JP5493082B2 - 偏波多重伝送システム、送信装置、受信装置、偏波多重伝送方法、受信方法、及び、送信方法 - Google Patents

Description

本発明は、偏波多重伝送システム、送信装置、受信装置、偏波多重伝送方法、受信方法、及び、送信方法に関する。

近年、無線通信システムの普及によりマイクロ波帯を中心として周波数資源が枯渇しており、高い周波数利用効率を達成する伝送技術が求められている。直交偏波多重技術は、アンテナから放射される電波の波面方向に着目し、互いに直交する波面をもつ独立した信号を同一周波数で伝送する。この直交偏波多重技術を適用すると、固定無線通信等で使用される直線偏波の場合、垂直（Ｖ）偏波と水平（Ｈ）偏波を用いたＶＨ偏波多重を実現できる。この場合、直交偏波多重技術を適用しない場合と比して、周波数利用効率は二倍となる（例えば、非特許文献１参照）。ＶＨ偏波多重信号は、例えば、２つの直線状放射素子を十字型に直交配置することにより送受信することができる。

Yamashita, F.; Kobayashi, K.; Ueba, M.; Takeda, Y.; Ando, K., "Variable Polarization/Frequency Division Multiplexing (VPFDM) for Satellite Communications," IEEE VTC2006-Fall, pp.1-5

しかしながら、アンテナの構成上、直交関係となるのは二軸までである。そのため、直交偏波多重の偏波多重数は２が上限となっていた。したがって、直交偏波多重技術では、より多くの信号を多重することが困難であった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、直交偏波多重の偏波多重数を３以上とすることができる偏波多重伝送システム、送信装置、受信装置、偏波多重伝送方法、受信方法、及び、送信方法を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の一態様は、第１の偏波を用いた第１偏波信号と、前記第１の偏波と直交する第２の偏波を用いた第２偏波信号とに、前記第１の偏波及び前記第２の偏波と非直交の偏波を用いた非直交偏波信号を多重して伝送を行なう送信装置及び受信装置からなる偏波多重伝送システムであって、前記送信装置は、前記受信装置における信号の受信の精度を表す受信精度に基づいて、前記非直交偏波信号の偏波面の角度を算出する偏波角度算出部と、前記偏波角度算出部によって算出された角度の偏波面を有する前記非直交偏波信号を前記第１の偏波へ投影して第１写像成分を生成し、前記偏波角度算出部によって算出された角度の偏波面を有する前記非直交偏波信号を前記第２の偏波へ投影して第２写像成分を生成する投影部と、前記第１偏波信号と、前記投影部により生成された第１写像成分とを同じ周波数で送信する第１偏波送信部と、前記第２偏波信号と、前記投影部により生成された第２写像成分とを前記同じ周波数で送信する第２偏波送信部とを備え、前記受信装置は、前記第１偏波信号及び前記第１写像成分が多重された第１の多重信号を受信する第１偏波受信部と、前記第２偏波信号及び前記第２写像成分が多重された第２の多重信号を受信する第２偏波受信部と、前記第１の多重信号を復調復号し、前記第１偏波信号の情報系列を復元する第１の復調復号部と、前記第１の復調復号部により復元された情報系列のレプリカ信号を生成する第１のレプリカ信号生成部と、前記第１の多重信号から前記第１のレプリカ信号を減算することによって、前記第１偏波信号を含まない信号を生成する第１の減算部と、前記第２の多重信号を復調復号し、前記第２偏波信号の情報系列を復元する第２の復調復号部と、前記第２の復調復号部により復元された情報系列のレプリカ信号を生成する第２のレプリカ信号生成部と、前記第２の多重信号から前記第２のレプリカ信号を減算することによって、前記第２偏波信号を含まない信号を生成する第２の減算部と、前記第１の減算部によって生成された信号及び／又は前記第２の減算部によって生成された信号を復調復号し、前記非直交偏波信号の情報系列を復元する第３の復調復号部と、前記第１の偏波信号の受信精度及び前記第２の偏波信号の受信精度を算出し、前記送信装置へ送信する受信精度算出部と、を備えることを特徴とする。

本発明の一態様は、上記の偏波多重伝送システムであって、前記第３の復調復号部は、前記第１の減算部によって生成された信号及び／又は前記第２の減算部によって生成された信号を、前記非直交の偏波へ投影し、投影されたた信号を復調復号することによって前記非直交偏波信号の情報系列を復元することを特徴とする。

本発明の一態様は、第１の偏波を用いた第１偏波信号と、前記第１の偏波と直交する第２の偏波を用いた第２偏波信号とに、前記第１の偏波及び前記第２の偏波と非直交の偏波を用いた非直交偏波信号を多重して伝送を行なう偏波多重伝送システムにおける送信装置であって、前記受信装置における信号の受信の精度を表す受信精度に基づいて、前記非直交偏波信号の偏波面の角度を算出する偏波角度算出部と、前記偏波角度算出部によって算出された角度の偏波面を有する前記非直交偏波信号を前記第１の偏波へ投影して第１写像成分を生成し、前記偏波角度算出部によって算出された角度の偏波面を有する前記非直交偏波信号を前記第２の偏波へ投影して第２写像成分を生成する投影部と、前記第１偏波信号と、前記投影部により生成された第１写像成分とを同じ周波数で送信する第１偏波送信部と、前記第２偏波信号と、前記投影部により生成された第２写像成分とを前記同じ周波数で送信する第２偏波送信部と、を備えることを特徴とする。

本発明の一態様は、第１の偏波を用いた第１偏波信号と、前記第１の偏波と直交する第２の偏波を用いた第２偏波信号とに、前記第１の偏波及び前記第２の偏波と非直交の偏波を用いた非直交偏波信号を多重して伝送を行なう偏波多重伝送システムにおける受信装置であって、前記第１偏波信号と、前記非直交偏波信号を前記第１の偏波へ投影して得られる第１写像成分とが多重された第１の多重信号を受信する第１偏波受信部と、前記第２偏波信号と、前記非直交偏波信号を前記第２の偏波へ投影して得られる第２写像成分とが多重された第２の多重信号を受信する第２偏波受信部と、前記第１の多重信号を復調復号し、前記第１偏波信号の情報系列を復元する第１の復調復号部と、前記第１の復調復号部により復元された情報系列のレプリカ信号を生成する第１のレプリカ信号生成部と、前記第１の多重信号から前記第１のレプリカ信号を減算することによって、前記第１偏波信号を含まない信号を生成する第１の減算部と、前記第２の多重信号を復調復号し、前記第２偏波信号の情報系列を復元する第２の復調復号部と、前記第２の復調復号部により復元された情報系列のレプリカ信号を生成する第２のレプリカ信号生成部と、前記第２の多重信号から前記第２のレプリカ信号を減算することによって、前記第２偏波信号を含まない信号を生成する第２の減算部と、前記第１の減算部によって生成された信号及び／又は前記第２の減算部によって生成された信号を復調復号し、前記非直交偏波信号の情報系列を復元する第３の復調復号部と、前記第１の偏波信号の受信精度及び前記第２の偏波信号の受信精度を算出し、前記送信装置へ送信する受信精度算出部と、を備えることを特徴とする。

本発明の一態様は、第１の偏波を用いた第１偏波信号と、前記第１の偏波と直交する第２の偏波を用いた第２偏波信号とに、前記第１の偏波及び前記第２の偏波と非直交の偏波を用いた非直交偏波信号を多重して伝送を行なう送信装置及び受信装置からなる偏波多重伝送システムの偏波多重伝送方法であって、前記送信装置が、前記受信装置における信号の受信の精度を表す受信精度に基づいて、前記非直交偏波信号の偏波面の角度を算出する偏波角度算出過程と、前記偏波角度算出過程によって算出された角度の偏波面を有する前記非直交偏波信号を前記第１の偏波へ投影して第１写像成分を生成し、前記偏波角度算出過程によって算出された角度の偏波面を有する前記非直交偏波信号を前記第２の偏波へ投影して第２写像成分を生成する投影過程と、前記第１偏波信号と、前記投影過程により生成された第１写像成分とを同じ周波数で送信する第１偏波送信過程と、前記第２偏波信号と、前記投影過程により生成された第２写像成分とを前記同じ周波数で送信する第２偏波送信過程と、前記受信装置が、前記第１偏波信号及び前記第１写像成分が多重された第１の多重信号を受信する第１偏波受信過程と、前記第２偏波信号及び前記第２写像成分が多重された第２の多重信号を受信する第２偏波受信過程と、前記第１の多重信号を復調復号し、前記第１偏波信号の情報系列を復元する第１の復調復号過程と、前記第１の復調復号過程により復元された情報系列のレプリカ信号を生成する第１のレプリカ信号生成過程と、前記第１の多重信号から前記第１のレプリカ信号を減算することによって、前記第１偏波信号を含まない信号を生成する第１の減算過程と、前記第２の多重信号を復調復号し、前記第２偏波信号の情報系列を復元する第２の復調復号過程と、前記第２の復調復号過程により復元された情報系列のレプリカ信号を生成する第２のレプリカ信号生成過程と、前記第２の多重信号から前記第２のレプリカ信号を減算することによって、前記第２偏波信号を含まない信号を生成する第２の減算過程と、前記第１の減算過程によって生成された信号及び／又は前記第２の減算過程によって生成された信号を復調復号し、前記非直交偏波信号の情報系列を復元する第３の復調復号過程と、前記第１の偏波信号の受信精度及び前記第２の偏波信号の受信精度を算出し、前記送信装置へ送信する受信精度算出過程と、有することを特徴とする。

本発明の一態様は、第１の偏波を用いた第１偏波信号と、前記第１の偏波と直交する第２の偏波を用いた第２偏波信号とに、前記第１の偏波及び前記第２の偏波と非直交の偏波を用いた非直交偏波信号を多重して伝送を行なう偏波多重伝送システムにおける送信装置の送信方法であって、前記受信装置における信号の受信の精度を表す受信精度に基づいて、前記非直交偏波信号の偏波面の角度を算出する偏波角度算出過程と、前記偏波角度算出過程によって算出された角度の偏波面を有する前記非直交偏波信号を前記第１の偏波へ投影して第１写像成分を生成し、前記偏波角度算出過程によって算出された角度の偏波面を有する前記非直交偏波信号を前記第２の偏波へ投影して第２写像成分を生成する投影過程と、前記第１偏波信号と、前記投影過程において生成された第１写像成分とを同じ周波数により送信する第１偏波送信過程と、前記第２偏波信号と、前記投影過程において生成された第２写像成分とを前記同じ周波数で送信する第２偏波送信過程と、を有することを特徴とする。

本発明の一態様は、第１の偏波を用いた第１偏波信号と、前記第１の偏波と直交する第２の偏波を用いた第２偏波信号とに、前記第１の偏波及び前記第２の偏波と非直交の偏波を用いた非直交偏波信号を多重して伝送を行なう偏波多重伝送システムにおける受信装置の受信方法であって、前記第１偏波信号と、前記非直交偏波信号を前記第１の偏波へ投影して得られる第１写像成分とが多重された第１の多重信号を受信する第１偏波受信過程と、前記第２偏波信号と、前記非直交偏波信号を前記第２の偏波へ投影して得られる第２写像成分とが多重された第２の多重信号を受信する第２偏波受信過程と、前記第１の多重信号を復調復号し、前記第１偏波信号の情報系列を復元する第１の復調復号過程と、前記第１の復調復号過程により復元された情報系列のレプリカ信号を生成する第１のレプリカ信号生成過程と、前記第１の多重信号から前記第１のレプリカ信号を減算することによって、前記第１偏波信号を含まない信号を生成する第１の減算過程と、前記第２の多重信号を復調復号し、前記第２偏波信号の情報系列を復元する第２の復調復号過程と、前記第２の復調復号過程により復元された情報系列のレプリカ信号を生成する第２のレプリカ信号生成過程と、前記第２の多重信号から前記第２のレプリカ信号を減算することによって、前記第２偏波信号を含まない信号を生成する第２の減算過程と、前記第１の減算過程によって生成された信号及び／又は前記第２の減算過程によって生成された信号を復調復号し、前記非直交偏波信号の情報系列を復元する第３の復調復号過程と、前記第１の偏波信号の受信精度及び前記第２の偏波信号の受信精度を算出し、前記送信装置へ送信する受信精度算出過程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、直交する２偏波多重用アンテナを用いて３偏波以上の偏波多重を実現し、周波数利用効率を高めることができる。また、送信装置が偏波面の角度の制御を行うことによって送信電力制御を実現し、信号の受信精度が良好に維持される。

