JP7306205B2 - Ｏａｍ受信装置、ｏａｍ受信方法、及びｏａｍ伝送システム - Google Patents

Description

本開示は、ＯＡＭ受信装置、ＯＡＭ受信方法、及びＯＡＭ伝送システムに関する。

空間多重伝送と垂直偏波及び水平偏波の両偏波伝送とを組み合わせて無線通信を行う無線通信システムが提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１に開示されている無線通信システムでは、ＭＩＭＯ（multiple-input and multiple-output）によって空間多重された空間多重信号を分離する空間多重分離処理と偏波間干渉を補償する偏波間干渉補償処理とが直列に（つまり、独立して順番に）実行されている。

一方で、近年、軌道角運動量（ＯＡＭ：orbital angular momentum）を持つ電磁波を用いた無線伝送方式（つまり、ＯＡＭ伝送方式）が注目されている（例えば、特許文献２）。

特開２０１３－２１１８８７号公報 国際公開第２０１６／０６３３１５号

しかしながら、ＯＡＭ伝送及び両偏波伝送の組み合わせによって無線送信された信号を、偏波間干渉補償して受信する方法は、未だ提案されていない。

本開示の目的は、ＯＡＭ伝送及び両偏波伝送の組み合わせによって無線送信された信号を偏波間干渉補償して受信することができる、ＯＡＭ受信装置、ＯＡＭ受信方法、及びＯＡＭ伝送システムを提供することにある。

第１の態様にかかるＯＡＭ受信装置は、ＯＡＭ（orbital angular momentum）送信装置の複数の送信アンテナ素子からそれぞれ送信された複数の無線信号であって、各無線信号が、第１ＯＡＭモード及び第２ＯＡＭモードを用いて形成され且つ垂直偏波によって送信された第１ＯＡＭモード多重無線信号及び水平偏波によって送信された第２ＯＡＭモード多重無線信号を含む、前記複数の無線信号を受信する、複数の受信アンテナ素子と、
前記複数の受信アンテナ素子によって受信された複数の受信無線信号のそれぞれが偏波分離され且つ受信無線処理された、複数の垂直成分信号及び複数の水平成分信号のうちの前記複数の垂直成分受信信号に対して、第１ＯＡＭ受信ウェイト行列を乗算することにより、前記第１ＯＡＭモードに対応する第１モード垂直成分受信信号及び前記第２ＯＡＭモードに対応する第２モード垂直成分受信信号を形成する第１ＯＡＭ受信部と、
前記複数の水平成分信号に対して、第２ＯＡＭ受信ウェイト行列を乗算することにより、前記第１ＯＡＭモードに対応する第１モード水平成分受信信号及び前記第２ＯＡＭモードに対応する第２モード水平成分受信信号を形成する第２ＯＡＭ受信部と、
前記第１モード垂直成分受信信号から、前記第１モード水平成分受信信号及び前記第２モード水平成分受信信号の両方を用いて、前記垂直偏波に対する前記水平偏波による干渉成分を除去する第１干渉補償部と、
前記第２モード垂直成分受信信号から、前記第１モード水平成分受信信号及び前記第２モード水平成分受信信号の両方を用いて、前記垂直偏波に対する前記水平偏波による干渉成分を除去する第２干渉補償部と、
前記第１モード水平成分受信信号から、前記第１モード垂直成分受信信号及び前記第２モード垂直成分受信信号の両方を用いて、前記水平偏波に対する前記垂直偏波による干渉成分を除去する第３干渉補償部と、
前記第２モード水平成分受信信号から、前記第１モード垂直成分受信信号及び前記第２モード垂直成分受信信号の両方を用いて、前記水平偏波に対する前記垂直偏波による干渉成分を除去する第４干渉補償部と、
を具備する。

第２の態様にかかるＯＡＭ受信方法は、ＯＡＭ（orbital angular momentum）送信装置の複数の送信アンテナ素子からそれぞれ送信された複数の無線信号であって、各無線信号が、第１ＯＡＭモード及び第２ＯＡＭモードを用いて形成され且つ垂直偏波によって送信された第１ＯＡＭモード多重無線信号及び水平偏波によって送信された第２ＯＡＭモード多重無線信号を含む、前記複数の無線信号を受信する、複数の受信アンテナ素子を具備するＯＡＭ受信装置によって実行されるＯＡＭ受信方法であって、
前記複数の受信アンテナ素子によって受信された複数の受信無線信号のそれぞれが偏波分離され且つ受信無線処理された、複数の垂直成分信号及び複数の水平成分信号のうちの前記複数の垂直成分受信信号に対して、第１ＯＡＭ受信ウェイト行列を乗算することにより、前記第１ＯＡＭモードに対応する第１モード垂直成分受信信号及び前記第２ＯＡＭモードに対応する第２モード垂直成分受信信号を形成し、
前記複数の水平成分信号に対して、第２ＯＡＭ受信ウェイト行列を乗算することにより、前記第１ＯＡＭモードに対応する第１モード水平成分受信信号及び前記第２ＯＡＭモードに対応する第２モード水平成分受信信号を形成し、
前記第１モード垂直成分受信信号から、前記第１モード水平成分受信信号及び前記第２モード水平成分受信信号の両方を用いて、前記垂直偏波に対する前記水平偏波による干渉成分を除去し、
前記第２モード垂直成分受信信号から、前記第１モード水平成分受信信号及び前記第２モード水平成分受信信号の両方を用いて、前記垂直偏波に対する前記水平偏波による干渉成分を除去し、
前記第１モード水平成分受信信号から、前記第１モード垂直成分受信信号及び前記第２モード垂直成分受信信号の両方を用いて、前記水平偏波に対する前記垂直偏波による干渉成分を除去し、
前記第２モード水平成分受信信号から、前記第１モード垂直成分受信信号及び前記第２モード垂直成分受信信号の両方を用いて、前記水平偏波に対する前記垂直偏波による干渉成分を除去する。

第３の態様にかかるＯＡＭ伝送システムは、ＯＡＭ（orbital angular momentum）送信装置及びＯＡＭ受信装置を具備するＯＡＭ伝送システムであって、
前記ＯＡＭ送信装置は、各無線信号が、第１ＯＡＭモード及び第２ＯＡＭモードを用いて形成され且つ垂直偏波によって送信された第１ＯＡＭモード多重無線信号及び水平偏波によって送信された第２ＯＡＭモード多重無線信号を含む、複数の無線信号を、複数の送信アンテナ素子からそれぞれ送信し、
前記ＯＡＭ受信装置は、
前記送信された複数の無線信号を受信する複数の受信アンテナ素子と、
前記複数の受信アンテナ素子によって受信された複数の受信無線信号のそれぞれが偏波分離され且つ受信無線処理された、複数の垂直成分信号及び複数の水平成分信号のうちの前記複数の垂直成分受信信号に対して、第１ＯＡＭ受信ウェイト行列を乗算することにより、前記第１ＯＡＭモードに対応する第１モード垂直成分受信信号及び前記第２ＯＡＭモードに対応する第２モード垂直成分受信信号を形成する第１ＯＡＭ受信部と、
前記複数の水平成分信号に対して、第２ＯＡＭ受信ウェイト行列を乗算することにより、前記第１ＯＡＭモードに対応する第１モード水平成分受信信号及び前記第２ＯＡＭモードに対応する第２モード水平成分受信信号を形成する第２ＯＡＭ受信部と、
前記第１モード垂直成分受信信号から、前記第１モード水平成分受信信号及び前記第２モード水平成分受信信号の両方を用いて、前記垂直偏波に対する前記水平偏波による干渉成分を除去する第１干渉補償部と、
前記第２モード垂直成分受信信号から、前記第１モード水平成分受信信号及び前記第２モード水平成分受信信号の両方を用いて、前記垂直偏波に対する前記水平偏波による干渉成分を除去する第２干渉補償部と、
前記第１モード水平成分受信信号から、前記第１モード垂直成分受信信号及び前記第２モード垂直成分受信信号の両方を用いて、前記水平偏波に対する前記垂直偏波による干渉成分を除去する第３干渉補償部と、
前記第２モード水平成分受信信号から、前記第１モード垂直成分受信信号及び前記第２モード垂直成分受信信号の両方を用いて、前記水平偏波に対する前記垂直偏波による干渉成分を除去する第４干渉補償部と、
を具備する。

本開示により、ＯＡＭ伝送及び両偏波伝送の組み合わせによって無線送信された信号を偏波間干渉補償して受信することができる、ＯＡＭ受信装置、ＯＡＭ受信方法、及びＯＡＭ伝送システムを提供することができる。

第１実施形態のＯＡＭ伝送システムの一例を示す図である。 第１実施形態のＯＡＭ送信装置の一例を示すブロック図である。 基本ウェイト行列（ＯＡＭ送信ウェイト行列）の一例を示す図である。 第１実施形態のＯＡＭ受信装置の一例を示すブロック図である。 第２実施形態のＯＡＭ受信装置の一例を示すブロック図である。 第２実施形態のＯＡＭ受信装置におけるＯＡＭ受信処理部の一例を示すブロック図である。 ウェイト更新部の一例を示すブロック図である。 第２実施形態のＯＡＭ受信装置における等化器の一例を示すブロック図である。 係数更新部の一例を示すブロック図である。 第２実施形態のＯＡＭ受信装置における干渉補償部の一例を示すブロック図である。 係数更新部の一例を示すブロック図である。 フレームの説明に供する図である。

以下、図面を参照しつつ、実施形態について説明する。なお、実施形態において、同一又は同等の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略される。

＜第１実施形態＞
＜ＯＡＭ伝送システムの概要＞
図１は、第１実施形態のＯＡＭ伝送システムの一例を示す図である。図１においてＯＡＭ伝送システム１は、ＯＡＭ送信装置１０と、ＯＡＭ受信装置３０とを有している。ＯＡＭ送信装置１０とＯＡＭ受信装置３０とは、例えば、見通し内環境に固定設置されて用いられる。

図１においてＯＡＭ送信装置１０は、アンテナ素子１５－１～１５－４を有している。また、ＯＡＭ受信装置３０は、アンテナ素子３１－１～３１－４を有している。なお、以下では、アンテナ素子１５－１～１５－４を総称して「アンテナ素子１５」と呼ぶことがある。また、アンテナ素子３１－１～３１－４を総称して「アンテナ素子３１」と呼ぶことがある。ここでは、アンテナ素子１５及びアンテナ素子３１の個数をそれぞれ４つとしているが、これに限定されるものでなく、２以上であればよい。

アンテナ素子１５－１～１５－４は、例えば、円形配列されている。すなわち、アンテナ素子１５は、ＵＣＡ(Uniform Circular Array)アンテナを構成している。また、アンテナ素子３１－１～３１－４は、例えば、円形配列されている。すなわち、アンテナ素子３１は、ＵＣＡ(Uniform Circular Array)アンテナを構成している。

ＯＡＭ送信装置１０は、「複数の無線信号」を、アンテナ素子１５－１～１５－４からそれぞれ送信する。各無線信号は、垂直偏波によって送信される第１ＯＡＭモード多重無線信号及び水平偏波によって送信される第２ＯＡＭモード多重無線信号を含む。第１ＯＡＭモード多重無線信号及び第２ＯＡＭモード多重無線信号は、第１のＯＡＭモードから第Ｍの第２ＯＡＭモードまでのＭ（Ｍは、２以上の自然数）個のＯＡＭモードを用いて形成されている。なお、以下では、説明を簡単にするために、一例として、第１ＯＡＭモード多重無線信号及び第２ＯＡＭモード多重無線信号が、それぞれ、２つのＯＡＭモード（第１ＯＡＭモード、第２ＯＡＭモード）を用いて形成されるものとして説明する。この説明によっても一般性は失われない。

ＯＡＭ受信装置３０は、ＯＡＭ送信装置１０のアンテナ素子１５－１～１５－４からそれぞれ送信された複数の無線信号を、アンテナ素子３１－１～３１－４のそれぞれによって受信する。すなわち、各アンテナ素子３１によって受信される無線信号は、アンテナ素子１５－１～１５－４からそれぞれ送信された複数の無線信号が空間多重された無線信号である。

