JP3305912B2 - 無線通信システム - Google Patents

無線通信システム

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JP3305912B2
JP3305912B2 JP7330295A JP7330295A JP3305912B2 JP 3305912 B2 JP3305912 B2 JP 3305912B2 JP 7330295 A JP7330295 A JP 7330295A JP 7330295 A JP7330295 A JP 7330295A JP 3305912 B2 JP3305912 B2 JP 3305912B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばオフィス内や駅
構内において、その中央基地局と複数の携帯端末機との
間で無線通信を行なう際に使用される無線通信システム
に関する。
【0002】
【従来の技術】オフィス内や駅構内等、ある一定のエリ
アにおいて、その中央基地局と複数の携帯端末機との間
で無線通信を行なう無線通信システムでは、携帯端末機
から上り信号として送信される種々の要求に対して、中
央基地局は、該端末要求に応じたファイル選択やデータ
編集等を行なって多くの情報を下り信号として送信して
いる。
【0003】このような、無線通信システムでは、各端
末機からの上り信号はその端末機を操作するユーザによ
って任意に送信されるため、複数の携帯端末機から同一
の周波数を使った上り信号が重なって送信されると、中
央基地局では、その複数の上り信号が混信して受信さ
れ、個々の上り信号を識別できなくなってしまう。
【0004】そこで、従来の無線通信システムでは、複
数の携帯端末機にそれぞれ異なる固有の符号(M系列符
号)を割当て、端末機は、その上りデータにこのM系列
符号をスペクトラム拡散して掛合わせた上り信号を送信
すると共に、基地局は、受信された上り信号を前記各端
末機それぞれ固有のM系列符号で逆拡散して相関をとる
ことで、各端末機からの上り信号を識別している。
【0005】ここで、前記M系列符号とは、検査多項式
H(X)が原子多項式となっている符号の非零の符号語
を繰返し並べたもので、同一段数の線形帰還型シフトレ
ジスタで発生できる最大の周期をもつ系列符号である。
【0006】すなわち、各携帯端末機毎に異なる組合せ
のシフトレジスタによってそのそれぞれが直交する固有
のM系列符号が発生され、識別可能な上り信号が拡散生
成される。
【0007】しかしながら、基地局側で識別可能な直交
するM系列符号を発生させるためのシフトレジスタの組
合せの数は少ないため、この無線通信システムにおいて
多くの携帯端末機を利用することができない。
【0008】一方、各携帯端末機でM系列符号を発生さ
せるシフトレジスタとして、それぞれ同一の構成のシフ
トレジスタを用いた場合でも、そのシフトレジスタにセ
ットする初期値を変化させることで、該シフトレジスタ
の段数乗分の位相の異なるM系列符号を発生させること
ができ、1つの基地局に対する通信エリア内で多くの携
帯端末機を利用することができるが、この場合に、複数
の携帯端末機から重なって送信される上り信号は、その
各上り信号の先頭が揃ったタイミングで基地局に受信さ
れないと識別することができない。
【0009】このため、基地局は、各端末機にして基
準信号を送信し、各端末機は、この基準信号の受信に同
期させて上り信号を送信することで、複数の端末機から
の上り信号を揃えて基地局に受信させるようにしてい
る。
【0010】ここで、前記複数の携帯端末機からの各上
り信号の符号同期を図ることを「システム同期」と称し
ている。しかしながら、前記システム同期をとるために
基地局から送信される基準信号は、干渉波や雑音に強く
なければならないため、その基準信号に用いる拡散符号
は非常に長い周期の符号となり、携帯端末機が実際に通
信を開始する以前に、システム同期をとる時間が非常に
長くなる問題がある。
【0011】また、前記システム同期をとって複数の携
帯端末機からの上り信号の送信を開始した場合でも、基
地局に対する各端末機それぞれの離間距離や移動環境が
異なるため、そのそれぞれの上り信号を基地局に揃えて