本発明の一実施形態による偏波多重伝送システムにおける送信装置の動作概要を説明するための図である。 同実施形態による偏波多重伝送システムにおける受信装置の動作概要を説明するための図である。 同実施形態による偏波多重伝送システムにおける受信装置の動作概要を説明するための図である。 同実施形態による偏波多重伝送システムにおける受信装置の動作概要を説明するための図である。 Ｖ偏波信号の復号復調に失敗してしまう問題の概略を表す図である。 本実施形態における処理の概略を表す図である。 同実施形態による送信装置の構成例を示す機能ブロック図である。 送信装置の信号送信処理の流れを表すフローチャートである。 同実施形態による送信装置の他の構成例を示す機能ブロック図である。 他の構成例による送信装置の信号送信処理の流れを表すフローチャートである。 同実施形態による受信装置の構成を示す機能ブロック図である。 同実施形態による受信装置の復調復号処理部の構成を示す機能ブロック図である。 同実施形態による受信装置の復調復号処理部の構成を示す機能ブロック図である。 受信装置の信号受信処理の流れを表すフローチャートである。 受信装置の信号受信処理の流れを表すフローチャートである。 復調復号処理部の変形例の構成を示すブロック図である。 送信装置の変形例の構成を示すブロック図である。 復調復号処理部の変形例の構成を示すブロック図である。 復調復号処理部の変形例の構成を示すブロック図である。 従来の偏波多重伝送システムの偏波多重を示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。

図２０は、従来の偏波多重伝送システムにおける偏波多重を示す図である。同図に示すように、従来の偏波多重伝送システムでは、同じ周波数の直交する２つの偏波である垂直偏波（以下、「Ｖ偏波」と記載する。）と水平偏波（以下、「Ｈ偏波」と記載する。）を用いたＶＨ偏波多重を行なっており、Ｖ偏波、Ｈ偏波のそれぞれで異なる信号系列を送受信する。Ｖ偏波は、大地に対して垂直方向の波面を持ち、Ｈ偏波は、大地に対して平行方向の波面を持つ。Ｖ偏波とＨ偏波とは、同一又は一部が重複する周波数帯域で伝送される。ＶＨ偏波多重を行なうために、従来の偏波多重伝送システムの送信装置は、送信アンテナとしてＶＨ偏波多重用の二素子アンテナを具備し、受信装置は、受信アンテナとしてＶＨ偏波多重用の二素子アンテナを具備する。ＶＨ偏波多重用の二素子アンテナは、２偏波多重用アンテナである。ＶＨ偏波多重用の二素子アンテナは、互いに直交するＶ偏波用アンテナ及びＨ偏波用アンテナを具備する。

本実施形態の偏波多重伝送システムでは、従来技術の偏波多重伝送システムと同様に、送信装置は、送信アンテナとしてＶＨ偏波多重用の二素子アンテナを具備し、受信装置は、受信アンテナとしてＶＨ偏波多重用の二素子アンテナを具備する。しかし、本実施形態の偏波多重伝送システムは、非直交偏波多重伝送を実施するため、Ｖ偏波とＨ偏波に加えて、大地に対して角度θ_ｉ度（０＜θ_ｉ＜１８０）の波面を持つＰ＿θ_ｉ偏波（ｉ＝１，２，…，ｎ；ｎは正の整数）を伝送する。Ｐ＿θ_ｉ偏波は、Ｖ偏波及びＨ偏波と同一又は一部が重複する周波数帯域で伝送される。

図１は、本実施形態による偏波多重伝送システムの送信装置における信号送信処理の概要を説明するための図である。同図に示すように、送信装置は、偏波軸ｚのＰ＿θ_ｉ偏波信号をＶ偏波の波面へ投影してＶ偏波軸（ｙ軸）の写像成分を得る。また、送信装置は、偏波軸ｚのＰ＿θ_ｉ偏波信号をＨ偏波の波面へ投影してＨ偏波軸（ｘ軸）の写像成分を得る。すなわち、送信装置は、Ｐ＿θ_ｉ偏波信号をＶ偏波及びＨ偏波にベクトル分解する。Ｐ＿θ_ｉ偏波信号の偏波軸ｚの信号成分がｐ＿θ_ｉである場合、Ｈ偏波軸への写像成分Ｈ_ｉは、ｐ＿θ_ｉ・ｃｏｓθ_ｉとなり、Ｖ偏波軸への写像成分Ｖ_ｉは、ｐ＿θ_ｉ・ｃｏｓ（π／２−θ_ｉ）＝ｐ＿θ_ｉ・ｓｉｎθ_ｉとなる。送信装置は、Ｖ偏波信号Ｖ_０とＰ＿θ_ｉ偏波信号のＶ偏波軸への写像成分Ｖ_ｉ（ｉ＝１〜ｎ）とを多重してＶ偏波用アンテナにより伝送し、Ｈ偏波信号Ｈ_０とＰ＿θ_ｉ偏波信号のＨ偏波軸への写像成分Ｈ_ｉ（ｉ＝１〜ｎ）とをＨ偏波用アンテナにより多重して伝送する。これによって、二素子アンテナにより、３以上の偏波を多重して伝送することが可能となる。
なお、Ｍ（Ａ→Ｂ）は、Ａ偏波からＢ偏波への投射変換を表す。Ａ偏波とＢ偏波が直交関係にある場合、変換結果は零となり、非直交関係にある場合、一般に変換結果は非零となる。

図２〜４は、本実施形態による偏波多重伝送システムの受信装置における信号受信処理の概要を説明するための示す図である。
図１に示すように多重されて送信された偏波は、受信装置において、干渉除去処理を用いることによって復調することができる。干渉除去処理とは、複数信号が多重された受信信号から何れか１信号の復調及び復号を行なった後、得られた信号のレプリカ信号を生成して受信信号から除去し、レプリカ信号が除去された受信信号からさらに何れか１信号の復調及び復号を行なうことを繰り返して、多重された各信号を得る処理である。

非直交偏波多重されているＰ＿θ_１偏波信号〜Ｐ＿θ_ｎ偏波信号は、所望波であるＶ偏波信号Ｖ_０及びＨ偏波信号Ｈ_０にとっては干渉雑音成分、つまり、雑音となる。しかしながら、所望波であるＶ偏波信号Ｖ_０よりもＰ＿θ_ｉ偏波信号の写像成分Ｖｉのレベルが十分低い場合は、干渉除去処理によってＶ偏波信号Ｖ_０の復調が可能である。Ｈ偏波信号Ｈ_０の場合も同様である。以下、受信装置における処理の流れを詳細に説明する。なお、Ｖ偏波用アンテナの受信信号、すなわち、Ｖ偏波信号Ｖ_０と、Ｐ＿θ_ｉ偏波信号のＶ偏波軸への写像成分Ｖ_ｉ（ｉ＝１〜ｎ）とが多重された受信信号を、以下の説明では「Ｖ偏波処理対象信号ＲＶ_０」と言う。また、Ｈ偏波用アンテナの受信信号、すなわち、Ｈ偏波信号Ｈ_０と、Ｐ＿θ_ｉ偏波信号のＨ偏波軸への写像成分Ｈ_ｉ（ｉ＝１〜ｎ）とが多重された受信信号を、以下の説明では「Ｈ偏波処理対象信号ＲＨ_０」と言う。また、以下の説明では簡単のため、ｉ＝１の場合、すなわち、Ｖ偏波信号及びＨ偏波信号に加えて、Ｐ＿θ_１偏波信号を受信する場合について説明する。

受信装置は、Ｖ偏波処理対象信号ＲＶ_０を復調復号してＶ偏波信号Ｖ_０の情報系列を復元する。受信装置は、復元された情報系列を元に再符号化・再変調を行ってＶ偏波信号Ｖ_０のレプリカ信号（レプリカＶ偏波信号Ｖ_０’）を生成する（図２Ａ）。次に、受信装置は、Ｖ偏波処理対象信号ＲＶ_０からレプリカＶ偏波信号Ｖ_０’を除去してＶ偏波処理対象信号ＲＶ_１を生成する。本説明では、ｉ＝１であるため、Ｖ偏波処理対象信号ＲＶ_１には他の信号の成分は含まれていない。そのため、Ｖ偏波処理対象信号ＲＶ_１は、Ｐ＿θ_１偏波信号のＶ偏波軸の写像成分Ｖ_１である（図３Ａ）。

次に、受信装置は、Ｐ＿θ_１偏波信号のＶ偏波軸の写像成分Ｖ_１をＰ＿θ_１偏波面に投影し、Ｐ＿θ_１偏波信号Ｖ成分を生成する（図４Ａ）。受信装置は、以上の処理をＨ偏波処理対象信号ＲＨ_０に対しても実行し、Ｐ＿θ_１偏波信号Ｈ成分を生成する（図２Ｂ、図３Ｂ、図４Ｂ）。受信装置は、Ｐ＿θ_１偏波信号Ｖ成分とＰ＿θ_１偏波信号Ｈ成分とを合成することによって、Ｐ＿θ_１偏波信号を復元する。そして、受信装置は、Ｐ＿θ_１偏波信号を復調復号して情報系列を復元する。合成手段としては、最大比合成、同相合成、選択合成など各種合成手段を使用することができる。このように合成を行うことによって、ダイバーシチ合成利得が得られる。

なお、ｉが２以上である場合には受信装置は以下のように動作する。受信装置は、Ｐ＿θ_１偏波信号から復元された情報系列を元に、再符号化・再変調を行って、Ｐ＿θ_１偏波信号のレプリカ信号（レプリカＰ＿θ_１偏波信号）を生成する。次に、受信装置は、レプリカＰ＿θ_１偏波信号をＶ偏波面に投影し、写像成分Ｖ_１’を生成する。次に、受信装置は、Ｖ偏波処理対象信号ＲＶ_１から写像成分Ｖ_１’を除去して、Ｖ偏波処理対象信号ＲＶ_２を生成する。本説明では、ｉは２以上であるため、Ｖ偏波処理対象信号ＲＶ_２には他の信号の成分が含まれている場合がある。しかしながら、Ｖ偏波処理対象信号ＲＶ_２に含まれる信号の成分のうち、Ｐ＿θ_２偏波信号をＶ偏波面に投影した写像成分Ｖ_２の信号レベルが、他の信号の信号レベルよりも十分に大きい場合には、受信装置は上述した干渉除去処理によって写像成分Ｖ_２を復元できる。

次に、受信装置は、写像成分Ｖ_２をＰ＿θ_２偏波面に投影し、Ｐ＿θ_２偏波信号Ｖ成分を生成する。受信装置は、以上の処理をＨ偏波処理対象信号ＲＨ_１に対しても実行し、Ｐ＿θ_２偏波信号Ｈ成分を生成する。受信装置は、Ｐ＿θ_２偏波信号Ｖ成分とＰ＿θ_２偏波信号Ｈ成分とを合成することによって、Ｐ＿θ_２偏波信号を復元する。そして、受信装置は、Ｐ＿θ_２偏波信号を復調復号して情報系列を復元する。
以後、受信装置は、ｉを２から１ずつ増加させ、全ての偏波信号の情報系列が得られるまで上記の処理を繰り返し実行する。