＜ＯＡＭ送信装置の構成例＞
図２は、第１実施形態のＯＡＭ送信装置の一例を示すブロック図である。図２においてＯＡＭ送信装置１０は、変調器１１－１，１１－２，２１－１，２１－２と、信号形成部１２，２２と、送信無線部１３－１～１３－４，２３－１～２３－４と、偏波多重器１４－１～１４－４と、アンテナ素子１５－１～１５－４とを有している。なお、送信無線部１３－１～１３－４を総称して「送信無線部１３」と呼ぶことができる。また、送信無線部２３－１～２３－４を総称して「送信無線部２３」と呼ぶことができる。また、偏波多重器１４－１～１４－４を総称して「偏波多重器１４」と呼ぶことができる。

変調器１１－１，１１－２，２１－１，２１－２は、それぞれ異なる送信ストリームを入力する。そして、変調器１１－１，１１－２，２１－１，２１－２のそれぞれは、入力した送信ストリームを変調することによって、得られる変調信号（つまり、シンボル）を出力する。すなわち、変調器１１－１，１１－２から同時期に２つの異なるシンボルが出力されることになる。また、変調器２１－１，２１－２からも同時期に２つの異なるシンボルが出力されることになる。ここで、変調器１１－１，１１－２，２１－１，２１－２は、複数の使用ＯＡＭモードと垂直偏波及び水平偏波との、複数の組み合わせにそれぞれ対応する。変調器１１－１，１１－２，２１－１，２１－２に入力される既知信号系列のパターンは、互いに異なっている。これにより、複数の使用ＯＡＭモードと垂直偏波及び水平偏波との、複数の組み合わせのそれぞれによって、異なるパターンを持つ既知信号系列が送信されることになる。

信号形成部１２は、分配器１２Ａと、線形プリコーダ１２Ｂ－１～１２Ｂ－４とを有している。

分配器１２Ａは、同時期に入力した２つのシンボルのそれぞれを、４つの線形プリコーダ１２Ｂ－１～１２Ｂ－４へ出力する。すなわち、分配器１２Ａは、変調器１１－１から受け取ったシンボルを４つの線形プリコーダ１２Ｂ－１～１２Ｂ－４に分配して、４つの線形プリコーダ１２Ｂ－１～１２Ｂ－４のそれぞれに入力させる。変調器１１－２から受け取ったシンボルについても同様である。すなわち、各線形プリコーダ１２Ｂには、分配器１２Ａに同時期に入力した２つのシンボルから成るシンボルベクトルが入力されることになる。

線形プリコーダ１２Ｂ－１～１２Ｂ－４は、複数の使用ＯＡＭモード（つまり、ここでは、第１ＯＡＭモード、第２ＯＡＭモード）に対応する「基本ウェイト行列（ＯＡＭ送信ウェイト行列）」の４つの行ベクトルのそれぞれに対応する。なお、「基本ウェイト行列（ＯＡＭ送信ウェイト行列）」の複数の列ベクトルは、複数の使用ＯＡＭモードにそれぞれ対応する。

図３は、基本ウェイト行列（ＯＡＭ送信ウェイト行列）の一例を示す図である。図３に示す基本ウェイト行列（ＯＡＭ送信ウェイト行列）の例では、列番号が０，１の２つの列ベクトルは、モード０及びモード１にそれぞれ対応している。すなわち、列番号０の列ベクトル内における４つのベクトル要素の値の間のズレ量（位相変化量）は、ゼロである。また、列番号１の列ベクトル内における４つのベクトル要素の値の間のズレ量（位相変化量）は、π／２である。

図２の説明に戻り、各線形プリコーダ１２Ｂは、入力されたシンボルベクトルに対して、各線形プリコーダ１２Ｂが対応する行ベクトルを乗算する。これにより、多重信号が形成される。各線形プリコーダ１２Ｂは、形成した多重信号を、対応する送信無線部１３へ出力する。

送信無線部１３－１～１３－４は、線形プリコーダ１２Ｂ－１～１２Ｂ－４から多重信号をそれぞれ受け取り、受け取った多重信号に対して送信無線処理（ディジタルアナログ変換、アップコンバート等）を施す。そして、送信無線部１３－１～１３－４は、送信無線処理によって得られた無線信号を偏波多重器１４－１～１４－４へそれぞれ出力する。

信号形成部２２の分配器２２Ａ及び線形プリコーダ２２Ｂ－１～２２Ｂ－４は、分配器１２Ａ及び線形プリコーダ１２Ｂ－１～１２Ｂ－４と同様の処理を実行する。

すなわち、分配器２２Ａは、同時期に入力した２つのシンボルのそれぞれを、４つの線形プリコーダ２２Ｂ－１～２２Ｂ－４へ出力する。

線形プリコーダ２２Ｂ－１～２２Ｂ－４は、複数の使用ＯＡＭモード（つまり、ここでは、第１ＯＡＭモード、第２ＯＡＭモード）に対応する「基本ウェイト行列（ＯＡＭ送信ウェイト行列）」の４つの行ベクトルのそれぞれに対応する。線形プリコーダ２２Ｂ－１～２２Ｂ－４にて用いられる複数の使用ＯＡＭモードは、線形プリコーダ１２Ｂ－１～１２Ｂ－４にて用いられる複数の使用ＯＡＭモードと同じである。すなわち、線形プリコーダ２２Ｂ－１～２２Ｂ－４にて用いられる「基本ウェイト行列（ＯＡＭ送信ウェイト行列）」は、線形プリコーダ１２Ｂ－１～１２Ｂ－４にて用いられる「基本ウェイト行列（ＯＡＭ送信ウェイト行列）」と同じである。

そして、各線形プリコーダ２２Ｂは、形成した多重信号を、対応する送信無線部２３へ出力する。

送信無線部２３－１～２３－４は、線形プリコーダ２２Ｂ－１～２２Ｂ－４から多重信号をそれぞれ受け取り、受け取った多重信号に対して送信無線処理（ディジタルアナログ変換、アップコンバート等）を施す。そして、送信無線部２３－１～２３－４は、送信無線処理によって得られた無線信号を偏波多重器１４－１～１４－４へそれぞれ出力する。

偏波多重器１４－１～１４－４は、送信無線部１３－１～１３－４から受け取る無線信号を垂直偏波信号に変換し、送信無線部２３－１～２３－４から受け取る無線信号を水平偏波信号に変換し、該垂直偏波信号と水平偏波信号との偏波多重無線信号をアンテナ素子１５－１～１５－４へ出力する。これにより、使用ＯＡＭモードによって偏波多重無線信号がアンテナ素子１５－１～１５－４から送信されることになる。すなわち、変調器１１と、信号形成部１２と、送信無線部１３－１～１３－４とは、垂直偏波の送信信号を形成する処理部であり、変調器２１と、信号形成部２２と、送信無線部２３－１～２３－４とは、水平偏波の送信信号を形成する処理部である。

以上のようにして、ＯＡＭ送信装置１０から、複数のＯＡＭモードについてモード多重され且つ偏波多重された複数の無線信号が、アンテナ素子１５－１～１５－４から送信されることになる。

＜ＯＡＭ受信装置の構成例＞
図４は、第１実施形態のＯＡＭ受信装置の一例を示すブロック図である。図４においてＯＡＭ受信装置３０は、アンテナ素子３１－１～３１－４と、偏波分離器３２－１～３２－４と、受信無線部３３と、ＯＡＭ受信部３４，３５と、復調処理部３６～３９とを有している。なお、偏波分離器３２－１～３２－４を総称して「偏波分離器３２」と呼ぶことができる。

アンテナ素子３１－１～３１－４は、ＯＡＭ送信装置１０のアンテナ素子１５－１～１５－４からそれぞれ送信された複数の無線信号（つまり、空間多重信号）を受信して、偏波分離器３２－１～３２－４へ出力する。

偏波分離器３２－１～３２－４は、アンテナ素子３１－１～３１－４にそれぞれ接続されている。各偏波分離器３２は、接続されているアンテナ素子３１から受け取る受信無線信号を、「垂直成分信号」と「水平成分信号」とに偏波分離し、受信無線部３３へ出力する。すなわち、偏波分離器３２－１～３２－４から、４つの垂直成分信号と４つの水平成分信号とが出力されることになる。

受信無線部３３は、偏波分離器３２－１～３２－４から受け取る、４つの垂直成分信号及び４つの水平成分信号のそれぞれに対して、受信無線処理（ダウンコンバート、アナログディジタル変換等）を施す。そして、受信無線部３３は、受信無線処理後の４つの垂直成分信号をＯＡＭ受信部３４へ出力し、受信無線処理後の４つの水平成分信号をＯＡＭ受信部３５へ出力する。

受信無線部３３は、受信無線部３３Ａ－１，３３Ａ－２，３３Ｂ－１，３３Ｂ－２，３３Ｃ－１，３３Ｃ－２，３３Ｄ－１，３３Ｄ－２を有している。受信無線部３３Ａ－１，３３Ａ－２は、偏波分離器３２－１に接続されている。受信無線部３３Ｂ－１，３３Ｂ－２は、偏波分離器３２－２に接続されている。受信無線部３３Ｃ－１，３３Ｃ－２は、偏波分離器３２－３に接続されている。受信無線部３３Ｄ－１，３３Ｄ－２は、偏波分離器３２－４に接続されている。受信無線部３３Ａ－１，３３Ｂ－１，３３Ｃ－１，３３Ｄ－１は、偏波分離器３２－１～３２－４から垂直成分信号をそれぞれ受け取り、受信無線処理を施す。受信無線部３３Ａ－２，３３Ｂ－２，３３Ｃ－２，３３Ｄ－２は、偏波分離器３２－１～３２－４から水平成分信号をそれぞれ受け取り、受信無線処理を施す。

ＯＡＭ受信部３４は、受信無線部３３から受け取る、４つの垂直成分信号に対して、「ＯＡＭ受信ウェイト行列（第１ＯＡＭ受信ウェイト行列）」を用いた「ＯＡＭ受信処理」を実行する。これにより、４つの垂直成分信号に対応するＯＡＭ受信処理後の信号、つまり、第１ＯＡＭモードに対応する「第１モード垂直成分受信信号」及び第２ＯＡＭモードに対応する「第２モード垂直成分受信信号」が得られる。

ＯＡＭ受信部３５は、受信無線部３３から受け取る、４つの水平成分信号に対して、「ＯＡＭ受信ウェイト行列（第２ＯＡＭ受信ウェイト行列）」を用いた「ＯＡＭ受信処理」を実行する。これにより、４つの水平成分信号に対応するＯＡＭ受信処理後の信号、つまり、第１ＯＡＭモードに対応する「第１モード水平成分受信信号」及び第２ＯＡＭモードに対応する「第２モード水平成分受信信号」が得られる。

復調処理部３６～３９は、第１モード垂直成分受信信号、第２モード垂直成分受信信号、第１モード水平成分受信信号、及び第２モード水平成分受信信号に対して復調処理をそれぞれ実行する。

復調処理部３６は、干渉補償部３６２を含んでいる。干渉補償部３６２は、第１モード垂直成分受信信号から、第１モード水平成分受信信号及び第２モード水平成分受信信号の両方を用いて、垂直偏波に対する水平偏波による干渉成分を除去する。これにより、互いに同じＯＡＭモードに対応する垂直成分受信信号と水平成分受信信号との間の偏波間干渉を除去できるだけでなく、互いに異なるＯＡＭモードに対応する垂直成分受信信号と水平成分受信信号との間の偏波間干渉を除去できる。

復調処理部３７は、干渉補償部３７２を含んでいる。干渉補償部３７２は、第２モード垂直成分受信信号から、第１モード水平成分受信信号及び第２モード水平成分受信信号の両方を用いて、垂直偏波に対する水平偏波による干渉成分を除去する。