受信させるのは現実として困難な問題がある。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】したがって、従来の無
線通信システムでは、複数の携帯端末機それぞれにおい
て直交するM系列符号を発生させてスペクトラム拡散を
行ない上り信号を送信すると、システム同期を必要とし
ないので、直ちに実際の通信状態が得られるものの、前
記直交するM系列符号を発生させるためのシフトレジス
タの組合せが少ないため、1つの通信エリア内で多数の
携帯端末機を利用することができない問題がある。
【0013】また、中央基地局からの基準信号により複
数の携帯端末機それぞれのシステム同期をとって各上り
信号を送信すると、各端末機共に同一のシフトレジスタ
によってそのシフトビットをずらして生成した位相の異
なるM系列符号を用いて、多数の携帯端末機を基地局側
で識別可能な状態で利用できるものの、前記システム同
期をとるために長い時間を要するため、直ちに実際の通
信状態を得ることができない問題がある。
【0014】本発明は、前記のような問題に鑑みなされ
たもので、通信エリア内での端末多重度を上げることが
でき、しかも、システム同期を要することなく、直ちに
実際の通信状態を得ることが可能になる無線通信システ
ムを提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は端末から基地局への無線回線の伝送速度よ
りも速い伝送速度の無線回線を用いて基地局から端末へ
情報伝送を行なう無線通信システムにおいて、各端末
は、端末毎に初期位相を異ならせた拡散符号が割り当て
られ、データ信号を該拡散符号によって1シンボル毎に
スペクトル拡散して拡散信号を生成する拡散手段と、前
記拡散手段により生成された拡散信号を前記拡散符号の
発生周期に同期させた一定の時間間隔で間欠的に送信す
る手段とを有することを特徴とする。
【0016】また、本発明は同様の無線通信システムに
おいて、各端末は、端末毎に初期位相を異ならせた第1
の拡散符号が割り当てられ、データ信号を該第1の拡散
符号によって1シンボル毎にスペクトル拡散して拡散信
号を生成する拡散手段と、前記拡散手段により生成され
た拡散信号を前記拡散符号の発生周期に同期させた一定
の時間間隔で間欠的に送信する手段とを有し、前記基地
局は、前記各端末内の前記拡散手段に割り当てられた第
1の拡散符号と同一の第2の拡散符号がそれぞれ割り当
てられ、前記各端末から送信された拡散信号を該第2の
拡散符号により逆拡散して該第2の拡散符号との相関を
とる複数の相関手段と、該相関手段の出力信号を復調す
る手段とを有することを特徴とする。
【0017】さらに、本発明は上記の無線通信システム
において、基地局と複数の端末との組合せからなる複数
の通信エリアを有し、前記端末内の前記拡散手段に割り
当てる拡散符号を、同一通信エリア内では初期位相を異
ならせ、異なる通信エリア間では直交させることを特徴
とする。
【0018】
【作用】このように本発明に係る無線通信システムで
は、各端末から端末毎に初期位相を異ならせた拡散符号
によってデータ信号を1シンボル毎にスペクトル拡散し
て生成された拡散信号が該拡散符号の発生周期に同期さ
せた一定の時間間隔で間欠的に送信されるので、基地局
ではシステム同期を要さずに各端末からの拡散信号を識
別受信でき、直ちに実際の通信状態が得られると共に、
各端末における拡散符号はその初期位相を異ならせるだ
けでよいので、大幅に端末多重度が上げられることにな
る。
【0019】さらに、このような無線通信システムにお
いて端末内の拡散手段に割り当てる拡散符号を、同一通
信エリア内では初期位相を異ならせ、異なる通信エリア
間では直交させることによって、通信開始時間の短縮や
端末多重度の向上が図れるだけでなく、複数の通信エリ
アを有する通信システムにも対応できることになる。
【0020】
【実施例】以下図面により本発明の実施例について説明
する。図1は無線通信システムの全体構成を示す概念図
である。基地局(BS)102に対応する通信エリア内
には、多数の携帯端末機(terminal)101
a,101b,…が備えられる。
【0021】この携帯端末機101a,101b,…か
ら、チャネル選択要求やファイル選択要求等の上り信号
が送信され前記基地局102に受信されると、該基地局
102はその端末要求に応じて、ネットワーク103を