なお、復調・復号を行なう順番は、予め決められており、例えば、Ｖ偏波信号Ｖ_０とＰ＿θ_１偏波信号〜Ｐ＿θ_ｎ偏波信号ではＶ偏波信号Ｖ_０を最初とし、Ｈ偏波信号Ｈ_０とＰ＿θ_１偏波信号〜Ｐ＿θ_ｎ偏波信号ではＨ偏波信号Ｈ_０を最初とする。また、Ｐ＿θ_１偏波信号〜Ｐ＿θ_ｎ偏波信号の中では、Ｐ＿θ_１偏波信号、Ｐ＿θ_２偏波信号、…、Ｐ＿θ_ｎ偏波信号の順とする。このとき、Ｖ偏波信号Ｖ_０は、Ｐ＿θ_１偏波信号〜Ｐ＿θ_ｎ偏波信号のＶ偏波軸への写像成分Ｖ_１〜Ｖ_ｎが多重されても復調が可能な電力レベルとし、Ｈ偏波信号Ｈ_０は、Ｐ＿θ_１偏波信号〜Ｐ＿θ_ｎ偏波信号のＨ偏波軸への写像成分Ｈ_１〜Ｈ_ｎが多重されても復調が可能な電力レベルとする。同様に、Ｐ＿θ_ｊ偏波信号（ｊ＝１〜（ｎ−１））のＶ偏波軸への写像成分Ｖ_ｊは、Ｐ＿θ_{（ｊ＋１）}偏波信号〜Ｐ＿θ_ｎ偏波信号のＶ偏波軸への写像成分Ｖ_{（ｊ＋１）}〜Ｖ_ｎが多重されても復調が可能な電力レベルとし、Ｐ＿θ_ｊ偏波信号（ｊ＝１〜（ｎ−１））のＨ偏波軸への写像成分Ｈ_ｊは、Ｐ＿θ_{（ｊ＋１）}偏波信号〜Ｐ＿θ_ｎ偏波信号のＨ偏波軸への写像成分Ｈ_{（ｊ＋１）}〜Ｈ_ｎが多重されても復調が可能な電力レベルとする。各偏波の復調・復号の順番は予め送信装置及び受信装置に記憶されてもよく、送信装置が決定した順番を制御信号により受信装置へ通知してもよい。

受信装置が行う復調・復号処理の概略は以上のとおりである。ところで、伝搬経路に存在する遮蔽物等の影響により、Ｖ偏波軸とＨ偏波軸で距離減衰レベルが異なる。すなわち、Ｖ偏波とＨ偏波とは互いに独立した伝搬路であるため、反射環境が異なる場合は受信信号レベルに差が生じる場合がある。このような現象の原因はいくつか存在する。例えば、「Ulaby, F.T.; Wilson, E.A., "Microwave Attenuation Properties of Vegetation Canopies," IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, Volume: GE-23 , Issue: 5 pp.746-753, 1985.」に記載の例や、Ｖ偏波とＨ偏波とのＲＦ系（Radio Frequency系）における熱雑音量の違いや、パワーアンプ特性の違いなどが原因として挙げられる。また、距離減衰レベルは時変動する可能性がある。この場合、Ｖ偏波アンテナの素子とＨ偏波アンテナの素子とで受信される信号レベルが変動してしまう。例えば、３偏波多重において非直交偏波信号の偏波角をπ／４とし、Ｈ偏波及びＶ偏波への写像成分を均等に割り振ったとしても、受信ＳＩＮＲに差が生じる場合がある。仮に、Ｖ偏波信号の受信レベルが、受信機で発生する雑音電力に対し十分に大きくない場合、Ｖ偏波信号の復調復号に失敗してしまう。この場合、Ｖ偏波信号のレプリカ信号を生成できないため、Ｐ＿θ_ｉ偏波の復調復号もできない。

図５は、上述したＶ偏波信号の復号復調に失敗してしまう問題の概略を表す図である。図５Ａは、送信装置から送信される信号のうち、Ｈ偏波用アンテナから送信される信号の具体例を表す。Ｈ偏波用アンテナから送信される信号には、Ｈ偏波信号Ｈ_０とＰ＿θ_ｉ偏波信号のＨ偏波軸への写像成分Ｈ_ｉ（ｉ＝１〜ｎ）とが多重されている。図５Ａの場合は、ｉ＝１であり、Ｈ偏波信号Ｈ_０とＰ＿θ_１偏波信号のＨ偏波軸への写像成分Ｈ_１とが多重されている。図５Ｂは、送信装置から送信される信号のうち、Ｖ偏波用アンテナから送信される信号の具体例を表す。Ｖ偏波用アンテナから送信される信号には、Ｖ偏波信号Ｖ_０とＰ＿θ_ｉ偏波信号のＶ偏波軸への写像成分Ｖ_ｉ（ｉ＝１〜ｎ）とが多重されている。図５Ｂの場合は、ｉ＝１であり、Ｖ偏波信号Ｖ_０とＰ＿θ_１偏波信号のＶ偏波軸への写像成分Ｖ_１とが多重されている。

図５Ｃは、受信装置において受信される信号のうち、Ｈ偏波用アンテナによって受信される信号の具体例を表す。この場合、Ｈ偏波軸での距離減衰レベルが小さい。そのため、送信装置のＨ偏波用アンテナから送信される信号（図５Ａ）と、受信装置のＨ偏波用アンテナによって受信される信号（図５Ｃ）とでは、ほとんど減衰が生じていない。例えば、この場合のＳＩＮＲ（Signal-to-Interference and Noise power Ratio）を算出すると、９ｄＢであったとする。

図５Ｄは、受信装置において受信される信号のうち、Ｖ偏波用アンテナによって受信される信号の具体例を表す。この場合、Ｖ偏波軸での距離減衰レベルが大きい。そのため、送信装置のＶ偏波用アンテナから送信される信号（図５Ｂ）と、受信装置のＶ偏波用アンテナによって受信される信号（図５Ｄ）とでは、大きく減衰が生じている。例えば、この場合のＳＩＮＲを算出すると、３ｄＢであったとする。

このような場合、Ｈ偏波信号Ｈ_０については復調復号処理によって情報系列を復元することができたとしても、Ｖ偏波信号Ｖ_０及びＰ＿θ_１偏波信号については情報系列を復元することが困難となる。このような問題を、本実施形態の偏波多重伝送システムは以下のように解決する。

本実施形態の送信装置は、受信装置における信号の受信精度に応じて、Ｐ＿θ_ｉ偏波の偏波面の角度θ_ｉを制御する。送信装置は、偏波面の角度の制御によって、送信電力制御を実現し、Ｖ偏波信号Ｖ_０及びＨ偏波信号Ｈ_０の受信精度を良好に維持する。受信精度は、受信された信号から所望の信号（本実施形態の場合は、直交偏波信号）を正確に復調復号できる精度を表し、例えばＳＩＮＲや誤り訂正符号処理における誤り率等の値によって表される。

図６は、本実施形態における処理の概略を表す図である。受信装置のＨ偏波用アンテナ及びＶ偏波用アンテナにおいて受信される信号のＳＩＮＲがそれぞれ９ｄＢ及び３ｄＢである場合（図５Ｃ及びＤ）、送信装置は、非直交偏波信号の偏波面の角度を制御することによって、受信精度が低い方の偏波にける非直交偏波信号の写像成分の割合を低下させる。言い換えれば、送信装置は、非直交偏波信号の偏波面の角度を制御することによって、受信精度が低い方の偏波にける直交偏波信号の割合を高める。図５の場合には、Ｖ偏波の方がＨ偏波よりも直交偏波信号のＳＩＮＲが低い。この場合、送信装置は、非直交偏波信号の偏波面の角度を、π／２から遠ざけるように制御する。このような制御によって、非直交偏波信号のＨ偏波軸への写像成分は大きくなり（図６Ａ）、Ｖ偏波軸への写像成分は小さくなる（図６Ｂ）。

上記処理の結果、図５Ｄの場合と同じ環境であっても、受信装置のＶ偏波用アンテナにおいて受信される信号において、Ｖ偏波信号Ｖ_０のＳＩＮＲが向上する（図６Ｄ）。この場合、Ｖ偏波信号Ｖ_０のＳＩＮＲは６ｄＢに向上している。そのため、Ｖ偏波信号Ｖ_０を精度良く復調復号することが可能となる。一方、受信装置のＨ偏波用アンテナにおいて受信される信号において、Ｈ偏波信号Ｈ_０のＳＩＮＲは低下する（図６Ｃ）。しかしながら、もともとＨ偏波信号Ｈ_０のＳＩＮＲは高かったため、低下したとしても復調復号が不能になるほど低下はしない。例えば図６Ｃの場合は、低下後のＨ偏波信号Ｈ_０のＳＩＮＲは６ｄＢである。そのため、Ｖ偏波信号Ｖ_０と同様に、Ｈ偏波信号Ｈ_０についても精度良く復調復号することが可能となる。

以下では、「Ｖ偏波処理対象信号」と記載した場合にはＶ偏波処理対象信号ＲＶ_０〜Ｖ偏波処理対象信号ＲＶ_{（ｎ＋１）}のいずれかを選択して示したものとし、「Ｈ偏波処理対象信号」と記載した場合にはＨ偏波処理対象信号ＲＨ_０〜Ｖ偏波処理対象信号ＲＨ_{（ｎ＋１）}のいずれかを選択して示したものとし、「処理対象信号」と記載した場合にはＶ偏波処理対象信号とＨ偏波処理対象信号のいずれかを選択して示したものとする。

次に、偏波多重伝送システムの送信装置及び受信装置の構成及び詳細な動作について説明する。

図７は、本発明の一実施形態による送信装置の構成を示すブロック図である。
同図に示すように、送信装置１００は、１筐体内に、符号化器１１０−０〜１１０−（ｎ＋１）、変調器１２０−０〜１２０−（ｎ＋１）、投影器１３０ａ−１〜１３０ａ−ｎ、投影器１３０ｂ−１〜１３０ｂ−ｎ、加算器１４０ａ、加算器１４０ｂ、Ｖ偏波用アンテナ１５０ａ、Ｈ偏波用アンテナ１５０ｂ、送信電力制御器１６０、及び、角度調整器１７０を含んで構成される。

符号化器１１０−０にはＶ偏波信号Ｖ_０により送信すべきビットストリームである情報系列が入力され、符号化器１１０−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）には、Ｐ＿θ_ｉ偏波信号により送信すべき情報系列が入力され、符号化器１１０−（ｎ＋１）には、Ｈ偏波信号Ｈ_０により送信すべき情報系列が入力される。符号化器１１０−ｋ（ｋ＝０〜（ｎ＋１））は、入力された情報系列に対して、予め定められた誤り訂正符号化を行い、誤り訂正符号化をした情報系列を変調器１２０−ｋに出力する。誤り訂正符号には、例えば、リード・ソロモン符号、ターボ符号、低密度パリティ検査符号などを用いることができる。

変調器１２０−ｋ（ｋ＝０〜（ｎ＋１））は、符号化器１１０−ｋから入力された誤り訂正符号化された情報系列を、予め定められた変調方式により変調し、変調信号を出力する。変調方式には、例えば、ＢＰＳＫ（Binary phase-shift keying；２位相偏移変調）、１６ＱＡＭ（16 Quadrature amplitude modulation；１６値直交振幅変調）などを用いることができる。変調器１２０−０は、Ｖ偏波を用いた変調信号であるＶ偏波信号Ｖ_０を出力し、変調器１２０−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、Ｐ＿θ_ｉ偏波を用いた変調信号であるＰ＿θ_ｉ偏波信号を出力し、変調器１２０−（ｎ＋１）は、Ｈ偏波を用いた変調信号であるＨ偏波信号Ｈ_０を出力する。