復調処理部３８は、干渉補償部３８２を含んでいる。干渉補償部３８２は、第１モード水平成分受信信号から、第１モード垂直成分受信信号及び第２モード垂直成分受信信号の両方を用いて、水平偏波に対する垂直偏波による干渉成分を除去する。

復調処理部３９は、干渉補償部３９２を含んでいる。干渉補償部３９２は、第２モード水平成分受信信号から、第１モード垂直成分受信信号及び第２モード垂直成分受信信号の両方を用いて、水平偏波に対する垂直偏波による干渉成分を除去する。

以上のように第１実施形態によれば、ＯＡＭ受信装置３０にて干渉補償部３６２は、第１モード垂直成分受信信号から、第１モード水平成分受信信号及び第２モード水平成分受信信号の両方を用いて、垂直偏波に対する水平偏波による干渉成分を除去する。

このＯＡＭ受信装置３０の構成により、互いに同じＯＡＭモードに対応する垂直成分受信信号と水平成分受信信号との間の偏波間干渉を除去できるだけでなく、互いに異なるＯＡＭモードに対応する垂直成分受信信号と水平成分受信信号との間の偏波間干渉を除去できる。これにより、ＯＡＭモード多重伝送及び両偏波伝送の組み合わせによって無線送信された信号を偏波間干渉補償して受信することができる。干渉補償部３７２，３８２，３９２についても同じことが言える。

なお、上記の通り、ＯＡＭ送信装置１０から送信される各無線信号は、垂直偏波によって送信される第１ＯＡＭモード多重無線信号及び水平偏波によって送信される第２ＯＡＭモード多重無線信号を含む。そして、第１ＯＡＭモード多重無線信号及び第２ＯＡＭモード多重無線信号は、第１のＯＡＭモードから第ＭのＯＡＭモードまでのＭ（Ｍは、２以上の自然数）個のＯＡＭモードを用いて形成されていてもよい。すなわち、ＯＡＭ受信装置３０の構成を次のように表すこともできる。ＯＡＭ受信装置３０にてＯＡＭ受信部３４は、アンテナ素子３１－１～３１－４によって受信された複数の受信無線信号のそれぞれが偏波分離され且つ受信無線処理された、Ｍ個の垂直成分受信信号に対して、第１ＯＡＭ受信ウェイト行列を乗算することにより、Ｍ個のＯＡＭモードにそれぞれ対応する第１モード垂直成分受信信号から第Ｍモード垂直成分受信信号のＭ個の垂直成分受信信号を形成する。また、ＯＡＭ受信部３５は、アンテナ素子３１－１～３１－４によって受信された複数の受信無線信号のそれぞれが偏波分離され且つ受信無線処理された、Ｍ個の水平成分信号に対して、第２ＯＡＭ受信ウェイト行列を乗算することにより、Ｍ個のＯＡＭモードにそれぞれ対応する第１モード水平成分受信信号から第Ｍモード水平成分受信信号のＭ個の水平成分受信信号を形成する。そして、ＯＡＭ受信装置３０は、Ｍ個の垂直成分受信信号にそれぞれ対応し、且つ、対応する垂直成分受信信号から、Ｍ個の水平成分受信信号を用いて、垂直偏波に対する水平偏波による干渉成分を除去する、Ｍ個の水平偏波干渉補償部（上記の干渉補償部３６２，３７２に対応）を有する。また、ＯＡＭ受信装置３０は、Ｍ個の水平成分受信信号にそれぞれ対応し、且つ、対応する水平成分受信信号から、Ｍ個の垂直成分受信信号を用いて、水平偏波に対する垂直偏波による干渉成分を除去する、Ｍ個の垂直偏波干渉補償部（上記の干渉補償部３８２，３９２に対応）を有する。

また、ＯＡＭ受信装置３０に対して次のような変形を施すこともできる。例えばＯＡＭ受信装置３０において、受信無線部３３の入力段に（例えば、偏波分離器３２と受信無線部３３との間に）、ＯＡＭモードを分離するための機能部（例えば、バトラーマトリックス）が、配設されてもよい。この場合でも、ＯＡＭ受信部３４には、アンテナ素子３１－１～３１－４によって受信された複数の受信無線信号のそれぞれが偏波分離され且つ受信無線処理された、Ｍ個の垂直成分受信信号が入力される、ことに変わりはない。また、ＯＡＭ受信部３５には、アンテナ素子３１－１～３１－４によって受信された複数の受信無線信号のそれぞれが偏波分離され且つ受信無線処理された、Ｍ個の水平成分信号が入力される、ことに変わりはない。

＜第２実施形態＞
第２実施形態では、ＯＡＭ受信装置のより具体的な構成について説明する。なお、第２実施形態のＯＡＭ受信装置の基本構成は、第１実施形態のＯＡＭ受信装置３０の基本構成と同じである。

＜ＯＡＭ受信装置の構成例＞
図５は、第２実施形態のＯＡＭ受信装置の一例を示すブロック図である。図５には、第２実施形態のＯＡＭ受信装置３０の一部（受信無線部３３、ＯＡＭ受信部３４，３５、及び復調処理部３６～３９）が示されており、他の構成については図示を省略している。

ＯＡＭ受信部３４は、分配器３４１、ＯＡＭ受信処理部３４２，３４３、通信路行列推定部３４４、及びウェイト算出部３４５を有している。また、ＯＡＭ受信部３５は、分配器３５１、ＯＡＭ受信処理部３５２，３５３、通信路行列推定部３５４、及びウェイト算出部３５５を有している。

分配器３４１は、受信無線部３３Ａ－１，３３Ｂ－１，３３Ｃ－１，３３Ｄ－１から同時期に受け取った４つの受信無線処理後の信号のそれぞれを、ＯＡＭ受信処理部３４２，３４３へ出力する。すなわち、分配器３４１は、受信無線部３３Ａ－１から受け取った無線処理後の信号を、ＯＡＭ受信処理部３４２，３４３に分配して、ＯＡＭ受信処理部３４２，３４３にそれぞれ入力させる。受信無線部３３Ｂ－１，３３Ｃ－１，３３Ｄ－１のそれぞれから受け取った受信無線処理後の信号についても同様である。すなわち、ＯＡＭ受信処理部３４２，３４３は、受信無線部３３Ａ－１，３３Ｂ－１，３３Ｃ－１，３３Ｄ－１から同時期に受け取った４つの受信無線処理後の信号から成る、受信信号ベクトルが入力されることになる。

通信路行列推定部３４４は、受信無線部３３Ａ－１，３３Ｂ－１，３３Ｃ－１，３３Ｄ－１から受け取り且つＯＡＭ送信装置１０から垂直偏波によって送信された既知信号に対応する、４つの受信無線処理後の垂直成分信号に基づいて、「通信路行列（第１通信路行列）」を算出する。「第１通信路行列」は、アンテナ素子１５－１～１５－４とアンテナ素子３１－１～３１－４との間の通信路に関する通信路行列である。ここで、ＯＡＭ送信装置１０から、複数の使用ＯＡＭモードと垂直偏波及び水平偏波との、複数の組み合わせのそれぞれによって、異なるパターンを持つ既知信号系列が送信される。これにより、通信路行列推定部３４４は、互いに異なるパターンの複数の既知信号系列を分離することができるので、各組み合わせの通信路の状態が反映された「通信路行列」を算出することができる。

ウェイト算出部３４５は、通信路行列推定部３４４にて算出された通信路行列に基づいて、上記「基本ウェイト行列」の共役転置行列を修正して、「第１ＯＡＭ受信ウェイト行列」の初期値を算出する。「第１ＯＡＭ受信ウェイト行列」の初期値は、ＯＡＭ受信処理部３４２，３４３に設定（セット）される。なお、通信路行列推定部３４４による通信路行列の算出、及び、ウェイト算出部３４５によるＯＡＭ受信ウェイト行列の初期値の算出については、後に詳しく説明する。

分配器３５１は、受信無線部３３Ａ－２，３３Ｂ－２，３３Ｃ－２，３３Ｄ－２から同時期に受け取った４つの受信無線処理後の信号のそれぞれを、ＯＡＭ受信処理部３５２，３５３へ出力する。すなわち、分配器３５１は、受信無線部３３Ａ－２から受け取った無線処理後の信号を、ＯＡＭ受信処理部３５２，３５３に分配して、ＯＡＭ受信処理部３５２，３５３にそれぞれ入力させる。受信無線部３３Ｂ－２，３３Ｃ－２，３３Ｄ－２のそれぞれから受け取った受信無線処理後の信号についても同様である。すなわち、ＯＡＭ受信処理部３５２，３５３は、受信無線部３３Ａ－２，３３Ｂ－２，３３Ｃ－２，３３Ｄ－２から同時期に受け取った４つの受信無線処理後の信号から成る、受信信号ベクトルが入力されることになる。

通信路行列推定部３５４は、受信無線部３３Ａ－２，３３Ｂ－２，３３Ｃ－２，３３Ｄ－２から受け取り且つＯＡＭ送信装置１０から水平偏波によって送信された既知信号に対応する、４つの受信無線処理後の水平成分信号に基づいて、「通信路行列（第２通信路行列）」を算出する。「第２通信路行列」は、アンテナ素子１５－１～１５－４とアンテナ素子３１－１～３１－４との間の通信路に関する通信路行列である。ここで、ＯＡＭ送信装置１０から、複数の使用ＯＡＭモードと垂直偏波及び水平偏波との、複数の組み合わせのそれぞれによって、異なるパターンを持つ既知信号系列が送信される。これにより、通信路行列推定部３５４は、互いに異なるパターンの複数の既知信号系列を分離することができるので、各組み合わせの通信路の状態が反映された「通信路行列」を算出することができる。

ウェイト算出部３５５は、通信路行列推定部３５４にて算出された通信路行列に基づいて、「第２ＯＡＭ受信ウェイト行列」の初期値を算出する。「第２ＯＡＭ受信ウェイト行列」の初期値は、ＯＡＭ受信処理部３５２，３５３に設定（セット）される。なお、通信路行列推定部３５４による通信路行列の算出、及び、ウェイト算出部３５５によるＯＡＭ受信ウェイト行列の初期値の算出については、Zero ForcingやMean Minimum Square Errorなどの手法の他に、上記「基本ウェイト行列」の共役転置行列を修正して、初期値を算出することも可能である。修正方法は、後に詳しく説明する。

ＯＡＭ受信処理部３４２，３４３は、「第１ＯＡＭ受信ウェイト行列」の２つの行ベクトル（つまり、第１ＯＡＭ受信ウェイトベクトル、第２ＯＡＭ受信ウェイトベクトル）にそれぞれ対応する。すなわち、ＯＡＭ受信処理部３４２，３４３は、２つの使用ＯＡＭモードにそれぞれ対応する。ここでは、ＯＡＭ受信処理部３４２，３４３は、モード０及びモード１にそれぞれ対応している。

ＯＡＭ受信処理部３４２は、入力された受信信号ベクトルに対して、第１ＯＡＭ受信ウェイトベクトルを乗算して、「ＯＡＭ受信処理」を実行する。これにより、上記の「第１モード垂直成分受信信号Ａ１１ｋ」が得られる。また、ＯＡＭ受信処理部３４３は、入力された受信信号ベクトルに対して、第２ＯＡＭ受信ウェイトベクトルを乗算して、「ＯＡＭ受信処理」を実行する。これにより、上記の「第２モード垂直成分受信信号Ａ１２ｋ」が得られる。ここで、ＯＡＭ受信処理部３４２は、後述する硬判定部３６３から受け取る「第１誤差ベクトル信号」に基づいて、「第１ＯＡＭ受信ウェイトベクトル」を調整（更新）しながら、「ＯＡＭ受信処理」を実行する。また、ＯＡＭ受信処理部３４３は、後述する硬判定部３７３から受け取る「第２誤差ベクトル信号」に基づいて、「第２ＯＡＭ受信ウェイトベクトル」を調整（更新）しながら、「ＯＡＭ受信処理」を実行する。これにより、適応的なＯＡＭ受信処理が可能となる。

