为用在接收中的单元输出接收加权系数(Wr1-Wr4)。将分别与AN1-AN4相对应的接收信号(R1-R4)输入到传播估计部分103。如上所述，传播估计部分103输出与接收信号(R1-R4)相对应的传播状态(Ds1-Ds4)，和编码部分输出加密密钥K0和相应代码m0。

系数计算部分903从码簿905中搜索与加密密钥K0相对应的代码m0，并且读取与代码m0相联系的量化矢量(Xqm0)，以便加以存储。利用量化矢量(Xqm0)和输入传播信息(Ds0-Ds4)，系数计算部分903获取使通过如下方程获得的平方误差达到极小的Wm(m：1-4)：

d＝|Wm·Dsm-Xqmo|²    (3)

作为计算这样的误差的方法，最小二乘法是著名的。

利用获取的加权系数(W1-W4)和接收加权系数(Wr1-Wr4)，系数计算部分903计算通过如下方程(4)给出的发送加权系数(Wt1-Wt4)：

Wtm＝Wm/Wrm  (m：1-4)    (4)

缓冲器904保存发送加权系数。

同时，已经接收了通信信息的调制部分906根据预定调制方案调制通信信息，并且输出调制信号。将调制信号分支成与天线单元(AN1-AN4)相对应的调制信号串(S1-S4)，并且将其输出到加权部分907。加权部分907将与天线AN1-AN4相对应的调制信号(S1-S4)分别乘以来自缓冲器904的发送加权系数(Wt1-Wt4)。

Swm＝Wtm·Sm  (m：1-4)   (5)

部分906输出如此获得的加权调制信号(Sw1-Sw4)。发送部分908接收加权调制信号，并且将信号分别转换成RF信号(Srf1-Srf4)，以便输出到天线901。

发送调制部分910一边进行如上所述的计算，一边相乘发送加权系数，从而可以在接收信号的终端中控制Xqm0所指的传播特性。

然后，在已经接收到从天线901发送的发送信号的接收设备1000中，传播估计部分103根据接收信号估计传播状态，并且将估计传播状态信息输出到特性提取部分1001。特性提取部分1001从传播状态信息中提取与传播状态相对应的特性，以便将其输出成第一数据。

因此，根据第4实施例的通信设备和通信系统，除了第1实施例的效果之外，发送/接收设备900根据在传播估计部分103中估计的传播环境，调整用在发送通信信息中的加权系数，以便使发送/接收设备900和接收设备1000能够获取同一第一数据，从而可以防止在估计传播环境的过程中，由于噪声等的影响，发送/接收设备900和接收设备1000不能获取同一第一数据的状况发生，并且消除了第一数据的不确定性。并且，根据第4实施例的通信设备和通信系统，发送/接收设备900根据在传播估计部分103中估计的传播环境，在发送通信信息的过程中改变加权系数，从而能够有目的地改变接收设备1000获取的第一数据，从而可以防止因长期使用同一第一数据引起的致使机密信息被截获的有害影响的产生。这样，由于当第一数据是加密密钥时，可以改变加密密钥，所以可以保证高度保密性。

另外，尽管第4实施例描述了控制延迟概要，但本发明不局限于上文。也许可以利用极化状态(极化面和/或环行方向)、相位状态或传播延迟时间来进行传播估计。并且，在第4实施例中，码簿905与编码部分105中的码簿相同，并且，就结构而言，只存在其中的一个码簿就足够了。并且，尽管第4实施例描述了天线901含有4个天线单元的情况，但本发明不局限于这种情况，不用说，两个或更多个天线单元也具有相同的效果。并且，方程中所指的每个符号可与自然数或复数无关地应用。当每个值是复数时，由于可以在幅度和相位两方面进行信号控制，预期可以达到更高的控制。

(第5实施例)

根据第5实施例的通信设备能够通过进行传播控制选择任意加密密钥，图11例示了与本发明有关的通信过程。另外，第5实施例中的通信设备具有与如图7所示的通信设备700相同的配置，因此，省略对它们的描述。

在如上所述的第1到4实施例中，与估计传播状态相对应地选择加密密钥，因此，当传播状态不变时，长期使用同一加密密钥。这恐怕有利于加密密钥的估计。并且，由于在两个通信设备中使用同一加密密钥，恐怕当其中一个加密密钥得到确定时，另一个加密密钥也得到确定。第5实施例使发送器能够选择加密密钥，并且，在这一点上，与第一和第二密钥都相同的第1到3实施例不同。

图11例示了与本发明有关的通信过程。(0)到(4)的过程与图8中的相同，因此，省略对它们的描述。

(5)基站：第三参考信号的发送

基站选择第三密钥作为加密密钥，并且根据与加密密钥相对应的传播特性信息和通信的最后估计传播信息，确定加权系数。为了在终端中进行的传播估计，传播控制部分701(第二数据选择装置)利用加权系数对参考信号进行传播控制，以便将其输出成第三参考信号。

在等待来自基站的信号的终端中，传播估计部分203从接收信号中检测第三参考信号，并且根据接收信号和作为已知信号的参考信号进行传播估计。将作为估计值的传播信息提供给编码部分703和传播控制部分701。编码部分703接收来自传播估计部分203的传播信息，提取传播状态的特性，将传播特性信息输出到传播控制部分701，同时，将提取的传播特性信息转换成加密密钥。将转换的加密密钥保存在缓冲部分206中，并且输出加密密钥信息。基站将加密密钥用作第三密钥，供随后的通信用。

(6)终端：第四参考信号的发送

与过程(5)中一样，终端选择第四密钥作为加密密钥，并且根据与加密密钥相对应的传播特性信息和通信的最后估计传播信息，确定加权系数。然后，为了在基站中进行的传播估计，终端利用加权系数对参考信号进行传播控制，以便将其输出成第四参考信号。

一旦接收到来自终端的信号，基站检测第四参考信号，和传播估计部分203根据接收信号和作为已知信号的参考信号进行传播估计。与过程(5)中的方式相同，传播估计部分203输出传播信息，和编码部分703从传播信息中提取传播特性信息，以便加以输出。将传播特性信息转换成加密密钥，和缓冲部分206保存加密密钥信息。终端将加密密钥用作第四加密密钥，供随后的通信用。

(7)基站：加密发送

利用在(5)中选择的第三密钥，基站根据预定方法加密保密数据，并且发送加密信号。

当终端接收到加密信号时，接收解调部分708将接收信号解调成解调信息。利用解调信息和在(5)中获得的第三密钥，终端根据预定方法解码加密信号，并且输出保密数据。

(8)终端：加密发送

利用在(6)中选择的第四密钥，终端加密保密数据，并且发送加密信号。

与过程(7)中一样，利用在(6)中选择的第四密钥，基站根据预定方法解码加密信号，并且输出保密数据。

下面利用方程说明上述操作。

假设指示无线电信号传播的特性的传播函数是H，接收信号是Sr和发送信号是St，可以获得如下方程：

Sr＝H·St    (6)

假设天线单元的个数是N，H是N×N的方阵，和Sr和St的每一个是1×N的矩阵。终端能够利用基站发送信号(图3中的第一参考信号)进行计算，而基站能够利用终端发送信号(图3中的第二参考信号)进行计算。第一和第二参考信号的通信利用如下方程来表示：

Sr_b＝Hu·St_m    (7)

Sr_m＝Hd·St_b    (8)

Hu和Hd分别表示上行链路传播函数和下行链路传播函数。St_b和Sr_b分别表示基站中的发送信号和接收信号。St_m和Sr_m分别表示终端中的发送信号和接收信号。由于St_b和St_m是已知信号(分别是第一和第二参考信号)，通过如下方程可获得传播函数：

Hu＝Sr_b·St_m^-1  (9)

Hd＝Sr_m·St_m^-1  (10)

由于传播函数因传播的反向特性而在发送和接收过程中是相同的，所以可获得如下方程：

H≡Hu＝Hd    (11)

第1实施例描述了将如此获得的传播函数H用作加密密钥(第一密钥(＝第二密钥))。

同时，下面将描述利用发送加权系数Wb和Wm控制传播状态的方法。当在在选择加密密钥(第一密钥(＝第二密钥))过程中获得的量化矢量所代表的传播函数H′和实际传播函数H之间存在误差ε时，Sr通过如下方程来表示：

Sr＝(H′·ε)·St   (12)

因此，误差分量ε可通过如下方程获得：

ε＝H′^-1·(Sr·St^-1)    (13)

代入加权系数Wm和Wb，可以像如下所述那样进行纠正：

Sr_b＝(H′·Wm)·St_m    (14)

Sr_m＝(H′·Wm)·St_b    (15)

第4实施例描述了在以这种方式利用加权系数纠正传播状态的同时，进行加密通信。推广纠正函数使加密密钥能够在发送方得到设置。下面将描述利用与第一密钥(＝第二密钥)不同的第三和第四密钥的情况。基站利用权重W3_b进行控制，以便获取与第三密钥相对应的传播函数H3，并且通过第三参考信号发送第三密钥。换句话说，当Sr是：

Sr_m＝(H·W3_b)·St_b    (16)

时，H3是：

H3＝H·W3_b              (17)

随后，基站一边利用第三密钥加密，一边进行加密通信。

终端接收第三参考信号，分析传播状态，从而获取传播函数H3，并且利用与H3相对应的加密密钥(第三密钥)，解码随后的加密信息。与基站一样，终端选择第四密钥(假设它对应于传播函数H4)，并且在利用加权系数W4_m进行控制的同时，通过第四参考信号发送第四密钥。

Sr_b＝(H·W4_m)·St_m    (18)

H4＝H·W4_m              (19)

终端一边利用第四密钥加密一边进行加密通信。与终端一样，基站能够利用第四密钥进行解码。

因此，根据第5实施例的通信设备和通信系统，除了第1实施例的效果之外，由于传播控制部分701在发送参考信号的过程中控制发送部分705和调制部分704，以便改变传播环境，所以可以在任何时刻改变加密密钥。因此，排除了第三方解密加密密钥的可能性，和提供了高度保密性。

(第6实施例)

在第1到5实施例中说明的帧结构是基于图12(a)的。换句话说，独立存在两个脉冲串，其中，一个脉冲串包括参考信号，而另一个包括加密信号。使用这种方案增加了参考信号间隔，从而提供了在接收方降低估计误差的优点。

图12(b)意在说明在帧结构下在预定间隔内将参考信号插入数据流(或脉冲串)中的方法。利用这种方法使得与加密信号同时提供/接收加密密钥成为可能，因此，能够实现有效发送。

同时，图12(c)例示了参考信号所指的加密密钥和用在加密信号中的加密密钥的安排。如图12(c)所示，在参考信号所指的加密密钥和与该密钥相对应的数据信号之间提供了时间(或频率)改变，从而可以分开提供/接收加密密钥和加密信号，并且，存在使密钥和信号被泄漏给第三方的风险降低的优点。

正如在其它实施例中的通信过程中所说明的那样，加密密钥的提供和接收是利用参考信号实现的，并且与图11中的过程(1)和(2)相对应。在图11中，加密密钥的提供和接收不是在除了过程(1)和(2)的通信之外的通信中实现的，这表明，解码操作不受加密通信的传播状态影响。换句话说，在发送参考信号的时候进行传播控制，以便可以与传播环境相对应地传送传播信息，从而使加密密钥能够得到稳定提供和接收。

下面参照图13描述响应通信过程的传播控制的操作。

首先描述图12(a)中的帧结构下的通信。

在发送图12中的(1a)中的参考信号的过程中，传播控制是进行如在其它实施例中所述的与加密密钥的提供和接收有关的通信。此刻，当以前已经完成了传播估计时，可以进行补偿估计结果和与加密密钥相对应的传播状态之间的差异的控制。这样，接收方能够在极好传播状态下接收参考信号，致使加密密钥得到稳定提供和接收。同时，当进行图13中的(2a)中的数据通信(加密信号)时，加密密钥已经到达接收方，并且在接收和解码过程中无需使用传播信息。因此，通过进行控制可以稳定地进行数据通信，以便稳定地进行接收(例如，知道波束形成、发送方的均衡、和发送分集)。此后，进行接收图13中的(3a)之后的通信预期使通信质量显著提高。

下面描述图12中的帧结构(b)下的通信。

如图13中的(1b)所示，在参考信号通信和数据通信之间切换传播控制方案是值得考虑的。使用这种系统使加密密钥和加密信号能够得到同时提供。以前描述过发送方能够选择加密密钥，和使用这种特征使得为每个模块灵活地改变加密密钥成为可能。并且，提供了可以像上述那样进行稳定通信的特征。

同时，理所当然，可以将同一传播控制方案用在参考信号通信和数据通信中。在这种情况下，可以将参考信号用在数据通信中的解码中，并且，预期通信质量会得到提高。

在上述中，假设参考信号是已知信号。但是，参考信号无需是已知信号。在这种情况下，在解调的同时估计传播变化，并且确定加密密钥。这样，确定加密密钥的信息增加了，使稳定地检测加密密钥成为可能。并且，作为参考信号，可以使用用在QAM等中的导频信号，用在TDMA等中的使脉冲串同步的同步信号序列等。使用这样的信号提供了在传统配置中提供保密性高和变化小的通信的特征。

正如图12中的帧结构(b)和(c)所示，将参考信号插入数据流中提供了图11中的(1)和(3)或图11中的(2)和(4)的过程同时得以实现的优点。

在上述中，波束形成、预编码(在发送方的均衡)和发送分集被认为是数据通信中的传播控制方案。并且，使用MIMO(多输入多输出)和空分多路复用的控制是值得考虑的。尤其，MIMO多路复用技术和空分多路复用技术利用传播特性有效地提高信道容量，与在有效地使用传播特性的本发明中所述的技术是非常一致的。例如，在利用在如上所述的实施例之一中所述的技术进行机密通信之后，将传播控制改变成接在后面的对MIMO(或空分多路复用)的控制，从而可以进行MIMO或空分多路复用。这样，无需加入特殊的技术分量，就可以在增加数据通信中的信道容量的同时，增加重要信息的机密性。

因此，根据第6实施例的通信设备和通信系统，除了第1到5实施例的效果之外，在发送使通信对方根据传播环境获取加密密钥(第一数据)的信号的时刻和发送除了这样的信号之外的信号的时刻之间改变传播环境，从而可以在与通信环境相对应的最佳控制方案下，发送除了发送出去使通信对方获取加密密钥的信号之外的信号。

另外，在第6实施例中，假设参考信号是已知信号。但是，参考信号无需是已知信号。在这种情况下，在解调的同时估计传播变化，并且确定加密密钥。这样，确定加密密钥的信息增加了，使稳定地检测加密密钥成为可能。并且，作为参考信号，可以使用用在QAM等中的导频信号，用在TDMA等中的使脉冲串同步的同步信号序列等。使用这样的信号提供了在传统配置中提供保密性高和变化小的通信的特征。

(第7实施例)

图14例示了根据本发明第7实施例的通信设备中的接收设备部分，和图15例示了根据本发明第7实施例的通信设备中的发送设备部分。另外，将相同的标号指定给与第1实施例中的通信设备中的那些相同的部分，并且，省略对它们的描述。

这里描述将本发明应用于多路复用信号的方法。CDMA被描述成多址系统的例子。

接收解调部分150输出接收RF信号的接收信号和解调信息。接收解调部分150含有接收部分1401、解扩部分1402、传播估计部分1405和解调部分1403。

图14例示了用在本发明中的接收设备部分。

接收部分1401接收RF信号和传播信息，并且在适当接收状态下控制RF信号，以输出接收信号。解扩部分1402计算以信道作出响应，计算接收信号和扩展码的卷积，并且输出解扩信号。解调部分1403利用接收信号和传播信息进行适当解调，并且输出解调信息。解码部分1404接收加密密钥信息和解调信息，利用加密密钥信息解码解调信息的加密，并且输出保密信数据。传播估计部分1405在每个信道进行传播估计，并且为每个信道输出传播信息。解调部分1403利用接收信号和传播信息进行适当解调，并且输出解调信息。比较部分1406比较信道之间的传播信息，并且输出比较结果(第一数据)。加密密钥生成部分1407接收传播信息，并且输出加密密钥信息(第一数据)。

图15例示了用在本发明中的发送设备部分。

数据供应部分1501和1502保存各自信道的数据。调制扩展部分1503和1504调制各种信道的数据，利用信道的各种扩展码扩展数据，并且输出扩展信号。加权部分1505将发送信号乘以每个发送加权系数。发送部分1506将调制信号转换成要发送的RF信号，以便加以输出。天线1507发送发送信号。数据供应部分1508存储第一数据。参考传播缓冲器1509保存传播状态的参考信息。传播控制部分1510接收加密密钥、第二数据和传播信息，并且计算发送加权系数。

下面将描述发送设备1500的操作。

在发送设备1500中，从数据供应部分1501和1502提供数个信道的数据，调制它们，并且用事先设置的各自扩展码扩展它们，从而为每个信道生成扩展信号。数据供应部分1508输出第一数据，和传播控制部分1510接收第一数据，并且，根据来自保存以前估计的传播信息的参考传播缓冲器1509的信息，利用发送加权系数进行响应第一数据的传播控制。加权部分1505利用发送加权系数进行加权计算，并且通过发送部分1506发送信号。

为了简化描述，假设数据供应部分1508不输出数据。传播控制部分1510中的控制与如图7所示的传播控制部分701中的控制相同。例如，单个信道的情况与像在第4实施例中所述的那样输出参考信号的状况一致。考虑数个信道的情况。为每个信道设置扩展码，但这些代码之间没有关联，因此，在信号处理中被认为是独立处理的。换句话说，当假设信道个数和天线个数分别是M和N时，传播控制部分1510能够利用M×N个或更多个发送加权系数，为每个信道进行传播控制。