投影器１３０ａ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、Ｐ＿θ_ｉ偏波の偏波面の角度Ｐ＿θ_ｉを、角度調整器１７０からの指示に応じて設定する。そして、投影器１３０ａ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、変調器１２０−ｉから入力されたＰ＿θ_ｉ偏波の変調信号を、角度調整器１７０からの指示に応じて設定した偏波面から、Ｖ偏波の波面に投影する。投影器１３０ａ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、投影によって得られたＶ偏波軸への写像成分Ｖ_ｉを加算器１４０ａへ出力する。また、投影器１３０ｂ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、Ｐ＿θ_ｉ偏波の偏波面の角度Ｐ＿θ_ｉを、角度調整器１７０からの指示に応じて設定する。そして、投影器１３０ｂ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、変調器１２０−ｉから入力されたＰ＿θ_ｉ偏波の変調信号を、角度調整器１７０からの指示に応じて設定した偏波面から、Ｈ偏波の波面に投影する。投影器１３０ｂ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、投影によって得られたＨ偏波軸への写像成分Ｈ_ｉを加算器１４０ｂへ出力する。

加算器１４０ａは、変調器１２０−０から入力されたＶ偏波信号Ｖ_０と、投影器１３０ａ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）から入力された写像成分Ｖ_ｉを加算してＶ偏波多重信号を生成し、Ｖ偏波用アンテナ１５０ａに出力する。加算器１４０ｂは、変調器１２０−（ｎ＋１）から入力されたＨ偏波信号Ｈ_０と、投影器１３０ｂ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）から入力された写像成分Ｈ_ｉを加算してＨ偏波多重信号を生成し、Ｈ偏波用アンテナ１５０ｂに出力する。Ｖ偏波用アンテナ１５０ａは、加算器１４０ａから入力されたＶ偏波多重信号を無線により送信する。Ｈ偏波用アンテナ１５０ｂは、加算器１４０ｂから入力されたＨ偏波多重信号を無線により送信する。

送信電力制御器１６０は、受信装置から、Ｖ偏波信号Ｖ_０及びＨ偏波信号Ｈ_０の受信精度に関する情報を受信する。そして、送信電力制御装置１６０は、Ｖ偏波信号Ｖ_０及びＨ偏波信号Ｈ_０の受信精度に関する情報に基づいて、Ｐ＿θ_ｉ偏波の偏波面の角度θ_ｉの制御の要否を判定する。例えば、送信電力制御装置１６０は、Ｖ偏波信号Ｖ_０の受信精度の値と、Ｈ偏波信号Ｈ_０の受信精度の値とが異なる場合に、Ｐ＿θ_ｉ偏波の偏波面の角度θ_ｉの制御が必要であると判定しても良い。また、送信電力制御装置１６０は、Ｖ偏波信号Ｖ_０の受信精度の値と、Ｈ偏波信号Ｈ_０の受信精度の値との比が、予め設定された値と異なる場合に、Ｐ＿θ_ｉ偏波の偏波面の角度θ_ｉの制御が必要であると判定しても良い。また、送信電力制御装置１６０は、Ｖ偏波信号Ｖ_０の受信精度の値と、Ｈ偏波信号Ｈ_０の受信精度の値とのいずれか一方が、予め設定された閾値よりも低い場合に、Ｐ＿θ_ｉ偏波の偏波面の角度θ_ｉの制御が必要であると判定しても良い。

送信電力制御器１６０は、Ｐ＿θ_ｉ偏波の偏波面の角度θ_ｉの制御が必要と判定した場合には、Ｖ偏波信号Ｖ_０及びＨ偏波信号Ｈ_０の受信精度に関する情報に基づいて、Ｐ＿θ_ｉ偏波の偏波面の新たな角度θ_ｉを算出する。そして、送信電力制御器１６０は、算出された新たな角度θ_ｉを角度調整器１７０に通知する。

送信電力制御器１６０は、例えば、Ｖ偏波信号Ｖ_０の受信精度の値と、Ｈ偏波信号Ｈ_０の受信精度の値とが同一値となるように、Ｐ＿θ_ｉ偏波の偏波面の角度θ_ｉを算出する。具体的には、送信電力制御部１６０は、受信装置から受信した情報に基づいて、Ｖ偏波信号Ｖ_０のＳＩＮＲと、Ｈ偏波信号Ｈ_０のＳＩＮＲとが同一値となるように、Ｐ＿θ_ｉ偏波の偏波面の角度θ_ｉを算出する。この処理は、例えば受信装置からＶ偏波処理対象信号ＲＶ_０及びＨ偏波処理対象信号ＲＨ_０の受信レベルと雑音レベルとを受信し、Ｖ偏波信号Ｖ_０のＳＩＮＲとＨ偏波信号Ｈ_０のＳＩＮＲとが同一値となるという条件のもとでＰ＿θ_ｉ偏波の偏波面の角度θ_ｉを計算することによって行われても良い。

また、送信電力制御装置１６０は、Ｖ偏波信号Ｖ_０の受信精度の値と、Ｈ偏波信号Ｈ_０の受信精度の値との比が、予め設定された値となるように、Ｐ＿θ_ｉ偏波の偏波面の角度θ_ｉを算出しても良い。具体的には、送信電力制御部１６０は、受信装置から受信した情報に基づいて、Ｖ偏波信号Ｖ_０のＳＩＮＲとＨ偏波信号Ｈ_０のＳＩＮＲとの比が、予め設定された値となるように、Ｐ＿θ_ｉ偏波の偏波面の角度θ_ｉを算出する。この処理は、例えば受信装置からＶ偏波処理対象信号ＲＶ_０及びＨ偏波処理対象信号ＲＨ_０の受信レベルと雑音レベルとを受信し、Ｖ偏波信号Ｖ_０のＳＩＮＲとＨ偏波信号Ｈ_０のＳＩＮＲとの比が予め設定された値となるという条件のもとでＰ＿θ_ｉ偏波の偏波面の角度θ_ｉを計算することによって行われても良い。

また、送信電力制御装置１６０は、Ｖ偏波信号Ｖ_０の受信精度の値と、Ｈ偏波信号Ｈ_０の受信精度の値との双方が、予め設定された閾値よりも高くなるように、Ｐ＿θ_ｉ偏波の偏波面の角度θ_ｉを算出しても良い。具体的には、送信電力制御部１６０は、受信装置から受信した情報に基づいて、Ｖ偏波信号Ｖ_０のＳＩＮＲとＨ偏波信号Ｈ_０のＳＩＮＲとの双方が、予め設定された閾値以上となるように、Ｐ＿θ_ｉ偏波の偏波面の角度θ_ｉを算出する。この処理は、例えば受信装置からＶ偏波処理対象信号ＲＶ_０及びＨ偏波処理対象信号ＲＨ_０の受信レベルと雑音レベルとを受信し、Ｖ偏波信号Ｖ_０のＳＩＮＲとＨ偏波信号Ｈ_０のＳＩＮＲとが予め設定された閾値以上になるという条件のもとでＰ＿θ_ｉ偏波の偏波面の角度θ_ｉを計算することによって行われても良い。なお、この場合は、Ｖ偏波信号Ｖ_０の受信精度の閾値と、Ｈ偏波信号Ｈ_０の受信精度の閾値とがそれぞれ異なる値として設定されても良いし、同一の値として設定されても良い。

角度調整器１７０は、送信電力制御部１６０から通知される新たな角度θ_ｉに基づいて投影を行うように、投影器１３０ａ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）及び投影器１３０ｂ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対し指示する。この指示によって、Ｖ偏波軸及びＨ偏波軸に分解されるベクトル量を調整される。

続いて、送信装置１００の信号送信処理を説明する。図８は、送信装置１００の信号送信処理の流れを表すフローチャートである。
符号化器１１０−ｋ（ｋ＝０〜（ｎ＋１））は、入力された情報系列の誤り訂正符号化を行い（ステップＳ１０１）、変調器１２０−ｋは、符号化器１１０−ｋにより誤り訂正符号化された情報系列を変調する（ステップＳ１０２）。送信電力制御部１６０は、Ｖ偏波信号Ｖ_０及びＨ偏波信号Ｈ_０の受信精度に関する情報を受信する（ステップＳ１０３）。送信電力制御器１６０は、Ｖ偏波信号Ｖ_０及びＨ偏波信号Ｈ_０の受信精度に関する情報に基づいて、Ｐ＿θ_ｉ偏波の偏波面の新たな角度θ_ｉを算出する（ステップＳ１０４）。そして、送信電力制御器１６０は、算出された新たな角度θ_ｉを角度調整器１７０に通知する。角度調整器１７０は、送信電力制御部１６０から通知される新たな角度θ_ｉに基づいて投影を行うように、投影器１３０ａ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）及び投影器１３０ｂ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対し指示する。投影器１３０ａ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、Ｐ＿θ_ｉ偏波の偏波面の角度Ｐ＿θ_ｉを、角度調整器１７０からの指示に応じて設定する（ステップＳ１０５ａ）。そして、投影器１３０ａ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、変調器１２０−ｉにより変調されたＰ＿θ_ｉ偏波の変調信号を、角度調整器１７０からの指示に応じて設定した偏波面からＶ偏波軸へ投影し、写像成分Ｖ_ｉを生成する（ステップＳ１０６ａ）。投影器１３０ｂ−ｉは、Ｐ＿θ_ｉ偏波の偏波面の角度Ｐ＿θ_ｉを、角度調整器１７０からの指示に応じて設定する（ステップＳ１０５ｂ）。そして、投影器１３０ｂ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、変調器１２０−ｉにより変調されたＰ＿θ_ｉ偏波の変調信号を、角度調整器１７０からの指示に応じて設定した偏波面からＨ偏波軸へ投影し、写像成分Ｈ_ｉを生成する（ステップＳ１０６ｂ）。

加算器１４０ａは、変調器１２０−０が生成したＶ偏波信号Ｖ_０の変調信号と、投影器１３０ａ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）が生成したＰ＿θ_ｉ偏波の変調信号の写像成分Ｖ_１〜Ｖ_ｎを加算してＶ偏波多重信号を生成し（ステップＳ１０７ａ）、Ｖ偏波用アンテナ１５０ａに出力する。加算器１４０ｂは、変調器１２０−（ｎ＋１）が生成したＨ偏波信号Ｈ_０の変調信号と、投影器１３０ｂ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）が生成したＰ＿θ_ｉ偏波の変調信号の写像成分Ｈ_１〜Ｈ_ｎを加算してＨ偏波多重信号を生成し（ステップＳ１０７ｂ）、Ｈ偏波用アンテナ１５０ｂに出力する。Ｖ偏波用アンテナ１５０ａは、加算器１４０ａから入力されたＶ偏波多重信号を無線により送信する（ステップＳ１０８ａ）。Ｈ偏波用アンテナ１５０ｂは、加算器１４０ｂから出力されたＨ偏波多重信号を無線により送信する（ステップＳ１０８ｂ）。Ｖ偏波用アンテナ１５０ａと、Ｈ偏波用アンテナ１５０ｂとは、同じ周波数の無線により同時に信号を送信する。

図９は、送信装置の他の構成を示すブロック図である。

図７に示す送信装置１００では、１つの送信装置においてＶＨ偏波多重用の二素子アンテナを具備しているが、図９に示す送信装置３００では、送信部３０１−１〜３０１−ｎのそれぞれが、ＶＨ偏波多重用の二素子アンテナを具備し、Ｖ偏波信号、Ｈ偏波信号をそれぞれ空中線上で多重する。