ＯＡＭ受信処理部３５２，３５３は、「第２ＯＡＭ受信ウェイト行列」の２つの行ベクトル（つまり、第３ＯＡＭ受信ウェイトベクトル、第４ＯＡＭ受信ウェイトベクトル）にそれぞれ対応する。すなわち、ＯＡＭ受信処理部３５２，３５３は、２つの使用ＯＡＭモードにそれぞれ対応する。ここでは、ＯＡＭ受信処理部３５２，３５３は、モード０及びモード１にそれぞれ対応している。

ＯＡＭ受信処理部３５２は、入力された受信信号ベクトルに対して、第３ＯＡＭ受信ウェイトベクトルを乗算して、「ＯＡＭ受信処理」を実行する。これにより、上記の「第１モード水平成分受信信号Ａ２１ｋ」が得られる。また、ＯＡＭ受信処理部３５３は、入力された受信信号ベクトルに対して、第４ＯＡＭ受信ウェイトベクトルを乗算して、「ＯＡＭ受信処理」を実行する。これにより、上記の「第２モード水平成分受信信号Ａ２２ｋ」が得られる。ここで、ＯＡＭ受信処理部３５２は、後述する硬判定部３８３から受け取る「第３誤差ベクトル信号」に基づいて、「第３ＯＡＭ受信ウェイトベクトル」を調整（更新）しながら、「ＯＡＭ受信処理」を実行する。また、ＯＡＭ受信処理部３５３は、後述する硬判定部３９３から受け取る「第４誤差ベクトル信号」に基づいて、「第４ＯＡＭ受信ウェイトベクトル」を調整（更新）しながら、「ＯＡＭ受信処理」を実行する。これにより、適応的なＯＡＭ受信処理が可能となる。

図６は、第２実施形態のＯＡＭ受信装置におけるＯＡＭ受信処理部の一例を示すブロック図である。図６においてＯＡＭ受信処理部３４２は、ウェイト更新部３４２Ａ－１～３４２Ａ－４と、乗算器３４２Ｂ－１～３４２Ｂ－４と、加算器３４２Ｃとを有している。図６において、主信号Ａ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３は、それぞれ、受信無線部３３Ａ－１～３３Ｄ－１から出力された信号である。また、誤差ベクトル信号Ｅ１１は、後述する硬判定部３６３から出力された第１誤差ベクトル信号を表している。また、初期ウェイトは、ウェイト算出部３４５によって算出された「第１ＯＡＭ受信ウェイトベクトル」の初期値である。

ウェイト更新部３４２Ａ－１～３４２Ａ－４には、主信号Ａ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３がそれぞれ入力される。例えば、ウェイト更新部３４２Ａ－１は、主信号Ａ０と誤差ベクトル信号Ｅ１１とに基づいて、ウェイト更新部３４２Ａ－１が保持しているＯＡＭ受信ウェイトを更新して、更新後のＯＡＭ受信ウェイトを乗算器３４２Ｂ－１へ出力する。ウェイト更新部３４２Ａ－２～３４２Ａ－４も同様に、更新後のＯＡＭ受信ウェイトを、乗算器３４２Ｂ－２～３４２Ｂ－４へそれぞれ出力する。

乗算器３４２Ｂ－１～３４２Ｂ－４は、主信号Ａ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３がそれぞれ入力される。また、乗算器３４２Ｂ－１～３４２Ｂ－４は、ウェイト更新部３４２Ａ－１～３４２Ａ－４から更新後のＯＡＭ受信ウェイトが入力される。各乗算器３４２Ｂは、入力される主信号とＯＡＭ受信ウェイトとを乗算して、乗算結果を加算器３４２Ｃへ出力する。

加算器３４２Ｃは、乗算器３４２Ｂ－１～３４２Ｂ－４から受け取る４つの乗算結果を加算して、加算結果をＯＡＭ受信処理後の信号（つまり、第１モード垂直成分受信信号Ａ１１ｋ）として出力する。

図７は、ウェイト更新部の一例を示すブロック図である。ウェイト更新部３４２Ａ－１～３４２Ａ－４の構成は同じなので、図７には、一例としてウェイト更新部３４２Ａ－１の構成が示されている。図７においてウェイト更新部３４２Ａ－１は、遅延回路３４２Ａ－１Ａと、相関回路３４２Ａ－１Ｂと、加算器３４２Ａ－１Ｃと、メモリ３４２Ａ－１Ｄとを有している。

遅延回路３４２Ａ－１Ａは、入力される主信号を、時間（Ｌ_０×Ｔｓ）だけ保持した後に出力する。換言すれば、遅延回路３４２Ａ－１Ａは、入力される主信号を、時間（Ｌ_０×Ｔｓ）だけ遅延させる。時間（Ｌ_０×Ｔｓ）は、或るタイミングの主信号に応じた誤差ベクトル信号Ｅ１１がフィードバックされるまでに掛かる時間（つまり、フィードバック遅延時間）に対応する。Ｔｓは、シンボル時間を表している。Ｌ_０は、フィードバック遅延時間に含まれるシンボル時間Ｔｓの数を表している。すなわち、遅延回路３４２Ａ－１Ａが主信号をフィードバック遅延時間分だけ遅延させることにより、相関回路３４２Ａ－１Ｂには、主信号と該主信号に対応する誤差ベクトル信号Ｅ１１とが同時期に入力されることになる。

相関回路３４２Ａ－１Ｂは、主信号と誤差ベクトル信号Ｅ１１とを用いて相関値を算出し、算出した相関値を加算器３４２Ａ－１Ｃへ出力する。

加算器３４２Ａ－１Ｃは、相関回路３４２Ａ－１Ｂから受け取る相関値とメモリ３４２Ａ－１Ｄから受け取るウェイトとを加算して、加算結果をメモリ３４２Ａ－１Ｄへ出力する。

メモリ３４２Ａ－１Ｄは、メモリ３４２Ａ－１Ｄが保持しているウェイト（保持ウェイト）を加算器３４２Ａ－１Ｃへ出力し、加算器３４２Ａ－１Ｃから受け取る加算結果によって保持ウェイトを更新すると共に、更新した保持ウェイトを乗算器３４２Ｂ－１へ出力する。なお、メモリ３４２Ａ－１Ｄには、ウェイト算出部３４５で算出された初期ウェイトが最初に保持され、その初期ウェイトが更新される。

なお、ＯＡＭ受信処理部３４３，３５２，３５３は、それぞれ、ＯＡＭ受信処理部３４２と同じ構成を有している。ただし、ＯＡＭ受信処理部３４３には、ウェイト算出部３４５によって算出された「第２ＯＡＭ受信ウェイトベクトル」の初期値、及び、後述する硬判定部３７３から出力された第２誤差ベクトル信号Ｅ１２が入力される。また、ＯＡＭ受信処理部３５２，３５３のそれぞれには、主信号Ａ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３として、受信無線部３３Ａ－２～３３Ｄ－２から出力された信号が入力される。また、ＯＡＭ受信処理部３５２には、ウェイト算出部３５５によって算出された「第３ＯＡＭ受信ウェイトベクトル」の初期値、及び、後述する硬判定部３８３から出力された第３誤差ベクトル信号Ｅ２１が入力される。また、ＯＡＭ受信処理部３５３には、ウェイト算出部３５５によって算出された「第４ＯＡＭ受信ウェイトベクトル」の初期値、及び、後述する硬判定部３９３から出力された第４誤差ベクトル信号Ｅ２２が入力される。

以上のように、ＯＡＭ受信処理部３４２，３４３，３５２，３５３では、主信号と誤差ベクトル信号との相関によって、ＯＡＭ受信ウェイトベクトルを更新している。

図５の説明に戻り、復調処理部３６は、干渉補償部３６２と、等化器３６１と、硬判定部３６３と、フレーム同期部３６４とを有している。復調処理部３７は、干渉補償部３７２と、等化器３７１と、硬判定部３７３と、フレーム同期部３７４とを有している。復調処理部３８は、干渉補償部３８２と、等化器３８１と、硬判定部３８３と、フレーム同期部３８４とを有している。復調処理部３９は、干渉補償部３９２と、等化器３９１と、硬判定部３９３と、フレーム同期部３９４とを有している。

等化器３６１は、ＯＡＭ受信処理部３４２にて得られた信号（つまり、第１モード垂直成分受信信号Ａ１１ｋ）から歪み成分を除去して得られた、歪み成分除去処理後の第１モード垂直成分受信信号Ｂ１１ｋを干渉補償部３６２へ出力する。例えば、等化器３６１は、第１モード垂直成分受信信号Ａ１１ｋに対して、複数のフィルタ係数（以下、「複数の第１フィルタ係数」と呼ぶことがある）を用いてフィルタリングすることによって、歪み成分を除去する。ここで、等化器３６１は、後述する硬判定部３６３から受け取る「第１誤差ベクトル信号Ｅ１１」に基づいて、複数の第１フィルタ係数を調整（更新）しながら、歪み成分除去処理を実行する。

等化器３７１は、ＯＡＭ受信処理部３４３にて得られた信号（つまり、第２モード垂直成分受信信号Ａ１２ｋ）から歪み成分を除去して得られた、歪み成分除去処理後の第２モード垂直成分受信信号Ｂ１２ｋを干渉補償部３７２へ出力する。例えば、等化器３７１は、第２モード垂直成分受信信号Ａ１２ｋに対して、複数のフィルタ係数（以下、「複数の第２フィルタ係数」と呼ぶことがある）を用いてフィルタリングすることによって、歪み成分を除去する。ここで、等化器３７１は、後述する硬判定部３７３から受け取る「第２誤差ベクトル信号Ｅ１２」に基づいて、複数の第２フィルタ係数を調整（更新）しながら、歪み成分除去処理を実行する。

等化器３８１は、ＯＡＭ受信処理部３５２にて得られた信号（つまり、第１モード水平成分受信信号Ａ２１ｋ）から歪み成分を除去して得られた、歪み成分除去処理後の第１モード水平成分受信信号Ｂ２１ｋを干渉補償部３８２へ出力する。例えば、等化器３８１は、第１モード水平成分受信信号Ａ２１ｋに対して、複数のフィルタ係数（以下、「複数の第３フィルタ係数」と呼ぶことがある）を用いてフィルタリングすることによって、歪み成分を除去する。ここで、等化器３８１は、後述する硬判定部３８３から受け取る「第３誤差ベクトル信号Ｅ２１」に基づいて、複数の第３フィルタ係数を調整（更新）しながら、歪み成分除去処理を実行する。

等化器３９１は、ＯＡＭ受信処理部３５３にて得られた信号（つまり、第２モード水平成分受信信号Ａ２２ｋ）から歪み成分を除去して得られた、歪み成分除去処理後の第２モード水平成分受信信号Ｂ２２ｋを干渉補償部３９２へ出力する。例えば、等化器３９１は、第２モード水平成分受信信号Ａ２２ｋに対して、複数のフィルタ係数（以下、「複数の第４フィルタ係数」と呼ぶことがある）を用いてフィルタリングすることによって、歪み成分を除去する。ここで、等化器３９１は、後述する硬判定部３９３から受け取る「第４誤差ベクトル信号Ｅ２２」に基づいて、複数の第４フィルタ係数を調整（更新）しながら、歪み成分除去処理を実行する。

図８は、第２実施形態のＯＡＭ受信装置における等化器の一例を示すブロック図である。図８において等化器３６１は、遅延回路３６１Ａ－１～３６１Ａ－（Ｌ－１）と、係数更新部３６１Ｂ－１～３６１Ｂ－Ｌと、乗算器３６１Ｃ－１～３６１Ｃ－Ｌと、加算器３６１Ｄとを有している。図８において主信号Ａ１１ｋは、ＯＡＭ受信処理部３４２から出力されたＯＡＭ受信処理後の信号（つまり、第１モード垂直成分受信信号Ａ１１ｋ）である。また、誤差ベクトル信号Ｅ１１は、後述する硬判定部３６３から出力された第１誤差ベクトル信号Ｅ１１を表している。