介しコントロールシステム(CS)104を起動させ、
データベース(database)105a,105
b,…から必要な情報を取込む。
【0022】この基地局102に取込まれた情報は下り
信号として、前記要求のあった携帯端末機101a,1
01b,…に対し送信される。ここで、各携帯端末機1
01a,101b,…から基地局102に対して送信さ
れる上り信号は、チャネル選択やメディア選択等の制御
情報、あるいは音声情報等であり、反対に基地局102
から各携帯端末機101a,101b,…に対して送信
される下り信号は、選択チャネルの画像,音声情報や選
択メディアのファイル編集情報等である。
【0023】つまり、携帯端末機101a,101b,
…からの上り信号の情報量は少なく、基地局102から
の下り信号の情報量は非常に多くなるもので、このた
め、各端末機101a,101b,…からの上り信号は
狭帯域を使用して低速に伝送し、また、基地局102か
らの下り信号は広帯域を使用して高速に伝送する。
【0024】図2は前記無線通信システムに備えられる
携帯端末機101の電子回路の構成を示すブロック図で
ある。ユーザ操作に応じてデータ発生部208により発
生した基地局102への要求データは、変調部207を
介して変調され信号拡散部206に供給される。
【0025】この信号拡散部206は、その内部にM系
列符号を発生するためのシフトレジスタを有し、前記変
調部207により変調されたデータ信号を、この携帯端
末機固有の位相の異なるM系列符号によって1シンボル
毎にスペクトラム拡散するもので、この信号拡散部20
6において拡散されたデータ信号は、間欠送信制御部2
05に供給される。
【0026】この間欠送信制御部205は、前記信号拡
散部206により1シンボル毎にM系列符号で拡散され
た信号を、順次、RAM等のレジスタによって一記憶
保持し、該M系列符号の発生周期に同期させた一定の時
間間隔(例えばM系列符号の10チップ「ビット」分の
時間間隔)を設定して断続的に送信するもので、この間
欠送信制御部205から一定の時間間隔を置いて断続的
に送信される各1ビットデータに対応する拡散信号は、
高調波部204に供給されて高周波信号に変換され、ア
ンテナ200を介し前記基地局102に対する上り信号
として無線送信される。
【0027】ここで、前記一定の時間間隔を置いて断続
的に送信されるM系列拡散信号は、そのM系列のビット
周期でチップ同期がとられて送信される。一方、前記基
地局102からアンテナ200を介して受信された下り
信号は、高調波部201に供給されて所定の中間周波数
に変換され、復調部202により復調されてデータ受信
部203で受信される。
【0028】図3は前記無線通信システムに備えられる
基地局102の電子回路の構成を示すブロック図であ
る。前記携帯端末機101a,101b,…から、それ
ぞれその1ビットデータ毎に拡散されて断続的に送信さ
れた上り信号は、アンテナ300を介して受信され、高
調波部301を介して中間周波数に変換される。
【0029】この高調波部301において周波数変換さ
れた上り信号は、前記多数の携帯端末機101a,10
1b,…の台数に対応して設けた相関部302a,30
2b,…に対し並列して供給される。
【0030】この相関部302a,302b,…は、そ
れぞれ対応する前記携帯端末機101a,101b,…
の信号拡散部206にて発生される各端末機固有の位相
の異なるM系列符号を予め記憶して備え、前記高調波部
301を介して受信供給された上り信号をそのそれぞれ
のM系列符号によって逆拡散して相関をとるもので、こ
の各相関部302a,302b,…において、各対応す
る携帯端末機101a,101b,…との相関がとられ
た上り信号は、積分出力部303a,303b,…を介
して積分処理された後、復調部304a,304b,…
によって上りデータとして復調されデータ受信部305
a,305b,…にて受信出力される。
【0031】ここで、前記相関部302a,302b,
…にて逆拡散される1ビットデータ毎のM系列拡散に基
づく上り信号は、該上り信号の受信時点からのチップ同
期(M系列のビット周期の同期)がとられて逆拡散処理
される。
【0032】つまり、前記相関部302a,302b,
…におけるそれぞれ対応する端末機固有の位相の異なる
M系列符号に従った逆拡散処理により、復調部304