送信装置２００は、それぞれが１筐体により構成される（ｎ＋２）台の送信部２０１−０、２０１−（ｎ＋１）、３０１−１〜３０１−ｎからなる。なお、送信部２０１−０、２０１−（ｎ＋１）、３０１−１〜３０１−ｎの各筐体は、同一の使用者によって使用されても良いし、それぞれ異なる使用者によって使用されても良い。また、上記の各筐体は、同一の場所に設置されても良いし、それぞれ異なる場所に設置されても良い。送信部２０１−０は、Ｖ偏波信号Ｖ_０を送信し、送信部２０１−（ｎ＋１）はＨ偏波信号Ｈ_０を送信する。送信部２０１−０は、符号化器２１０−０、変調器２２０−０、Ｖ偏波用アンテナ２５０−０を備える。送信部２０１−（ｎ＋１）は、符号化器２１０−（ｎ＋１）、変調器２２０−（ｎ＋１）、送信部２０１−（ｎ＋１）、Ｈ偏波用アンテナ２５０−（ｎ＋１）を備える。

符号化器２１０−０及び符号化器２１０−（ｎ＋１）は、図７に示す送信装置１００の符号化器１１０−０及び符号化器１１０−（ｎ＋１）と同様の誤り訂正符号化処理を行う。変調器２２０−０及び変調器２２０−（ｎ＋１）は、図７に示す送信装置１００の変調器１２０−０及び変調器２２０−（ｎ＋１）と同様の変調を行う。Ｖ偏波用アンテナ２５０−０は、変調器２２０−０から入力されたＶ偏波信号を無線により送信する。Ｈ偏波用アンテナ２５０−（ｎ＋１）は、変調器２２０−（ｎ＋１）から出力されたＨ偏波信号を無線により送信する。

送信部３０１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、符号化器３１０−ｉ、変調器３２０−ｉ、投影器３３０ａ−ｉ、投影器３３０ｂ−ｉ、Ｖ偏波用アンテナ３５０ａ−ｉ、Ｈ偏波用アンテナ３５０ｂ−ｉ、送信電力制御器１６０−ｉ、及び、角度調整器１７０−ｉを含んで構成される。符号化器３１０−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、図７に示す送信装置１００の符号化器１１０−ｉと同様の誤り訂正符号化処理を行う。変調器３１０−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、図７に示す送信装置１００の変調器１２０−ｉと同様の変調を行う。

投影器３３０ａ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、Ｐ＿θ_ｉ偏波の偏波面の角度Ｐ＿θ_ｉを、角度調整器１７０−ｉからの指示に応じて設定する。そして、投影器３３０ａ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、変調器３２０−ｉから入力されたＰ＿θ_ｉ偏波の変調信号を、角度調整器１７０−ｉからの指示に応じて設定した偏波面から、Ｖ偏波の波面に投影する。投影器３３０ａ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、投影によって得られたＶ偏波軸への写像成分Ｖ_ｉをＶ偏波用アンテナ３５０ａ−ｉへ出力する。また、投影器３３０ｂ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、Ｐ＿θ_ｉ偏波の偏波面の角度Ｐ＿θ_ｉを、角度調整器１７０−ｉからの指示に応じて設定する。そして、投影器３３０ｂ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、変調器３２０−ｉから入力されたＰ＿θ_ｉ偏波の変調信号を、角度調整器１７０−ｉからの指示に応じて設定した偏波面から、Ｈ偏波の波面に投影する。投影器３３０ｂ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、投影によって得られたＨ偏波軸への写像成分Ｈ_ｉをＨ偏波用アンテナ３５０ｂ−ｉへ出力する。
送信電力制御部１６０−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、図７に示す送信装置１００の送信電力制御部１６０と同様の処理を行う。角度調整器１７０−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、図７に示す送信装置１００の角度調整器１７０と同様の処理を行う。Ｖ偏波用アンテナ３５０ａ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、投影器３３０ａ−ｉから入力されたＶ偏波軸への写像成分Ｖ_ｉを無線により送信し、Ｈ偏波用アンテナ３５０ｂ−ｉは、投影器３３０ｂ−ｉから入力されたＨ偏波軸への写像成分Ｈ_ｉを無線により送信する。

続いて、送信装置３００の信号送信処理を説明する。図１０は、送信装置３００の信号送信処理の流れを表すフローチャートである。送信部２０１−１及び２０１−（ｎ＋１）における送信処理の流れを表すフローチャートは同じフローチャートとなる。そのため、送信部２０１−１及び２０１−（ｎ＋１）に対応するフローチャートをまとめて図１０Ａに示す。また、各送信部３０１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）における送信処理の流れを表すフローチャートは同じフローチャートとなる。そのため、送信部３０１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対応するフローチャートをまとめて図１０Ｂに示す。
送信部２０１−０において、符号化器２１０−０は、入力された情報系列の誤り訂正符号化を行い（ステップＳ２０１）、変調器２２０−０は、符号化器２１０−０により誤り訂正符号化された情報系列を変調し（ステップＳ２０２）、Ｖ偏波用アンテナ２５０−０に出力する。送信部２０１−（ｎ＋１）において、符号化器２１０−（ｎ＋１）は、情報系列の誤り訂正符号化を行い（ステップＳ２０１）、変調器２２０−（ｎ＋１）は、符号化器２１０−（ｎ＋１）により誤り訂正符号化された情報系列を変調し（ステップＳ２０２）、Ｈ偏波用アンテナ２５０−（ｎ＋１）に出力する。

一方、送信部３０１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）において、符号化器３１０−ｉは、入力された情報系列の誤り訂正符号化を行い（ステップＳ３０１）、変調器３２０−ｉは、符号化器３１０−ｉにより誤り訂正符号化された情報系列を変調する（ステップＳ３０２）。送信電力制御部１６０−ｉは、Ｖ偏波信号Ｖ_０及びＨ偏波信号Ｈ_０の受信精度に関する情報を受信する（ステップＳ３０３）。送信電力制御器１６０−ｉは、Ｖ偏波信号Ｖ_０及びＨ偏波信号Ｈ_０の受信精度に関する情報に基づいて、Ｐ＿θ_ｉ偏波の偏波面の新たな角度θ_ｉを算出する（ステップＳ３０４）。そして、送信電力制御器１６０−ｉは、算出された新たな角度θ_ｉを角度調整器１７０−ｉに通知する。角度調整器１７０−ｉは、送信電力制御部１６０−ｉから通知される新たな角度θ_ｉに基づいて投影を行うように、投影器３３０ａ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）及び投影器３３０ｂ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対し指示する。投影器３３０ａ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、Ｐ＿θ_ｉ偏波の偏波面の角度Ｐ＿θ_ｉを、角度調整器１７０−ｉからの指示に応じて設定する（ステップＳ３０５ａ）。投影器３３０ａ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、変調器３２０−ｉが変調したＰ＿θ_ｉ偏波の変調信号を、角度調整器１７０−ｉからの指示に応じて設定した偏波面からＶ偏波軸へ投影し、写像成分Ｖ_ｉを生成する（ステップＳ３０６ａ）。そして、投影器３３０ａ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、生成した写像成分Ｖ_ｉをＶ偏波用アンテナ３５０ａ−ｉに出力する。また、投影器３３０ｂ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、Ｐ＿θ_ｉ偏波の偏波面の角度Ｐ＿θ_ｉを、角度調整器１７０−ｉからの指示に応じて設定する（ステップＳ３０５ｂ）。投影器３３０ｂ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、変調器３２０−ｉが変調したＰ＿θ_ｉ偏波の変調信号を、角度調整器１７０−ｉからの指示に応じて設定した偏波面からＨ偏波軸へ投影し、写像成分Ｈ_ｉを生成する（ステップＳ３０６ｂ）。そして、投影器３３０ｂ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、生成した写像成分Ｈ_ｉを、Ｈ偏波用アンテナ３５０ｂ−ｉに出力する。

Ｖ偏波用アンテナ２５０−０はＶ偏波信号Ｖ_０を無線により送信する（ステップＳ２０３）。Ｖ偏波用アンテナ３５０ａ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、Ｐ＿θ_ｉ偏波信号のＶ偏波軸への写像成分Ｖ_ｉを無線により送信する（ステップＳ３０７ａ）。Ｈ偏波用アンテナ３５０ｂ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、Ｐ＿θ_ｉ偏波信号のＨ偏波軸への写像成分Ｈ_ｉを無線により送信する（ステップＳ３０７ｂ）。Ｈ偏波用アンテナ２５０−（ｎ＋１）は、Ｈ偏波信号Ｈ_０を無線により送信する（ステップＳ２０３）。Ｖ偏波用アンテナ２５０−０と、Ｖ偏波用アンテナ３５０ａ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）と、Ｈ偏波用アンテナ３５０ｂ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）と、Ｈ偏波用アンテナ２５０−（ｎ＋１）とは、同じ周波数の無線により同時に信号を送信する。

図１１は、本発明の一実施形態による受信装置５００の構成を示すブロック図である。
同図に示すように、受信装置５００は、Ｖ偏波用アンテナ５０１、Ｈ偏波用アンテナ５０２、復調復号処理部６００−０〜６００−（ｎ＋１）、合成器５２０、投影器５３０−０及び投影器５３０−（ｎ＋１）を備えて構成される。

Ｖ偏波用アンテナ５０１は、Ｖ偏波多重信号を受信し、Ｈ偏波用アンテナ５０２は、Ｈ偏波多重信号を受信する。復調復号処理部６００−０は、復調復号処理を行う際に用いる信号（以下、「復調復号対象信号」という。）であるＶ偏波処理対象信号から、復調復号処理の結果として情報系列を生成する対象となる信号（以下、「情報系列出力対象信号」という。）であるＶ偏波信号Ｖ_０の復調復号を行なう。復調復号処理部６００−（ｎ＋１）は、復調復号対象信号であるＨ偏波処理対象信号から、情報系列出力対象信号であるＨ偏波信号Ｈ_０の復調復号を行なう。復調復号処理部６００−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、復調復号対象信号から、情報系列出力対象信号であるＰ＿θ_ｉ偏波信号の復調復号を行う。

図１２は、図１１に示す復調復号処理部６００−０及び復調復号処理部６００−（ｎ＋１）の構成を示すブロック図である。同図に示すように、復調復号処理部６００−１は、遅延器６１１、伝送路推定器６１２、復調器６１３、復号器６１４、再符号化器６１５、再変調器６１６、振幅位相調整器６１７、減算器６１８、ＳＩＮＲ測定器６３０を備える。

遅延器６１１は、復調復号対象信号を記憶し、時間的遅延を付加する。伝送路推定器６１２は、復調復号対象信号に含まれるパイロット信号などから伝送路特性を推定する。復調器６１３は、伝送路推定器６１２によって推定された伝送路特性を用いて、復調復号対象信号を復調して、情報系列出力対象信号の情報系列の尤度を算出する。復号器６１４は、復調器６１３によって算出された尤度に基づき、誤り訂正処理及び復号処理を行い、情報系列出力対象信号の情報系列を得る。そして、復号器６１４は、情報系列出力対象信号の情報系列を出力する。

再符号化器６１５は、復号器６１４によって復号された情報系列に、当該情報系列を送信した送信装置において用いられた符号化と同じ符号化を行う。再変調器６１６は、再符号化器６１５が符号化した情報系列に対し、当該情報系列を送信した送信装置において用いられた変調方式と同じ変調方式で変調を行う。振幅位相調整器６１７は、伝送路推定器６１２によって推定された伝送路特性の推定値を、再変調器６１６が変調した信号に対して乗算する。振幅位相調整器６１７は、この処理によって、送信元の送信装置が送信した情報系列出力対象信号を自受信装置において受信したときの推定信号であるレプリカ信号を生成する。減算器６１８は、遅延器６１１が出力する復調復号対象信号から、振幅位相調整器６１７によって生成されたレプリカ信号を除去する。そして、復調復号処理部６００−０の減算器６１８は、除去後の信号を投影器５３０−１に出力する。復調復号処理部６００−（ｎ＋１）の減算器６１８は、除去後の信号を投影器５３０−（ｎ＋１）に出力する。