遅延回路３６１Ａ－１～３６１Ａ－（Ｌ－１）は、それぞれ、入力される主信号Ａ１１ｋを時間Ｔｓ分だけ遅延させて出力する。そして、遅延回路３６１Ａ－１～３６１Ａ－（Ｌ－１）は、係数更新部３６１Ｂ－２～３６１Ｂ－Ｌの入力段にそれぞれ配設されている。これにより、係数更新部３６１Ｂ－１～３６１Ｂ－Ｌには、時間ＴｓずつずれたＬ個の主信号Ａ１１ｋが同時期に入力されることになる。

各係数更新部３６１Ｂは、入力される主信号Ａ１１ｋと誤差ベクトル信号Ｅ１１とに基づいて、各係数更新部３６１Ｂが保持しているフィルタ係数を更新して、更新後のフィルタ係数を乗算器３６１Ｃへ出力する。

各乗算器３６１Ｃは、主信号Ａ１１ｋとフィルタ係数とを乗算して、乗算結果を加算器３６１Ｄへ出力する。

加算器３６１Ｄは、乗算器３６１Ｃ－１～３６１Ｃ－Ｌから受け取るＬ個の乗算結果を加算して、加算結果を等化処理後の信号Ｂ１１ｋとして出力する。以上のように、等化器３６１は、例えば、ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタである。

図９は、係数更新部の一例を示すブロック図である。係数更新部３６１Ｂ－１～３６１Ｂ－Ｌの構成は同じなので、図９には、一例として係数更新部３６１Ｂ－１の構成が示されている。図９において係数更新部３６１Ｂ－１は、遅延回路３６１Ｂ－１Ａと、相関回路３６１Ｂ－１Ｂと、加算器３６１Ｂ－１Ｃと、メモリ３６１Ｂ－１Ｄとを有している。図９において主信号Ａｋは、第１モード垂直成分受信信号である。また、誤差ベクトル信号Ａｋは、後述する硬判定部３６３から出力された第１誤差ベクトル信号を表している。

遅延回路３６１Ｂ－１Ａは、入力される主信号Ａ１１ｋを、時間（Ｌ_１×Ｔｓ）だけ保持した後に出力する。換言すれば、遅延回路３６１Ｂ－１Ａは、入力される主信号Ａ１１ｋを、時間（Ｌ_１×Ｔｓ）だけ遅延させる。時間（Ｌ_１×Ｔｓ）は、或るタイミングの主信号Ａ１１ｋに応じた誤差ベクトル信号Ｅ１１がフィードバックされるまでに掛かる時間（つまり、フィードバック遅延時間）に対応する。Ｌ_１は、フィードバック遅延時間に含まれるシンボル時間Ｔｓの数を表している。すなわち、遅延回路３６１Ｂ－１Ａが主信号Ａ１１ｋをフィードバック遅延時間分だけ遅延させることにより、相関回路３６１Ｂ－１Ｂには、主信号Ａ１１ｋと該主信号Ａ１１ｋに対応する誤差ベクトル信号Ｅ１１とが同時期に入力されることになる。

相関回路３６１Ｂ－１Ｂは、主信号Ａ１１ｋと誤差ベクトル信号Ｅ１１とを用いて相関値を算出し、算出した相関値を加算器３６１Ｂ－１Ｃへ出力する。

加算器３６１Ｂ－１Ｃは、相関回路３６１Ｂ－１Ｂから受け取る相関値とメモリ３６１Ｂ－１Ｄから受け取るフィルタ係数とを加算して、加算結果をメモリ３６１Ｂ－１Ｄへ出力する。

メモリ３６１Ｂ－１Ｄは、メモリ３６１Ｂ－１Ｄが保持しているフィルタ係数（保持フィルタ係数）を加算器３６１Ｂ－１Ｃへ出力し、加算器３６１Ｂ－１Ｃから受け取る加算結果によって保持フィルタ係数を更新すると共に、更新した保持フィルタ係数を乗算器３６１Ｃ－１へ出力する。

なお、等化器３７１，３８１，３９１は、等化器３６１と同じ構成を有している。ただし、等化器３７１には、主信号Ａ１２ｋとして、第２モード垂直成分受信信号Ａ１２ｋが入力され、誤差ベクトル信号Ｅ１２として、後述する第２誤差ベクトル信号Ｅ１２が入力される。また、等化器３８１には、主信号Ａ２１ｋとして、第１モード水平成分受信信号Ａ２１ｋが入力され、誤差ベクトル信号Ｅ２１１として、後述する第３誤差ベクトル信号Ｅ２１ｋが入力される。また、等化器３７１には、主信号Ａ２２ｋとして、第２モード水平成分受信信号Ａ２２ｋが入力され、誤差ベクトル信号Ｅ２２として、後述する第４誤差ベクトル信号Ｅ２２が入力される。

以上のように、等化器３６１，３７１，３８１，３９１では、主信号と誤差ベクトル信号との相関によって、フィルタ係数を更新している。

図５の説明に戻り、干渉補償部３６２は、歪み成分除去処理後の第１モード垂直成分受信信号Ｂ１１ｋから、第１モード水平成分受信信号Ａ２１ｋ及び第２モード水平成分受信信号Ａ２２ｋの両方を用いて、垂直偏波に対する水平偏波による干渉成分を除去する。例えば、干渉補償部３６２は、第１モード水平成分受信信号Ａ２１ｋに対して複数のフィルタ係数（以下では、「複数の第５フィルタ係数」と呼ばれることがある）を用いてフィルタリングすることにより、「第１水平干渉成分レプリカ」を形成する。また、干渉補償部３６２は、第２モード水平成分受信信号Ａ２２ｋに対して複数のフィルタ係数（以下では、「複数の第６フィルタ係数」と呼ばれることがある）を用いてフィルタリングすることにより、「第２水平干渉成分レプリカ」を形成する。「第１水平干渉成分レプリカ」及び「第２水平干渉成分レプリカ」は、垂直偏波に対する水平偏波による干渉成分のレプリカである。そして、干渉補償部３６２は、歪み成分除去処理後の第１モード垂直成分受信信号Ｂ１１ｋから、「第１水平干渉成分レプリカ」及び「第２水平干渉成分レプリカ」を減算して、干渉補償処理後の第１モード垂直成分受信信号Ｃ１１ｋを形成する。ここで、干渉補償部３６２は、後述する硬判定部３６３から受け取る「第１誤差ベクトル信号Ｅ１１」に基づいて、複数の第５フィルタ係数及び複数の第６フィルタ係数を調整（更新）しながら、干渉補償処理を実行する。これにより、適応的な干渉補償処理が可能となる。

干渉補償部３７２は、歪み成分除去処理後の第２モード垂直成分受信信号Ｂ１２ｋから、第１モード水平成分受信信号Ａ２１ｋ及び第２モード水平成分受信信号Ａ２２ｋの両方を用いて、垂直偏波に対する水平偏波による干渉成分を除去する。例えば、干渉補償部３７２は、第１モード水平成分受信信号Ａ２１ｋに対して複数のフィルタ係数（以下では、「複数の第７フィルタ係数」と呼ばれることがある）を用いてフィルタリングすることにより、「第３水平干渉成分レプリカ」を形成する。また、干渉補償部３７２は、第２モード水平成分受信信号Ａ２２ｋに対して複数のフィルタ係数（以下では、「複数の第８フィルタ係数」と呼ばれることがある）を用いてフィルタリングすることにより、「第４水平干渉成分レプリカ」を形成する。「第３水平干渉成分レプリカ」及び「第４水平干渉成分レプリカ」は、垂直偏波に対する水平偏波による干渉成分のレプリカである。そして、干渉補償部３７２は、歪み成分除去処理後の第２モード垂直成分受信信号Ｂ１２ｋから、「第３水平干渉成分レプリカ」及び「第４水平干渉成分レプリカ」を減算して、干渉補償処理後の第２モード垂直成分受信信号Ｃ１２ｋを形成する。ここで、干渉補償部３７２は、後述する硬判定部３７３から受け取る「第２誤差ベクトル信号Ｅ１２」に基づいて、複数の第７フィルタ係数及び複数の第８フィルタ係数を調整（更新）しながら、干渉補償処理を実行する。

干渉補償部３８２は、歪み成分除去処理後の第１モード水平成分受信信号Ｂ２１ｋから、第１モード垂直成分受信信号Ａ１１ｋ及び第２モード垂直成分受信信号Ａ１２ｋの両方を用いて、水平偏波に対する垂直偏波による干渉成分を除去する。例えば、干渉補償部３８２は、第１モード垂直成分受信信号Ａ１１ｋに対して複数のフィルタ係数（以下では、「複数の第９フィルタ係数」と呼ばれることがある）を用いてフィルタリングすることにより、「第１垂直干渉成分レプリカ」を形成する。また、干渉補償部３８２は、第２モード垂直成分受信信号Ａ１２ｋに対して複数のフィルタ係数（以下では、「複数の第１０フィルタ係数」と呼ばれることがある）を用いてフィルタリングすることにより、「第２垂直干渉成分レプリカ」を形成する。「第１垂直干渉成分レプリカ」及び「第２垂直干渉成分レプリカ」は、水平偏波に対する垂直偏波による干渉成分のレプリカである。そして、干渉補償部３８２は、歪み成分除去処理後の第１モード水平成分受信信号Ｂ２１ｋから、「第１垂直干渉成分レプリカ」及び「第２垂直干渉成分レプリカ」を減算して、干渉補償処理後の第１モード水平成分受信信号Ｃ２１ｋを形成する。ここで、干渉補償部３８２は、後述する硬判定部３８３から受け取る「第３誤差ベクトル信号Ｅ２１」に基づいて、複数の第９フィルタ係数及び複数の第１０フィルタ係数を調整（更新）しながら、干渉補償処理を実行する。

干渉補償部３９２は、歪み成分除去処理後の第２モード水平成分受信信号Ｂ２２ｋから、第１モード垂直成分受信信号Ａ１１ｋ及び第２モード垂直成分受信信号Ａ１２ｋの両方を用いて、水平偏波に対する垂直偏波による干渉成分を除去する。例えば、干渉補償部３９２は、第１モード垂直成分受信信号Ａ１１ｋに対して複数のフィルタ係数（以下では、「複数の第１１フィルタ係数」と呼ばれることがある）を用いてフィルタリングすることにより、「第３垂直干渉成分レプリカ」を形成する。また、干渉補償部３９２は、第２モード垂直成分受信信号Ａ１２ｋに対して複数のフィルタ係数（以下では、「複数の第１２フィルタ係数」と呼ばれることがある）を用いてフィルタリングすることにより、「第４垂直干渉成分レプリカ」を形成する。「第３垂直干渉成分レプリカ」及び「第４垂直干渉成分レプリカ」は、水平偏波に対する垂直偏波による干渉成分のレプリカである。そして、干渉補償部３９２は、歪み成分除去処理後の第２モード水平成分受信信号Ｂ２２ｋから、「第３垂直干渉成分レプリカ」及び「第４垂直干渉成分レプリカ」を減算して、干渉補償処理後の第２モード水平成分受信信号Ｃ２２ｋを形成する。ここで、干渉補償部３９２は、後述する硬判定部３９３から受け取る「第４誤差ベクトル信号Ｅ２２」に基づいて、複数の第１１フィルタ係数及び複数の第１２フィルタ係数を調整（更新）しながら、干渉補償処理を実行する。

図１０は、第２実施形態のＯＡＭ受信装置における干渉補償部の一例を示すブロック図である。図１０において干渉補償部３６２は、干渉成分レプリカ形成部３６２Ａ－１，３６２Ａ－２と、加算器（減算器）３６２Ｂとを有している。図１０において主信号Ｂ１１ｋは、等化器３６１から出力された歪み成分除去処理後の第１モード垂直成分受信信号Ｂ１１ｋである。また、主信号Ａ２１ｋは、ＯＡＭ受信処理部３５２から出力された第１モード水平成分受信信号Ａ２１ｋである。また、主信号Ａ２２ｋは、ＯＡＭ受信処理部３５３から出力された第２モード水平成分受信信号Ａ２２ｋである。また、誤差ベクトル信号Ｅ１１は、後述する硬判定部３６３から出力された第１誤差ベクトル信号Ｅ１１を表している。