从上文中可以明白，与第5实施例一样，可以与加密密钥相对应地进行传播控制。

当多路复用数个信道时，可以通过为每个信道进行传播控制控制接收端的接收功率。例如，可以针对与加密密钥的状态相对应的最高功率，进行设置哪个信道的控制，和接收设备能够从信道号和接收功率的关系中确定加密密钥。并且，如上所述，由于，例如，延迟概要被设置成传播参数，不言而喻，通过将，例如，延迟概要用于加密密钥信息和进一步将第一数据用于信道和接收功率之间的关系，可以发送更多段的保密信息(或者，也许可以以相反方式使用信息和数据，或只使用加密密钥信息或只使用第二数据)。

并且，可以将存储在数据供应部分1501或1502中的数据设置成参考信号。这样，接收设备能够在与第一数据和第二数据的时刻相同的时刻，利用参考信号进行传播估计，因此，具有能够实现效率特别高的发送的特征。

下面描述接收设备的操作。

除了解扩处理之外，可以以与如上所述相同的方式执行利用传播参数(延迟概要)提供/接收加密密钥信息的方法。这里只描述将信息叠加在多路复用信道和接收功率之间的关系上的情况。

接收部分1401接收从天线101输入的RF信号，并且输出接收信号。解扩部分1402计算接收信号与为每个信道预定的扩展码的卷积，并且输出个数与信道个数相同的解扩信号。传播估计部分1405接收解扩信号，并且估计传播状态。这里假设使用传播状态当中的接收功率。当传播估计部分1405为每个信道输出接收功率时，比较部分1406将接收功率相互比较，并且输出结果，作为加密密钥信息(或第一数据)。

利用如此确定的加密密钥，解码部分1404解码随后的解调信息，并且获取保密数据。

这样，根据第7实施例的通信设备和通信系统，除了第1实施例的效果之外，比较部分1406能够提供诸如多路复用接收信号中每个信道信号的接收功率之类的传播参数的比较结果，从而可以在发送多路复用信号的情况下，增加信息量。并且，根据第7实施例的通信设备和通信系统，在多路复用数个信道的情况下，为每个信道进行传播估计能够控制接收端的接收功率。例如，可以针对与加密密钥的状态相对应的最高功率，进行设置哪个信道的控制，和接收设备能够从信道号和接收功率的关系中确定加密密钥，从而可以保持数个信道的数据的保密性。并且，根据第7实施例的通信设备和通信系统，可以使加密密钥包括在第一数据中诸如延迟概要之类的传播参数中，并且利用信道和接收功率之间的关系将其设置成与第一数据不同的第二数据，从而使更多段的保密信息能够得到发送。

另外，在第7实施例中，将CDMA作为一个例子来描述，但是，显而易见，使用OFDM也可以获得相同的效果。在OFDM的情况下，在上述中，用副载波取代信道，用付里叶变换处理取代图14中的解扩处理，和用付里叶逆变换处理取代图15中的扩展处理。

(第8实施例)

图16是例示根据第8实施例的通信设备的部分的配置的方块图。另外，整个通信设备的配置与图1中相同，因此，省略对它们的描述。

第8实施例描述将到达方向的信息用作传播信息的方案。图16例示了进行到达方向的估计的图7中的传播估计部分203的特定方块图。

传播估计部分203含有缓冲器1601、相关矩阵变换部分1602、矩阵变换部分1603、角度谱计算部分1604和缓冲器1605。

缓冲器1601临时保存输入信号。相关矩阵变换部分1602获取输入信号的相关矩阵。矩阵变换部分1603接收计算的相关矩阵，并且输出在矩阵变换(这里，特性矢量)中获得的特性矢量。角度谱计算部分1604接收特性矢量，计算角度谱，并且输出到达方向估计的信息。缓冲器1605临时保存计算结果。

如上所述的配置使用被认为是估计到达方向的方法的MUSIC方法。除了该方法之外，还已知根据在矩阵变换部分1603中变换的内容分类的付里叶方法和CAME方法。

下面具体描述上述配置中进行到达方向估计作为传播信息的传播估计部分203的操作。

缓冲器1601保存从数个天线单元输入的接收信号。相关矩阵变换部分1602获取保存的接收信号的相关矩阵，并且，计算特性矢量。角度谱计算部分1604从特性矢量中计算接收信号的到达模式信息，以便加以输出。缓冲器1605临时保存如此获得的接收信号的到达模式信息。图17例示了如此获得的接收信道的到达方向信息的例子。图17示出了存在两个接收信号的到达方向的情况的估计结果。

下面利用如此获得的接收信号的到达模式信息说明如图11所示的过程。另外，只描述第8实施例中与第5实施例中的操作不同的操作。

(1)基站：第一参考信号的发送

基站将用于传播估计的第一参考信号发送到终端。此刻，基站利用数个天线单元进行波束导引，并且一边改变辐射模式一边发送信号。

在终端中，一旦检测到从基站发送的参考信号，传播估计部分203就进行到达方向估计，并且将基站控制的辐射方向和终端中接收信号的到达模式信息的比较数据存储在参考表中。上述操作在基站和终端中生成辐射模式和接收到达模式的参考表。

(2)终端：第二参考信号的发送

终端选择加密密钥(第一密钥)，并且输出与来自码簿的密钥相对应的到达方向信息。利用到达方向信息，终端检测存储在参考表中的最相似辐射模式，并且将与最相似的那一个相对应的到达模式信息设置成发送过程中的辐射模式。然后，终端一边进行控制一边发送用于基站中的传播估计的第二参考信号，以便获取设置的辐射模式。

在基站中，传播估计部分203进行到达方向估计，并且输出接收到达模式。编码部分703从接收到达模式和码簿中选择加密密钥(第二密钥)，以便通过缓冲器206将其输出到解码部分206。

(3)基站：加密信号的发送

利用在(2)中获得的接收到达模式，基站设置使终端中的接收状态极好的辐射模式。然后，基站利用第二密钥加密保密数据，并且，一边进行控制一边发送加密信号，以便获取设置的辐射模式。

终端在接收解调部分708中解调RF信号，在解码部分207中利用第一密钥解码解调信号，并且输出保密数据。

(4)终端：加密信号的发送

利用在(1)中获得的接收到达模式，终端设置使基站中的接收状态极好的辐射模式。然后，终端利用第一密钥加密保密数据，并且，一边进行控制一边发送加密信号，以便获取设置的辐射模式。

基站在接收解调部分708中解调RF信号，在解码部分207中利用第二密钥解码解调信号，并且输出保密数据。

因此，根据第8实施例的通信设备和通信系统，除了第1实施例的效果之外，角度谱计算部分1604将接收信号的到达方向估计结果用作传播环境的估计值，到达第三方的接收到达模式发生巨大变化，从而可以保证极高的保密性。

另外，在第8实施例中，加密密钥信息是利用接收到达模式生成的。但是，本发明不局限于这样的情况，并且具有通过与将延迟概要用作传播信息的方案结合预期达到更高保密性的特征。并且，在第8实施例中，也许可以将信息叠加在接收信号的到达方向上，或者多路复用在到达方向上的通信。并且，与其它实施例一样，通信过程不局限于在这个实施例中描述的那些。

(第9实施例)

第9实施例描述利用极化的保密通信方案。

图18是例示作为根据第9实施例的通信设备的发送/接收设备1800的配置的方块图。另外，在图18中，将与图2中相同的标号指定给与图2中相同的部分，并且，省略对它们的描述。

天线1812含有垂直极化天线1801和水平极化天线1802。传播估计部分203含有相位差检测部分1803、电场强度检测部分1804和传播估计部分1805。极化控制部分1813含有系数计算部分1806、码簿1807、和缓冲部分1808。发送调制部分252含有调制部分1809、加权部分1810和发送部分1811。

垂直极化天线1801接收垂直极化分量。水平极化天线1802接收水平极化分量。相位差检测部分1803从极化接收信号中检测相位差。电场强度检测部分1804从垂直极化接收信号和水平极化接收信号中检测各自电场强度。传播估计部分1805根据相位差和电场强度估计极化状态。系数计算部分1806接收传播信息和码簿中所指的极化码，进行垂直极化发送信号和水平极化发送信号之间的相位差和它们的电场强度的控制，并且，计算系数，以便进行发送信号的极化控制。码簿1807存储系数和极化码之间的关系。缓冲部分1808临时保存从系数计算部分1806输入的数据，以便将其输出到加权部分1810。

调制部分1809接收通信信息，利用预定调制方案调制该信息，并且输出调制信号。

加权部分1810将调制信号乘以与每个天线单元相对应的加权系数，并且输出加权调制信号。

发送部分1811接收与天线单元相对应的加权调制信号，并且将该信号转换成与天线单元相对应的各自RF信号，以便加以输出。

下面描述发送/接收设备1800的操作。

垂直极化天线1801和水平极化天线1802分别选择接收信号的各自极化分量。并且将各自RF信号输出到接收解调部分250。接收解调部分250将与各自极化分量相对应的接收信号输出到传播估计部分203。在传播估计部分203中，极化估计部分1805接收分别从相位差检测部分1803和电场强度检测部分1804输出的接收相位差信息和接收电场强度信息，并且输出接收信号的极化信息。

图19示出了极化的具体例子。Ev表示垂直极化波的电场强度，Eh表示水平极化波的电场强度，p指示环行方向，和θ表示主轴的角度。

编码部分205将如此获得的极化信息编码成极化码，以便选择加密密钥。将极化码输入极化控制部分1813中。在极化控制部分1813中，系数计算部分1806从码簿1807中检索与极化码相对应的极化状态，一边进行相位控制和电场强度控制一边计算发送加权系数，并且将加权系数保存在缓冲部分1808中。利用保存在缓冲部分1808中的发送加权系数，发送调制部分252对垂直极化发送信号和水平极化发送信号进行加权，并且从相应天线单元发送RF信号。

如上所述的操作使诸如垂直极化波、水平极化波、主轴的角度、极化分量之间的相位、和环行方向之类的信息可用作加密密钥。

在这些传播状态中，极化波具有只被天线分开的特征。

另外，假设码簿1807存储与极化状态(譬如，极化面或环行方向)相对应的量化矢量。通过过程几乎与其它实施例中相同。延迟概要的检测或传播控制分别被极化信息的检测或极化控制所取代。

因此，根据第9实施例的通信设备和通信系统，除了第1实施例的效果之外，极化估计部分1805从电场强度和相位差中估计极化状态，以获得传播环境的估计值，和极化波只被天线分开。因此，即使另一个接收设备截获了无线电信号，该设备也需要相应天线，从而预期可以达到高度保密性。

另外，在第9实施例中，也许可以与，譬如，延迟概要、接收功率和到达方向一起使用信息。

(第10实施例)

除了在第1到9实施例中所述的方法之外，下面描述利用在接收终端中控制通信状态和在受控状态下叠加信息的方法使第三方不可能截获的方法。

第5实施例描述了使接收方的传播状态可任意控制。利用这种方法能够在物理上实现机密通信，下面对此作简要说明。

第5实施例指出了可以利用发送信号的加权系数控制传播状态的情况，这等效于将任意接收状态传送到接收方，即，这意味着可以通过传播参数进行通信。

换句话说，有人提出，通过取代如图5所示的码簿中有关内容的信息(图中的加密密钥)，可以通过传播参数进行通信。

利用这种方法的通信将如上所述在通信对方之间形成的传播环境用作基础，因此，具有在物理位置不同的设备上，就原理而论，具有高度机密性的特征。并且，使用传播参数指定了传播路径，即，通信对方的位置，并且，可应用于通信对方的指定和验证。

这种方法可与传统使用的调制方案(譬如，ASM、FSK、PSK和QAM)无关地应用，并且，预期数据容量全面增加。

并且，这种方法具有可与多路复用方法(譬如，TDMA、FDMA、CDMA和OFDM)无关地应用的特征。该方法能够实现利用空间正交性的多路复用。换句话说，将利用空间正交性的多路复用方法和上述多路复用方法组合在一起预期可以达到极大地增加传统信道容量的效果。

显而易见，当设备不特别要求如在每个实施例中所述的加密和解码的处理时，这样的功能不是设备必不可少的，和设备可以在没有这样的功能的情况下进行操作。

并且，当未必发送如在每个实施例中所述的过程中的加密密钥信息时，通过进行最适合于通信的传播控制(例如，通过消除多路分量，或将接收功率设置在最大值上)，预期通信质量会得到提高。

并且，也在接收的时候，通过利用接收加权系数进行使接收信号最佳的控制(像上文中那样)，预期通信质量也会得到提高。

下面参照图20描述第10实施例中接收设备的配置。

图20例示了作为根据第10实施例的通信设备的接收设备2000的配置的方块图。另外，将与图1中相同的标号指定给与图1中的那些相同的部分，并且，省略对它们的详细描述。

传播估计部分103根据从接收部分102输入的接收信号估计传播特性，并且输出估计的传播信息作为数据。从传播估计部分103输出的传播信息是否放弃从解调部分104输出的数据的信息。

在接收设备输出传播特性作为通信信息的情况下，如图20所示的配置能够使这种接收设备得以实现，并且，未必需要发送部分。通过如上所述的配置，可以将传播信息用作作为高机密性的信息的第一数据。在这种情况下，可以认为发送设备将重要信息叠加在第一数据，并且，可以使用利用第一数据来指定发送通信信号的终端。

因此，根据第10实施例的通信设备和通信系统，除了第1实施例的效果之外，由于传播估计部分103将估计的传播信息用作数据，可以增加要发送的信息量，提高发送效率，和发送机密性高的信息作为传播信息，从而使可靠的保密性能够得到保证。并且，根据第10实施例的通信设备和通信系统，可以利用传统通信方案发送机密性低的信息，从而能够提供多功能的通信设备。

(第11实施例)

图21是例示作为根据第11实施例的通信设备的接收设备2100的配置的方块图。另外，将与图1中相同的标号指定给与图1中相同的部分，并且，省略对它们的详细描述。

编码部分105编码作为第一数据从传播估计部分103输入的估计传播信息。作为编码估计传播信息的技术，可以利用，例如，矢量量化方法来编码信息，并且作为发送信息来输出。这样，在各个参数的输入方面提供了可以简单地和稳定地输出编码数据的特征。

因此，根据第11实施例的通信设备和通信系统，除了第1实施例的效果之外，由于编码部分105编码传播信息，以便将其提取成数据，预期通信质量会得到提高。

(第12实施例)

图22是例示作为根据第12实施例的通信设备的接收设备2200的配置的方块图。另外，将与图1中相同的标号指定给与图22中相同的部分，并且，省略对它们的详细描述。

解扩部分2201计算接收信号和与信道相联系的扩展码的卷积，并且输出解扩信号。

比较部分2202为每个信道编码传播信息，相互比较每个信道的编码传播信息，并且输出比较结果作为第一数据。

因此，根据第12实施例的通信设备和通信系统，除了第1实施例的效果之外，比较部分2202相互比较数个信道的数据，并且从比较结果中获取第一数据，从而导致使机密性得到提高和可以发送更多项数据的特征。

另外，在第12实施例中，解扩部分被配备成利用CDMA信号来获取数据。但是，本发明不局限于上述情况，也许可以通过接收经过正交频分多路复用的信号和相互比较指定给副载波的每个信号获得数据。并且，第12实施例的通信设备可应用于利用MIMO(多输入多输出)信号进行通信的情况。

(第13实施例)

在第13实施例中，图23是例示接收设备2300的图形，和图24是例示发送/接收设备2400的图形。另外，将与图1或2中相同的标号指定给与图1或2中的接收设备100或发送/接收设备200的那些相同的部分，并且，省略对它们的描述。

首先描述接收设备2300。

接收解调部分150接收所接收的RF信号，并且输出估计传播信息和解调信号。编码部分105接收传播信息，以便提取它的特性，并且输出传播特性代码(第一数据)。解码部分107接收指示传播信息的特性的代码和解调信号，利用与传播特性代码相联系的交织模式进行解交织，加入零信息(扩展)，解码信号，和输出保密数据(第二数据)，并且含有解交织器2301，用于接收解调信号和根据与传播特性代码相联系的交织模式进行解交织；扩展部分2302，用于接收解交织信号，和将中性信息(在判断布置在后面的解码器中的代码中)加入根据与传播特性代码相联系的收缩模式移去的部分的信号中；和解码器2303，用于接收扩展信号，和解码对应于与传播特性信号相联系的卷积码的信号。

下面描述发送/接收设备2400。

接收解调部分250接收所接收的RF信号，并且输出指示估计传播状态的传播信息和解调信号。解码部分207接收指示传播信息的特性的代码和解调信号，利用与传播特性代码相联系的交织模式进行解交织，加入零信息(扩展)，解码信号，和输出数据，并且含有解交织器2401，用于接收解调信号和根据与传播特性代码相联系的交织模式进行解交织；扩展部分2402，用于接收解交织信号，和将中性信息(在判断布置在后面的解码器中的代码中)加入根据与传播特性代码相联系的收缩模式移去的部分的信号中；和解码器2403，用于接收扩展信号，和解码对应于与传播特性信号相联系的卷积码的信号。编码部分205接收传播信息，以便提取它的特性，并且输出传播特性代码(第一数据)。传播控制部分2404输出发送加权系数，以便控制使其与输入的传播特性代码接近的传播状态。编码部分2409接收数据，编码数据，和输出经过收缩和交织的编码信息，并且含有编码器2405，用于接收数据和输出卷积码；收缩部分2406，用于接收卷积码和输出代码的一部分被去处的收缩码；和交织器2407，用于以预定顺序重新安排收缩码，以输出编码信息。发送调制部分2410接收编码信息，调制该信息，进行传播控制，和输出要发送的RF信号，并且含有调制部分211，用于接收编码信息，对信息进行预定调制，和输出调制信号；发送加权部分2408，用于接收调制信号，和通过将信号乘以每个加权系数进行传播控制；和发送部分212，用于接收发送加权信号，和输出要发送的RF信号。