ＳＩＮＲ測定器６３０は、再変調器６１６によって変調された信号と、減算器６１８によって出力される信号とに基づいて、復調復号する対象となる信号のＳＩＮＲを測定する。すなわち、復調復号処理部６００−０のＳＩＮＲ測定器６３０は、Ｖ偏波処理対象信号ＲＶ_０に対するＶ偏波信号Ｖ_０のＳＩＮＲを測定する。また、復調復号処理部６００−（ｎ＋１）のＳＩＮＲ測定器６３０は、Ｈ偏波処理対象信号ＲＨ_０に対するＨ偏波信号Ｈ_０のＳＩＮＲを測定する。そして、ＳＩＮＲ測定器６３０は、測定したＳＩＮＲの値を、送信装置へ無線で送信する。また、ＳＩＮＲ測定器６３０は、送信装置における処理に必要な場合には、ＳＩＮＲの測定結果のみならず、ＳＩＮＲを測定する際に用いられる情報も送信装置へ無線で送信しても良い。

図１３は、図１１に示す復調復号処理部６００−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）の構成を示すブロック図である。復調復号処理部６００−１の復調復号対象信号は、合成器５２０から出力される信号である。復調復号処理部６００−ｉ（ｉ＝２〜ｎ）の復調復号対象信号は、復調復号処理部６００−（ｉ−１）の合成器６２３から出力される信号である。

復調復号処理部６００−ｉは、遅延器６１１ａ、遅延器６１１ｂ、伝送路推定器６１２、復調器６１３、復号器６１４、再符号化器６１５、再変調器６１６、振幅位相調整器６１７、投影器６２０ａ、投影器６２０ｂ、減算器６２１ａ、減算器６２１ｂ、投影器６２２ａ、投影器６２２ｂ、合成器６２３を備える。復調復号処理部６００−ｉが備える各構成のうち、伝送路推定器６１２、復調器６１３、復号器６１４、再符号化器６１５、再変調器６１６、振幅位相調整器６１７は、図１２に示す復調復号処理部６００−０及び復調復号処理部６００−（ｎ＋１）の同符号の構成と同じである。したがって、これらの構成については説明を省く。

遅延器６１１ａは、Ｖ減算信号を記憶し、時間的遅延を付加する。Ｖ減算信号とは、減算器６２１ａに入力される信号である。復調復号処理部６００−１におけるＶ減算信号は、復調復号処理部６００−０の減算器６１８から出力される信号であり、投影器５３０−０に入力される信号と同じである。復調復号処理部６００−ｉ（ｉ＝２〜ｎ）におけるＶ減算信号は、復調復号処理部６００−（ｉ−１）の減算器６２１ａから出力される信号である。遅延器６１１ａは、時間的遅延を付加したＶ減算信号を、減算器６２１ａに対して出力する。遅延器６１１ｂは、Ｈ減算信号を記憶し、時間的遅延を付加する。Ｈ減算信号とは、減算器６２１ｂに入力される信号である。復調復号処理部６００−１におけるＨ減算信号は、復調復号処理部６００−（ｎ＋１）の減算器６１８から出力される信号であり、投影器５３０−（ｎ＋１）に入力される信号と同じである。復調復号処理部６００−ｉ（ｉ＝２〜ｎ）におけるＨ減算信号は、復調復号処理部６００−（ｉ−１）の減算器６２１ｂから出力される信号である。遅延器６１１ｂは、時間的遅延を付加したＨ減算信号を、減算器６２１ｂに対して出力する。

投影器６２０ａは、振幅位相調整器６１７によって出力された信号を、Ｐ＿θ_ｉ偏波軸からＶ偏波軸へ投影する。そして、投影器６２０ａは、投影後の信号を減算器６２１ａに出力する。投影器６２０ｂは、振幅位相調整器６１７によって出力された信号を、Ｐ＿θ_ｉ偏波軸からＨ偏波軸へ投影する。そして、投影器６２０ｂは、投影後の信号を減算器６２１ｂに出力する。

減算器６２１ａは、遅延器６１１ａが出力するＶ減算信号から、投影器６２０ａによってＶ偏波軸に投影されたレプリカ信号を除去する。そして、減算器６２１ａは、除去後の信号を投影器６２２ａに出力する。また、減算器６２１ａは、除去後の信号を、復調復号処理部６００−（ｉ＋１）に対し、Ｖ減算信号として出力する。減算器６２１ｂは、遅延器６１１ｂが出力するＨ減算信号から、投影器６２０ｂによってＨ偏波軸に投影されたレプリカ信号を除去する。そして、減算器６２１ｂは、除去後の信号を投影器６２２ｂに出力する。また、減算器６２１ｂは、除去後の信号を、復調復号処理部６００−（ｉ＋１）に対し、Ｈ減算信号として出力する。

投影器６２２ａは、減算器６２１ａによって出力された信号を、Ｖ偏波軸からＰ＿θ_{（ｉ＋１）}偏波軸へ投影する。そして、投影器６２２ａは、投影後の信号を合成器６２３に出力する。投影器６２２ｂは、減算器６２１ｂによって出力された信号を、Ｈ偏波軸からＰ＿θ_{（ｉ＋１）}偏波軸へ投影する。そして、投影器６２２ｂは、投影後の信号を合成器６２３に出力する。

合成器６２３は、投影器６２２ａから出力された信号と、投影器６２２ｂから出力された信号とを合成して、復調復号処理部６００−（ｉ＋１）に対し、復調復号対象信号として出力する。

図１１に戻って受信装置５００の説明を続ける。投影器５３０−０は、復調復号処理部６００−０によって出力された信号を、Ｖ偏波軸からＰ＿θ_１偏波軸へ投影する。そして、投影器５３０−０は、投影後の信号を合成器５２０に出力する。投影器５３０−（ｎ＋１）は、復調復号処理部６００−（ｎ＋１）によって出力された信号を、Ｈ偏波軸からＰ＿θ_１偏波軸へ投影する。そして、投影器５３０−（ｎ＋１）は、投影後の信号を合成器５２０に出力する。

続いて、受信装置５００の信号受信処理を説明する。図１４及び図１５は、受信装置５００の信号受信処理の流れを表すフローチャートである。
以下では、受信装置５００が、Ｖ偏波信号Ｖ_０、Ｐ＿θ_１偏波信号のＶ偏波軸への写像成分Ｖ_１、及び、Ｐ＿θ_２偏波信号のＶ偏波軸への写像成分Ｖ_２が多重されたＶ偏波多重信号と、Ｈ偏波信号Ｈ_０、Ｐ＿θ_１偏波信号のＨ偏波軸への写像成分Ｈ_１、及び、Ｐ＿θ_２偏波信号のＨ偏波軸への写像成分Ｈ_２が多重されたＨ偏波多重信号を受信した場合について説明する。

（処理１）：復調復号処理部６００−０に、復調復号対象信号として、Ｖ偏波用アンテナ５０１から出力されたＶ偏波多重信号であるＶ偏波処理対象信号ＲＶ_０が入力される。（ステップＳ５０１ａ）また、復調復号処理部６００−（ｎ＋１）に、復調復号対象信号として、Ｈ偏波用アンテナ５０２から出力されたＨ偏波多重信号であるＨ偏波処理対象信号ＲＨ_０が入力される（ステップＳ５０１ｂ）。

（処理２）：復調復号処理部６００−０の遅延器６１１、伝送路推定器６１２、及び、復調器６１３にＶ偏波処理対象信号ＲＶ_０が入力される。伝送路推定器６１２は、Ｖ偏波処理対象信号ＲＶ_０から伝送路特性を推定する（ステップＳ５０２ａ）。復調器６１３は、伝送路推定器６１２によって推定された伝送路特性を用いて、Ｖ偏波処理対象信号ＲＶ_０を復調し情報系列の尤度を算出する（ステップＳ５０３ａ）。復号器６１４は、復調器６１３によって算出された尤度に基づき、誤り訂正処理及び復号処理を行う（ステップＳ５０４ａ）。復号器６１４は、Ｖ偏波信号Ｖ_０の情報系列を得て、上位レイヤ等に出力するとともに、再符号化器６１５へ出力する。

（処理３）：再符号化器６１５は、復号器６１４によって復号された情報系列に、Ｖ偏波信号Ｖ_０の送信元の送信装置と同様の符号化を行なう（ステップＳ５０５ａ）。再変調器６１６は、再符号化器６１５が符号化した信号に対し、Ｖ偏波信号Ｖ_０の送信元の送信装置と同様の変調を行なう（ステップＳ５０６ａ）。

（処理４）：振幅位相調整器６１７は、伝送路推定器６１２によって推定された伝送路特性の推定値を、再変調器６１６によって変調された信号に対して乗算する。振幅位相調整器６１７は、この処理によってレプリカＶ偏波信号Ｖ_０’を生成する（ステップＳ５０７ａ）。減算器６１８は、遅延器６１１が出力したＶ偏波処理対象信号ＲＶ_０からレプリカＶ偏波信号Ｖ_０’を除去してＶ偏波処理対象信号ＲＶ_１を生成する（ステップＳ５０８ａ）。Ｖ偏波処理対象信号ＲＶ_０には、Ｖ偏波信号Ｖ_０、Ｐ＿θ_１偏波信号へのＶ偏波軸への写像成分Ｖ_１、及び、Ｐ＿θ_２偏波信号のＶ偏波軸への写像成分Ｖ_２が多重されている。そのため、Ｖ偏波処理対象信号ＲＶ_０からレプリカＶ偏波信号Ｖ_０’が除去されることによって、写像成分Ｖ_１及びＶ_２が多重されたＶ偏波処理対象信号ＲＶ_１が生成される。減算器６１８は、生成されたＶ偏波処理対象信号ＲＶ_１を、投影器５３０−０及びＳＩＮＲ測定器６３０に出力する。ＳＩＮＲ測定器６３０は、再変調器６１６によって変調された信号と、減算器６１８によって出力される信号とに基づいて、Ｖ偏波処理対象信号ＲＶ_０に対するＶ偏波信号Ｖ_０のＳＩＮＲを測定する（ステップＳ５０９ａ）。そして、ＳＩＮＲ測定器６３０は、測定したＳＩＮＲの値を、送信装置へ無線で送信する（ステップＳ５１０ａ）。

（処理５）：復調復号処理部６００−（ｎ＋１）は、Ｈ偏波処理対象信号ＲＨ_０に対し、処理２〜処理４と同様の処理を行う（ステップＳ５０２ｂ〜Ｓ５１０ｂ）。この処理によって、復調復号処理部６００−（ｎ＋１）の減算器６１８は、Ｈ偏波処理対象信号ＲＨ_１を投影器５３０−（ｎ＋１）に出力する。また、ＳＩＮＲ測定器６３０は、Ｈ偏波処理対象信号ＲＨ_０に対するＨ偏波信号Ｈ_０のＳＩＮＲを測定し、送信装置へ無線で送信する。

（処理６）：投影器５３０−０は、Ｖ偏波処理対象信号ＲＶ_１をＶ偏波軸からＰ＿θ_１偏波軸へ投影した写像成分を生成し、合成器５２０に出力する（ステップＳ５１１ａ）。投影器５３０−（ｎ＋１）は、Ｈ偏波処理対象信号ＲＨ_１をＨ偏波軸からＰ＿θ_１偏波軸へ投影した写像成分を生成し、合成器５２０に出力する（ステップＳ５１１ｂ）。

（処理７）：合成器５２０は、投影器５３０−０から出力された信号及び投影器５３０−（ｎ＋１）から出力された信号を合成し、Ｐ＿θ_１偏波処理対象信号を生成する（ステップＳ５１２）。合成器５２０は、生成されたＰ＿θ_１偏波処理対象信号を、復調復号処理部６００−１へ出力する。復調復号処理部６００−１は、合成器５２０から出力されたＰ＿θ_１偏波処理対象信号を復調復号対象信号として処理を行う。

