[发明专利]OAM多路复用通信系统和模式间干扰消除方法

说明书

发送站包括：使用了M‑UCA的发送天线；以及OAM模式生成单元，从各UCA同时生成一个以上的OAM模式，接收站包括：与M‑UCA相同结构的接收天线；OAM模式分离单元，将由各UCA接收到的信号按照各OAM模式进行分离；以及接收信号处理单元，针对各OAM模式估计信道信息，使用根据该信道信息计算出的接收权重按照各OAM模式进行均衡处理，该OAM多路复用通信系统使用一个以上的OAM模式，且针对各OAM模式多路复用传输一个以上的序列的信号，接收信号处理单元是以下的结构：按照各所述OAM模式，还估计受到干扰的其他OAM模式的信道信息，使用本OAM模式及其他OAM模式的信道信息来计算本OAM模式的接收权重。

技术领域

本发明涉及一种使用电磁波的轨道角动量(Orbital Angular Momentum：OAM)来空分复用传输无线信号的OAM多路复用通信系统以及模式间干扰消除方法。

背景技术

作为面向无线通信的提高传输容量的技术，有使用OAM来将无线信号空分复用传输的技术。具有OAM模式的电波的特征在于，等相位面沿着以波束的传播轴为中心的旋转方向螺旋状地分布，将等相位面所形成的螺旋的周期为2π×a的模式称为OAM模式a。由于不同的OAM模式之间在旋转方向上具有正交性，因此能够对多个OAM模式的信号进行空分复用传输。例如，OAM模式1的信号和OAM模式2的信号在空间上相互正交，所以即使从发送天线同时发送这些模式的信号，也能够通过接收侧的OAM模式分离处理电路来分离OAM模式1的信号和OAM模式2的信号。在非专利文献1中，作为复用传输OAM模式的信号的方法，报告了使用等间隔圆形阵列天线(UniformCircularArray：UCA)和巴特勒矩阵电路的方法，该等间隔圆形阵列天线是等间隔地圆形配置了多个天线元件的天线。

在先技术文件

非专利文献

非专利文献1：

E.Sasaki，M.Hirabe，T.Maru，N.Zein，“面向未来的5G超大容量无线电的实用OAM和极化复用传输(Pragmatic OAM with polarization multiplexing transmission forfuture 5G ultra-highcapacityradio)”，inproc.of EuMA2016，2016年10月。

发明内容

发明所要解决的问题

在非专利文献1的构成中，只有在发送UCA和接收UCA配置在正面相对的位置上、且没有反射波的视线环境，能够分离各OAM模式的信号。但是，在实际运用上，还必须考虑发送UCA和接收UCA固定设置在从正面相对配置偏离的位置上的情况以及周围环境产生的反射波等的影响。由于这样的影响，当发送UCA和接收UCA之间的信道矩阵偏离理想的正面相对配置时，在接收侧的OAM模式分离处理电路的输出级中残留OAM模式之间的干扰分量。

例如，在接收侧尝试进行OAM模式1的信号的分离时，在发送UCA和接收UCA为理想的正面相对配置的情况下，仅取出OAM模式1的信号分量。另一方面，在发送UCA和接收UCA固定设置在从理想的正面相对配置偏离的位置上的情况下，或者由于传播路径或RF电路的影响等而偏离理想的信道矩阵的反射波，从而尝试了OAM模式1的信号的分离，在电路输出级中，也会在OAM模式1的信号分量上重叠来自相邻的OAM模式2或OAM模式0等其他模式的干扰分量，通信品质劣化。

在这里，在对全部信号序列进行预编码和均衡处理的以往的方法(全MIMO)中，电路规模和数字信号处理量根据信号序列数而指数性地增大，难以实际应用。

本发明的目的在于，提供一种OAM多路复用通信系统和模式间干扰消除方法，能够以较小的电路规模和数字信号处理量来抑制因发送UCA和接收UCA之间的光轴偏移、倾斜、反射波等产生的模式间干扰。

用于解决问题的手段