下面参照图25描述发送/接收设备2400的操作。这些描述是在发送/接收设备2400是图25中的基站或终端的假设下给出的。另外，在第13实施例中，终端不局限于发送/接收设备2400的配置，也许可以是接收设备2300的配置。

在第13实施例的发送/接收设备2400的操作中，具有与图3中相同的操作的部分将不再作进一步说明。

与传播状态相联系的交织模式、收缩模式和编码模式事先准备好，并且，基站和终端共享信息。

终端利用从基站发送的参考信号，估计传播状态，并且根据估计的状态，设置各种模式。类似地，基站利用从终端发送的参考信号，估计传播状态，并且根据估计的状态，设置各种模式。此刻，在设置的交织模式、收缩模式和编码模式当中，如前所述，基站和终端选择相同的模式。

与上文一样，当为基站和终端设置了编码模式时，基站和终端开始通信。在基站中，编码器2405根据编码模式，对信息进行卷积编码。收缩部分2406对结果进行收缩。交织器2407对结果进行交织。将如此获得的编码信息提供给发送调制部分2410。传播控制部分2404接收从编码部分205输出的传播特性代码，并且输出发送加权系数。发送部分212输出要发送的RF信号。发送加权系数的计数与在第3实施例中所述的相同。

在已经从基站接收到信号的终端中，接收解调部分250接收信号，进行传播估计，解调信号，并且输出传播信息和解调信号。根据输入的传播特性代码，解码部分207选择交织模式、收缩模式、和编码模式。解码部分207接收传播特性代码和解调信号。解交织器2401进行与交织的相反模式相对应的解交织，并且输出解交织信号。扩展部分2402接收解交织信号，并且输出将零信号(在布置在后面的解码器中判断为中性值)插入与收缩模式相对应的部分中(扩展)的扩展信号。解码器2403根据输入的编码模式解码扩展信号，并且输出数据。

发送方和接收方共享如上所述的各种编码模式，并且，不言而喻，从基站发送的数据被适当地提供给终端。

(0)是与图3中相同的操作。

(1)基站：第一参考信号的发送

基站输出用于在终端中进行的传播估计的参考信号，作为第一参考信号。在等待来自基站的信号的终端中，传播估计部分203从接收信号中检测第一参考信号，并且根据接收信号和作为已知信号的参考信号进行传播估计。编码部分205接收来自传播估计部分203的传播信息，提取传播状态的特性，并且输出传播特性代码。解交织器2401、扩展部分2402和解码器2403分别含有每一个都与传播特性代码相联系的交织模式的表格、收缩模式的表格、和编码模式的表格，并且选择与输入的传播特性代码相对应的模式(编码模式)。

(2)终端：第二参考信号的发送

终端与(1)中一样，发送用于在基站中进行的传播估计的参考信号，作为第二参考信号。

一旦接收到来自终端的信号，基站检测第二参考信号，和传播估计部分203根据接收信号和作为已知信号的参考信号进行传播估计。与(1)中相同，编码部分205将传播估计部分203输出的传播信息转换成传播特性代码，和解码部分207选择与传播特性代码相对应的编码模式。

(3)基站：编码信号的发送

在基站中，编码部分2409输出通过利用在第(2)项中获得的编码参数对数据进行编码、收缩和交织获得的编码信息。将编码信息输出到发送调制部分2410，并且，通过调制部分211、发送加权部分2408、和发送部分212发送RF信号，作为编码信号。

在终端中，一旦接收到编码信号，接收解调部分250通过接收部分202和解调部分204将RF信号解调成解调信号。解码部分207利用解调信号和在(1)中获得的编码参数，按顺序进行解交织、扩展和解码，并且输出数据。

(4)终端：编码信号的发送

在终端中，编码部分2409输出通过利用在第(1)项中获得的编码参数对数据进行编码、收缩和交织获得的编码信息。将编码信息输出到发送调制部分2410，并且，通过调制部分211、发送加权部分2408、和发送部分212发送RF信号，作为编码信号。

在基站中，一旦接收到编码信号，接收解调部分250通过接收部分202和解调部分204将RF信号解调成解调信号。解码部分207利用解调信号和在(2)中获得的编码参数，按顺序进行解交织、扩展和解码，并且输出数据。如上所述的通信能够提供和接收数据。

因此，根据第13实施例的通信设备和通信系统，除了第1实施例的效果之外，编码部分205根据传播环境的估计值编码要获取的诸如交织模式和收缩模式之类的控制信息，并且利用获得的控制信息解码数据，从而使最佳代码(解码)与传播状态相对应成为可能，和预期通信质量会得到提高。并且，根据第13实施例的通信设备和通信系统，排除了在通信过程中通过信号交换提供和接收编码参数的传统需要，因此，提供了能够对传播环境迅速作出响应，以及使效率提高的特征。

另外，在第13实施例中，描述了通过改变与传播状态相对应的编码参数进行通信，和在发送的时候进行传播控制的方法。但是，本发明不局限于这样的方法，正如在其它实施例中所述的那样，这些方法并不不可避免的，可以使用不进行传播控制就发送信号的任意方法。并且，尽管第13实施例描述了将卷积码用作编码方案，但本发明不局限于这样的编码方案，诸如块编码之类的任何编码方案也是可应用的。

此外，第13实施例描述了像与传播状态相对应的编码参数那样，改变编码模式、收缩模式、和交织模式的情况。但是，本发明不局限于这样的情况，可以固定使用编码模式、收缩模式、和/或交织模式的一部分。从而，可以简化编码部分和解码部分的配置。在这种情况下，重要的是选择在提高通信质量方面有效的模式。例如，收缩模式是极大地影响数据容量和出错率的重要参数之一，和改变收缩模式往往是最有效的。并且，在第13实施例中，显而易见，图25中(1)和(2)的过程或(3)和(4)的过程在次序上可以改变。

编码信号是在提供和接收了参考信号之后提供和接收的。但是，例如，也许可以按照相同格式布置参考信号和编码信号，和在选择了编码参数之后进行解码(或编码)。因此，将数据与用于编码参数估计的参考信号相联系具有使编码参数能够得到细选的特征。

并且，上面描述了改变与传播参数相对应的最佳编码参数的方法。但是，显而易见，调制方案(譬如QPSK和16QAM)或CDMA中的扩展码长度，以及编码参数都可以改变。这样，获得了提供灵活性与使用编码参数时相同和效率更高的通信的优点。

(第14实施例)

上述实施例主要描述了利用传播状态的数据通信，其中需要估计传播状态的精确度。一般说来，估计精确度与在计算过程中使用的数据量成正比，和数据量增加使效率降低。并且，传播估计的结果受用在传播估计中的参考信号的自相关影响。

下面参照图26描述解决上述问题的手段。

图26是例示接收设备2600的配置的图形，和图27是例示传播估计部分103的配置的图形。另外，将与图1或4中相同的标号指定给与图1或4中相同的部分，并且，省略对它们的描述。

首先描述接收设备2600。

接收解调部分2604含有接收部分102、传播估计部分103、均衡部分2602和解调部分2603。

编码部分2601从输入的传播信息中提取特性，并且输出传播特性代码(第一数据)。

均衡部分2602接收估计传播信息和指示特性的传播特性代码，并且输出从接收信号中消除不必要分量获得的均衡信号。

解调部分2603接收要解调的均衡信号，并且输出解调结果，作为解调信息(第二数据)。

接着描述传播估计部分103。

自相关部分2701接收参考信号序列，并且输出该序列的自相关函数。分量消除部分2702接收第一延迟概要和自相关函数，并且输出从第一延迟概要中消除自相关函数分量获得的第二延迟概要。平均计算部分2703接收延迟概要，并且计算预定间隔内的平均估计结果。

下面描述接收设备2600的操作。

基本操作与图1中相同，这里只说明不同之处。接收部分102接收RF信号，以便输出接收信号。传播估计部分103从接收信号中估计传播状态。将信息输入接收部分102、均衡解调部分2605、和编码部分2601中。编码部分2601从输入的传播信息中提取特性，并且将传播特性代码输出到均衡解调部分2605。均衡部分2602接收估计传播信息和指示信息的特性的传播特性代码，并且输出从信号中消除不必要分量获得的均衡信号。解调部分2603利用适当的解调装置，根据传播信息和传播特性代码解码均衡信号，并且输出解调信息。

这样，传播信息和传播特性代码被输入均衡解调部分2605中，并且用在均衡或解调中，从而可以利用信息和代码进行有效均衡和解调，因此，导致预期通信质量会得到提高的特征。

尤其，当从接收信号中消除不必要分量(例如，多路分量)的均衡部分2602配有与传播特性代码相对应的抽头系数的表格，和利用与代码相对应的抽头系数进行均衡时，提供了极大地降低计算量的显著特征。然后，对传播特性代码和传播信息之间的差异进行均衡简化了均衡部分的配置。

下面描述传播估计部分103的操作。

在部分103中，临时保存输入的接收信号，和卷积器403计算接收信号和参考信号序列的相关值，并且输出第一延迟概要。自相关部分2701计算要输出的参考信号序列的自相关性。

延迟概要通过如下方程计算：

Ds(t)＝∑(Sr(t+n)·R(n)) (20)

Ds是估计延迟概要，Sr是接收信号，和R是参考信号序列。接收信号利用发送信号St和传播失真Pd来表达：

Sr(t)＝∑(St(t-n)·Pd(n))

     ＝St(t)*Pd(t)       (21)

(其中，′*′表示卷积。)

并且，由于发送信号St是参考信号：

Ds(t)＝∑((Sr(t+n)*Pd(t+n))·R(-n))

     ＝(R(t)*Pd(t))*R(t)

     ＝R(t)*Pd(t)*R(t)   (22)

利用如下方程：

AR(t)＝R(t)*R(t)         (23)

变换方程(22)：

Ds(t)＝AR(t)*Pd(t)       (24)

作为一个举例，考虑将最大长度序列(M序列)用作参考信号的情况。当在方程(23)的自相关函数AR(t)中，t＝0(0≤t＜2^n-1)时，M序列的代码是2^n-1，而除了t＝0之外，是-1(图28(a))。从而，可以认为自相关函数具有脉冲性，并且，不认为它具有频率特性。在一些条件下，获得如图6所示的传播特性(延迟概要)，并且，假设频率特性可以从传播特性和系统中滤波器的特性中合成出来。同时，在使用与M序列不同、作为参考信号序列的一种合成码的哥德(Gold)序列的情况下，当在自相关函数AR(T)中，t≠0时，哥德序列不是常数(图28(b))。这样的自相关函数不具有脉冲性，并且影响作为频率特性的延迟概要Ds(t)。图29示出了在将哥德序列用作参考信号序列的情况下的估计结果。从该图中可以明白，波形受自相关函数影响，并且与图6中的那些不同。

这样，正如方程(20)所指的那样，由于这里获得的延迟概要包括参考信号序列的自相关函数，该函数影响参考信号序列的特性。分量消除部分2702进行从第一延迟概要中消除在自相关部分2701中计算的自相关函数(AR(T))的分量的计算。具体地说，通过将自相关函数给出的脉冲列设置成IIR滤波器的抽头系数可以实现消除是众所周知的。

并且，平均计算部分2703求数个计算的结果(第二延迟概要)的平均，从而可以抑制失真和/或噪声引起的错误。

因此，根据第14实施例的通信设备和通信系统，除了第1实施例的效果之外，由于均衡部分2602对保密数据进行均衡，然后解调数据，可以获得质量高的保密数据。并且，根据第14实施例的通信设备和通信系统，由于分量消除部分2702消除参考信号的频率分量，可以获得不受参考信号的频率分量影响的精确度高的传播环境的估计值。

另外，在第14实施例中，可以将如图26所示的传播估计部分103和接收解调部分2604独立地合并成接收设备，显而易见，这些部分可应用于在其它实施例中描述的那些设备。尤其，一起实现各个部分提供了显著的效果。

(第15实施例)

图30是例示根据第15实施例的通信设备的传播估计部分103的配置的方块图。使用传播估计部分103的通信设备具有图1中相同的配置，因此，省略对它的描述。

缓冲器3001临时存储延迟概要。矢量量化部分302将存储的延迟概要与码簿3008的内容相比较，并且输出最相似代码。代码变换部分3003接收矢量量化代码，并且获得码簿3008中与来自代码存储部分3007的代码相对应的代码。自相关部分3004接收参考信号序列和输出自相关函数。卷积计算部分3005计算自相关函数和码簿3008中量化矢量的内容的卷积。码簿3008存储在矢量量化过程中要比较的量化矢量和与量化矢量相对应的代码，并且，具有如图5所示的配置。码簿3008由量化矢量存储部分3006和代码存储部分3007组成，并且，部分3006和3007的配置与其它实施例中的那些相同。

下面描述传播估计部分103的操作。

缓冲器401临时存储接收的信号。卷积器403接收所接收的信号序列和从参考信号序列存储部分402输出的参考信号序列，并且进行参考信号序列和接收信号序列的滑动相关计算，以便获得延迟概要。缓冲器401临时存储延迟概要，以便将其输出到矢量量化部分3002。同时，自相关部分3004计算从参考信号序列存储部分402输出的参考信号序列的自相关性，并且将值输出到卷积计算部分3005。在利用自相关部分3004计算其与自相关函数的卷积的矢量进行度量计算的同时，矢量量化部分3002计算输入的延迟概要和码簿3008中的量化矢量存储部分3006中的每个矢量的度量数值，并且选择使该数值最小的矢量。矢量量化部分3002输出如此选择的矢量代码。代码变换部分3003从码簿3008中的代码存储部分3007中选择与从矢量量化部分3002输出的矢量代码相对应的代码，并且输出传播估计信息。

因此，根据第15实施例的通信设备和通信系统，除了第1实施例的效果之外，由于卷积计算部分3005在矢量量化过程中计算自相关函数和量化矢量的卷积，可以获得精确度高的脉冲响应特性。而且，根据第15实施例的通信设备和通信系统，提供了获取精确度高的传播估计信息的效果。此外，根据第15实施例的通信设备和通信系统，参考信号序列的自相关函数经历与量化矢量存储部分3006中的矢量的卷积，这等效于将自相关函数AR(n)的分量给予要搜索的矢量。因此，可以不受方程(20)给出的Ds(t)中的AR(n)影响地进行搜索，并且设置不受参考信号序列的自相关函数影响的量化矢量。此外，根据第15实施例的通信设备和通信系统，由于自相关函数的分量被加入量化矢量中，所以只需要为自相关函数计算卷积，存在能够轻易实现的显著特征。

(第16实施例)

图31是例示根据第16实施例的接收设备3100的配置的图形。图32是例示传播估计部分103、变换部分3101和编码部分105的图形。另外，将与图1中相同的标号指定给与图1中相同的部分，并且，省略对它们的描述。

变换部分3101对延迟概要进行付里叶变换，并且从付里叶变换获得的系数当中选择主要系数，以便加以输出。

下面参照图32描述传播估计部分103、变换部分3101和编码部分105的配置。图32例示了通过加入付里叶变换装置使有效编码得以实现的方法。

首先描述传播估计部分103。

缓冲器3201保存预定长度的输入接收信号。

参考信号序列存储部分3202存储预定参考信号序列，以便依次输出。

卷积器3203计算临时保存的接收的信号和参考信号序列的卷积，以便输出相关值。

缓冲器3204临时保存计算的相关序列。

下面描述变换部分3101。

付里叶变换部分3205接收延迟概要，以便进行诸如付里叶变换的正交变换。

系数提取部分3206接收经过付里叶变换的系数，并且只选择主要系数。

下面描述编码部分105。

矢量量化部分3207从存储在码簿3209中的量化矢量中搜索与输入矢量列最相似的量化矢量，并且输出代码。

代码变换部分3208从码簿3209中选择与从矢量量化部分3207输出的代码相对应的加密密钥。

码簿3209存储如图5所示的量化矢量和加密密钥。

图29例示了延迟概要的特定状况，其中，水平轴表示时间(图中的样本定时)，而垂直轴表示信号幅度。从接收的信号序列的同相分量(I分量)和正交分量(Q分量)中获取相关值。在图中，实线代表I分量的相关系数，而虚线代表Q分量的相关系数。此后，I分量和Q分量分别代表复数的实部和复部(complex part)，并且利用在预定时间内瞬时幅度最大的复信号来归一化。

图33示出了生成参考信号序列，然后获取延迟概要的实例的方块图。如图33所示，在发送设备200中，将在参考信号序列存储部分3301中生成的参考信号序列输出到限带滤波器3302，从而形成输出信号的波形。发送部分3303无线发送信号。发送的电磁波通过由各种反射和折射组成的传播空间3304到达接收设备100。在接收设备100中，在接收部分3305中接收的接收信号序列经受限带滤波器3306的限带、信道选择和噪声消除处理。相关部分3308获取与经限带处理的接收信号和从参考信号序列存储部分3307输出的参考信号序列的相关性，并且获取从发送部分200发送的参考信号序列。下面引用方程来说明上面的描述。由于用方程(17)表达的接收信号Sr(t)经过限带滤波器3306(Fr(t))处理，Sr′通过如下方程来表达：

