JP2698731B2 - Cdma通信方式 - Google Patents
Cdma通信方式Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、無線通信の中のスペク
トル拡散を用いた通信方式に関するもので、特に使用帯
域内に狭帯域妨害が存在する場合に用いられるものであ
る。
トル拡散を用いた通信方式に関するもので、特に使用帯
域内に狭帯域妨害が存在する場合に用いられるものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、スペクトル拡散を用いた通信は、
耐マルチパス、耐CW妨害、ランダムアクセス、通信の
秘匿性、等の特徴を生かし、種々の応用が考えられてい
る。以下にスペクトル拡散通信の中のDS(直接拡散)
を用いた通信方式について説明する。
耐マルチパス、耐CW妨害、ランダムアクセス、通信の
秘匿性、等の特徴を生かし、種々の応用が考えられてい
る。以下にスペクトル拡散通信の中のDS(直接拡散)
を用いた通信方式について説明する。
【0003】直接スペクトル拡散通信方式においては、
ある特定の周期を持つ拡散符号(チップ数でその周期を
表わす)を用いて、信号と拡散符号を乗じることで、周
波数上上に拡散(スペクトル拡散)し、伝送する。例え
ば情報の伝送レートをBObps、拡散符号をnチップ
とし、情報1ビットをnチップで直接拡散し、BPSK
変調すると仮定すると、このように変調された変調波
は、2×n×BO[Hz]の帯域を占めることになり、
その信号スペクトルは図3に示すようになる。ここでf
Oは搬送波の周波数である。
ある特定の周期を持つ拡散符号(チップ数でその周期を
表わす)を用いて、信号と拡散符号を乗じることで、周
波数上上に拡散(スペクトル拡散)し、伝送する。例え
ば情報の伝送レートをBObps、拡散符号をnチップ
とし、情報1ビットをnチップで直接拡散し、BPSK
変調すると仮定すると、このように変調された変調波
は、2×n×BO[Hz]の帯域を占めることになり、
その信号スペクトルは図3に示すようになる。ここでf
Oは搬送波の周波数である。
【0004】このように、スペクトル拡散では、本来情
報を伝送するのに必要な帯域(2×BO[Hz])をn
倍に拡げた帯域で伝送する為、周波数に依存するマルチ
パスや、特定の周波数に現れるCW妨害に耐性を有する
ことになる。
報を伝送するのに必要な帯域(2×BO[Hz])をn
倍に拡げた帯域で伝送する為、周波数に依存するマルチ
パスや、特定の周波数に現れるCW妨害に耐性を有する
ことになる。
【0005】一般に、この拡散した信号を、再び逆拡散
することで得られる利得を処理利得と呼び、nチップの
場合、電力にして10lognの拡散利得が得られるこ
とになる。(参考文献「スペクトル拡散通信システム」
・・・横山光輝著)
することで得られる利得を処理利得と呼び、nチップの
場合、電力にして10lognの拡散利得が得られるこ
とになる。(参考文献「スペクトル拡散通信システム」
・・・横山光輝著)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このようなスペクトル
拡散通信においては、送受信時に用いる周波数帯域は極
めて広く、その為、往々にしてその帯域内に外部からの
CWノイズが混入することがある。ノイズの混入は確率
的には、単純計算でn倍となる。
拡散通信においては、送受信時に用いる周波数帯域は極
めて広く、その為、往々にしてその帯域内に外部からの
CWノイズが混入することがある。ノイズの混入は確率
的には、単純計算でn倍となる。
【0007】CWノイズが単一スペクトルで、その電力
をWCWとし、またスペクトル拡散通信の信号が帯域はB
SSで、その電力をWSとすると、一般のデジタル変調の
場合では信号帯域内のノイズWCWはそのままノイズとな
るが、スペクトル拡散においては約(1/n)WCWがノ
イズとなる。(この時エネルギーが2×n×BO[H
z]に均等に分散したと仮定する) 従って、従来例で説明したようにスペクトル拡散はCW
ノイズに強いということになるが、反面、このCWノイ
ズが非常に強い場合、例えば(WCW≧n×Ws)のよう
な関係が成り立つ場合では、逆拡散しても、そのノイズ
はWsと同等以上となり、C/Nは極めて悪くなり、正
常な通信が不可能となる。このようなCWノイズは、ス