干渉成分レプリカ形成部３６２Ａ－１は、第１モード水平成分受信信号Ａ２１ｋに対して複数のフィルタ係数を用いてフィルタリングすることにより、第１水平干渉成分レプリカを形成する。干渉成分レプリカ形成部３６２Ａ－２は、第２モード水平成分受信信号Ａ２２ｋに対して複数のフィルタ係数を用いてフィルタリングすることにより、第２水平干渉成分レプリカを形成する。

加算器（減算器）３６２Ｂは、主信号Ｂ１１ｋから第１水平干渉成分レプリカ及び第２水平干渉成分レプリカを減算して、干渉補償処理後の第１モード垂直成分受信信号Ｃ１１ｋを出力する。

図１０に示すように、例えば、干渉成分レプリカ形成部３６２Ａ－１は、遅延回路３６２Ｃ－１～３６２Ｃ－（Ｋ－１）と、係数更新部３６２Ｄ－１～３６２Ｄ－Ｋと、乗算器３６２Ｅ－１～３６２Ｅ－Ｋと、加算器３６２Ｆとを有している。なお、干渉成分レプリカ形成部３６２Ａ－２は、干渉成分レプリカ形成部３６２Ａ－１と同じ構成を有している。ただし、干渉成分レプリカ形成部３６２Ａ－２には、主信号Ａ２１ｋの代わりに、主信号Ａ２２ｋが入力される。

遅延回路３６２Ｃ－１～３６２Ｃ－（Ｋ－１）は、それぞれ、入力される主信号Ａ２１ｋを時間Ｔｓ分だけ遅延させて出力する。そして、遅延回路３６２Ｃ－１～３６２Ｃ－（Ｋ－１）は、係数更新部３６２Ｄ－２～３６２Ｄ－Ｋの入力段にそれぞれ配設されている。これにより、係数更新部３６２Ｄ－１～３６２Ｄ－Ｋには、時間ＴｓずつずれたＭ個の主信号Ａ２１ｋが同時期に入力されることになる。

各係数更新部３６２Ｄは、入力される主信号Ａ２１ｋと誤差ベクトル信号Ｅ１１とに基づいて、各係数更新部３６２Ｄが保持しているフィルタ係数を更新して、更新後のフィルタ係数を乗算器３６２Ｅへ出力する。

各乗算器３６２Ｅは、主信号Ａ２１ｋとフィルタ係数とを乗算して、乗算結果を加算器３６２Ｆへ出力する。

加算器３６２Ｆは、乗算器３６２Ｅ－１～３６２Ｅ－Ｋから受け取るＫ個の乗算結果を加算して、加算結果を第１水平干渉成分レプリカとして出力する。以上のように、干渉成分レプリカ形成部３６２Ａ－１は、例えば、ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタである。

図１１は、係数更新部の一例を示すブロック図である。係数更新部３６２Ｄ－１～３６２Ｄ－Ｋの構成は同じなので、図１１には、一例として係数更新部３６２Ｄ－１の構成が示されている。図１１において係数更新部３６２Ｄ－１は、遅延回路３６２Ｄ－１Ａと、相関回路３６２Ｄ－１Ｂと、加算器３６２Ｄ－１Ｃと、メモリ３６２Ｄ－１Ｄとを有している。なお、干渉成分レプリカ形成部３６２Ａ－１の係数更新部３６２Ｄ－１では、主信号Ａ２１ｋは、第１モード水平成分受信信号Ａ２１ｋであり、干渉成分レプリカ形成部３６２Ａ－２の係数更新部３６２Ｄ－１では、主信号Ａ２２ｋは、第２モード水平成分受信信号Ａ２２ｋである。また、誤差ベクトル信号Ｅ１１は、後述する硬判定部３６３から出力された第１誤差ベクトル信号Ｅ１１を表している。

遅延回路３６２Ｄ－１Ａは、入力される主信号Ａ２１ｋを、時間（Ｌ_２×Ｔｓ）だけ保持した後に出力する。換言すれば、遅延回路３６２Ｄ－１Ａは、入力される主信号Ａ２１ｋを、時間（Ｌ_２×Ｔｓ）だけ遅延させる。時間（Ｌ_２×Ｔｓ）は、或るタイミングの主信号Ｂ１１ｋに応じた誤差ベクトル信号Ｅ１１がフィードバックされるまでに掛かる時間（つまり、フィードバック遅延時間）に対応する。Ｌ_２は、フィードバック遅延時間に含まれるシンボル時間Ｔｓの数を表している。すなわち、遅延回路３６２Ｄ－１Ａが主信号Ａ２１ｋをフィードバック遅延時間分だけ遅延させることにより、相関回路３６２Ｄ－１Ｂには、主信号Ａ２１ｋと、該主信号Ａ２１ｋと同時期の主信号Ｂ１１ｋに対応する誤差ベクトル信号Ｅ１１とが同時期に入力されることになる。

相関回路３６２Ｄ－１Ｂは、主信号Ａ２１ｋと誤差ベクトル信号Ｅ１１とを用いて相関値を算出し、算出した相関値を加算器３６２Ｄ－１Ｃへ出力する。

加算器３６２Ｄ－１Ｃは、相関回路３６２Ｄ－１Ｂから受け取る相関値とメモリ３６２Ｄ－１Ｄから受け取るフィルタ係数とを加算して、加算結果をメモリ３６２Ｄ－１Ｄへ出力する。

メモリ３６２Ｄ－１Ｄは、メモリ３６２Ｄ－１Ｄが保持しているフィルタ係数（保持フィルタ係数）を加算器３６２Ｄ－１Ｃへ出力し、加算器３６２Ｄ－１Ｃから受け取る加算結果によって保持フィルタ係数を更新すると共に、更新した保持フィルタ係数を乗算器３６２Ｅ－１へ出力する。

なお、干渉補償部３７２，３８２，３９２は、干渉補償部３６２と同じ構成を有している。ただし、干渉補償部３７２には、主信号Ｂ１２ｋとして、歪み成分除去処理後の第２モード垂直成分受信信号Ｂ１２ｋが入力され、誤差ベクトル信号Ｅ１２として、第２誤差ベクトル信号Ｅ１２が入力される。また、干渉補償部３８２には、主信号Ｂ２１ｋとして、歪み成分除去処理後の第１モード水平成分受信信号Ｂ２１ｋが入力され、誤差ベクトル信号Ｅ２１として、第３誤差ベクトル信号Ｅ２１が入力される。そして、干渉補償部３８２には、主信号Ａ１１ｋ，Ａ１２ｋとして、第１モード垂直成分受信信号Ａ１１ｋ及び第２モード垂直成分受信信号Ａ１１ｋが入力される。また、干渉補償部３９２には、主信号Ｂ２２ｋとして、歪み成分除去処理後の第２モード水平成分受信信号Ｂ２２ｋが入力され、誤差ベクトル信号Ｅ２２として、第４誤差ベクトル信号Ｅ２２が入力される。そして、干渉補償部３９２には、主信号Ａ１１ｋ，Ａ１２ｋとして、第１モード垂直成分受信信号Ａ１１ｋ及び第２モード垂直成分受信信号Ａ１２ｋが入力される。

以上のように、干渉補償部３６２，３７２，３８２，３９２では、主信号と誤差ベクトル信号との相関によって、フィルタ係数を更新している。

図５の説明に戻り、硬判定部３６３は、干渉補償部３６２にて得られた干渉補償処理後の第１モード垂直成分受信信号Ｃ１１ｋに対応する、コンスタレーション上の受信信号点（以下では、「第１受信信号点」と呼ぶことがある）に基づいて、「第１シンボル」を特定する。例えば、硬判定部３６３は、ＯＡＭ送信装置１０にて用いられた変調方式（ＰＳＫ（phase-shift keying）、ＱＡＭ（quadrature amplitude modulation）等）に対応するコンスタレーション上の複数のシンボルのうちで、「第１受信信号点」に最も近いシンボルを「第１シンボル」として特定する。そして、硬判定部３６３は、例えば、「第１受信信号点」と「第１シンボル」との差ベクトルを、「第１受信信号点」と「第１シンボル」との誤差を示す「第１誤差ベクトル信号Ｅ１１」として出力する。

硬判定部３７３は、硬判定部３６３と同様に、干渉補償部３７２にて得られた干渉補償処理後の第２モード垂直成分受信信号Ｃ１２ｋに対応する、コンスタレーション上の受信信号点（以下では、「第２受信信号点」と呼ぶことがある）に基づいて、「第２シンボル」を特定する。そして、硬判定部３７３は、例えば、「第２受信信号点」と「第２シンボル」との差ベクトルを、「第２受信信号点」と「第２シンボル」との誤差を示す「第２誤差ベクトル信号Ｅ１２」として出力する。

硬判定部３８３は、硬判定部３６３と同様に、干渉補償部３８２にて得られた干渉補償処理後の第１モード水平成分受信信号Ｃ２１ｋに対応する、コンスタレーション上の受信信号点（以下では、「第３受信信号点」と呼ぶことがある）に基づいて、「第３シンボル」を特定する。そして、硬判定部３８３は、例えば、「第３受信信号点」と「第３シンボル」との差ベクトルを、「第３受信信号点」と「第３シンボル」との誤差を示す「第３誤差ベクトル信号Ｅ２１」として出力する。

硬判定部３９３は、硬判定部３６３と同様に、干渉補償部３９２にて得られた干渉補償処理後の第２モード水平成分受信信号Ｃ２２ｋに対応する、コンスタレーション上の受信信号点（以下では、「第４受信信号点」と呼ぶことがある）に基づいて、「第４シンボル」を特定する。そして、硬判定部３９３は、例えば、「第４受信信号点」と「第４シンボル」との差ベクトルを、「第４受信信号点」と「第４シンボル」との誤差を示す「第４誤差ベクトル信号Ｅ２２」として出力する。

フレーム同期部３６４，３７４は、ＯＡＭ送信装置１０から垂直偏波によって送信されてＯＡＭ受信装置３０によって受信された既知信号と、予め保持している既知信号とのパターンマッチングによって、フレーム先頭タイミングを検出する。そして、フレーム同期部３６４，３７４は、検出したフレーム先頭タイミングを通信路行列推定部３４４へ出力する。これにより、通信路行列推定部３４４は、フレーム内の所定タイミングに配置されている既知信号を抽出することができる。

フレーム同期部３８４，３９４は、ＯＡＭ送信装置１０から水平偏波によって送信されてＯＡＭ受信装置３０によって受信された既知信号と、予め保持している既知信号とのパターンマッチングによって、フレーム先頭タイミングを検出する。そして、フレーム同期部３８４，３９４は、検出したフレーム先頭タイミングを通信路行列推定部３５４へ出力する。これにより、通信路行列推定部３５４は、フレーム内の所定タイミングに配置されている既知信号を抽出することができる。

＜ＯＡＭ伝送システムの動作例＞
以上の構成を有するＯＡＭ伝送システムの動作例について説明する。

＜ＯＡＭ送信装置の動作例＞
ＯＡＭ送信装置１０は、連続した複数のフレームを用いて信号を送信する。図１２は、フレームの説明に供する図である。

図１２に示すように、各フレームは、フレームの先頭部分に「既知信号系列（パイロット信号系列）」がマッピングされ、先頭部分を除く部分に「データ信号系列」がマッピングされる。変調器１１－１，１１－２，変調器２１－１，２１－２に入力される既知信号系列のパターンは、互いに異なる。

また、変調器１１，２１では、既知信号系列に対しては、変調方式として、ＢＰＳＫ又はＱＰＳＫが用いられる。一方、変調器１１，２１では、データ信号系列に対しては、変調方式として、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、３２ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、１２８ＱＡＭ、及び２５６ＱＡＭ等が用いられる。