Sr′(t)＝Fr(t)*Sr(t)

       ＝Fr(t)*(St(t)*Pd(t))    (25)

由于方程(25)中的发送信号Sr(t)来源于经过限带滤波器3302(Fr(t))的参考信号序列，Sr′(t)是：

Sr′(t)＝Fr(t)*(Ft(t)*Rs(t)*Pd(t))    (26)

由于延迟概要是通过计算如上所述的相关序列和参考信号序列Rs(t)的卷积获得的，Ds(t)像如下所示那样给出：

Ds(t)＝Sr′(t)*Rs(t)

     ＝Fr(t)*Ft(t)*Rs(t)*Rs(t)*Pd(t)

     ＝F(t)*ARs(t)*Pd(t)                 (27)

这里，F(t)是利用限带滤波器3302和限带滤波器3306的合成特性所指的脉冲响应，以及滤波特性被用来指代限带滤波器。同时，ARs(t)代表参考信号序列Rs(t)的自相关函数。如此获得的方程(27)代表通过利用限带滤波器对传播特性Pd(t)叠加在自相关函数ARs(t)上的信号进行限带获得的特性。当自相关函数ARs(t)是脉冲特性时，方程(27)的特性等效于传播特性Pd(t)经过限带滤波器处理的特性。

当传播特性Pd(t)被认为是频率特性时，不言而喻，Ds(t)是作为被赋予F(t)所表达的频率特性的传播特性获得的。例如，当F(t)是-1/2fbw到+1/2fbw的限带滤波器时，获得经受fbw的限带的传播特性Pd-bw(t)。在内部传播的环境下，由于在传播特性的频率特性中1MHz或更大的频带占优势，因此，以1MHz或更大的码元速率进行通信尤其有效。同时，在外部传播的情况下，由于在传播特性的频率特性中10kHz或更大的频带占优势，因此，以10kHz或更大的码元速率进行通信尤其有效。

由于限于作为F(t)给出的频带的传播特性分量只是通过在变换部分3101中的付里叶变换部分3205中将Ds(t)变成频域，作为从接收信号中计算的传播特性Ds(t)获得的，这些参数集中在低频上。通过使用从变换到频域的信号序列中选择和提取低频的系数提取部分3206，可以用少量参数表示传播特性的主要分量。具体地说，图29例示了作为传播特性获得的Ds(t)的波形。图34例示了对波形进行付里叶变换得出的信号序列。从图34可以看出，主要信号分量集中在大约12个元素上。换句话说，利用大约10个元素就可以表示如图29所示的100个样本×2或更多的信号序列，从而借助于极简单的配置就能够实现矢量量化。

因此，根据第16实施例的通信设备和通信系统，除了第1实施例的效果之外，由于变换部分3101对传播估计值进行付里叶变换和只提取主要系数，可以以最显而易见的方式用数字表示传播环境。并且，根据第16实施例的通信设备和通信系统，由于矢量量化部分3207对通过在变换部分3101中对传播估计值进行付里叶变换提取的主要系数进行矢量量化，矢量量化可以用极简单的配置来实现。并且，根据第16实施例的通信设备和通信系统，由于通过付里叶变换只选择和编码主要系数，利用少量传播参数就可以有效地获得第一数据。此外，根据第16实施例的通信设备和通信系统，通过将变换部分3101插入传播估计部分103和编码部分105之间，提供了能够使结构大大地简化的极为显著特征。

另外，尽管在第16实施例中，变换部分3101使用了付里叶变换，但本发明不局限于付里叶变换。众所周知，当使用DCT(离散余弦变换)、子波变换、和希尔伯特(Hilbert)变换也可以获得相同的效果。

(第17实施例)

图35是例示根据第17实施例的发送设备3500的配置的图形。图36是例示根据第17实施例的接收设备3600的配置的图形。发送设备3500将发送数据叠加在接收端的信号功率上，以及调制信号上。接收设备3600检测叠加在接收信号的接收功率上的信息。

首先描述发送设备3500。

调制部分3501临时保存第一发送数据，并且输出与信道个数相对应的信道调制信号。扩展码存储部分3502存储与信道个数相对应的扩展码，以便加以输出。扩展部分3503计算信道数据和与信道相对应的扩展码的卷积，以便进行谱扩展。传播控制部分3504接收第一发送数据，并且为每个信道计算天线系数。合成部分3505将扩展信号乘以天线系数，以便输出天线信号。发送部分3506对加权信号进行频率变换，以便加以放大。天线部分3507发送相应序列的信号。

下面描述接收设备3600。

天线部分3601输出接收RF信号。接收部分3602接收所接收的RF信号，放大信号的功率和转换信号的频率。扩展码存储部分3603存储与扩展码个数相对应的扩展码。解扩部分3604计算接收信号和与信道相对应的扩展码的卷积，以便加以解扩，并且输出信道信号。解调部分3605接收信道信号和输出解调信道信号。功率检测部分3606为每个信道检测接收功率，并且输出接收功率信息。缓冲器3607临时保存调解信道信号和输出第二数据。比较部分3608接收所接收的功率信息、相互比较功率电平、和输出第一数据。

下面参照图37描述发送设备3500和接收设备3600的操作。图37用于说明将信息叠加在作为传播信息获得的接收功率上的通信方法。

为了方便起见，在图37中，发送设备具有与图35中相同的配置，和接收设备具有与图36中相同的配置。这两个设备可以是能够发送和接收的终端。

(0)初始化

在将电源供应给设备之后，发送设备和接收设备进行预定初始化操作，并且将各种参数等设置在预定值上。

(1)参考信号的发送

接收设备发送参考信号，以便检测传播状态。一旦检测到参考信号，发送设备根据该信号从接收信号中计算传播状态。

(2)加密发送

利用在(1)中获得的传播状态，发送设备将信息叠加在接收端的控制功率上，并且输出通信信号。接收设备接收通信信号，与接收信号的解调同时地检测信号的接收功率，和检测叠加在接收功率上的信息。随后，接收设备进行相似的过程。

下面根据图37中的过程，具体描述每个部分的操作。

这里假设信道个数是3(信道A、信道B和信道C)和天线个数是4(天线1、天线2、天线3和天线4)。进一步假设发送设备已经根据如前所述的通信过程(1)，计算出来自接收设备的传播状态。

一旦接收到第一数据和第二数据，调制部分3501临时保存第一数据，并且输出与三个信道相对应的调制信道信号。扩展部分3503接收调制信道信号，通过这些信号和扩展码存储部分3502提供的各自扩展码的卷积进行谱扩展，并且输出扩展信道信号。利用在通信过程(1)中获得的传播状态和第一数据，传播控制部分3504输出天线系数，以便接收端的功率变成预定状态。

在将信息叠加在功率上的方法当中，值得考虑的是将信息叠加在信道的功率的顺序上的方法和将信息叠加在信道的功率的差值上或信道的功率的比值上的方法。

这里描述将信息叠加在功率的顺序上的方法。

例如，当将第一数据叠加在信道的功率的顺序上时，可以像如下所述那样叠加6个信息：

信道A的功率＞信道B的功率＞信道C的功率

信道A的功率＞信道C的功率＞信道B的功率

信道B的功率＞信道A的功率＞信道C的功率

信道B的功率＞信道C的功率＞信道A的功率

信道C的功率＞信道A的功率＞信道B的功率

信道C的功率＞信道B的功率＞信道A的功率

将发送设备和接收设备事先共享的代码分别指定给6种模式。

对应于与第一数据相联系的功率信息，传播控制部分3504确定与调制信道信号相对应的天线系数。

下面参照图38描述利用天线系数控制功率的方法。图38例示了配备在发送设备和接收设备中的天线、在发送和接收天线之间确定的传播系数、和通过天线输入和输出的信号之间的关系。A1-A4表示配备在发送设备中的天线。Ar表示配备在接收设备中的天线。St1-St4表示发送RF信号。Srx表示接收RF信号。h1-h4表示传播系数。图中的合成部分3505对应于图35中的合成部分3505，并且例示了扩展信道信号Sc1-Sc4的计算和天线系数C11-C34之间的关系(发送部分已省略)。这些关系用如下方程来表达：

Srx(t)＝∑Stn·hn

      ＝∑(∑Scm·Cmn)·hn    (28)

发送设备根据在通信过程(1)中利用参考信号获得的h1-h4来调整C11-C34的值，从而，能够独立地为每个扩展信道信号调整在天线Ar中接收的接收信号Srx的接收功率。尤其，只通过改变C11-C34的相位来控制具有从每个天线发送的功率不发生改变的特征。

例如，对于信道A(Sc1)，计算C11-C14，以便从A1-A4发送的信号通过空间合成在Ar中提供最大功率。对于信道B(Sc2)，计算C21-C24，以便以相同的方式形成陷波(notch)。对于信道C(Sc3)，计算C31-C34，以便将功率设置在信道A和B之间的值上。

合成部分3505接收天线系数和调制信道信号，并且为天线1-4合成天线信号。天线信号在发送部分3506中经受频率转换和功率放大，并且在天线部分3507中发送出去。

接收设备中的天线部分3601接收如此发送的加密信号，并且将接收RF信号输出到接收部分3602。接收部分3602接收所接收的RF信号，并且输出经过功率放大和频率转换的接收信号。解扩部分3604接收所接收的信号，并且计算该信号和从扩展码存储部分3603输入的扩展码的卷积。与信道个数(这里，三个信道)相对应地进行解扩，并且输出为每个信道划分的信道信号。解调部分3605接收信道信号，以便加以解调，并且一边检测用于功率检测的信道检测信号，一边输出解调信道信号。缓冲器3607临时保存从解调部分3605输入的解调信道信号，以便作为第一数据来输出。功率检测部分3606接收信道信号，为每个信道估计接收功率，并且输出信道功率信息。比较部分3608相互比较信道功率信息给出的功率电平，并且，根据信道的功率的顺序将结果变换成事先指定的代码，以便作为第一数据来输出。

从发送部分3500发送的第一数据可以用作接收设备3600中的第一数据，尤其，第二数据用于有效利用在发送设备3500和接收设备之间形成的传播路径的通信。因此，提供了另一个接收设备不能翻译接收信息的特征，并且，理所当然，为需要高保密性的信息提供了有效通信装置。

除了上面的描述之外，下面参照图39到42描述本发明与传统技术之间的差异。图39示出了传统技术的例子，其中利用C1-C3控制信号Sc1-Sc3的输出功率，和利用W1-W4进行方向性控制。虽然在图39中，为所有天线相乘相同的加权系数(C1-C3)，但是，在图38中，对于Sc1-Sc3，为每个天线独立地控制加权系数(C11-C34)。在如图39所示，相同的加权系数用于所有天线的情况下，通过方向性给出的辐射特性配有方向性的尺度特性。

图40到42例示了信号的功率分布，其中，水平轴表示空间部分中的位置，垂直轴表示在该位置上的接收功率，和▲表示接收终端的位置。图40例示了由图39中的配置获得的特性。如图40所示，所有信号分布都是相似的，并且，分布形式表示用W1-W4给出的方向性控制的特性。因此，即使位置从目标位置移开，接收信号的功率也不会相应地发生改变。同时，图41例示了经过图38中的配置传播控制的信号分布。由于利用对于每个天线不同的系数的组合对发送信号进行加权(结果是，方向性特性不同)，每个信号的接收功率随着接收位置而相互不同。换句话说，虽然在目标接收位置(·)中获得控制功率比，但是，在除了那个目标位置之外的位置中，功率比是不同的。通过利用这种特性，将除了目标接收位置之外的位置中的接收功率用于发送终端不可能进行解调。

并且，利用图38中的加权系数C11-C34，可以控制接收功率是0的零点。众所周知，n个输出天线能够使n-1个零点得到控制。控制发送信号(例如，Sc1)，以便通过方向性控制在接收位置中获取足够的接收功率，同时控制其它发送信号(例如，Sc2和Sc3)的一些或全部，以便在目标接收位置中提供可控零点。因此，在传播控制下n(n≥2)个天线发送m(m≥2)或更多种信号是可能的，并且，控制信号的发送，以便将适当的功率供应给接收天线，同时控制不需要发送的信号的发送，以便将最多n-1个零提供给接收天线。另外，在m种信号中，只要至少存在一个要发送的信号，要发送的信号的个数可能是两个或更多个。图42例示了如此控制的状态。

在图42中，在▲的位置中，虚线所指的每个信号(Sc2和Sc3)形成接收功率被控制在低电平上的零，同时实线所指的信号(Sc1)具有足够的接收功率。在这种情况下，发送终端将要发送的信息叠加在Sc1上，同时将伪信息(或，非重要信息)叠加在Sc2和Sc3上。通过这样的通信，由于接收信号只是目标接收位置中的Sc1，接收终端不用特殊处理，通过解调接收信号就能够获取Sc1的信息。同时，当在其它地方接收这些信号时，接收的信号具有Sc1和Sc2的功率，因此，难以分离。即使可以分离，由于不可能估计要接收Sc1-Sc3当中的哪个信息，所以不能进行适当的解调。

当使用如此控制零点的方法时，由于在接收过程中只接收到要接收的信息，接收终端可能具有传统的配置。换句话说，存在只改变发送终端就能够使保密性有保证的通信得以实现的重要特征。

因此，根据第17实施例的通信设备和通信系统，除了第1实施例的效果之外，发送方的合成部分3505利用数个天线，在不同传播路径上将第一数据发送到通信对方，和接收方的比较部分3608接收经过不同传播路径的输入信号，并且从这些路径的传播环境的估计值的比较结果中获取第一数据，从而可以使利用第三方的通信设备截获第一数据变得极为困难，因此，能够提高高度保密性。并且，根据第17实施例的通信设备和通信系统，发送设备3500对数个信道的信号进行谱扩展，在多路复用过程中将信号乘以天线系数，以便为每个天线控制传播状态，从而能够将信息叠加在传播状态上(这里，信号功率，即，传播损耗)。并且，根据第17实施例的通信设备和通信系统，与ASK(幅度移位键控)所代表的幅度调制不同，作为将信息叠加在信号功率上的方法，传播状态得到有效使用。换句话说，由于使用了接收天线端中的信号功率，传播特性在其它接收点是不同的，和不会适当地接收到信号，在这一方面，本实施例明显不同于传统幅度调制。例如，由于如上所述，无需改变来自天线的输出功率就可以改变接收端的信号功率，所以，即使第三方截获了要解调的通信，也不可能解调第二数据，从而得出提供高度保密性的重要特征。此外，根据第17实施例的通信设备和通信系统，由于利用多载波信号进行对载波之间的信号功率的差异加以注意的通信，具有可以同时根据接收信号进行检测的重要优点。由于相同的时间和相同的频率，假设传播条件是相同的，从而可以提供稳定通信。例如，当使用多路复用两个信道(假设为信道R和信道S)的扩展信号时，无论信道S的信号功率高于还是低于被设置成参考的信道S的信号功率，指定一个代码都是值得考虑的。在将信息叠加在信号相位的情况下，根据信道R的参考信号检测信道S的参考相位同样值得考虑。

另外，第17实施例将谱扩展通信作为一个例子来描述。但是，本发明不局限于这样的通信，并且，可应用于诸如OFDM之类的多载波信号和可应用于单载波信号。OFDM通信可以通过分别用IFFT(付里叶逆变换)、FFT(付里叶变换)和副载波取代扩展、解扩和信道来实现。在OFDM的情况中，由于传播特性表现在副载波的功率方面，可以将包络用作参数来指定代码。

并且，虽然第17实施例描述了将信息叠加在通过传播合成的信号功率上的方案，但是，发明不局限于这样的情况。可以将信息叠加在信号的相位和频率上，进一步，可以将信息叠加在极化和延迟概要上。

并且，在第17实施例中，通过安排极化面不同(例如，相互垂直)的天线，作为天线配置，也可以将信号叠加在如前所述的极化波上。在这种情况下，尽管不特别要求多载波信号，但是，当使用多载波信号时，利用作为参考的信道R的极化面将信息叠加在信道S的极化面的角度上也是值得考虑的。

并且，在将信息叠加在延迟概要上的情况下，通过使用多载波信号，将信息叠加在从作为参考的信道R中获得的延迟概要与从信道S中获得的延迟概要之间的差值上也是值得考虑的。这样，由于延迟概要的传播状态的一致性得到保持，预期可以实现精确度高的通信。此外，在第17实施例中，在同一频率下同时叠加机密信息和伪信息能够只在目标接收位置中实现通信，并且能够实现机密性高的通信系统。

(第18实施例)

第18实施例推广了如第17实施例所述的发明，并且具有将信息叠加在从数个接收信号序列中获得的传播参数上的特征。

图43是例示作为根据第18实施例的通信设备的接收设备4300的图形。图44是例示根据第18实施例的发送/接收设备的配置的图形。另外，将与图9或图36中相同的标号指定给与图9或图36中相同的部分，并且，省略对它们的描述。

作为根据本发明第18实施例的通信设备的接收设备4300含有替代如图36所示的根据本发明第17实施例的接收设备3600的配置中的接收设备3602的接收部分4302a和4302b、替代该配置中的解扩部分3604的解扩部分4303a和4303b、和替代该配置中的解调部分3605的解调部分4304a和4304b。

接收设备4302由接收部分4302a和4302b组成。解扩设备4303由解扩部分4303a和4303b组成。解调设备4304由解调部分4304a和4304b组成。