ペクトル通信に用いる帯域(2×n×BO[Hz])内
にあれば必ず影響をおよぼし、均一に拡散される為、回
避不能である。
をWCWとし、またスペクトル拡散通信の信号が帯域はB
SSで、その電力をWSとすると、一般のデジタル変調の
場合では信号帯域内のノイズWCWはそのままノイズとな
るが、スペクトル拡散においては約(1/n)WCWがノ
イズとなる。(この時エネルギーが2×n×BO[H
z]に均等に分散したと仮定する) 従って、従来例で説明したようにスペクトル拡散はCW
ノイズに強いということになるが、反面、このCWノイ
ズが非常に強い場合、例えば(WCW≧n×Ws)のよう
な関係が成り立つ場合では、逆拡散しても、そのノイズ
はWsと同等以上となり、C/Nは極めて悪くなり、正
常な通信が不可能となる。このようなCWノイズは、ス
ペクトル通信に用いる帯域(2×n×BO[Hz])内
にあれば必ず影響をおよぼし、均一に拡散される為、回
避不能である。
【0008】本発明は前記問題点に鑑みなされたもので
あって、スペクトル拡散を用いた通信において、CW妨
害波がある場合にも、安定した通信が可能なCDMA通
信方式の提供を目的としている。
あって、スペクトル拡散を用いた通信において、CW妨
害波がある場合にも、安定した通信が可能なCDMA通
信方式の提供を目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明によるCDMA通信方式は、スペクトル拡散を用
いて、1つ以上の其地局と1つ以上の端末局との通信を
行うCDMA通信方式において、変調部では、通信情報
を任意の符号長を有する符号により直接スペクトル拡散
し、かつ、該通信情報はプリアンブル情報、ホッピング
情報、誤り訂正情報を含む各種情報から成るデータを最
小ブロック単位として構成され、該最小ブロック単位を
基準として、その任意の倍数のビット数ごとに低速周波
数ホッピングを行い、復調部では、ホッピングされる周
波数の一波にて直接スペクトル逆拡散し、該情報により
周波数ホッピングのタイミングを検知し、該検知情報に
応じて、周波数をホッピングさせ、周波数ホッピングに
対する同期回路を不要にしたことを特徴とするよう構成
している。
本発明によるCDMA通信方式は、スペクトル拡散を用
いて、1つ以上の其地局と1つ以上の端末局との通信を
行うCDMA通信方式において、変調部では、通信情報
を任意の符号長を有する符号により直接スペクトル拡散
し、かつ、該通信情報はプリアンブル情報、ホッピング
情報、誤り訂正情報を含む各種情報から成るデータを最
小ブロック単位として構成され、該最小ブロック単位を
基準として、その任意の倍数のビット数ごとに低速周波
数ホッピングを行い、復調部では、ホッピングされる周
波数の一波にて直接スペクトル逆拡散し、該情報により
周波数ホッピングのタイミングを検知し、該検知情報に
応じて、周波数をホッピングさせ、周波数ホッピングに
対する同期回路を不要にしたことを特徴とするよう構成
している。
【0010】また、データの前記最小ブロック単位を複
数個集めて1つのブロックと成し、該ブロックの中でホ
ッピング周期を基準としてデータのインターリーブを行
い、それに対して誤り訂正処理を行うことを特徴とする
よう構成している。
数個集めて1つのブロックと成し、該ブロックの中でホ
ッピング周期を基準としてデータのインターリーブを行
い、それに対して誤り訂正処理を行うことを特徴とする
よう構成している。
【0011】更に、複数個の基地局において、周波数の
ホッピングパターンを各々別個のパターンとし、一つの
基地局に対して接続している端末局は同一のホッピング
パターンを用いることを特徴とするよう構成している。
ホッピングパターンを各々別個のパターンとし、一つの
基地局に対して接続している端末局は同一のホッピング
パターンを用いることを特徴とするよう構成している。
【0012】
【作用】前記請求項1の構成によれば、周波数をホッピ
ングさせることで固定のCWノイズに対して、ホッピン
グさせるうちの一波のみが損われるだけとなり、その結
果、通常用いられている種々の誤り訂正手法によりデー
タを修復することができる。しかも、そのホッピングパ
ターンは、データブロック単位で行っているので、直接
スペクトル拡散した信号を復調することにより得た情報
に基づいて受信機側をホッピングさせることで逆拡散で