＜ＯＡＭ受信装置の動作例＞
〈フレーム同期〉
ＯＡＭ受信装置３０は、フレーム同期を確立するために、ＯＡＭ受信処理部３４２，３４３，３５２，３５３と、復調処理部３６～３９とをＯＮにする。そして、フレーム同期部３６４，３７４，３８４，３９４は、フレーム先頭タイミングを検出し、検出したフレーム先頭タイミングを通信路行列推定部３４４，３５４へ出力する。そして、ＯＡＭ受信装置３０は、ＯＡＭ受信処理部３４２，３４３，３５２，３５３をＯＦＦにする。

〈通信路行列の推定、ＯＡＭ受信ウェイトベクトルの初期値の算出〉
ＯＡＭ受信装置３０は、通信路行列推定部３４４，３５４及びウェイト算出部３４５，３５５をＯＮにする。そして、通信路行列推定部３４４，３５４は、フレーム先頭タイミングに基づいて、受信無線部３３から受け取る受信無線処理後の信号から「既知信号」を抽出し、抽出した「既知信号」に基づいて、通信路行列を算出する。

ウェイト算出部３４５，３５５は、通信路行列推定部３４４，３５４で算出された通信路行列に基づいて、「使用ＯＡＭモード」に対応する「基本ウェイト行列」の共役転置行列を修正して、「ＯＡＭ受信ウェイ行列」の初期値を算出する。そして、ウェイト算出部３４５，３５５は、算出した「ＯＡＭ受信ウェイト行列」の初期値を、ＯＡＭ受信処理部３４２，３４３，３５２，３５３にセットする。そして、ＯＡＭ受信装置３０は、通信路行列推定部３４４，３５４及びウェイト算出部３４５，３５５をＯＦＦにする。

〈データ信号の受信〉
ＯＡＭ受信装置３０は、ＯＡＭ受信処理部３４２，３４３，３５２，３５３をＯＮにする。そして、ＯＡＭ受信処理部３４２，３４３，３５２，３５３は、硬判定部３６３，３７３，３８３，３９３から受け取る「誤差ベクトル信号」に基づいて、「ＯＡＭ受信ウェイトベクトル」を調整（更新）しながら、「ＯＡＭ受信処理」を実行する。

等化器３６１，３７１，３８１，３９１は、硬判定部３６３，３７３，３８３，３９３から受け取る「誤差ベクトル信号」に基づいて、複数のフィルタ係数を調整（更新）しながら、歪み成分除去処理を実行する。

干渉補償部３６２，３７２，３８２，３９２は、硬判定部３６３，３７３，３８３，３９３から受け取る「誤差ベクトル信号」に基づいて、複数のフィルタ係数を調整（更新）しながら、干渉補償処理を実行する。

硬判定部３６３，３７３，３８３，３９３は、干渉補償部３６２，３７２，３８２，３９２にて得られた干渉補償処理後の信号に対応する、コンスタレーション上の受信信号点に基づいて、「シンボル」を特定する。そして、硬判定部３６３，３７３，３８３，３９３は、特定した「シンボル」と受信信号点との誤差を示す誤差ベクトル信号を、ＯＡＭ受信処理部３４２，３４３，３５２，３５３、等化器３６１，３７１，３８１，３９１、及び、干渉補償部３６２，３７２，３８２，３９２へ出力する。なお、硬判定部３６３，３７３，３８３，３９３によって特定されたシンボルは、復調処理部３６～３９の後段の機能部（図示せず）へ出力される。

ここで、「ＯＡＭ受信ウェイト行列」の初期値の更新は、通信路行列の算出に既知信号が用いられるため、最も頻繁に行うとしてもフレーム周期である。これに対して、ＯＡＭ受信処理部３４２，３４３，３５２，３５３は、硬判定部３６３，３７３，３８３，３９３から受け取る「誤差ベクトル信号」に基づいて、「ＯＡＭ受信ウェイトベクトル」を、逐次（例えばシンボル周期で）、調整（更新）する。これにより、ＯＡＭ送信装置１０とＯＡＭ受信装置３０との間の通信状況に対してよりマッチした「ＯＡＭ受信ウェイトベクトル」を用いて、ＯＡＭ受信処理を実行することができる。このように、ＯＡＭ受信ウェイトベクトルの逐次調整により通信状況にマッチしたＯＡＭ信ウェイトベクトルが得られるので、ウェイト算出部３４５，３５５によるＯＡＭ信ウェイトベクトルの初期化は、例えば、通信の開始時に実行されればよい。

なお、以上の説明では、ＯＡＭ送信装置１０は、ＯＡＭ受信装置３０に通信路行列を算出させるために、複数の使用ＯＡＭモード及び両偏波を用いて既知信号を送信するものとして説明したが、これに限定されない。ＯＡＭ送信装置１０は、ＯＡＭ受信装置３０に通信路行列を算出させるために、１つの使用ＯＡＭモード（例えば、モード０）及び両偏波を用いて既知信号を送信してもよい。

ここで、通信路行列推定部３４４，３５４による通信路行列の算出、及び、ウェイト算出部３４５，３５５によるＯＡＭ受信ウェイト行列の初期値の算出について詳しく説明する。

まず、送信信号と受信信号との関係は、次の式（１）で表すことができる。

ｙ（ｔ）は、時刻ｔの受信信号（ＯＡＭ分離後、つまりＯＡＭ受信処理後の信号）である。ｘ（ｔ）は、時刻ｔの送信信号（ＯＡＭ多重化前の信号）である。Ｈは、通信路行列である。Ｗ_Ｔは、ＯＡＭ送信ウェイト行列である。Ｗ_Ｒは、ＯＡＭ受信ウェイト行列である。

次に、送信アンテナ素子と受信アンテナ素子とが正対する理想状態を考える。このとき、通信路行列Ｈは、巡回行列（Ｈ_ｉｄ）となる。ここで、ＯＡＭ送信装置１０は、Ｎ個の送信アンテナ素子から成るＵＣＡアンテナを有し、ＯＡＭ受信装置３０は、Ｎ個の受信アンテナ素子から成るＵＣＡアンテナを有しているものとする。

巡回行列の性質から、式（１）における「Ｗ_ＲＨＷ_Ｔ」は、ＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）行列Ｄを用いた対角化（Ａ）が可能である。従って、式（１）は、次の式（２）のように変形することができる。

ここで、Ａは、式（３）で表される。また、Ａは、対角行列であるので、式（４）のような形となる。

ここで、ＯＡＭ送信装置１０のＵＣＡアンテナ及びＯＡＭ受信装置３０のＵＣＡアンテナを実際に設置する際には、例えば１°より小さい微小角が生じるため、通信路行列Ｈは、理想状態の通信路行列Ｈ_ｉｄにはならない。

非理想状態の通信路行列Ｈ_ｎｉｄは、次の式（５）のようにモデル化することができる。

Ｒは、理想状態の通信路行列Ｈ_ｉｄに対する非理想状態の通信路行列Ｈ_ｎｉｄの差分を表す行列である。

このときの送信信号と受信信号との関係は、次の式（６）で表すことができる。

式（６）において、ＯＡＭ受信ウェイト行列Ｗ_Ｒに、ＤＦＴ行列Ｄの共役転置をＲの逆行列によって修正したものを用いることにより、式（２）に表したような対角化が可能となる。ここで、「ＤＦＴ行列Ｄの共役転置をＲの逆行列によって修正したもの」を、例えば次の式（７）で表すと、対角化（Ａ）は次の式（８）によって表すことができる。

このため、式（７）に表したＯＡＭ受信ウェイト行列を得るためには、Ｒの逆行列を算出できればよい。上記の通り、理想状態の通信路行列Ｈ_ｉｄに対する非理想状態の通信路行列Ｈ_ｎｉｄの差分を表す行列である。

まず、理想状態の通信路行列Ｈ_ｉｄを算出することは、理想的な状態にあるＮ個の送信アンテナ素子とＮ個の受信アンテナ素子との間のパス（ｄ_ｋ，ｌ）に基づく位相回転を算出することと同義である。各パスに基づく位相回転量は、設計値である「アンテナ素子の数（Ｎ）」、「アレー半径（ｒ）」、「波長（λ）」、及び、設置時に測定した送受信間の「伝送距離（Ｚ）」によって、幾何学的に算出することができる。ここで、パス（ｄ_ｋ，ｌ）は、ｋ番目の送信アンテナ素子とｌ番目の受信アンテナ素子との間のパスを意味している。

パス（ｄ_ｋ，ｌ）は、次の式（９）で表すことができる。また、理想状態の通信路行列Ｈ_ｉｄは、次の式（１０）で表すことができる。

また、非理想状態の通信路行列Ｈ_ｎｉｄは、既知信号（パイロット信号（ｐ））を用いて推定することができる。受信信号（ｙ）とパイロット信号（ｐ）とは、次の式（１１）で表される関係がある。

Ｄは、行列サイズがＮ×ＮのＤＦＴ行列である。

そして、次の式（１２）に表すように、予め計算しておいた行列（ｓ^ＨＶ^－１）を受信信号に行列積することによって、推定された通信路行列Ｈ＾_ｎｉｄを算出することができる。

以上のように、通信路行列推定部３４４，３５４は、例えば式（１２）を用いて、通信路行列Ｈ＾_ｎｉｄを算出することができる。そして、ウェイト算出部３４５，３５５は、通信路行列Ｈ＾_ｎｉｄと理想状態の通信路行列Ｈ_ｉｄとを用いてＲを算出する。そして、ウェイト算出部３４５，３５５は、式（７）に示すように、ＤＦＴ行列（つまり、基本ウェイト行列）Ｄの共役転置をＲの逆行列によって修正することによって、「ＯＡＭ受信ウェイト行列」の初期値を算出することができる。

以上のように第２実施形態によれば、ＯＡＭ受信装置３０にてＯＡＭ受信部３４は、硬判定部３６３にて得られた第１誤差ベクトル信号及び硬判定部３７３にて得られた第２誤差ベクトル信号に基づいて、第１ＯＡＭ受信ウェイト行列を調整（更新）しながら、ＯＡＭ受信処理を実行する。

このＯＡＭ受信装置３０の構成により、適応的なＯＡＭ受信処理が可能となる。

また、ＯＡＭ受信装置３０にて通信路行列推定部３４４は、受信無線部３３Ａ－１，３３Ｂ－１，３３Ｃ－１，３３Ｄ－１から受け取り且つＯＡＭ送信装置１０から垂直偏波によって送信された既知信号に対応する、４つの受信無線処理後の垂直成分信号に基づいて、第１通信路行列を算出する。そして、ウェイト算出部３４５は、通信路行列推定部３４４にて算出された第１通信路行列に基づいて、基本ウェイト行列の共役転置行列を修正して、第１ＯＡＭ受信ウェイト行列の初期値を算出する。

このＯＡＭ受信装置３０の構成により、ＯＡＭ送信装置１０とＯＡＭ受信装置３０との間の通信状況に対して許容される精度範囲内でマッチした、第１ＯＡＭ受信ウェイト行列の初期値を算出することができる。

また、ＯＡＭ受信装置３０にてＯＡＭ受信部３４は、垂直偏波及び第１ＯＡＭモードによって送信されたデータ信号に対応する第１誤差ベクトル信号、及び、垂直偏波及び第２ＯＡＭモードによって送信されたデータ信号に対応する第２誤差ベクトル信号に基づいて、第１ＯＡＭ受信ウェイト行列を調整する。ここで、ＯＡＭ送信装置１０は、各フレームの先頭部分において既知信号を送信し、各フレームの先頭部分を除くデータ送信部分においてデータ信号を送信している。

このＯＡＭ受信装置３０の構成により、第１ＯＡＭ受信ウェイト行列をシンボル周期で調整できるので、第１ＯＡＭ受信ウェイト行列を、ＯＡＭ送信装置１０とＯＡＭ受信装置３０との間の通信状況に対してよりマッチした値により高速に近づけることができる。