接收部分4302a对从天线4301a输入的接收RF信号进行功率放大和频率转换，以便输出到解扩部分4303a。

接收部分4302b对从天线4301b输入的接收RF信号进行功率放大和频率转换，以便输出到解扩部分4303b。

解扩部分4303a计算从接收部分4302a输入的接收信号和与信道相对应的扩展码的卷积，以便进行解扩，并且将信道信号输出到解扩部分4304a。

解扩部分4303b计算从接收部分4302b输入的接收信号和与信道相对应的扩展码的卷积，以便进行解扩，并且将信道信号输出到解扩部分4304b。

解调部分4304a解调从解扩部分4303a输入的信道信号，并且，在根据来自通信控制部分4306的输出指令信号，将解调信号输出到功率检测部分3606的同时，将调制信道信号输出到选择合成部分4305。

解调部分4304b解调从解扩部分4303b输入的信道信号，并且，在根据来自通信控制部分4306的输出指令信号，将解调信号输出到功率检测部分3606的同时，将调制信道信号输出到选择合成部分4305。

根据从通信控制部分4306输入的选择合成信号，选择合成部分4305选择(或合成)从每个天线接收的分接收信号(或分接收数据)，并且，输出选择或合成的结果，作为第二数据。这样，由于获得了随时间切换传播空间的效果，所以获得像空间分集那样的增益。

通信控制部分4306将指令在预定时间选择/合成来自预定天线的分接收信号(或分接收数据)的选择合成信号输出到选择合成部分4305。部分4306进一步输出指令解调部分4304a或4304b分别将接收包括机密信息的信号的天线4301a或4301b的解调信号输出到功率检测部分3606的输出指令信号。这样，由于第三方既不能估计传播空间，也不能划分天线4301a和4301b的通信信号，所以提高了实现更高保密性的优点。

比较部分3608(传播参数差计算装置)计算在天线单元4301a中接收的接收信号的接收功率和在天线单元4301b中接收的接收信号的接收功率之间的差值(传播参数差)，并且输出计算的差信息，作为第一数据。

图45例示了配备在发送设备和接收设备中的天线、在发送和接收天线之间确定的传播系数、和通过天线输入和输出的信号之间的关系。图45示出了两个接收天线，而图38示出了一个天线。

在如上所述配置的系统中，天线Ar1和Ar2中的接收信号通过如下方程给出：

Srx1(t)＝∑Stn·h1n

       ＝∑(∑Scm·Cmn)·h1n  (29)

Srx2(t)＝∑Stn·h2n

       ＝∑(∑Scm·Cmn)·h2n   (30)

从方程(29)和(30)中可明显看出，由于在传播路径的配置中Srx1和Srx2相互不同，传播参数h1n和h2n也相互不同。Srx1和Srx2的接收状态可通过在方程(29)和(30)中指出的Cmn的操作来控制。接收终端使用从Srx1获得的传播状态和从Srx2获得的传播状态的比较结果，作为用在解调和解码中的信息是值得考虑的。换句话说，发送方将信息叠加在利用Srx1和Srx2控制的传播参数的差值(譬如，相位差和接收功率差)上，以便加以发送，同时，接收方计算从Srx1和Srx2的接收信号中获得的传播参数的差值，并且将该差值用作一部分或全部信息，以便进行通信，从而能够实现各种通信。并且，这样的通信需要估计两个序列传播参数，因此，能够提供高度保密性。当然，增加天线个数使系统的构造更加复杂，因此，预期保密性会得到提高。

并且，可以利用数个天线Ar1和Ar2来进行保密通信。如上所述，天线Ar1和Ar2具有不同传播参数，并且接收不同信号，利用这一点控制天线Ar1和Ar2的调制信号使通信更加复杂和安全。例如，只将机密信息发送到天线Ar1、天线Ar2、或这两个天线Ar1和Ar2，或者，在预定时间间隔内切换这些状态。

下面参照图71给出具体描述。图71与图42相似，并且示出了两个目标位置的情况。在图71中示出了上图和下图，它们表示与图42中一样的功率分布。上图和下图表示相同的部分。例如，如在第17实施例中所述，当在两个位置形成零点和在发送信号的同时随时间切换零点时，像在上下图中切换功率分页。与切换同步，接收方进行切换，从而可以进行像第17实施例中那样的通信。并且，如图76所示，当利用在两个位置上形成的零点实现通信时，两个天线都不接收不必要分量，因此，可以相似地进行通信。并且，可以利用传播系数将在天线Ar1和Ar2中分别接收的接收信号，即，图中的粗线和细线分离。当天线个数是n(Ar1...Ar2)时，利用空分多路复用(SDM)或MIMO(多输入多输出)使通信容量能够增加如图42所示的n倍。并且，利用时空编码预期会使特性得到极大提高。因此，在通信容量和通信质量方面存在重要优点。

此外，进行这样的通信增加了构成如图45所示的信道的参数单元，并且具有极大地降低信息泄漏给第三方的风险的重要特征。当将机密通信应用于用在MIMO中的空分中的导频信号或通信中相位或幅度的参考信号时，可以获得相同的效果。

在上文中，与传播特性相对应地计算天线系数(加权系数)，下面描述计算方法。将n×m矩阵H(换句话说，发送天线的个数是n，和接收天线的个数是m)作为一个例子来描述。利用正交矩阵U(m×m)和V(n×n)和奇异值矩阵S(n×m)将所有矩阵H表达如下：

U×S×V′＝H    (31)

V′代表厄米转置。

假设如此分解的正交矩阵U(或V)被排列成m(n)个m×1(1×n)奇异值矢量，将这m(n)个m×1(1×n)奇异值矢量分别称为u1到m(v1到n)。在这种情况下，u1到m(v1到n)是：

ux×H＝λx (或，H×vx＝λx)  (32)

λx是与ux(vx)相对应的奇异值。在这种情况下，代表传播特性的矩阵H经过奇异值分解，奇异值λx为0(λx＝0)的特性矢量ux的每个元素用作天线系数(加权系数)，从而可以将接收端的接收功率控制在0上。

下面参照图44给出更具体描述。由于除了不进行矢量量化之外，图44中的配置几乎与图9中的相同，所以从图9中的配置中删除编码部分105码簿905。下面只描述与图9的不同之处。传播估计部分103从接收信号中计算终端之间的传播特性(传播矩阵H)，以便将其输出到系数计算部分903。系数计算部分903对传播矩阵H进行奇异值分解，其中，假设奇异值矢量vx(x＝1，...，p)具有奇异值λx≠0，和奇异值矢量vx(x＝p+1，...，n)具有奇异值λx＝0。为了便于描述，将前面矢量的每一个称为奇异值矢量，而将后面矢量的每一个称为零矢量。将所有矢量临时存储在缓冲器904中。同时，调制部分906接收通信信息1-k，以便分别输出调制信号1-k。加权部分907接收奇异值矢量和调制信号，并且将与以机密性为目的的通信信息相对应的调制信号(这里，假设通信信息1和调制信号1)与奇异值矢量(v1-vp)的每一个(例如，具有最大奇异值的一个或通过加入一些或全部矢量获得的矢量)矢乘。并且，在增加机密性的情况下，部分907将接收设备没用的矢量通信信息(这里，假设通信信息3和调制信号3)与保存在缓冲器904中的奇异值矢量当中零矢量(vp+1-vn)的每一个(相加矢量的一些或全部)矢乘。将矢量计算得出的调制信号矢量输入到发送部分908。发送部分908为每个天线信号序列相加调制信号矢量，以便进行频率转换，并且通过天线901发送所得信号。

接收设备通过传播空间接收如此发送的信号，利用传播空间的特性(传播矩阵H)和调制信号Smod将发送信号表达如下：

H×Smod×vx＝λx×Smod    (33)

从方程(33)可以看出，与奇异值矢量相乘的调制信号1可以到达接收设备。同时，将调制信号3与λx为0(λx＝0)的矢量相乘，因此，它不能到达接收设备。换句话说，接收设备无需进行特殊处理，通过解调接收信号就能够解调调制信号1。

上文等效于进行如在图42、71和76中所述的零控制。换句话说，这些图表明，当利用零控制实现机密通信时，进行奇异分解，和利用如此获得的奇异值矢量可以容易地实现通信。

当不是发送/接收设备的第三设备接收这些信号时，由于作为发送设备共享的传播特性的传播矩阵H′不同，不能获得方程(33)。换句话说，调制信号1和3是通过传播矩阵H′和奇异值矢量的相关性给出的，并且，不可能分离调制信号1和3。

并且，关于与不是机密的通信信息相联系的调制信号(这里假设通信信息2和调制信号2)，作为在加权部分907中相乘的系数，使用除了保存在缓冲器904中的奇异值矢量(或诸如[1，1，...1]之类的常矢量)之外的系数。在这种情况下，由于提供了与奇异值矢量不同的系数，不能获得方程(33)，和在接收设备中接收到信号。

如上所述，发送设备分解调制信号，以便通过在发送设备和作为通信对方的终端之间形成的传播状态(或传播参数)发送，和从天线发送分解信号，并且，这些信号通过空间合成在接收端形成原调制信号。此刻，分解调制信号的方法包括将从传播参数中引入的系数(与方程(32)的特性矢量的元素相对应的值)用作天线系数(或加权系数)，并且将原调制信号乘以天线系数。这样，由于在不能共享传播参数的第三终端中空间合成的结果是不同的，第三终端不能进行精确解调，从而导致机密性。

并且，上文表明，对于通信系统来说，即使在没有特殊配置的接收设备中，也可以进行选择性通信。换句话说，本发明具有只改变发送设备就可以实现保密通信的极为显著特征。

因此，根据第18实施例的通信设备和通信系统，除了第1和17实施例的效果之外，由于与传播状态相对应地分解要发送的调制信号，和从不同天线发送信号，传播状态不同的第三终端在空间合成时得出不同结果，并且不能适当地解调信号，从而保证了高度保密性。并且，在第18实施例中，同时将机密信息和伪信息叠加在同一频率上使得只能在目标接收位置中进行通信，并且提供了高度机密性的通信方法。

另外，尽管第18实施例存在天线Ar1和Ar2与同一终端相连接的前提，但是，本发明不局限于这样的情况。天线Ar1和Ar2可以与不同终端(例如，终端1和2)连接。从而，可以与终端1和2同时进行保密通信，和构造出有效的系统。

(第19实施例)

第19实施例的特征是利用叠加在接收信号上的传播特性指定终端。

图46例示了根据第19实施例的接收设备4600的配置。将与图1中相同的标号指定给与图1中相同的部分，并且省略对它们的描述。

传播特性提取部分4606由特性提取部分4601和缓冲部分4602组成。特性提取部分4601从传播估计部分103输入的传播估计信息中提取传播状态的特性，并且将特性提取信息输出到缓冲器4602和终端确定部分4603。作为缓冲信息，缓冲部分4602将与存储的传播状态相对应的特性提取信息输出到终端确定部分4603。

信号处理选择部分4607由缓冲部分4604和信息处理部分4605组成。

特性提取部分4601接收从接收信号中获得的传播信息，并且编码信息，以便提取特性。作为特性提取的元素的例子包括相位特性、增益特性、极化特性、传播延迟特性、延迟扩散特性、和通过到达方向估计的角度分布。也许可以取样从将一个元素或数个元素的组合用作模拟值中获得的特性。在这种情况下，不特别需要提取特性，并且通过比较模拟信息获取终端确定部分4603中的确定结果，从而使确定结果具有高精确度。同时，特性提取方法的例子包括付里叶变换、离散余弦变换、和子波变换所代表的变换、利用滤波器和多带滤波器的滤波、和基于线性预测的系数提取。并且，特性提取部分4601可以具有与如图1或其它所示的编码部分105相同的配置。通过使用如图4所示的矢量量化，编码部分105能够将各种信号序列表示成单个代码，导致在确定终端的过程中便于比较的特征。

缓冲部分4604临时存储提取的特性提取信息，并且在预定时刻将存储的特性提取信息输出到终端确定部分4603，作为缓冲信息。

终端确定部分4603(确定装置)将从特性提取部分4601输入的特性提取信息与从缓冲部分4606输入的缓冲信息相比较，以便确定是否匹配，并且将确定结果输出到信息处理部分4605，作为终端确定信号(第一数据)。终端确定部分4603利用在预定时间内获得的传播信息，以二进制信号的形式输出最终终端确定结果，作为终端确定信号。在这种情况下，通过使用诸如0到9之类的多值信号，取代使用诸如1和0之类的二进制信号，可以构造出更灵活的系统。并且，当特性提取部分4603提取系数时，终端确定部分4603获取所获取的系数序列之间的欧几里得距离，并且，当该值小于等于预定值时，确定终端是同一终端，而当该值不小于预定值时，确定终端是不同终端。当在作出确定时由于噪声或传播特性的涨落使确定不稳定时，存储预定间隔内的确定结果，和在对固定间隔内的结果求平均之后作出确定的方法值得考虑。在这种情况下，为了表示相同或不同，提供成为似然值的在0到9范围内的预定结果，取代用二进制0或1表示结果是值得考虑的。尤其，由于作出严格的终端确定往往会出现错误的确定，所述通过根据在预定间隔内获得的似然值的平均值作出确定，进行稳定终端确定。因此，终端确定部分4603根据估计传播环境，监视当前通信终端，并且，进行观察，以防止机密信息被泄漏给，例如，在觉察到之前恶意切换的通信终端。

缓冲部分4604临时存储从解调部分104输入的接收数据。

信息处理部分4605根据存储在缓冲部分4604中/从缓冲部分4604输入的接收数据序列和从终端确定部分4603输入的终端确定结果切换信息处理的内容。例如，在接收数据当中，无需加以处理，可以像误差处理那样全部放弃诸如私人信息、计费信息和机密信息之类非常依赖于终端的信息。并且，发送根据终端确定结果确定来自另一个终端的访问的事实，和进行有关保密措施的处理。

下面描述接收设备4600的操作。

这里的描述是在以终端指定为目的的通信终端是通信终端1，和通信对方是通信终端2的假设下给出的。由于终端登记和终端确定的操作是对从通信终端2发送的信号进行的，只描述通信终端2发送信号的情况。

通信终端1为通信终端2进行终端登记操作。

通信终端1利用天线101接收来自通信终端2的参考信号，和接收部分102接收RF信号和输出接收信号。传播估计部分103接收所接收的信号，并且从接收信号和参考信号中估计传播特性，以便输出传播信息。传播特性提取部分4606接收传播信息，和特性提取部分4601输出特性提取信息。将特性提取信息存储在缓冲部分4604中，作为指定成为通信对方的通信终端2的信息。从而完成终端登记操作。

其次，通信终端1与通信终端X通信信息，同时确定通信终端X是否是登记终端(通信终端2)。

通信终端1接收天线101中来自通信终端X的通信信号，和接收部分102接收RF信号，并且输出接收信号。传播估计部分103接收所接收的信号，从接收信号中估计传播特性，并且输出传播信息。将传播信息输出到特性提取部分4601、接收部分102和解调部分104。根据传播信息，接收部分102控制要成为接收信号的RF信号处在最佳状态下，同时进行频率纠正、时间纠正、增益纠正等。解调部分104接收所接收的信号，在根据传播信息进行频率/相位纠正和时间纠正的同时，进行检测和解调，并且输出接收数据序列。

下面参照图47描述在作出终端确定的情况下的通信过程。这里假设基站进行终端指定(图47中的接收设备)，和终端(图47中的发送设备)受到终端指定。

(0)基站和终端：初始化

在供电之后或一旦接收到特定信号，基站和终端两者都被设置成初始状态。同时，根据预定过程设置诸如频率和时间同步之类的状态。

在完成初始化操作后的预定时间之后，接收设备在预定时间间隔内在控制信号中发送控制信息。

同时，基站在完成初始化操作之后搜索控制信号。当接收到从基站发送的控制信号时，为了使系统在时间、频率等方面保持同步(系统同步)，终端检测时间、频率等。在适当地完成了系统同步之后，终端发送通知基站存在终端的登记请求信号。响应来自终端的登记请求，基站发送登记允许信号，从而允许终端登记。

(1)终端：参考信号的发送

终端输出用于在基站中进行的传播估计的参考信号，作为参考信号。具体操作与在第1实施例或其它中所述的方法中的操作相同。基站从在通信中获得的传播信息中提取特性，并且与终端信息一起，登记作为用于终端指定的信息获得的传播特性的特性信息。

(2)基站：通信信号的发送

基站开始通信和发送通信信号。当进行加密通信时，基站可以利用在其它实施例中所述的方法发送加密信号。

当终端接收到通信信号时，接收解调部分150将接收信号解调成解调信息，并且输出解调数据。当在通信过程中进行加密时，利用在其它实施例中所述的方法进行解码。

(3)终端：通信信号的发送

终端发送通信信号。基站从来自接收部分102的接收信号中估计传播特性，并且从传播信息中提取特性信息。同时，基站解调接收信号，并且输出接收数据。通过将特性信息与在(1)中登记的特性信息相比较，对终端作出确定。与指示含有如此获得的确定的最后确定结果的正确/错误信息一起输出接收数据。信息处理选择部分4607接收所接收的数据和终端确定信号，并且在预定时间内将接收数据存储在缓冲部分4604中。同时，利用在预定时间内获得的传播信息，终端确定部分4603以二进制信号形式输出最后终端确定结果，作为终端确定信号。信息处理部分4605根据存储在缓冲部分4604中的接收数据序列和终端确定结果切换信息处理的内容。例如，在接收数据当中，无需加以处理，可以像误差处理那样全部放弃诸如私人信息、计费信息和机密信息之类非常依赖于终端的信息。并且，发送根据终端确定结果确定来自另一个终端的访问的事实，和进行有关保密措施的处理。