きるので、周波数ホッピング用の逆拡散同期回路が不要
となる。
ングさせることで固定のCWノイズに対して、ホッピン
グさせるうちの一波のみが損われるだけとなり、その結
果、通常用いられている種々の誤り訂正手法によりデー
タを修復することができる。しかも、そのホッピングパ
ターンは、データブロック単位で行っているので、直接
スペクトル拡散した信号を復調することにより得た情報
に基づいて受信機側をホッピングさせることで逆拡散で
きるので、周波数ホッピング用の逆拡散同期回路が不要
となる。
【0013】また前記請求項2の構成によれば、最小ブ
ロック単位を集めて更にブロック化し、ホッピング周期
を基準としてデータをインターリーブすることで、CW
ノイズにより損われデータが均一に分散される為、誤り
訂正時にエラービットが片寄らなくなるので、より確実
な誤り訂正が可能となる。
ロック単位を集めて更にブロック化し、ホッピング周期
を基準としてデータをインターリーブすることで、CW
ノイズにより損われデータが均一に分散される為、誤り
訂正時にエラービットが片寄らなくなるので、より確実
な誤り訂正が可能となる。
【0014】また前記請求項3の構成によれば、基地局
ごとにホッピングパターンを別個に設けることで、周波
数ホッピング一波あたりの占有が基地局同志で重複する
のを回避できる為、誤り率を下げることができる。か
つ、1つの基地局では同一のパターンを用いる為、その
パターンにより基地局を区別できるので、回線接続時の
基地局間の受け渡しが容易となる。
ごとにホッピングパターンを別個に設けることで、周波
数ホッピング一波あたりの占有が基地局同志で重複する
のを回避できる為、誤り率を下げることができる。か
つ、1つの基地局では同一のパターンを用いる為、その
パターンにより基地局を区別できるので、回線接続時の
基地局間の受け渡しが容易となる。
【0015】
【実施例】図1(a)は本発明の実施例による変調方法
を説明するブロック図、図1(b)は本発明の実施例に
よる復調方法を説明するブロック図、図1(c)は本発
明の実施例に用いるデータフォーマットを説明する図で
ある。
を説明するブロック図、図1(b)は本発明の実施例に
よる復調方法を説明するブロック図、図1(c)は本発
明の実施例に用いるデータフォーマットを説明する図で
ある。
【0016】以下に図1(a)を用いて本発明の実施例
における変調方法を説明する。まず入力端1から入力し
たデータは、拡散符号発生器6にて発生した符号によ
り、DS変調器2にてDS変調される。
における変調方法を説明する。まず入力端1から入力し
たデータは、拡散符号発生器6にて発生した符号によ
り、DS変調器2にてDS変調される。
【0017】ここでは、図1(c)に示すように、デー
タにプリアンブル情報14やホッピング情報15、さら
に誤り訂正のためのデータやその他の情報から成るデー
タ16により、最小データブロック17を構成してい
る。
タにプリアンブル情報14やホッピング情報15、さら
に誤り訂正のためのデータやその他の情報から成るデー
タ16により、最小データブロック17を構成してい
る。
【0018】得られたDS変調波は、FH用局発発生器
7によりキャリア周波数へと変換され、フィルタ4を介
して出力端5へ出力される。FH用局発発生器7では、
先程のホッピング情報15に一致するように1ブロック
毎あるいは数ブロック毎に局部発振器を変化させる。
7によりキャリア周波数へと変換され、フィルタ4を介
して出力端5へ出力される。FH用局発発生器7では、
先程のホッピング情報15に一致するように1ブロック
毎あるいは数ブロック毎に局部発振器を変化させる。
【0019】一方、復調器では、アンテナなどを介し
て、信号を受信し、入力端8よりその信号が入力され
る。この信号はミキサー9で周波数変換され、フィルタ
10を介してDS復調器11に入力される。この後、出
力端12よりデータが出力される。
て、信号を受信し、入力端8よりその信号が入力され
る。この信号はミキサー9で周波数変換され、フィルタ
10を介してDS復調器11に入力される。この後、出
力端12よりデータが出力される。
【0020】このときの逆拡散及び復調のプロセスを以
下に説明する。スペクトル逆拡散においては、拡散符号
に対する捕捉と追従が必要である。まず、捕捉する為に
は、周波数(FH用)と拡散符号(DS用)の一致が必