（処理８）：復調復号処理部６００−１の伝送路推定器６１２及び復調器６１３にＰ＿θ_１偏波処理対象信号が入力される。また、復調復号処理部６００−１の遅延器６１１ａには、復調復号処理部６００−０の減算器６１８から出力されたＶ偏波処理対象信号ＲＶ_１が、Ｖ減算信号として入力される。また、復調復号処理部６００−１の遅延器６１１ｂには、復調復号処理部６００−（ｎ＋１）の減算器６１８から出力されたＨ偏波処理対象信号ＲＨ_１が、Ｈ減算信号として入力される。伝送路推定器６１２は、Ｐ＿θ_１偏波処理対象信号から伝送路特性を推定する（ステップＳ５１３）。復調器６１３は、伝送路推定器６１２によって推定された伝送路特性を用いて、Ｐ＿θ_１偏波処理対象信号を復調し情報系列の尤度を算出する（ステップＳ５１４）。復号器６１４は、復調器６１３によって算出された尤度に基づき、誤り訂正処理及び復号処理を行う（ステップＳ５１５）。復号器６１４は、Ｐ＿θ_１偏波信号の情報系列を得て、上位レイヤ等に出力するとともに、再符号化器６１５へ出力する。

（処理９）：再符号化器６１５は、復号器６１４によって復号された情報系列に、Ｐ＿θ_１偏波信号の送信元の送信装置と同様の符号化を行なう（ステップＳ５１６）。再変調器６１６は、再符号化器６１５が符号化した信号に対し、Ｐ＿θ_１偏波信号の送信元の送信装置と同様の変調を行なう（ステップＳ５１７）。

（処理１０）：振幅位相調整器６１７は、伝送路推定器６１２によって推定された伝送路特性の推定値を、再変調器６１６によって変調された信号に対して乗算する。振幅位相調整器６１７は、この処理によってレプリカＰ＿θ_１偏波信号を生成する（ステップＳ５１８）。

（処理１１）：投影器６２０ａは、振幅位相調整器６１７によって生成されたレプリカＰ＿θ_１偏波信号を、Ｐ＿θ_１偏波軸からＶ偏波軸へ投影する（ステップＳ５１９）。減算器６２１ａは、遅延器６１１ａが出力したＶ偏波処理対象信号ＲＶ_１から、Ｖ偏波軸に投影されたレプリカＰ＿θ_１偏波信号を除去する（ステップＳ５２０）。Ｖ偏波処理対象信号ＲＶ_１には、Ｐ＿θ_１偏波信号のＶ偏波軸への写像成分、及び、Ｐ＿θ_２偏波信号のＶ偏波軸への写像成分が多重されている。そのため、減算器６２１ａから出力された信号は、Ｐ＿θ_２偏波信号のＶ偏波軸への写像成分のみを含む信号である。減算器６２１ａは、生成された信号を、投影器６２２ａに出力する。また、減算器６２１ａは、生成された信号をＶ減算信号として復調復号処理部６００−２に出力する。投影器６２２ａは、減算器６２１ａから出力された信号をＶ偏波軸からＰ＿θ_２偏波軸へ投影した写像成分を生成し、合成器６２３に出力する（ステップＳ５２１）。

（処理１２）：投影器６２０ｂは、振幅位相調整器６１７によって生成されたレプリカＰ＿θ_１偏波信号を、Ｐ＿θ_１偏波軸からＨ偏波軸へ投影する（ステップＳ５２２）。減算器６２１ｂは、遅延器６１１ｂが出力したＨ偏波処理対象信号ＲＨ_１から、Ｈ偏波軸に投影されたレプリカＰ＿θ_１偏波信号を除去する（ステップＳ５２３）。Ｈ偏波処理対象信号ＲＨ_１には、Ｐ＿θ_１偏波信号のＨ偏波軸への写像成分、及び、Ｐ＿θ_２偏波信号のＨ偏波軸への写像成分が多重されている。そのため、減算器６２１ｂから出力された信号は、Ｐ＿θ_２偏波信号のＨ偏波軸への写像成分のみを含む信号である。減算器６２１ｂは、生成された信号を、投影器６２２ｂに出力する。また、減算器６２１ｂは、生成された信号をＨ減算信号として復調復号処理部６００−２に出力する。投影器６２２ｂは、減算器６２１ｂから出力された信号をＨ偏波軸からＰ＿θ_２偏波軸へ投影した写像成分を生成し、合成器６２３に出力する（ステップＳ５２４）。

（処理１３）：合成器６２３は、投影器６２２ａから出力された写像成分と、投影器６２２ｂから出力された写像成分とを合成する（ステップＳ５２５）。そして、合成器６２３は、合成後の信号を、復調復号対象信号として復調復号処理部６００−２へ出力する。

（処理１４）：復調復号処理部６００−２の伝送路推定器６１２、及び、復調器６１３に復調復号対象信号が入力される。伝送路推定器６１２は、復調復号対象信号から伝送路特性を推定する（ステップＳ５２６）。復調器６１３は、伝送路推定器６１２によって推定された伝送路特性を用いて、復調復号対象信号を復調し情報系列の尤度を算出する（ステップＳ５２７）。復号器６１４は、復調器６１３によって算出された尤度に基づき、誤り訂正処理及び復号処理を行う（ステップＳ５２８）。復号器６１４は、復調復号対象信号の情報系列を得て、上位レイヤ等に出力する。このとき復号器６１４によって得られる情報系列は、Ｐ＿θ_２偏波信号の情報系列である。

なお、最後に処理を行う復調復号処理部６００−ｉ（本説明の場合はｉ＝２）は、遅延器６１１ａ、遅延器６１１ｂ、再符号化器６１５、再変調器６１６、振幅位相調整器６１７、投影器６２０ａ、投影器６２０ｂ、減算器６２１ａ、減算器６２１ｂ、投影器６２２ａ、投影器６２２ｂ及び合成器６２３が処理を行う必要が無い。そのため、最後に処理を行う復調復号処理部６００−ｉ（本説明の場合はｉ＝２）は、遅延器６１１ａ、遅延器６１１ｂ、再符号化器６１５、再変調器６１６、振幅位相調整器６１７、投影器６２０ａ、投影器６２０ｂ、減算器６２１ａ、減算器６２１ｂ、投影器６２２ａ、投影器６２２ｂ及び合成器６２３を備えないように構成されても良い。

上記により、Ｖ偏波信号Ｖ_０、Ｈ偏波信号Ｈ_０、Ｐ＿θ_１偏波信号、Ｐ＿θ_２偏波信号の全ての情報系列を得ることができる。
なお、受信装置５００は、複数のタイミングで受信したＶ偏波多重信号及びＨ偏波多重信号についてパイプライン処理を行うことも可能である。例えば、あるタイミングで受信されたＶ偏波多重信号及びＨ偏波多重信号について復調複合処理部６００−２が処理を行い、この処理と並列して、その次のタイミングで受信されたＶ偏波多重信号及びＨ偏波多重信号について復調復号処理部６００−１が処理を行うことも可能である。

なお、Ｖ偏波用アンテナ及びＨ偏波用アンテナの代わりに右旋円偏波用アンテナ及び左旋円偏波用アンテナを利用しても良い。この場合、右旋円偏波信号及び左旋円偏波信号に対し、第３〜第Ｎの偏波信号が多重されても良い。また、第３〜第Ｎの偏波信号は直線偏波である必要はなく、一般には楕円偏波を用いることができる。楕円偏波には直線偏波や円偏波が含まれる。また、送信電力制御器１６０は、Ｐ＿θ_ｉ偏波の偏波面の角度θ_ｉの制御の要否を判定することなく、常にＰ＿θ_ｉ偏波の偏波面の角度θ_ｉの制御を行うように構成されても良い。

図１６は、復調復号処理部６００−０及び復調復号処理部６００−（ｎ＋１）の変形例の構成を示すブロック図である。図１６に示される復調復号処理部６００ａ−０（６００ａ−（ｎ＋１））は、ＳＩＮＲ測定器６３０に代えて誤り率測定器６４０を備える点を除けば、図１２に示される復調復号処理部６００−０及び復調復号処理部６００−（ｎ＋１）と同じである。誤り率測定器６４０は、復号器６１４から誤り訂正復号処理の結果を受け、誤り率を測定する。そして、誤り率測定器６４０は、送信装置へ測定結果を無線で送信する。

図１７〜１９は、送信装置及び復調復号処理部の変形例の構成を示すブロック図である。図１７に示される送信装置２００は、送信電力制御部１６０及び角度調整器１７０に代えて角度調整器２７０を備える点を除けば、図７に示される送信装置１００と同じである。角度調整器２７０は、受信装置から無線で送信される新たな角度θ_ｉを受信する。そして、角度調整器２７０は、受信された新たな角度θ_ｉに基づいて投影を行うように、投影器１３０ａ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）及び投影器１３０ｂ−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対し指示する。この指示によって、Ｖ偏波軸及びＨ偏波軸に分解されるベクトル量を調整される。

図１８に示される復調復号処理部６００ｂ−０及び復調復号処理部６００ｂ−（ｎ＋１）は、送信電力制御部６５０をさらに備える点を除けば、図１２に示される復調復号処理部６００−０及び復調復号処理部６００−（ｎ＋１）と同じである。送信電力制御部６５０は、ＳＩＮＲ測定器６３０によって測定された結果に基づいて、送信電力制御装置１６０と同じ処理を行い、新たな角度θ_ｉを算出する。そして、送信電力制御部６５０は、算出された新たな角度θ_ｉを、送信装置２００に対して送信する。

図１９に示される復調復号処理部６００ｃ−ｉは、送信電力制御部３６０をさらに備える点を除けば、図１６に示される復調復号処理部６００ａ−０及び復調復号処理部６００ａ−（ｎ＋１）と同じである。送信電力制御部３６０は、誤り率測定器６４０によって測定された結果に基づいて、送信電力制御装置１６０と同じ処理を行い、新たな角度θ_ｉを算出する。そして、送信電力制御部３６０は、算出された新たな角度θ_ｉを、送信装置２００に対して送信する。

上述した実施形態によれば、直交するＶ偏波及びＨ偏波を送受信する二素子アンテナを用いて３偏波以上の偏波多重を実現し、周波数利用効率を高めることができる。また、送信装置が偏波面の角度の制御を行うことによって送信電力制御を実現し、Ｖ偏波信号Ｖ_０及びＨ偏波信号Ｈ_０の受信精度が良好に維持される。

１００、２００、３００…送信装置
１１０−０〜１１０−（ｎ＋１）、２１０−０〜２１０−（ｎ＋１）、３１０−１〜３１０−ｎ…符号化器
１２０−０〜１２０−（ｎ＋１）、２２０−０〜２２０−（ｎ＋１）、３２０−１〜３２０−ｎ…変調器
１３０ａ−１〜１３０ａ−ｎ、１３０ｂ−１〜１３０ｂ−ｎ、３３０ａ−１〜３３０ａ−ｎ、３３０ｂ−１〜３３０ｂ−ｎ…投影器（投影部）
１４０ａ、１４０ｂ…加算器
１５０ａ、２５０−０、３５０ａ−１〜３５０ａ−ｎ…Ｖ偏波用アンテナ（第１偏波送信部）
１５０ｂ、２５０−（ｎ＋１）、３５０ｂ−１〜３５０ｂ−ｎ…Ｈ偏波用アンテナ（第２偏波送信部）
１６０…送信電力制御部（偏波角度算出部）
１７０…角度調整器
２０１−０〜２０１−（ｎ＋１）、３０１−１〜３０１−ｎ…送信部
２５０−１〜２５０−ｎ…Ｐ＿θ_１偏波用アンテナ〜Ｐ＿θ_ｎ偏波用アンテナ
５００…受信装置
５０１…Ｖ偏波用アンテナ（第１偏波受信部）
５０２…Ｈ偏波用アンテナ（第２偏波受信部）
５２０…合成器
６００−０〜６００−（ｎ＋１）…復調復号処理部
６１１ａ、６１１ｂ…遅延器
６１２…伝送路推定器
６１３…復調器（復調復号部）
６１４…復号器（復調復号部）
６１５…再符号化器（レプリカ信号生成部）
６１６…再変調器（レプリカ信号生成部）
６１７…振幅位相調整器（振幅位相調整部）
６１８、６２１ａ、６２１ｂ…減算器（減算部）
６３０…ＳＩＮＲ測定器（受信精度算出部）
６２０ａ、６２０ｂ、６２２ａ、６２２ｂ…合成器
６４０…誤り率測定器（受信精度算出部）