随后，重复(2)和(3)中的加密通信和一般通信。

通过根据如上所述的过程进行通信，可以检验接收信号和输出信号的终端。尤其，作为终端确定的方法不需要过程(2)，只通过过程(1)和(3)就可以实现它。

并且，根据在(3)中的操作中获得的确定结果改变随后信息处理操作是值得考虑的。通过根据确定结果改变处理，可以在较高程度上保持处理的安全性，并且防止未正当授权的终端进行数据欺诈。因此，可以构造成保密性明显高的设备和系统。

在通信终端之间形成的传播路径的特性由终端的位置和终端附近的布局决定，不可能把特性改变成任选的一个。尽管使用数个天线来控制传播的方法值得考虑，但是，由于第三终端不可能测量传播路径特性和难以预测特性，通过操作特性伪装成通信终端是极其困难的。因此，利用本发明的终端指定方法能够极其简单地和高度精确地得以实现。

并且，当使用数个天线101和接收部分102，和通过从两个或更多个接收信号序列中获取两个或更多个传播路径的特性确定终端时，终端的传播信息变分量集的，使得能够精确度更高地作出确定。

上述方法存在错误确定结果导致在通信过程中出现巨大损耗的可能性。为了减轻这样的损耗以保证稳定通信，当终端确定导致否定确定时进行重新确认是值得考虑的。下面参照图47描述这些过程。

(3′)终端：通信信号的发送

基站利用从终端发送的通信信号中获得的传播信息(这里，假设获得与在(1)中登记的信息不同的结果)作出终端确定。基站确定信息来自与登记终端不同的终端，作为确定结果，并且与接收数据一起输出否定终端确定信号。

(2′)基站：请求信号

为了根据终端确定的结果重新确认终端，基站将验证请求信号发送到终端，作为请求信号。

(1′)终端：参考信号的发送

一旦接收到请求信号，终端响应该信号进行操作。这里，终端再次发送请求信号。接着的过程与过程(1)到(3)相同。通过进行上述过程，当由于传播环境的变化发生错误确定时，进行重新确认能够提供稳定通信。

并且，当确定结果不同时，图46中的信号处理选择部分4607中止信息处理部分4605的处理，和在等待到过程(1′)和随后的过程的重新确定结果之后，确定处理过程是值得考虑的。为了应付传播环境的变化，基站与过程(3′)到(1′)无关地在预定间隔内更新登记终端指定信息是值得考虑的。

并且，将参考信号插入(3)和(3′)的通信信号的一部分中使基站能够进行稳定传播估计，其结果是，基站能够获取稳定终端确定结果。此刻，参考信号不需要是与用在(1)中相同的参考信号，并且可以用导频信号来取代，或者，在通信过程中一般使用已知信号序列。

如上所述，例如，在开始通信，然后完成通信的时间间隔内的会话中，本发明能够有效地提供在基站和终端之间完成验证，然后完成会话的时间间隔内的信息。因此，存在重要性质，例如，当另一个终端通过因特网，在通信计费信息的会话期间发送欺诈信息时，可以防止对通信施加不得影响。

在上面的描述中，虽然参考信号用于估计传播，但是，任何信号序号都是可用的，只要在通信环境下使用该序列能够使错误得到检测。作为这样的信号序列，导频信号、已知信号、丝字信号、同步信号、同步字、前置码信号、中置码信号、后置码信号、参考信号、和独特字信号都是众所周知的。可选地，可以使用在解调错误中得到充分保护的信号序列，例子包括包含在在M元调制方案中通信的信号序列和在具有高纠错能力的方案中编码的信号序列中的PSK信号序列。

并且，将指定终端的ID插入从终端到基站的通信的一部分中，和利用源自传播信息的值和结果也是值得考虑的。

因此，根据第19实施例的通信设备和通信系统，除了第1实施例的效果之外，终端确定部分4603根据传播估计值确定设备当前与之通信的终端是否是所需通信对方，并且，当终端不是所需通信对方时，根据终端确定结果，将接收数据的处理切换成不解调接收数据的处理。因此，可以防止更高水平的安全性，和防止未正当授权的终端进行数据欺诈，从而能够构造出保密性非常高的设备和系统。

(第20实施例)

图48和49是例示在多路复用有关传播参数的信息的系统中设置通信帧的具体方法的例子。另外，第20实施例中的通信设备具有与图7中相同的配置，因此，省略对它们的描述。

为了便于描述，第20实施例假设发送下行链路信号的设备是基站，和发送上行链路的设备是终端。图48是说明下行链路和上行链路信号的时序的图形。图48(a)显示了单向通信保密信息的情况，和图48(b)显示了双向通信保密信息的情况。另外，在第20实施例中，假设基站和终端含有发送/接收设备700。

首先描述单向通信保密信息的情况。在基站向终端发送不加密的一般通信信号#4801的情况下，基站在终端在上行链路上向基站发送包括参考信号#4802的通信信号#4803时，根据参考信号#4802选择与传播状态相对应的加密密钥，并且向终端发送利用终端公用的所选加密密钥加密的加密通信信号#4804。终端在预定间隔内向基站发送包括参考信号#4802的通信信号。每当接收到从终端发送的参考信号#4802时，基站检验加密密钥是否发生了改变，并且，在检验过之后，向终端发送加密信号#4805。

接着描述双向通信保密信息的情况。基站向终端发送包括参考信号#4806的通信信号#4807。终端向基站发送包括参考信号#4808的通信信号#4809。已经接收到参考信号#4808的基站根据参考信号#4806选择与传播状态相对应的加密密钥，并且向终端发送利用所选加密密钥加密的加密信号#4810。同时，已经接收到参考信号#4806的终端根据参考信号#4806选择与传播状态相对应的加密密钥，并且向基站发送利用所选加密密钥加密的加密信号#4811。然后，基站向终端发送加密信号#4812。

下面参照图49描述发送参考信号的定时。图49示出了脉冲串结构的例子。

在如图49(a)所示的帧结构中，脉冲串由通信信号和参考信号组成。作为参考信号，可以使用，例如，导频信号。通过这样的配置，可以同时发送估计传播特性的信号和发送数据的参考信号，和实现有效帧结构。并且，通过利用两个或更多个连续码元配置参考信号的一部分或全部，在估计传播特性的过程中可以使用传播特性变化小的码元来估计，和可以实现精确度高的传播估计。并且，通过将预定间隔内的参考信号安排在整个脉冲串上，即使由于快速衰落在脉冲串中发送特性发生巨大改变，也可以根据参考信号补偿衰落失真，从而可以实现高质量的发送。在这样的快速衰落环境下，难以利用在每个实施例中所述的终端之间形成的传播特性实现通信，因此，每个终端可以在检测到快速衰落的时候，利用传播特性在是否进行通信之间切换。

在图49(b)中的帧结构中，如图49(a)所示的帧结构中的参考信号的一部分或全部是参考信号1和2。借助于这样构成的帧结构，向作为发送目标的终端(终端2)发送脉冲串的终端(终端1)在利用传播特性使接收点中参考信号1的接收功率大于参考信号2的接收功率的控制下进行通信，从而，作为发送目标的终端2可以通过根据接收功率之差确定作为通信信号的参考的参考信号，进行精确解调，而另一个终端因接收功率随位置而不同，不可能进行精确解调，因此，提供了一个优点。并且，在终端2含有n个天线的情况下，为每个天线多路复用参考信号1-n是值得考虑的。这样，将信息叠加在参考信号1-n的传播参数上能够实现非常先进的通信。并且，当存在m个终端2时，对到终端的通信进行空间多路复用能够使谱效率提高。(在这种情况下，n和m的关系需要满足n＞m)。从而，可以构造出谱效率高的系统。

在图49(c)中的帧结构中，如图49(a)所示的帧结构中的通信信号的一部分或全部是通信信号1和2。借助于这样构成的帧结构，终端1在利用传播特性使接收点中通信信号1的接收功率大于通信信号2的接收功率的控制下与终端2通信，从而，作为发送目标的终端2可以通过根据接收功率之差确定通信信号1，进行解调，而另一个终端因接收功率随位置而不同，不可能进行精确解调，因此，提供了另一个优点。通信信号可以被称为数据、数据码元、调制码元、数据调制码元、自由码元或用户码元、和表示通过通信数据调制的码元。

因此，根据第20实施例的通信设备和通信系统，除了第1实施例的效果之外，在选择上行链路信道或下行链路信道的同时，改变参考信号的发送定时或发送参考信号，从而可以发送和接收有效加密信号。

另外，在图48(b)和(c)中，尽管第20实施例关注接收功率的差值，但接收功率只是传播参数的一个例子。将信息叠加在通信信号1(参考信号1)和通信信号(参考信号2)之间的传播参数的差值上，或者，在接收通信信号1和通信信号2的终端2中根据通信信号(参考信号1)计算传播参数的差值和获取结果作为解调结果的一部分或全部也是值得考虑的。并且，第20实施例描述了多路复用图49(b)中的参考信号的情况，和多路复用图49(c)中的通信信号的情况。但是，显而易见，可以多路复用参考信号和通信信号。

(第21实施例)

图51是例示在多路复用有关传播参数的信息的系统中设置通信帧的具体方法的图形。另外，第21实施例中的通信设备具有与图36中相同的配置，因此，省略对它们的描述。

图50示出了码分多路复用(CDM)的帧结构的例子。

图50(a)中的帧由导频信号和数据信号组成。导频信号表示数据信号的相位和幅度的基准。接收设备在解调数据信号的过程中将从导频信号中获得的相位和幅度的信息用作参考，并且从参考信号中计算诸如时间和频率的同步之类的传播状态和多路状态。在码分多路复用中，在数据信号上多路复用数据1到数据n(n是1或大于1的整数)。这里假设分别将代码1-m指定给数据1-n。终端1为与估计传播特性相对应的数据1-n控制传播参数(这里，假设为接收功率)。此刻，当进行加权，以便将信息叠加在接收功率上时，信号在数据1-n的每一个的接收功率受到控制的条件下到达终端2的接收端。由于接收功率是作为用代码1-m解扩获得的信号的幅度获得的，可以从幅度信息中检测叠加信息。这里，假设要多路复用的数据项数目是n，代码种类数目是m，和n大于等于m(n≥m)。并且，将终端1控制的接收功率设置在0上能够实现n＞m的通信。并且，当m是1(m＝1)时，不必进行码分多路复用。

图50(b)中的帧结构与图50(a)中的帧结构不同，它具有在码分多路复用过程中在数据1-n上多路复用导频信号的特征。在图50(b)中，与图50(a)中的帧结构一样，可以将信息叠加在传播信息上，并且，控制导频信号的相位和幅度也是值得考虑的。

在图50(c)中的帧中，通过码分多路复用在数据1-n上多路复用导频信号1-m。通过采用这种结构，可以独立地控制最多m个导频信号，并且，例如，根据导频信号1的相位和幅度调制数据1-j，而根据导频信号2的相位和幅度调制数据j+1-k，从而可以构造出智能通信系统。这样，利用各自导频信号和与导频信号相对应的数据信号可以与数个接收终端通信，并且，在每一个作为通信对方的接收终端中的接收端上将导频信号分别控制在适当的信号基准上。因此，获得了即使接收和试图解调信号，接收终端也不能解调其它接收终端的数据信号的重要特征。通信信号可以被称为数据、数据码元、调制码元、数据调制码元、自由码元或用户码元、和表示通过通信数据调制的码元。

因此，根据第21实施例的通信设备和通信系统，除了第1实施例的效果之外，由于导频信号和数据经过码分多路复用，可以发送和接收抗干扰的加密信号。

另外，在第21实施例中，导频信号用于数据信号的相位和幅度的参考。但是，本发明不局限于导频信号，可以选择除了导频信号之外的任何参考信号。

(第22实施例)

图51是例示作为根据本发明第22实施例的通信设备的发送/接收设备5100的配置的图形。除了如图2所示的根据第1实施例的发送/接收设备200之外，发送/接收设备5100含有正交频分多路复用部分5101。另外，将与2中相同的标号指定给与图2中相同的部分，并且省略对它们的描述。

切换部分2100在从加密部分209输出的加密保密数据和从参考信号生成部分208输出的参考信号之间切换，以便将所需载波指定给在如后所述的正交频分多路复用部分5101中受到正交频分多路复用处理的发送信号。

正交频分多路复用部分5101对从调制部分211输入的发送信号进行正交频分多路复用处理，以便输出到发送部分212。换句话说，正交频分多路复用部分5101对从调制部分211输入的发送信号进行付里叶逆变换，从而将平行数据转换成串行数据，并且将结果输出到发送部分212。将经过正交频分多路复用处理的发送信号指定给副载波。

图52示出了正交频分多路复用(OFDM)的帧结构的例子。垂直轴表示频率，和水平轴表示时间。方块表示码元的副载波。

如图52(a)所示的帧由用于码元同步的导频信号、用于数据解调的参考信号、和用于数据发送的数据信号组成。用于同步的导频信号用于获取OFDM码元的时间和频率的同步。零码元、短字码元和长字码元是众所周知的。同时，插入用于数据解调的参考信号以纠正频率特性、传播延迟和传播失真造成的相位旋转，并且提供要调制的数据信号的相位和幅度的参考。在传播环境发生变化和/或延迟概要发生变化的环境下，将参考信号插入帧中能够实现稳定通信。根据本发明，通过一边在接收端控制相位和幅度一边发送与传播特性相对应的参考信号，由于在除了设置的接收端之外的位置不能获得精确参考信号，所以难以进行精确调制，从而导致重要特征。

与图52(a)中的帧结果一样，图52(b)中的帧由用于码元同步的导频信号、用于数据解调的参考信号、和数据信号组成。与在特定码元中发送参考信号的图52(a)中的帧结构不同，所有码元的一部分是参考信号，从而可以改变与码元相对应的参考信号。换句话说，在切换码元的过程中利用传播特性的控制系数发生改变，以便随时改变参考信号的相位和幅度，从而可以进行更复杂的控制，和保证保密系统的高度保密性。并且，参考信号是已知信号，因此，可以用作导频信号，从而可以对环境的瞬时改变进行纠正。

在如图52(c)所示的帧中，图52(b)中的帧结构中的参考信号随时间而改变。随时改变参考信号的位置具有使参考信号和数据信号跳频的效果。换句话说，即使在传播状态下某个副载波的功率因陷波而降低，但是，由于信号模式得到切换，陷波引起的影响得到抑制，成为一种暂时影响。例如，当一部分参考信号受陷波影响时，巨大的影响施加在数据信号上，并且，在帧结构2中，该影响持续到传播状态发生改变为止。但是，在这种结构中，可以限制参考信号的影响。通信信号可以被称为数据、数据码元、调制码元、数据调制码元、自由码元或用户码元、和表示通过通信数据调制的码元。

因此，根据第22实施例的通信设备和通信系统，除了第1实施例的效果之外，正交频分多路复用部分5101对加密数据和导频信号进行正交频分多路复用处理，以指定副载波，从而在发送加密信号的过程中可以提高谱效率。

(第23实施例)

在第23实施例中，是否进行保密通信由来自上层的指令决定。

图53是例示根据第23实施例的发送/接收设备的配置的图形。另外，将与图7中相同的标号指定给与图7中相同的部分，并且，省略对它们的描述。

通信控制部分5301控制通信方法的切换和与通信时间相对应的合成。换句话说，当通信控制部分5301从上层5303接收到进行保密通信的通信控制信号时，通信控制部分5301将从编码部分703输入的传播信息输出到传播控制部分701，将进行保密通信的接收控制信号输出到接收部分202，并且进一步将进行保密通信的发送控制信号输出到发送部分705。同时，当通信控制部分5301接收到不进行保密通信的通信控制信号时，通信控制部分5301将不进行保密通信的接收控制信号输出到接收部分202，并且进一步将不进行保密通信的发送控制信号输出到发送部分704。关于传播控制方法，当进行保密通信时，进行如在其它实施例中所述的传播控制，和当执行传统通信方法时，不进行传播控制，或者，控制方向性，作为提高通信质量的传播控制是值得考虑的。

缓冲部分5302临时保存发送数据，以便将其输出到切换部分210。

上层5303是通信层结构中比L1高的每一层(数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、和应用层当中)。在上层中，输入和输出接收数据和发送数据，同时，在必要的时候，选择通信方法，和输出用于该方法的控制信号，作为通信控制信号。

利用本发明的通信方法在与传统通信方法的兼容性方面是高的，并且，可以在利用本发明的通信方法和传统通信方法之间切换，以便加以使用。这样，与像如下那样的状态相对应：

(1)作为通信对方的通信设备是否支持保密通信；

(2)应用是否支持本发明的通信方法；

(3)应用是否需要本发明的通信方法；和

(4)用户是否需要本发明的通信方法，

可以在传统通信方法和利用本发明的通信方法之间切换。并且，正如在其它实施例中所述的那样，即使需要保密通信，也可以通过在保密方面只保护要通信的重要信息来保证通信质量。

下面参照图54描述如图53所示的发送/接收设备的操作。

当上层部分输出通信控制信号，以便实现保密通信时，通信控制部分输出发送和接收控制信号，以便为保密通信进行传播控制(图54中的(1)和(4))。同时，当上层部分输出通信控制信号，以便不实现保密通信时，通信控制部分输出发送和接收控制信号，以便不为保密通信进行传播控制(图54中的(2)、(3)和(5))。

因此，根据第23实施例的通信设备和通信系统，除了第1实施例的效果之外，根据来自上层5303的指令，通信控制部分5301在传统方法和保密通信方法之间切换，以便在保密方面保护作为利用传播估计值进行第一次的发送和接收的通信方案的重要信息，从而能够提高多功能通信设备。