a,304b,…にて復調された上りデータがM系列符
号の消滅した1ビットデータとして出力されれば、該1
ビットの上りデータが受信出力されたところの相関部3
02に対応する携帯端末機101からの上り信号が受信
されたことになる。
【0033】一方、前記携帯端末機101a,101
b,…からの上り信号に基づく端末要求に応じて、基地
局102から各対応する携帯端末機101a,101
b,…に対して送信すべき下りデータが、データ発生部
307a,307b,…により発生されると、この下り
データは変調部306a,306b,…を介して変調さ
れた後、高調波部301において高周波の下り信号に変
換され、アンテナ300から送信出力される。
【0034】図4は前記無線通信システムにおける携帯
端末機101の信号拡散部206に内蔵されるM系列符
号発生用シフトレジスタの構成を示す回路図である。図
4に示す7段のレジスタ401a〜401gのうち4段
目のレジスタ401dの出力を加算器402に与えて帰
還するシフトレジスタにより生成されるM系列符号は、 (100100110100111101110000
1111111000111011000101001
0111110101010000101101111
0011100101011001100000110
1101011101000110010001000
000) となる。
【0035】ここで、基地局102に対する通信エリア
内に、例えば4台の携帯端末機101a,101b,1
01c,101dを備えた場合に、携帯端末機101a
には、前記シフトレジスタにより生成されたM系列の拡
散符号 (100100110100111101110000
1111111000111011000101001
0111110101010000101101111
0011100101011001100000110
1101011101000110010001000
000) をそのまま割当てる。
【0036】また、携帯端末機101bには、前記携帯
端末機101aに割当てた拡散符号の初期位相を5チッ
プ(ビット)分ずらして異ならせたM系列の拡散符号 (0110100111101110000111111100011101100010100101111
10101010000101101111001110010101100110000011011010
1110100011001000100000010010) を割当てる。
【0037】さらに、携帯端末機101cには、前記携
帯端末機101aに割当てた拡散符号の初期位相を10
チップ(ビット)分ずらして異ならせたM系列の拡散符
号 (0011110111000011111110001110110001010010111110101
01000010110111100111001010110011000001101101011101
0001100100010000001001001101) を割当てる。
【0038】そして、携帯端末機101dには、前記携
帯端末機101aに割当てた拡散符号の初期位相を15
チップ(ビット)分ずらして異ならせたM系列の拡散符
号 (1011100001111111000111011000101001011111010101000
01011011110011100101011001100000110110101110100011
0010001000000100100110100111) を割当てる。
【0039】この場合、基地局102の相関部302a
には、前記携帯端末機101aに割当てた拡散符号を、
1データ毎に一定の時間間隔をおいて受信される上り信
号を逆拡散するためのM系列符号として割当て、また、
相関部302bには、前記携帯端末機101bに割当て
た5チップ分位相の異なる拡散符号を同上り信号を逆拡
散するためのM系列符号として割当て、さらに、相関部
302cには、前記携帯端末機101cに割当てた10
チップ分位相のことなる拡散符号を同上り信号を逆拡散
するためのM系列符号として割当て、そして、相関部3
02dには、前記携帯端末機101dに割当てた15チ
ップ分位相のことなる拡散符号を同上り信号を逆拡散す
るためのM系列符号として割当てる。
【0040】図5は前記無線通信システムにおける4台
の携帯端末機101a〜101dから基地局102に対