要である。本発明においてはFH用の同期ループを用意
しない為、まず、復調器では、固定の周波数にてDS用
の捕捉を行う。送信波では、FH用に信号を周波数ホッ
ピングさせているが、必ずこの固定した周波数を使うタ
イミングがある為、このときに信号を逆拡散し、出力デ
ータを得ることができる。
下に説明する。スペクトル逆拡散においては、拡散符号
に対する捕捉と追従が必要である。まず、捕捉する為に
は、周波数(FH用)と拡散符号(DS用)の一致が必
要である。本発明においてはFH用の同期ループを用意
しない為、まず、復調器では、固定の周波数にてDS用
の捕捉を行う。送信波では、FH用に信号を周波数ホッ
ピングさせているが、必ずこの固定した周波数を使うタ
イミングがある為、このときに信号を逆拡散し、出力デ
ータを得ることができる。
【0021】DS復調器では、この後、追従ループに入
り、一方、出力データから、次のホッピングするタイミ
ング及びその周波数をホッピング情報から知ることがで
きる。それにより、次はタイミングを合わせて周波数ホ
ッピングすることで、FHに追従することができ、その
結果、FH、DSの両方式で拡散した信号が逆拡散で
き、データが復調できることになる。
り、一方、出力データから、次のホッピングするタイミ
ング及びその周波数をホッピング情報から知ることがで
きる。それにより、次はタイミングを合わせて周波数ホ
ッピングすることで、FHに追従することができ、その
結果、FH、DSの両方式で拡散した信号が逆拡散で
き、データが復調できることになる。
【0022】このように本発明を用いれば、受信装置に
周波数ホッピング用の同期回路が不要となる。しかも、
周波数をホッピングさせることによりCWノイズが存在
しても、そのノイズにより損われるデータはそのCWノ
イズが存在するホッピング周波数一波のみとなり、全デ
ータが損われることはなく、従って、誤り訂正等の技術
によりデータが正しく伝送できる様になる。
周波数ホッピング用の同期回路が不要となる。しかも、
周波数をホッピングさせることによりCWノイズが存在
しても、そのノイズにより損われるデータはそのCWノ
イズが存在するホッピング周波数一波のみとなり、全デ
ータが損われることはなく、従って、誤り訂正等の技術
によりデータが正しく伝送できる様になる。
【0023】次に第2の実施例を説明する。第1の実施
例においては、1ブロックのデータはプリアンブル14
及びホッピング情報15、データ16で構成されていた
が本実施例においては、図2のようにデータブロックを
構成する。仮に周波数のホッピングが20スロット、デ
ータが100ビットを1ブロックとした場合、そのデー
タを20×100を1フレーム構成として、データをイ
ンターリーブして分散させる。
例においては、1ブロックのデータはプリアンブル14
及びホッピング情報15、データ16で構成されていた
が本実施例においては、図2のようにデータブロックを
構成する。仮に周波数のホッピングが20スロット、デ
ータが100ビットを1ブロックとした場合、そのデー
タを20×100を1フレーム構成として、データをイ
ンターリーブして分散させる。
【0024】その結果、仮に図2の第2スロットがCW
妨害波により損われたとしても、損われるデータは、
2、22、・・・、1982となり、均一にエラービッ
トがばらまかれる。その結果、誤り訂正時にブロック符
号や畳み込み符号を使った場合、そのエラーは、エラー
ビットが片寄っていないので、ほとんど均一に訂正でき
るようになる。
妨害波により損われたとしても、損われるデータは、
2、22、・・・、1982となり、均一にエラービッ
トがばらまかれる。その結果、誤り訂正時にブロック符
号や畳み込み符号を使った場合、そのエラーは、エラー
ビットが片寄っていないので、ほとんど均一に訂正でき
るようになる。
【0025】このように本発明を用いることで、1つの
スロットがCW妨害により損われても、それによるデー
タの誤りを小さく抑えることができる様になる。
スロットがCW妨害により損われても、それによるデー
タの誤りを小さく抑えることができる様になる。
【0026】次に第3の実施例として、複数の基地局と
複数の端末局から構成されるシステムに本発明を適用し
た実施例を説明する。複数の基地局では、基地局ごとに
異なったホッピングパターンでホッピングする。基地局