另外，在第23实施例中，利用发送控制信号和接收控制信号，打开/关闭接收部分202和发送部分7095中的传播控制。但是，本发明不局限于这样的方法，当接收部分202或发送部分705具有与传统通信设备中相同的配置时，不需要对这样的部分的控制信号。这样的部分的例子包括如图1所示的通信设备中的发送部分152、和与如图7所示的通信设备相对应的通信设备中的加密接收部分706。

(第24实施例)

第24实施例具有天线系数包括机密信息的特征。

图55是例示作为根据第24实施例的通信设备的发送设备5500的配置的图形。图56是例示作为根据第24实施例的通信设备的接收设备5600的配置的图形。

首先描述发送设备5500。

调制部分5501临时保存第二数据，并且向组合部分5502输出与信道个数相对应的信道相位调制信号。

根据从传播调制部分5507输入的调制天线系数，组合部分5502进行从调制部分5501输入的调制信号的组合计算。

发送部分5503对从组合部分5502输入的输入组合信号进行频率转换和功率放大。

天线5504发送各自信号序列。

传播特性存储部分5505存储诸如传播概要之类的传播特性，以便将其输出到天线系数计算部分5506。

为了将信息叠加在天线系数所代表的传播状态上，天线系数计算部分5506根据从传播特性存储部分5506输入的传播特性，计算天线系数。天线系数可以利用各种方法获得，作为这些方法之一，奇异值分解是众所周知的。

传播调制部分5507将要作为机密信息发送的第一数据叠加在从天线系数计算部分5506输入的天线系数上，对结果进行幅度调制，并且将获得的调制天线系数输出到组合部分5502。

下面描述接收设备5600。

天线5601向接收部分5602输出接收RF信号。

接收部分5602对从天线5601接收和输入的接收RF信号进行功率放大、频率转换等，以便将其输出到解调部分5603。

解调部分5603解调从接收部分5602输入的每个信道信号，并且将信道解调信号输出到天线系数检测部分5605和缓冲器5604。在接收设备5600中，由于接收到经过相位调制和幅度调制的QAM信号(或相位-幅度调制信号)，解调部分5603对接收信号进行相位-幅度解调。

缓冲器5604临时保存从解调部分5603输入的信道解调信号，并且输出第二数据。

天线系数检测部分5605从解调部分5603输入的信道解调信号中为每个信道检测天线系数，并且向比较部分5606输出检测的天线系数信息。

比较部分5606编码从天线系数检测部分5605输入的天线系数信息，并且以作为接收数据的编码天线系数信息之间的电平输出比较结果。另外，除了利用天线系数来取代接收功率之外，发送设备550和接收设备5600的操作与图57中的相同，因此，省略对它们的描述。

将信息叠加在本发明的传播特性上具有从天线输出的信号的调制方案不同于要在接收设备中解调的信号的调制方案的重要特征。换句话说，可以将天线输入的信号的调制方案设置得与接收设备支持的调制方案不同。这样，只有在作为发送目标的接收设备中调制信号是合适调制信号，在其它接收设备中不能获得合适调制信号，从而可以保证高度机密性。并且，由于可以将机密信息加入数个信道信号的天线系数之间的差值的信息中，可以在提供保密性的同时发送数个信道的信号，并且提高了发送效率。

因此，根据第24实施例的通信设备和通信系统，除了第1实施例的效果之外，组合部分5502组合在传播调制部分5507中调制的第一数据和以与传播调制部分5507中不同的调制方案在调制部分5501中调制的第二数据，和发送部分5503发送在利用相位、幅度或频率的调制方案下的第一数据和第二数据。因此，利用不同调制方案的通信对方不能解调数据，从而可以保证高度保密性。

另外，第24实施例描述了天线输出信号经受相位调制，而传播调制是幅度调制的情况。但是，本发明不局限于这样的情况，可以使用相同的调制方案，和/或调制方案不局限于这样的调制方案。作为每种调制方案，频率调制、相位调制、幅度调制、PWM、PAM、正交幅度调制、和CCK(补码键控)都是值得考虑的。

(第25实施例)

第25实施例具有把天线系数信息叠加在数个信道的扩展信号上，和提取天线系数信息作为机密数据的特征。

图57是例示作为根据第25实施例的通信设备的发送设备5700的配置的图形。图58是例示作为根据第25实施例的通信设备的接收设备5800的配置的图形。另外，在图57和58中，将与图55和56中相同的标号指定给与图55和56中相同的部分，并且，省略对它们的描述。

扩展码存储部分5701存储与信道个数相对应的扩展码，以便将其输出到扩展部分5702。

扩展部分5702计算从调制部分5501输入的作为第一数据的信道数据和与从扩展码存储部分5701输入的数据的信道相对应的扩展码的卷积，以便进行谱扩展，并且将结果输出到组合部分5502。

扩展码存储部分5801存储与信道个数相对应的扩展码，以便将其输出到解扩部分5802。

解扩部分5802计算从扩展码存储部分5801输入的数据的信道相对应的扩展码和从接收部分5602输入的接收信号的卷积，以便进行解扩，并且将结果输出到解调部分5800。另外，除了利用天线系数取代接收功率之外，发送设备5700和接收设备5800的操作与图37中的相同，因此，省略对它们的描述。

将信息叠加在本发明的传播特性上具有从天线输出的信号的调制方案不同于要在接收设备中解调的信号的调制方案的重要特征。换句话说，可以将天线输入的信号的调制方案设置得与接收设备支持的调制方案不同。这样，只有在作为发送目标的接收设备中调制信号是合适调制信号，在其它接收设备中不能获得合适调制信号，从而可以保证高度机密性。

因此，根据第25实施例的通信设备和通信系统，除了第1和24实施例的效果之外，组合部分5502组合在传播调制部分5507中调制的第一数据和以与传播调制部分5507中不同的调制方案在调制部分5501中调制的扩展第二数据，和发送部分5503发送在利用相位、幅度或频率的调制方案下的第一数据和第二数据。从而，在谱效率高的数据中可以保证高度保密性。

另外，第25实施例描述了天线输出信号经受相位调制，而传播调制是幅度调制的情况。但是，本发明不局限于这样的情况，可以使用相同的调制方案，和/或调制方案不局限于这样的调制方案。作为每种调制方案，频率调制、相位调制、幅度调制、PWM、PAM、正交幅度调制、和CCK(补码键控)都是值得考虑的。

(第26实施例)

第26实施例具有通过控制天线系数将第一调制叠加在第二调制上的特征。

图68是例示根据第26实施例的通信系统的图形。图69详细例示了与发送和接收有关的部分。首先描述图68。

如图68所示的系统由通信终端A 6850、传播空间6852、和其配置与通信终端A 6850相同的通信终端B 6851组成。另外，在图68中，虽然两个终端具有相同的配置，但它们在配置方面不需要是相同的。

下面描述通信终端A 6850和B 6851。

参考信号存储部分6801输出为时间同步、频率同步和相位/幅度提供参考的参考信号。

调制部分6802接收数据2(第二数据)，生成预定调制信号，和输出调制信号。

信道组合部分6803接收调制信号、从信道分量中提取的信道参数、和数据1(第一数据)，进行加权，以便通过传播进行信道组合，并且输出发送RF信号。

信道分析部分6804接收从接收信号中提取的传播系数，以便加以分析，并且计算和输出用于信道组合的系数。

接收解调部分6805接收所接收的RF信号，并且，在输出解调数据1和2的同时，将传播系数输出到信道分析部分6804。

RF部分6806在接收在天线6807中接收的信号和将接收RF信号输出到接收解调部分6805的同时，将发送RF信号输出到天线6807。

天线6807在将接收RF信号输出到接收解调部分6805的同时，将发送RF信号的各自序列。

切换器6808选择来自参考信号存储部分6801的信号和来自调制部分6802的信号，作为调制信号，以便将其输出到信道组合部分6803。

控制部分6809接收控制信号，并且对信道组合部分6803、信道分析部分6804、接收解调部分6805、和切换器6806进行控制。具体地说，正如在第23实施例中所述的那样，控制部分6809从上层接收控制信号，和设置是否进行机密通信。并且，根据如在第1实施例或其它实施例中所述的通信过程，部分6809输出传播估计信号，和控制与指定通信帧相符的操作。

下面描述具体例示发送和接收部分的图69。图69具体例示了图68的一部分，并且将相同的标号指定给相同的部分。这里，省略对每个部分的描述，只具体描述操作。

含有接收数据(数据1-n)的调制部分6802生成与数据相对应的调制信号1-n，以便将其输出到信道组合部分6803。信道组合部分6803在接收来自信道分析部分6804的信道参数作为天线系数的同时，接收来自调制部分6802的调制信号。信道分析部分6804接收控制信号和在RF部分6806中接收的接收信号，利用接收信号序列和诸如参考信号之类的已知信号序列提取诸如相位、幅度和传播扩散之类的传播性质的特性，并且将信道参数输出到信道组合部分6803。

信道组合部分6803从信道参数和调制信号中计算与天线序列相对应的天线系数。并且，当通过控制信号要求传播控制时，部分6803向各自RF部分6806发送将如此计算的天线系数乘以调制信号获得的加权发送信号，并且，在部分6806中功放和从天线部分6807发送信号。

同时，当不要求传播控制时，部分6803进行适合于通信的控制(即，使信号在接收点上具有最大灵敏度)，并且，将加权系数设置在预定值上或将至少一个系数设置在0上。进行适合于通信的控制提供了使通信质量得到提高的特征。当加权系数被设置在预定值上时，出现了如果状况使通信环境几乎是固定的和方向性事先得到设置，那么，无需进行复杂控制就可以提高通信质量的特征。当方向性事先未得到设置时，将所有系数设置在同一值上使总发送功率提高，从而导致通信质量提高。将加权系数的一部分设置在0上使发送功率得到抑制和能够使功耗降低。

可以在如图35所示的配置中进行加权操作。这里，显而易见，通过分离要加权的调制信号和用在计算天线系数中的调制信号(这里，前者被称为第一调制，而后者被称为第二调制)，分层信息结构易于得到实现。当以这种方式进行时，可以为第一调制设置调制信号1-k，而为第二调制设置调制信号k+1-n。例如，正如在第17实施例中所述的那样，在控制除了成为零的一个调制信号之外的所有信号的控制功率的方案的情况中，可以认为，作为第二调制，应用(1，0)的调制信号，作为经过第一调制的调制信号1-k，和类似地，作为第二调制，应用(0，0)的调制信号，作为经过第一调制的调制信号k+1-n。当经过第二调制的调制信号的模式个数因此变少时，通过准备与模式个数相对应天线系数，和根据与第二调制相对应的数据改变系数，可以实现分层信息结构。

这里，天线系数通过如下方程(34)给出：

H·W(x)＝x    (34)

方程(34)中的x是在第二调制下将信息叠加在上面的分量，和在ASK下的幅度、在PSK下的相位或在FSK下的频率。

通过传播空间6852在通信终端B 6851中的天线6807中接收如此发送的无线电信号。将信道参数叠加在信道组合部分6803中的信号上，并且，利用第一调制信号st_1、第二调制信号st_2、信道性质H和天线系数W将接收信号Srx表示成方程(35)：

Srx＝H·W(St_2)·St_1    (35)

利用方程(34)获得如下方程：

Srx＝St_2·St_1          (36)

正如方程(36)所指的那样，在通信终端B 6861的接收端上，获取接收信号，作为第一调制信号和第二调制信号相乘所得的信号。例如，当第一调制是PSK调制和第二调制是ASK调制时，接收解调部分6805通过检测相位分量，能够解调与第一调制相对应的数据2，和通过检测幅度分量，能够解调与第二调制相对应的数据1。

下面参照图70更具体地描述上面的说明。

图70更具体地例示了图69，和标号7050a-7052的每一个表示信号星座。

加权相乘部分7001将第一调制信号与天线系数相乘，并且输出加权发送信号。

系数存储部分7002接收在信道分析部分6804中计算的信道参数，以便将其保存成基本系数。部分7002将保存的基本系数转换成与第二调制相对应的天线系数。此刻，如上所述，当第二调制的模式个数少时，与模式个数相对应地准备基本系数，通过在对应于与第二调制相联系的数据1的天线系数之间切换可以实现。

这里假设第一调制是QPSK和第二调制是ASK。信号7050a表示QPSK的星座，和信号7050b表示ASK的星座。

信道组合部分6803利用从系数存储部分7002输出的天线系数对第一调制信号进行加权，并且将加权发射信号输出到各自天线6807。由于在第二调制码元“空间”和“标记”之间天线系数在相位和幅度方面是不同的，尽管第一调制信号存在4个信号点，但加权发送信号的每一个存在8个信号点。

这里假设与第二调制信号的“空间”和“标记”有关的天线系数在相位和幅度方面是不同的。但是，也可以将每个系数固定在常值上。使幅度变成常数提供了每个天线供应的功率彼此相等的优点。使相位变成常数提供了使加权相乘部分7001的配置简化的优点。

信号7052表示通过传播空间6852在通信终端B 6851中接收的信号，并且，正如方程(36)所指的那样，变成在ASK上多路复用QPSK的8-APSK信号。接收解调部分6805能够通过检测相位来解调数据2，和检测幅度来解调数据1。

因此，根据第26实施例，通过控制天线系数将第一调制多路复用在第二调制上，和调制信号只在接收点上形成适当调制信号，从而可以进行机密性高的通信。

(第27实施例)

第27实施例描述了在上层通信中对物理层中的机密通信进行控制的通信协议。

图59例示了用在第27实施例中的通信系统。

在通信系统中，通信终端A 5950通过传播空间5952与通信终端B 5951通信。这里，通信终端A 5950具有与通信终端B 5951相同的配置。

下面描述通信终端A 5950。

上层分别向/从应用(在终端的外部或内部考虑每一种情况)提供和接收发送信息和接收信息，将发送数据输出到发送部分152，将控制信号输出到通信控制部分4701，和从接收解调部分150接收接收数据。

接收解调部分150接收来自天线101的接收RF信号，以便进行解调，并且输出接收数据。

发送部分152接收发送数据，生成调制信号，并且将发送RF信号输出到天线101。

通信控制部分4701接收控制信号，在将接收控制信号输出到接收解调部分150的同时，将发送控制信号输出到发送部分152。并且，部分4701接收来自接收解调部分150的传播参数，并且将传播参数输出到发送部分152。

天线101在将接收RF信号输出到接收解调部分150的同时，接收来自发送部分152的发送RF信号，以便加以发送。

通信控制部分4701进行诸如信道控制和时间控制之类对于通信来说最基本的通信控制，并且通过控制信号接收来自上层的命令。一旦接收到命令，通信控制部分4701就通过发送控制信号和接收控制信号进行物理层和机密通信控制的命令发送。

根据如上所述的配置，下面参照图61具体描述通信过程。这里，根据在第1实施例中所述的机密通信给出描述。但是，本发明不局限于这样的通信，显而易见，可应用于在其它实施例中所述的机密通信。

(0)初始化

为了根据在供电时或开始通信时的预定过程将通信终端A 5950和B 5951的每一个设置成初始状态，上层输出用于初始化的控制信号。

(0.a)，(0.b)根据从上层接收的控制信号，通信终端A 5950初始化与物理层有关的设置状态。

(1)保密信息的发送

(1.0)通信终端A的应用向上层输出保密信息和发送信息的请求。

(1.1)一旦接收到保密发送请求，通信终端A的上层将保密发送命令与保密信息一起发送到物理层。

(1.2)一旦接收到保密发送请求命令，通信终端A的物理层按照终端A和B之间的通信定时，向终端B发送保密通信命令。

(1.3)一旦接收到保密通信命令，通信终端B的物理层按照通信定时，与传播估计信号一起向终端A发送保密通信请求。

(1.4)一旦接收到保密通信命令，通信终端A的物理层从传播估计信号中估计传播，并且计算传播参数。并且，物理层利用机密通信方法向通信终端B发送在利用传播参数的(1.2)中输入的保密信息。

(1.5)通信终端B的物理层接收和解调利用机密通信方法发送的保密信息，并且将信息输出到上层。

(1.6)通信终端B的上层将从物理层输出的保密信息输出到应用。

根据如上所述的一系列操作，利用本发明的机密通信将保密信息从通信终端A的应用发送到通信终端B的应用。根据这些过程，可以以应用之间的最简单化通信过程发送信息。

在如上所述的操作中，物理层中的实际通信信号将参照图64加以描述。图中的阴影部分表示从通信终端B到通信终端A的信号，而其它部分表示从通信终端A到通信终端B的信号。当发送保密通信命令时(1.2)，在经过了预定间隔(Tgurad)之后与传播估计信号一起接收保密通信请求。根据从传播估计信号中计算的传播参数，进行保密通信(1.4)。

下面描述图中所指的时间。

“Tguard”是为了避免通信信号发生冲突而提供的时间，一般从支持通信距离中获得。

“Taccess”是在发送保密命令之后完成保密通信所花费的时间，对于上层，可以利用在进行保密通信过程中的值管理通信条件。

“Treply”是在提供保密通信请求(传播估计信号)之后完成保密通信所花费的时间。正如在其它实施例中所述的那样，本发明使用传播参数，从而存在在传播环境不会改变的前提，并且，当传播环境发生改变时，导致通信质量变差。这些影响将参照图72-74加以描述。