するM系列で拡散された上り信号の伝送状態を示す図で
ある。
【0041】すなわち、各携帯端末機101a〜101
dからは、それぞれその信号拡散部206にて該端末機
毎に位相の異なるM系列符号で、上りデータが1ビット
データずつ拡散された上り信号501a,501b,
…、502a,502b,…、503a,503b,
…、504a,504b,…が、それぞれの間欠送信制
御部205における一定時間間隔(10チップ)毎の間
欠送信制御により断続的に送信され基地局102に伝送
される。
【0042】そして、基地局102に受信された各携帯
端末機101a〜101dからの断続的な上り信号は、
相関部302a〜302dのそれぞれにおいて、前記各
端末機101a〜101dに対応して予め割当てられた
M系列符号で逆拡散され、拡散符号の消滅した各携帯端
末機101a〜101dからの上りデータとして識別さ
れ復調受信される。
【0043】したがって、前記構成の無線通信システム
によれば、複数の携帯端末機101a,101b,…毎
に初期位相を異ならせたM系列符号により、そのそれぞ
れの上りデータを1ビットデータずつスペクトラム拡散
し、この上り拡散信号を、チップ同期をとった状態で前
記M系列符号の発生周期に対応させた一定時間間隔をお
いて断続的に送信し基地局102へ伝送するので、基地
局102では、システム同期をとらなくても、前記断続
的に伝送受信された1データ毎の上り信号を各携帯端末
機101a,101b,…に対応したM系列符号で逆拡
散することで識別受信することができ、実際の通信状態
を直ちに得ることができる共に、各携帯端末機101
a,101b,…それぞれにおけるM系列拡散符号は、
その位相を変化させるだけでよいため、この通信エリア
内での端末多重度を大幅に上げることができる。
【0044】なお、前記実施例では、1つの通信エリア
における複数の携帯端末機101a,101b,…と基
地局102との間の通信システムについて説明したが、
図6に示すように、複数の通信エリアA1,A2を有す
る通信システムを構築した場合には、各通信エリアA
1,A2において用いるM系列拡散符号を、それぞれ直
交するM系列符号として発生させればよい。
【0045】図6は複数の通信エリアA1,A2を有す
る無線通信システムの全体構成を示す概念図である。図
7は前記無線通信システムの一方の通信エリアにおける
M系列符号発生用シフトレジスタの構成を示す回路図で
ある。
【0046】すなわち、通信エリアA1では、前記実施
例同様に、図4で示したシフトレジスタによって発生し
たM系列符号を、各携帯端末機101a1,101b1,…
のそれぞれにおいて位相を異ならせ、その上り信号の拡
散符号として用いる。
【0047】また、通信エリアA2では、前記通信エリ
アA1において用いたM系列符号とは直交する前記図7
で示すようなシフトレジスタによって発生したM系列符
号を、各携帯端末機101a2,101b2,…のそれぞれ
において位相を異ならせ、その上り信号の拡散符号とし
て用いる。
【0048】つまり、通信エリアA1において用いるM
系列拡散符号は、図4で示す通り、7段のレジスタ40
1a〜401gのうち4段目のレジスタ401dの出力
を加算器402に与えて帰還するシフトレジスタにより
生成され、一方、通信エリアA2において用いるM系列
拡散符号は、図7で示す通り、7段のレジスタ701a
〜701gのうち4段目,5段目,6段目の各レジスタ
701d,701e,701fの出力を加算器702に
与えて帰還するシフトレジスタにより生成される。
【0049】これにより、隣接する通信エリアA1,A
2間でのM系列拡散符号を直交させ、そのそれぞれにお
ける上り信号を識別することができ、複数の通信エリア
を有する無線通信システムに対応させることができる。
【0050】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば基地局で
は基準信号によるシステム同期を要さずに各端末からの
上り信号を識別受信でき、直ちに実際の通信状態が得ら
れると共に、各端末における拡散符号はその位相を異な
らせるだけで、大幅に端末多重度が上げられるようにな
る。
【0051】また、基地局と複数の端末との組合せから
なる別々の通信エリア毎に当該各通信エリアの端末で用
いる上り信号拡散用の拡散符号は、それぞれ直交して異