がA,B,Cの3つあると仮定し、各々HA,HB,HC
のホッピングパターンでホッピングしているとする。一
方端末局ではA局と接続する場合にはHA のホッピング
パターンを使用し、B局,C局とつなぐ場合には各々H
B,HC を用いる。
複数の端末局から構成されるシステムに本発明を適用し
た実施例を説明する。複数の基地局では、基地局ごとに
異なったホッピングパターンでホッピングする。基地局
がA,B,Cの3つあると仮定し、各々HA,HB,HC
のホッピングパターンでホッピングしているとする。一
方端末局ではA局と接続する場合にはHA のホッピング
パターンを使用し、B局,C局とつなぐ場合には各々H
B,HC を用いる。
【0027】このようにすることで、本発明の効果が損
われることなく、かつ、A,B,C局別々のホッピング
パターンにすることで他局による妨害をなくすることが
できる。しかも、別々のホッピングパターンを受け取る
ことで、現在、自分がどの基地局のサービスエリアにい
るかを容易に判別でき、回線接続のエリアリングが容易
となる。このように本発明は、複数の基地局と複数の端
末局がある場合にも適用できるだけではなく、さらに本
実施例のように用いることで、妨害が少なく、接続のし
やすい回線を提供することができるようになる。
われることなく、かつ、A,B,C局別々のホッピング
パターンにすることで他局による妨害をなくすることが
できる。しかも、別々のホッピングパターンを受け取る
ことで、現在、自分がどの基地局のサービスエリアにい
るかを容易に判別でき、回線接続のエリアリングが容易
となる。このように本発明は、複数の基地局と複数の端
末局がある場合にも適用できるだけではなく、さらに本
実施例のように用いることで、妨害が少なく、接続のし
やすい回線を提供することができるようになる。
【0028】
【発明の効果】このように本発明を用いることにより、
従来のDSのみの変調に比べて、CW妨害波がある場合
でも安定した通信を行うことができるようになる。
従来のDSのみの変調に比べて、CW妨害波がある場合
でも安定した通信を行うことができるようになる。
【0029】しかも、周波数のホッピング情報をデータ
として用いることで、FHに対して、その逆拡散同期回
路が不要となり、簡単な回路構成で品質のよい回線を提
供できる。しかも、送信データをホッピング周期を基準
としてインターリーブすることで、さらにエラーに対し
てその補償が確実となり、誤り率を下げることができ
る。また、基地局が複数ある場合には、基地局ごとに別
々のホッピングパターンにすることで、本発明の効果を
保ちながら、低誤り率で、よりよい基地局のエリアリン
グが可能となる。
として用いることで、FHに対して、その逆拡散同期回
路が不要となり、簡単な回路構成で品質のよい回線を提
供できる。しかも、送信データをホッピング周期を基準
としてインターリーブすることで、さらにエラーに対し
てその補償が確実となり、誤り率を下げることができ
る。また、基地局が複数ある場合には、基地局ごとに別
々のホッピングパターンにすることで、本発明の効果を
保ちながら、低誤り率で、よりよい基地局のエリアリン
グが可能となる。
【図1】(a)は本発明の実施例による変調方法を説明
するブロック図、(b)は本発明の実施例による復調方
法を説明するブロック図、(c)は本発明の実施例に用
いるデータフォーマットを説明する図である。
するブロック図、(b)は本発明の実施例による復調方
法を説明するブロック図、(c)は本発明の実施例に用
いるデータフォーマットを説明する図である。
【図2】第2の実施例に用いるデータフォーマットを説
明する図である。
明する図である。
【図3】従来例で用いられる信号スペクトルを説明する
図である。
図である。
1 入力端 2 DS変調器 3 ミキサー 4 フィルタ 5 出力端 6 拡散符号発生器 7 FH用局発発生器 8 入力端 9 ミキサー 10 フィルタ 11 DS復調器 12 出力端 13 FH用局発発生器 14 プリアングル 15 ホッピング情報 16 データ 17 データ1ブロック
フロントページの続き (72)発明者 彦惣 桂二 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−219845(JP,A) 特開 昭61−174841(JP,A) 特開 昭62−120735(JP,A) 特開 平4−47726(JP,A)