图72表示传播参数的正交性随时间的变化，和利用称为正交性的指标表示在预定时间传播环境的变化。垂直轴表示指标的尺度，和水平轴表示码元时间。换句话说，指标表示通过奇异值分解在特定时间(t＝0)从传播状态获得的正交矢量和实际传播状态之间的正交度，和当该值是0时，传播参数是基于传播状态的。该值表示传播参数和传播状态之间的差异，和当该值超过0.3(如虚线所示)时，特性变差很多。

图73和74利用位错率(BER)表示通信质量，并且，利用通信中变化的多面性，用8种衰落模式表示通信质量。图73表示了指标约为0.25的通信状态，和图73表示了指标约为0.35的通信状态。在图73中，BER在所有通信中都降到0.01以下。相反，在图74中，BER在几乎所有通信中都保持在0.01之上。当在BER是0.01或更小的时候，可以通过纠错恢复信息时，在本发明的机密通信中目标指示是0.3或更小。

如图72所示的fd代表衰落强度，并且通过如下方程给出：

fd＝(Smax/C)*Fc/Fbaud    (37)

其中，Smax是最大漂移速度，C是光速，Fc是载波频率，和Fbaud是码元速率频率。当将如此获得的值代入fd＝1/n中时，从图中可以看出，指标超过0.3，接近n/4到n/3(码元时间)。换句话说，为了进行稳定通信，必须满足Treply＞n/4(码元时间)。这里考虑无线LAN(局域网)的规范。假设通信中的最大漂移速度是30km/h，和载波频率是2.45GHz，从方程(36)中获得满足Treply的值(由于在Fbraud中指定了fd和Trely，取消Fbraud)。

Treply＝C/Smax/Fc/4     (38)

当Treply约3.5ms或更小时，代替上面的条件能够实现通信质量高的通信。

因此，由于Treply的值存在极限，在利用同一频带进行双工发送的TDD(时分双工)通信中，在Taccess内禁止另一个通信终端是有效的。换句话说，上层将Taccess设置在大于Treply的值(例如，10ms)上，和进行控制，以便进行机密通信的终端只在这个间隔内占用通信资源是值得考虑的。

并且，当存在许多要发送的信息时，通过重复过程(1.3)和(1.4)可以对付许多信息的发送。在这种情况下，最好响应通信费，预备长Taccess。

请求保密信息的情况的过程将参照图62加以描述。

(0)初始化

进行与如前所述的初始化中相同的操作。

(2)保密信息的接收

(2.0)通信终端A的应用向上层输出对保密信息接收的请求。

(2.1)一旦接收到保密信号接收请求，通信终端B的上层向物理层发出保密接收命令。

(2.2)一旦接收到保密接收命令，与传播估计信号一起，通信终端B的物理层按照通信定时向通信终端B发送保密通信请求。

(2.3)一旦接收到保密通信请求，通信终端B的物理层从传播估计信号中估计传播和计算传播参数。同时，物理层向上层发出信息请求命令(当在物理层中管理信息时，不把命令发送到上层，取消过程(2.4)和(2.5)。同时，当在上层中管理信息时，取消(2.4))。

(2.4)一旦接收到来自物理层的信息请求命令，通信终端B的上层获取来自应用的信息。

(2.5)通信终端B的上层将信息响应命令与设置的信息一起发送到物理层。

(2.6)通信终端B的物理层利用在(2.4)中估计的传播参数，按机密通信方法将获取的信息发送到通信终端A。

(2.7)通信终端A的物理层接收和解调利用机密通信方法发送的保密信息，以便将其输出到上层。

(2.8)通信终端A的上层将从物理层输出的保密信息输出到应用。

根据如上所述的一系列操作，通信终端A的应用向通信终端B的应用请求保密信息，和通信终端B向通信终端A的应用发送保密信息是可以的。根据这些过程，可以以最简单化过程接收保密信息。

在如上所述的操作中，物理层中的实际通信信号将参照图65加以描述。在图中，阴影部分表示从通信终端A到通信终端B的信号，和其它部分表示从通信终端B到通信终端A的信号。

当与传播估计信号一起发送保密通信请求时(2.2)，在经过了预定间隔(Tgurad)之后，根据利用传播估计信号计算的传播参数，进行保密通信(2.6)。

时间的描述与图64中相同，因此，予以省略。

如前所述，当Treply存在时间极限时，考虑马上不获取根据(2.3)的信息的情况。下面参照图64描述在这样的情况下有效的通信过程。

(0)初始化

进行与如前所述的初始化中相同的操作。

(3)保密信息的接收

(3.0)通信终端A的应用向上层输出对保密信息接收的请求。

(3.1)一旦接收到保密信号接收请求，通信终端A的上层向物理层发出保密接收命令。

(3.2)一旦接收到保密接收命令，通信终端A的物理层按照通信定时向通信终端B发送信息准备请求。

(3.3)一旦接收到信息准备请求，通信终端B的物理层向上层发出信息请求命令(当在物理层中管理信息时，不把命令发送到上层，取消过程(3.4)和(3.5)。同时，当在上层中管理信息时，取消(3.4))。

(3.4)一旦接收到来自物理层的信息请求命令，通信终端B的上层获取来自应用的信息。

(3.5)通信终端B的上层将信息响应命令与设置的信息一起发送到物理层。

(3.6)当通知利用信息响应命令设置信息时，通信终端B的物理层通知通信终端A信息准备已经完成。

(3.7)一旦从通信终端B接收到信息准备已经完成的通知，与传播估计信号一起，通信终端A的物理层按照通信定时向通信终端B发送保密通信请求。

(3.8)一旦接收到保密通信请求，通信终端B的物理层从传播估计信号中估计传播和计算传播参数。利用估计传播参数，按机密通信方法将获取的信息发送到通信终端A。

(3.9)通信终端A的物理层接收和解调利用机密通信方法发送的保密信息，以便将其输出到上层。

(3.10)通信终端A的上层将从物理层输出的保密信息输出到应用。

在上面的操作中，物理层中的实际通信信号与图65的描述中相同，因此，省略对它们的描述。

根据如上所述的操作，无需特别意识到通信状态就可以进行机密通信。另外，存在应用在机密通信过程中需要提供和接收特定信息或在机密通信中需要接收信息是哪一个的信息的情况。在这样的情况下，如图60所示，在上层4750中的处理中，设置指示在通信信息的过程中，例如，在(1.0)、(2.0)、(3.0)、(1.6)、(2.8)和(3.10)的步骤中，将机密通信用作信息的属性的标志。

这样，利用第27实施例能够实现从上层到物理层的机密通信的有效控制，并且提供稳定通信协议。

(第28实施例)

第28实施例进一步拓展了在第17和18实施例中所述的发明，能够使通信终端拥有的发送天线的视在个数增加，并且提高了机密性。

图77例示了用在本实施例中的通信系统。

通信终端A 7750通过信道7752与通信终端B 7751通信。通信终端A 7750含有单个发送/接收天线单元，而通信终端B 7751含有4个发送/接收天线单元。

首先描述通信终端A 7750。

调制部分7701接收数据，以便进行调制，并且输出调制信号。

缓冲器7702接收调制信号，并且将保存的调制信号输出到信道组合部分7703。

信道组合部分7703利用调制信号和信道参数进行组合，并且将发送信号输出到发送部分7704。

发送部分7704对发送信号进行频率转换和功率放大，并且将发送RF信号输出到天线7705。

天线7705在将接收RF信号输出到接收部分7706的同时，发送发送RF信号。

接收部分7706将从天线7705输入的接收RF信号转换成基带信号，以便将其输出到信道估计部分7707。

信道估计部分7707从接收部分7706输入的基带信号中估计信道7752的特性，并且输出估计信道信息。

信道分析部分7708接收信道估计信息，并且利用预定分析方法计算信道参数，以便加以输出。

下面描述通信终端B。

天线7709在将接收RF信号输出到接收部分7710的同时，接收发送RF信号。

接收部分7710将接收RF信号转换成基带信号，以便将其输出到缓冲器7711。

缓冲器7711临时保存基带信号，并且将延迟了预定时间的信号输出到选择合成部分7712。

选择合成部分7712用时间差合成信号，并且输出合成信号。

解调部分7713接收合成信号，以便加以解调，并且获得数据。

参考信号存储部分7714存储用作在估计信道7752中的参考信号，以便加以输出。

天线选择部分7715接收参考信号，并且将参考信号输出到所选天线，作为发送信号。

发送部分7716接收发送信号，并且将发送RF信号输出到天线单元7709。

假设通信传播路径的信道是由h1、h2、h3和h4组成的信道矩阵H。通信终端A 7750利用来自通信终端B 7751的参考信号估计传播，同时，通信终端B 7751从各自天线发送相互正交的信号，以便通信终端A 7750能够测量通信终端B 7751的每一个天线的系数。这里，作为典型例子，按时分发送参考信号。这样，通信终端A能够测量h1、h2、h3和h4。

换句话说，天线选择部分7715依次在天线之间切换，以便发送从参考信号存储部分7714输出的参考信号。这样输出的发送信号在发送部分7716中得到放大，并且从相应天线发送出去。

在通信终端A中，天线7705接收参考信号和向接收部分7706输入接收RF信号，并且，部分7706将RF信号转换成基带信号。信道估计部分7707接收基带信号，利用参考信号进行信道估计，和输出信道信息。信道分析部分7708接收信道信息，以便加以分析。这个分析将利用在第18实施例中所述的奇异值分解加以描述。将在奇异值分解中获得的奇异值矢量V划分成奇异值不为0的奇异值矢量，和奇异值为0的零矢量。这里，假设矢量是v1-v4，v1是奇异值矢量，v2-v4是零矢量，和奇异值是λ。并且，将矢量元定义成vn＝(vn1 t vn4)(n＝1...4)。输出奇异值矢量和零矢量，作为信道参数。

调制部分7701接收4个序列的数据，并且以预定调制方案生成4个序列的调制信号，以便加以输出。假设调制信号是d1-d4，d1是通信调制信号，和d2-d4是伪调制信号。缓冲部分7702接收4个序列的调制信号，以便加以保存。缓冲部分7702在4个时隙内继续保存同一信号。

在第1时隙中，信道组合部分7703接收4个序列的调制信号和信道参数，并且进行如下所述的计算：

DS1＝∑(vn1·dn)   (39)

(n是求和变量，下同)。

部分7703将如此获得的发送信号输出到发送部分7704。

随后，以相似的方式，信道组合部分7703接收调制信号d1-d4，并且进行如上所述的第k时隙内的计算：

DSk＝∑(vnk·dn)   (40)

与4个时隙相对应的发送信号因此得到发送，并且通过传播路径7752在通信终端B 7751中得到接收。图78例示了通信终端B 7751中的特定接收处理。在天线中接收的接收RF信号在接收部分7710中被分别转换成基带信号，以便加以输出。缓冲部分7711临时保存基带信号。在4个天线序列的4个时隙内描述了16个缓冲器(4个时隙×4个天线序列)。假设在上面的操作中保存在缓冲部分7711中的4个时隙的信号是Srx11-Srx44。利用信道元素h1-h4、信道参数元素v11-v44、和调制信号St1-St4，像如下所述那样表达信号：

Srxjk＝hj·∑(vnk·dn)    (41)

这里，如图68所示，注意到Srj＝Srxjk(j＝k，J＝1...4)的信号将获得如下方程：

Srj＝hj·∑(vnj·dn)      (42)

并且，∑Srn由利用V和D的如下方程给出，其中，D是[d1，d2，d3，d4]T(AT是A的转置)。

∑Srn＝H·V·D＝λd1      (43)

不言而喻，根据如上所述的操作，获得了通信终端A 7750打算发送的调制信号d1，并且取消了其它调制信号。解调部分7713无需任何特殊处理就可以解调如此获得的信号，并且获得数据。

即使第三方试图解调该数据，与其它实施例中一样，由于信道参数是未知的，第三方既不能分离出d1，也不能解调。这样，提供了在接收和解调过程中无需特殊计算就可以实现机密通信的重要特征。

下面参照图67和75描述如上所述的通信信号。

图中的阴影部分表示从通信终端B 7751发送到通信终端A 7750的信号，和其它部分表示从通信终端A 7750发送到通信终端B 7751的信号。

正如图中所指出的那样，传播估计信号与保密通信请求信号一起发送。在本实施例中，为发送配备的时隙的个数是通信终端B 7751的天线单元的个数。但是，本发明不局限于这样的数目，如上所述，只要从天线发送的信号相互正交即可。图中指出的P1-P4是分别从天线发送的已知信号，并且，根据这些信号，通信终端A 7750中的信道估计部分7707估计传播路径。然后，通信终端A 7750在进行机密通信中准备了通过(40)提供的时间时隙(DS1-DS4)，供发送用，从而进行机密通信。

在上面的描述中，假设通信终端A 7750中的天线7705含有单个天线单元，和通信终端B 7750中的天线7709含有4个天线单元，但是，本发明不局限于这样的情况。当m小于n(m＜n)时，本发明提供了更复杂的通信系统，其中，m是通信终端A 7750的单元个数，和n是通信终端B 7751的单元个数。当m是2或更大时，可以通过进行从k(k＜m)当中选择k的天线选择，进行在其它实施例中所述的机密通信。但是，本发明允许利用最大数量的信道单元进行机密通信，从而提供程度最高的通信保护。

这样，利用第28实施例提供了天线单元个数较少(m)的通信终端向天线单元个数较多(n)的通信终端提供程度最高的通信保护，尤其，当m是1时，呈现显著效果的特征。

在第1-28实施例中，与传播环境相对应的机密信息通过硬件的配置来获取。但是，本发明不局限于这样的情况，与传播环境相对应的机密信息可以通过利用程序等的软件处理来获取。在这种情况下，也许可以使用诸如存储在诸如CD-ROM之类的存储媒体中的程序等和通过网络发送的程序等，在任何方法中获得的程序等。

如上所述，根据本发明，由于可以提取与传播状态相对应的数据，无需对通信系统作重大改变就可以保证高度保密性。

本申请基于2002年2月28日提出的日本专利申请第2002-054064号、2002年5月7日提出的第2002-132068号、和2003年2月25日提出的第2003-48364号，特此全文引用，以供参考。

工业可应用性

本发明可供用在数字通信中的技术使用，尤其，适合于供与保密有关的技术使用。

Claims (9)

1.一种通信设备，包括：

传播环境估计部分，用于利用从通信对方发送的信号对每个信道估计传播环境；

比较部分，用于相互比较每个信道的通过所述估计所得的估计值；

第一数据获取部分，用于基于所述比较部分的比较结果，获取第一数据；以及

存储部分，用于存储与通信对方之间已知的参考信号，

其中，所述传播环境估计部分求所述参考信号和所述信号的相关性并生成延迟概要作为所述估计值，所述第一数据获取部分利用将延迟概要与第一数据相联系的参考表，对所述参考信号的自相关函数分量和存储在所述参考表中的量化矢量进行卷积计算，利用所述延迟概要和经过卷积计算的所述量化矢量进行度量计算，从而选择矢量代码，以获取所述第一数据。

2.根据权利要求1所述的通信设备，进一步包括：

解码部分，用于利用在所述第一数据获取部分中获取的所述第一数据解码接收信号，以获取第二数据。

3.根据权利要求1所述的通信设备，进一步包括：

编码部分，用于编码在所述传播环境估计部分中获得的所述估计值，

其中，所述第一数据获取部分根据编码后的所述估计值的编码模式获取所述第一数据。

4.根据权利要求1所述的通信设备，其中，所述第一数据获取部分对在所述传播环境估计部分中生成的所述延迟概要进行正交变换，以集中信号分量后，利用该信号分量获取所述第一数据。

5.根据权利要求1所述的通信设备，进一步包括：

均衡部分，用于根据在所述传播环境估计部分中获得的所述估计值对接收信号进行均衡处理，以获取第二数据。

6.一种通信系统，包括第一通信设备和第二通信设备，其中，

所述第一通信设备包括：

传播环境控制部分，用于控制信号发送时的传播环境；以及

发送部分，用于在所述传播环境控制部分中控制的传播环境下发送所述信号，

所述第二通信设备包括：

第一传播环境估计部分，用于接收从所述第一通信设备发送的所述信号，利用该信号估计传播环境；以及

第一数据获取部分，用于利用在所述第一传播环境估计部分中获得的估计值获取第一数据。

7.根据权利要求6所述的通信系统，其中，所述第一通信设备进一步包括：

第二传播环境估计部分，用于利用从所述第二通信设备发送的信号估计传播环境；以及

数个天线单元，

其中，所述发送部分利用在所述第二传播环境估计部分中获得的估计值，对每个所述天线单元的发送信号进行加权后进行发送，以使特定的所述第二通信设备能够获取所述第一数据。

8.根据权利要求6所述的通信系统，其中，所述第二通信设备进一步包括：

编码部分，用于利用在所述第一传播环境估计部分中获得的所述估计值编码第二数据；

调制部分，用于调制所述第二数据；以及

发送部分，用于发送所述第二数据。

9.一种接收方法，包括：

传播环境估计步骤，利用从通信对方发送的信号对每个信道估计传播环境；

比较步骤，相互比较每个信道的通过所述估计所得的估计值；

第一数据获取步骤，基于所述比较的结果，获取第一数据；以及

存储步骤，存储与通信对方之间已知的参考信号，

其中，在所述传播环境估计步骤中，求所述参考信号和所述信号的相关性并生成延迟概要作为所述估计值，在所述第一数据获取步骤中，利用将延迟概要与第一数据相联系的参考表，对所述参考信号的自相关函数分量和存储在所述参考表中的量化矢量进行卷积计算，利用所述延迟概要和经过卷积计算的所述量化矢量进行度量计算，从而选择矢量代码，以获取所述第一数据。

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