なる拡散符号として生成されるので、通信開始時間の短
縮や端末多重度の向上が図れるだけでなく、複数の通信
エリアを有する通信システムにも対応できるようにな
る。
【0052】よって、通信エリア内での端末多重度を上
げることができ、しかも、システム同期を要することな
く、直ちに実際の通信状態を得ることが可能になる無線
通信システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係わる無線通信システムの全
体構成を示す概念図。
【図2】前記無線通信システムに備えられる携帯端末機
の電子回路の構成を示すブロック図。
【図3】前記無線通信システムに備えられる基地局の電
子回路の構成を示すブロック図。
【図4】前記無線通信システムにおける携帯端末機の信
号拡散部に内蔵されるM系列符号発生用シフトレジスタ
の構成を示す回路図。
【図5】前記無線通信システムにおける4台の携帯端末
機から基地局に対するM系列で拡散された上り信号の伝
送状態を示す図。
【図6】複数の通信エリアを有する無線通信システムの
全体構成を示す概念図。
【図7】前記無線通信システムの一方の通信エリアにお
けるM系列符号発生用シフトレジスタの構成を示す回路
図。
【符号の説明】
101…携帯端末機、102…基地局、103…ネット
ワーク、104…コントロールシステム、105…デー
タベース、200…端末機アンテナ、201…端末機受
信高調波部、202…端末機復調部、203…端末機デ
ータ受信部、204…端末機送信高調波部、206…信
号拡散部、207…端末機変調部、208…端末機デー
タ発生部、300…基地局アンテナ、301…基地局高
調波部、302…相関部、303…積分出力部、304
…基地局復調部、305…基地局データ受信部、306
…基地局変調部、307…基地局データ発生部、40
1、701…レジスタ、402、702…加算器、50
1、502、503、504…上り拡散信号、A1、A
2…通信エリア。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04J 13/00 - 13/06 H04B 1/69 - 1/713

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 端末から基地局への無線回線の伝送速度
    よりも速い伝送速度の無線回線を用いて基地局から端末
    へ情報伝送を行なう無線通信システムにおいて、 端末は、端末毎に初期位相を異ならせた拡散符号が割
    り当てられ、データ信号を該拡散符号によって1シンボ
    ル毎にスペクトル拡散して拡散信号を生成する拡散手段
    と、前記拡散手段により生成された拡散信号を前記拡散
    符号の発生周期に同期させた一定の時間間隔で間欠的に
    送信する手段とを有することを特徴とする無線通信シス
    テム。
  2. 【請求項2】 端末から基地局への無線回線の伝送速度
    よりも速い伝送速度の無線回線を用いて基地局から端末
    へ情報伝送を行なう無線通信システムにおいて、各端末は、端末毎に初期位相を異ならせた第1の拡散符
    号が割り当てられ、データ信号を該第1の拡散符号によ
    って1シンボル毎にスペクトル拡散して拡散信号を生成
    する拡散手段と、前記拡散手段により生成された拡散信
    号を前記拡散符号の発生周期に同期させた一定の時間間
    隔で間欠的に送信する手段とを有し、 前記基地局は、前記各端末内の前記拡散手段に割り当て
    られた第1の拡散符号と同一の第2の拡散符号がそれぞ
    れ割り当てられ、前記各端末から送信された拡散信号を
    該第2の拡散符号により逆拡散して該第2の拡散符号と
    の相関をとる複数の相関手段と、該相関手段の出力信号
    を復調する手段とを有する ことを特徴とする無線通信シ
    ステム。
  3. 【請求項3】 基地局と複数の端末との組合せからなる
    複数の通信エリアを有し、前記端末内の前記拡散手段に
    割り当てる拡散符号を、同一通信エリア内では初期位相
    を異ならせ、異なる通信エリア間では直交させることを
    特徴とする請求項1または2記載の無線通信システム。
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