Claims (3)
- 【請求項1】 スペクトル拡散を用いて、1つ以上の基
地局と1つ以上の端末局との通信を行うCDMA通信方
式において、 変調部では、通信情報を任意の符号長を有する符号によ
り直接スペクトル拡散し、かつ、該通信情報はプリアン
ブル情報、ホッピング情報、誤り訂正情報を含む各種情
報から成るデータを最小ブロック単位として構成され、
該最小ブロック単位を基準として、その任意の倍数のビ
ット数ごとに低速周波数ホッピングを行い、 復調部では、ホッピングされる周波数の一波にて直接ス
ペクトル逆拡散し、該情報により周波数ホッピングのタ
イミングを検知し、該検知情報に応じて、周波数をホッ
ピングさせ、 周波数ホッピングに対する同期回路を不要にしたことを
特徴とするCDMA通信方式。 - 【請求項2】 データの前記最小ブロック単位を複数個
集めて1つのブロックと成し、該ブロックの中でホッピ
ング周期を基準としてデータのインターリーブを行い、
それに対して誤り訂正処理を行うことを特徴とする請求
項1に記載のCDMA通信方式。 - 【請求項3】 複数個の基地局において、周波数のホッ
ピングパターンを各々別個のパターンとし、一つの基地
局に対して接続している端末局は同一のホッピングパタ
ーンを用いることを特徴とする請求項1に記載のCDM
A通信方式。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23164792A JP2698731B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | Cdma通信方式 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23164792A JP2698731B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | Cdma通信方式 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0685781A JPH0685781A (ja) | 1994-03-25 |
JP2698731B2 true JP2698731B2 (ja) | 1998-01-19 |
Family
ID=16926778
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23164792A Expired - Fee Related JP2698731B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | Cdma通信方式 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2698731B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2737655B2 (ja) * | 1994-07-12 | 1998-04-08 | 双葉電子工業株式会社 | スペクトル拡散通信方式 |
JP4067755B2 (ja) * | 2000-10-24 | 2008-03-26 | 三菱電機株式会社 | スペクトラム拡散通信システムの受信機 |
KR100400265B1 (ko) * | 2001-03-21 | 2003-10-01 | 엘지전자 주식회사 | 시분할-시디엠에이 에서의 타임 슬롯 할당을 위한 타임호핑 장치 |
JP4590969B2 (ja) * | 2004-07-28 | 2010-12-01 | ソニー株式会社 | 無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラム |
JP6147032B2 (ja) * | 2013-03-07 | 2017-06-14 | 大崎電気工業株式会社 | 秘匿通信方法 |
-
1992
- 1992-08-31 JP JP23164792A patent/JP2698731B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0685781A (ja) | 1994-03-25 |
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