Claims (7)

1. 第１の偏波を用いた第１偏波信号と、前記第１の偏波と直交する第２の偏波を用いた第２偏波信号とに、前記第１の偏波及び前記第２の偏波と非直交の偏波を用いた非直交偏波信号を多重して伝送を行なう送信装置及び受信装置からなる偏波多重伝送システムであって、
   前記送信装置は、
   前記受信装置における信号の受信の精度を表す受信精度に基づいて、前記非直交偏波信号の偏波面の角度を算出する偏波角度算出部と、
   前記偏波角度算出部によって算出された角度の偏波面を有する前記非直交偏波信号を前記第１の偏波へ投影して第１写像成分を生成し、前記偏波角度算出部によって算出された角度の偏波面を有する前記非直交偏波信号を前記第２の偏波へ投影して第２写像成分を生成する投影部と、
   前記第１偏波信号と、前記投影部により生成された第１写像成分とを同じ周波数で送信する第１偏波送信部と、
   前記第２偏波信号と、前記投影部により生成された第２写像成分とを前記同じ周波数で送信する第２偏波送信部とを備え、
   前記受信装置は、
   前記第１偏波信号及び前記第１写像成分が多重された第１の多重信号を受信する第１偏波受信部と、
   前記第２偏波信号及び前記第２写像成分が多重された第２の多重信号を受信する第２偏波受信部と、
   前記第１の多重信号を復調復号し、前記第１偏波信号の情報系列を復元する第１の復調復号部と、
   前記第１の復調復号部により復元された情報系列のレプリカ信号を生成する第１のレプリカ信号生成部と、
   前記第１の多重信号から前記第１のレプリカ信号を減算することによって、前記第１偏波信号を含まない信号を生成する第１の減算部と、
   前記第２の多重信号を復調復号し、前記第２偏波信号の情報系列を復元する第２の復調復号部と、
   前記第２の復調復号部により復元された情報系列のレプリカ信号を生成する第２のレプリカ信号生成部と、
   前記第２の多重信号から前記第２のレプリカ信号を減算することによって、前記第２偏波信号を含まない信号を生成する第２の減算部と、
   前記第１の減算部によって生成された信号及び／又は前記第２の減算部によって生成された信号を復調復号し、前記非直交偏波信号の情報系列を復元する第３の復調復号部と、
   前記第１の偏波信号の受信精度及び前記第２の偏波信号の受信精度を算出し、前記送信装置へ送信する受信精度算出部と、
   を備えることを特徴とする偏波多重伝送システム。
2. 前記第３の復調復号部は、前記第１の減算部によって生成された信号及び／又は前記第２の減算部によって生成された信号を、前記非直交の偏波へ投影し、投影されたた信号を復調復号することによって前記非直交偏波信号の情報系列を復元することを特徴とする請求項１に記載の偏波多重伝送システム。
3. 第１の偏波を用いた第１偏波信号と、前記第１の偏波と直交する第２の偏波を用いた第２偏波信号とに、前記第１の偏波及び前記第２の偏波と非直交の偏波を用いた非直交偏波信号を多重して伝送を行なう偏波多重伝送システムにおける送信装置であって、
   前記受信装置における信号の受信の精度を表す受信精度に基づいて、前記非直交偏波信号の偏波面の角度を算出する偏波角度算出部と、
   前記偏波角度算出部によって算出された角度の偏波面を有する前記非直交偏波信号を前記第１の偏波へ投影して第１写像成分を生成し、前記偏波角度算出部によって算出された角度の偏波面を有する前記非直交偏波信号を前記第２の偏波へ投影して第２写像成分を生成する投影部と、
   前記第１偏波信号と、前記投影部により生成された第１写像成分とを同じ周波数で送信する第１偏波送信部と、
   前記第２偏波信号と、前記投影部により生成された第２写像成分とを前記同じ周波数で送信する第２偏波送信部と、
   を備えることを特徴とする送信装置。
4. 第１の偏波を用いた第１偏波信号と、前記第１の偏波と直交する第２の偏波を用いた第２偏波信号とに、前記第１の偏波及び前記第２の偏波と非直交の偏波を用いた非直交偏波信号を多重して伝送を行なう偏波多重伝送システムにおける受信装置であって、
   前記第１偏波信号と、前記非直交偏波信号を前記第１の偏波へ投影して得られる第１写像成分とが多重された第１の多重信号を受信する第１偏波受信部と、
   前記第２偏波信号と、前記非直交偏波信号を前記第２の偏波へ投影して得られる第２写像成分とが多重された第２の多重信号を受信する第２偏波受信部と、
   前記第１の多重信号を復調復号し、前記第１偏波信号の情報系列を復元する第１の復調復号部と、
   前記第１の復調復号部により復元された情報系列のレプリカ信号を生成する第１のレプリカ信号生成部と、
   前記第１の多重信号から前記第１のレプリカ信号を減算することによって、前記第１偏波信号を含まない信号を生成する第１の減算部と、
   前記第２の多重信号を復調復号し、前記第２偏波信号の情報系列を復元する第２の復調復号部と、
   前記第２の復調復号部により復元された情報系列のレプリカ信号を生成する第２のレプリカ信号生成部と、
   前記第２の多重信号から前記第２のレプリカ信号を減算することによって、前記第２偏波信号を含まない信号を生成する第２の減算部と、
   前記第１の減算部によって生成された信号及び／又は前記第２の減算部によって生成された信号を復調復号し、前記非直交偏波信号の情報系列を復元する第３の復調復号部と、
   前記第１の偏波信号の受信精度及び前記第２の偏波信号の受信精度を算出し、前記送信装置へ送信する受信精度算出部と、
   を備えることを特徴とする受信装置。
5. 第１の偏波を用いた第１偏波信号と、前記第１の偏波と直交する第２の偏波を用いた第２偏波信号とに、前記第１の偏波及び前記第２の偏波と非直交の偏波を用いた非直交偏波信号を多重して伝送を行なう送信装置及び受信装置からなる偏波多重伝送システムの偏波多重伝送方法であって、
   前記送信装置が、
   前記受信装置における信号の受信の精度を表す受信精度に基づいて、前記非直交偏波信号の偏波面の角度を算出する偏波角度算出過程と、
   前記偏波角度算出過程によって算出された角度の偏波面を有する前記非直交偏波信号を前記第１の偏波へ投影して第１写像成分を生成し、前記偏波角度算出過程によって算出された角度の偏波面を有する前記非直交偏波信号を前記第２の偏波へ投影して第２写像成分を生成する投影過程と、
   前記第１偏波信号と、前記投影過程により生成された第１写像成分とを同じ周波数で送信する第１偏波送信過程と、
   前記第２偏波信号と、前記投影過程により生成された第２写像成分とを前記同じ周波数で送信する第２偏波送信過程と、
   前記受信装置が、
   前記第１偏波信号及び前記第１写像成分が多重された第１の多重信号を受信する第１偏波受信過程と、
   前記第２偏波信号及び前記第２写像成分が多重された第２の多重信号を受信する第２偏波受信過程と、
   前記第１の多重信号を復調復号し、前記第１偏波信号の情報系列を復元する第１の復調復号過程と、
   前記第１の復調復号過程により復元された情報系列のレプリカ信号を生成する第１のレプリカ信号生成過程と、
   前記第１の多重信号から前記第１のレプリカ信号を減算することによって、前記第１偏波信号を含まない信号を生成する第１の減算過程と、
   前記第２の多重信号を復調復号し、前記第２偏波信号の情報系列を復元する第２の復調復号過程と、
   前記第２の復調復号過程により復元された情報系列のレプリカ信号を生成する第２のレプリカ信号生成過程と、
   前記第２の多重信号から前記第２のレプリカ信号を減算することによって、前記第２偏波信号を含まない信号を生成する第２の減算過程と、
   前記第１の減算過程によって生成された信号及び／又は前記第２の減算過程によって生成された信号を復調復号し、前記非直交偏波信号の情報系列を復元する第３の復調復号過程と、
   前記第１の偏波信号の受信精度及び前記第２の偏波信号の受信精度を算出し、前記送信装置へ送信する受信精度算出過程と、
   を有することを特徴とする偏波多重伝送方法。
6. 第１の偏波を用いた第１偏波信号と、前記第１の偏波と直交する第２の偏波を用いた第２偏波信号とに、前記第１の偏波及び前記第２の偏波と非直交の偏波を用いた非直交偏波信号を多重して伝送を行なう偏波多重伝送システムにおける送信装置の送信方法であって、
   前記受信装置における信号の受信の精度を表す受信精度に基づいて、前記非直交偏波信号の偏波面の角度を算出する偏波角度算出過程と、
   前記偏波角度算出過程によって算出された角度の偏波面を有する前記非直交偏波信号を前記第１の偏波へ投影して第１写像成分を生成し、前記偏波角度算出過程によって算出された角度の偏波面を有する前記非直交偏波信号を前記第２の偏波へ投影して第２写像成分を生成する投影過程と、
   前記第１偏波信号と、前記投影過程において生成された第１写像成分とを同じ周波数により送信する第１偏波送信過程と、
   前記第２偏波信号と、前記投影過程において生成された第２写像成分とを前記同じ周波数で送信する第２偏波送信過程と、
   を有することを特徴とする送信方法。
7. 第１の偏波を用いた第１偏波信号と、前記第１の偏波と直交する第２の偏波を用いた第２偏波信号とに、前記第１の偏波及び前記第２の偏波と非直交の偏波を用いた非直交偏波信号を多重して伝送を行なう偏波多重伝送システムにおける受信装置の受信方法であって、
   前記第１偏波信号と、前記非直交偏波信号を前記第１の偏波へ投影して得られる第１写像成分とが多重された第１の多重信号を受信する第１偏波受信過程と、
   前記第２偏波信号と、前記非直交偏波信号を前記第２の偏波へ投影して得られる第２写像成分とが多重された第２の多重信号を受信する第２偏波受信過程と、
   前記第１の多重信号を復調復号し、前記第１偏波信号の情報系列を復元する第１の復調復号過程と、
   前記第１の復調復号過程により復元された情報系列のレプリカ信号を生成する第１のレプリカ信号生成過程と、
   前記第１の多重信号から前記第１のレプリカ信号を減算することによって、前記第１偏波信号を含まない信号を生成する第１の減算過程と、
   前記第２の多重信号を復調復号し、前記第２偏波信号の情報系列を復元する第２の復調復号過程と、
   前記第２の復調復号過程により復元された情報系列のレプリカ信号を生成する第２のレプリカ信号生成過程と、
   前記第２の多重信号から前記第２のレプリカ信号を減算することによって、前記第２偏波信号を含まない信号を生成する第２の減算過程と、
   前記第１の減算過程によって生成された信号及び／又は前記第２の減算過程によって生成された信号を復調復号し、前記非直交偏波信号の情報系列を復元する第３の復調復号過程と、
   前記第１の偏波信号の受信精度及び前記第２の偏波信号の受信精度を算出し、前記送信装置へ送信する受信精度算出過程と、
   を有することを特徴とする受信方法。

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