以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

１ ＯＡＭ伝送システム
１０ ＯＡＭ送信装置
１１ 変調器
１２ 信号形成部
１２Ａ 分配器
１２Ｂ 線形プリコーダ
１３ 送信無線部
１４ 偏波多重器
１５ アンテナ素子
２１ 変調器
２２ 信号形成部
２２Ａ 分配器
２２Ｂ 線形プリコーダ
２３ 送信無線部
３０ ＯＡＭ受信装置
３１ アンテナ素子
３２ 偏波分離器
３３ 受信無線部
３４ ＯＡＭ受信部
３５ ＯＡＭ受信部
３６ 復調処理部
３７ 復調処理部
３８ 復調処理部
３９ 復調処理部
３４１ 分配器
３４２ ＯＡＭ受信処理部
３４３ ＯＡＭ受信処理部
３４４ 通信路行列推定部
３４５ ウェイト算出部
３５１ 分配器
３５２ ＯＡＭ受信処理部
３５３ ＯＡＭ受信処理部
３５４ 通信路行列推定部
３５５ ウェイト算出部
３６１ 等化器
３６２ 干渉補償部
３６３ 硬判定部
３６４ フレーム同期部
３７１ 等化器
３７２ 干渉補償部
３７３ 硬判定部
３７４ フレーム同期部
３８１ 等化器
３８２ 干渉補償部
３８３ 硬判定部
３８４ フレーム同期部
３９１ 等化器
３９２ 干渉補償部
３９３ 硬判定部
３９４ フレーム同期部

Claims (8)

1. ＯＡＭ（orbital angular momentum）送信装置の複数の送信アンテナ素子からそれぞれ送信された複数の無線信号であって、各無線信号が、第１ＯＡＭモード及び第２ＯＡＭモードを用いて形成され且つ垂直偏波によって送信された第１ＯＡＭモード多重無線信号及び水平偏波によって送信された第２ＯＡＭモード多重無線信号を含む、前記複数の無線信号を受信する、複数の受信アンテナ素子と、
   前記複数の受信アンテナ素子によって受信された複数の受信無線信号のそれぞれが偏波分離され且つ受信無線処理された、複数の垂直成分信号及び複数の水平成分信号のうちの前記複数の垂直成分受信信号に対して、第１ＯＡＭ受信ウェイト行列を乗算することにより、前記第１ＯＡＭモードに対応する第１モード垂直成分受信信号及び前記第２ＯＡＭモードに対応する第２モード垂直成分受信信号を形成する第１ＯＡＭ受信部と、
   前記複数の水平成分信号に対して、第２ＯＡＭ受信ウェイト行列を乗算することにより、前記第１ＯＡＭモードに対応する第１モード水平成分受信信号及び前記第２ＯＡＭモードに対応する第２モード水平成分受信信号を形成する第２ＯＡＭ受信部と、
   前記第１モード垂直成分受信信号から、前記第１モード水平成分受信信号及び前記第２モード水平成分受信信号の両方を用いて、前記垂直偏波に対する前記水平偏波による干渉成分を除去する第１干渉補償部と、
   前記第２モード垂直成分受信信号から、前記第１モード水平成分受信信号及び前記第２モード水平成分受信信号の両方を用いて、前記垂直偏波に対する前記水平偏波による干渉成分を除去する第２干渉補償部と、
   前記第１モード水平成分受信信号から、前記第１モード垂直成分受信信号及び前記第２モード垂直成分受信信号の両方を用いて、前記水平偏波に対する前記垂直偏波による干渉成分を除去する第３干渉補償部と、
   前記第２モード水平成分受信信号から、前記第１モード垂直成分受信信号及び前記第２モード垂直成分受信信号の両方を用いて、前記水平偏波に対する前記垂直偏波による干渉成分を除去する第４干渉補償部と、
   を具備するＯＡＭ受信装置。
2. 前記第１干渉補償部によって干渉成分が除去された信号に対応するコンスタレーション上の第１受信信号点に基づいて第１シンボルを特定すると共に、該特定された第１シンボルと前記第１受信信号点との誤差を示す第１誤差ベクトル信号を出力する、第１硬判定部と、
   前記第２干渉補償部によって干渉成分が除去された信号に対応するコンスタレーション上の第２受信信号点に基づいて第２シンボルを特定すると共に、該特定された第２シンボルと前記第２受信信号点との誤差を示す第２誤差ベクトル信号を出力する、第２硬判定部と、
   をさらに具備し、
   前記第１ＯＡＭ受信部は、前記第１誤差ベクトル信号及び前記第２誤差ベクトル信号に基づいて、前記第１ＯＡＭ受信ウェイト行列を調整する、
   請求項１記載のＯＡＭ受信装置。
3. 前記ＯＡＭ送信装置から前記垂直偏波によって送信された既知信号に基づいて、前記複数の送信アンテナ素子と前記複数の受信アンテナ素子との間の通信路に関する通信路行列を算出する通信路行列推定部と、
   前記算出された通信路行列に基づいて、前記第１ＯＡＭモード及び前記第２ＯＡＭモードに対応する基本ウェイト行列の共役転置行列を修正して、前記第１ＯＡＭ受信ウェイト行列の初期値を算出するウェイト算出部と、
   をさらに具備する、請求項２に記載のＯＡＭ受信装置。
4. 前記ＯＡＭ送信装置は、各フレームの先頭部分において前記既知信号を送信し、各フレームの前記先頭部分を除くデータ送信部分においてデータ信号を送信し、
   前記第１ＯＡＭ受信部は、前記垂直偏波及び前記第１ＯＡＭモードによって送信されたデータ信号に対応する前記第１誤差ベクトル信号、及び、前記垂直偏波及び前記第２ＯＡＭモードによって送信されたデータ信号に対応する前記第２誤差ベクトル信号に基づいて、前記第１ＯＡＭ受信ウェイト行列を調整する、
   請求項３記載のＯＡＭ受信装置。
5. 前記第１干渉補償部は、
   前記第１モード水平成分受信信号に対して複数の第１フィルタ係数を用いてフィルタリングすることによって、前記垂直偏波に対する前記水平偏波による第１水平干渉成分レプリカを形成する第１干渉成分レプリカ形成部と、
   前記第２モード水平成分受信信号に対して複数の第２フィルタ係数を用いてフィルタリングすることによって、前記垂直偏波に対する前記水平偏波による第２水平干渉成分レプリカを形成する第２干渉成分レプリカ形成部と、
   を具備し、
   前記第１干渉成分レプリカ形成部は、前記第１誤差ベクトル信号に基づいて前記複数の第１フィルタ係数を調整し、
   前記第２干渉成分レプリカ形成部は、前記第１誤差ベクトル信号に基づいて前記複数の第２フィルタ係数を調整する、
   請求項４記載のＯＡＭ受信装置。
6. 前記第１ＯＡＭ受信部と前記第１干渉補償部との間に設けられ、且つ、前記第１モード垂直成分受信信号に対して複数の第３フィルタ係数を用いてフィルタリングすることによって歪み成分を除去する第１等化部と、
   前記第１ＯＡＭ受信部と前記第２干渉補償部との間に設けられ、且つ、前記第２モード垂直成分受信信号に対して複数の第４フィルタ係数を用いてフィルタリングすることによって歪み成分を除去する第２等化部と、
   をさらに具備し、
   前記第１等化部は、前記第１誤差ベクトル信号に基づいて前記複数の第３フィルタ係数を調整し、
   前記第２等化部は、前記第２誤差ベクトル信号に基づいて前記複数の第４フィルタ係数を調整する、
   請求項５記載のＯＡＭ受信装置。
7. ＯＡＭ（orbital angular momentum）送信装置の複数の送信アンテナ素子からそれぞれ送信された複数の無線信号であって、各無線信号が、第１ＯＡＭモード及び第２ＯＡＭモードを用いて形成され且つ垂直偏波によって送信された第１ＯＡＭモード多重無線信号及び水平偏波によって送信された第２ＯＡＭモード多重無線信号を含む、前記複数の無線信号を受信する、複数の受信アンテナ素子を具備するＯＡＭ受信装置によって実行されるＯＡＭ受信方法であって、
   前記複数の受信アンテナ素子によって受信された複数の受信無線信号のそれぞれが偏波分離され且つ受信無線処理された、複数の垂直成分信号及び複数の水平成分信号のうちの前記複数の垂直成分受信信号に対して、第１ＯＡＭ受信ウェイト行列を乗算することにより、前記第１ＯＡＭモードに対応する第１モード垂直成分受信信号及び前記第２ＯＡＭモードに対応する第２モード垂直成分受信信号を形成し、
   前記複数の水平成分信号に対して、第２ＯＡＭ受信ウェイト行列を乗算することにより、前記第１ＯＡＭモードに対応する第１モード水平成分受信信号及び前記第２ＯＡＭモードに対応する第２モード水平成分受信信号を形成し、
   前記第１モード垂直成分受信信号から、前記第１モード水平成分受信信号及び前記第２モード水平成分受信信号の両方を用いて、前記垂直偏波に対する前記水平偏波による干渉成分を除去し、
   前記第２モード垂直成分受信信号から、前記第１モード水平成分受信信号及び前記第２モード水平成分受信信号の両方を用いて、前記垂直偏波に対する前記水平偏波による干渉成分を除去し、
   前記第１モード水平成分受信信号から、前記第１モード垂直成分受信信号及び前記第２モード垂直成分受信信号の両方を用いて、前記水平偏波に対する前記垂直偏波による干渉成分を除去し、
   前記第２モード水平成分受信信号から、前記第１モード垂直成分受信信号及び前記第２モード垂直成分受信信号の両方を用いて、前記水平偏波に対する前記垂直偏波による干渉成分を除去する、
   ＯＡＭ受信方法。
8. ＯＡＭ（orbital angular momentum）送信装置及びＯＡＭ受信装置を具備するＯＡＭ伝送システムであって、
   前記ＯＡＭ送信装置は、各無線信号が、第１ＯＡＭモード及び第２ＯＡＭモードを用いて形成され且つ垂直偏波によって送信された第１ＯＡＭモード多重無線信号及び水平偏波によって送信された第２ＯＡＭモード多重無線信号を含む、複数の無線信号を、複数の送信アンテナ素子からそれぞれ送信し、
   前記ＯＡＭ受信装置は、
   前記送信された複数の無線信号を受信する複数の受信アンテナ素子と、
   前記複数の受信アンテナ素子によって受信された複数の受信無線信号のそれぞれが偏波分離され且つ受信無線処理された、複数の垂直成分信号及び複数の水平成分信号のうちの前記複数の垂直成分受信信号に対して、第１ＯＡＭ受信ウェイト行列を乗算することにより、前記第１ＯＡＭモードに対応する第１モード垂直成分受信信号及び前記第２ＯＡＭモードに対応する第２モード垂直成分受信信号を形成する第１ＯＡＭ受信部と、
   前記複数の水平成分信号に対して、第２ＯＡＭ受信ウェイト行列を乗算することにより、前記第１ＯＡＭモードに対応する第１モード水平成分受信信号及び前記第２ＯＡＭモードに対応する第２モード水平成分受信信号を形成する第２ＯＡＭ受信部と、
   前記第１モード垂直成分受信信号から、前記第１モード水平成分受信信号及び前記第２モード水平成分受信信号の両方を用いて、前記垂直偏波に対する前記水平偏波による干渉成分を除去する第１干渉補償部と、
   前記第２モード垂直成分受信信号から、前記第１モード水平成分受信信号及び前記第２モード水平成分受信信号の両方を用いて、前記垂直偏波に対する前記水平偏波による干渉成分を除去する第２干渉補償部と、
   前記第１モード水平成分受信信号から、前記第１モード垂直成分受信信号及び前記第２モード垂直成分受信信号の両方を用いて、前記水平偏波に対する前記垂直偏波による干渉成分を除去する第３干渉補償部と、
   前記第２モード水平成分受信信号から、前記第１モード垂直成分受信信号及び前記第２モード垂直成分受信信号の両方を用いて、前記水平偏波に対する前記垂直偏波による干渉成分を除去する第４干渉補償部と、
   を具備する、
   ＯＡＭ伝送システム。

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