JP3462599B2 - デジタル無線通信装置 - Google Patents
デジタル無線通信装置Info
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Description
式、特に、周波数ホッピング方式を採用したデジタル無
線通信装置に関するものである。
-spectrum system)は、耐干渉性能や秘匿性に優れた通
信方式であり、大別して、直接拡散(DS;Direct Seq
uence)方式と周波数ホッピング(FH;Frequency Hop
ping)方式の2つの通信方式がある。DS方式では、送
信信号の周波数スペクトルを、高速の擬似雑音信号によ
り広帯域の伝送周波数帯域に直接拡散して伝送する。こ
れに対してFH方式では、送信信号の搬送周波数を高速
で擬似乱数的に切り換えて、広帯域の伝送周波数帯に拡
散して伝送する。
を行わなくても遠近問題(即ち、通信相手先が遠くに位
置している場合に、他の通信局の発する電波の影響によ
って、実行中の通信が困難な状態になること)が生じに
くく、更に、妨害波特性や耐遅延多重波特性にも優れた
特性を有している。妨害波特性の面においては、FH方
式では、非FH方式(以下、NFH方式と記す)の平均
誤り率を1/(ホップチャネル数)に軽減させる効果が
ある。また、耐遅延多重波特性の面においては、NFH
方式では、非常に長いバースト誤りが発生することがあ
るが、FH方式ではバースト誤りがホッピング時間以上
に継続する確率は低くなる。
機器のための周波数バンドであって、Industrial Scien
tific and Medical equipment bandの略である)では、
FCC(Federal Communication Commissionの略であ
る)規則により、送信電力は、NFH方式の通信機器の
0.5mWに対して、FH方式の通信機器では最大1W
までが許容されている。このため、FH方式では、送信
電力を上げることによって、飛距離を大幅に長くするこ
とができるようになっている。
H方式では、ホッピング周波数のチャネル分だけ、他の
移動通信に対して影響(妨害)を与える周波数帯が広が
るという問題がある。また、上記北米ISMバンドにお
いては、先述したように、NFH方式には、送信電力に
厳しい規制(FCC規則)があるため、飛距離は短くな
らざるを得ない状況にあるが、FH方式では送信電力を
上げることができるので、送信電力に応じて飛距離を長
くすることができる。しかし、その反面、使用可能時間
を短くしてしまうことを避けることはできない。そし
て、送信電力を大きくした場合には、他のNFH方式に
よる移動通信に対して妨害を与えるおそれが大となる。
なされたものであり、他方式の移動通信に対して必要以
上に妨害を与えることなく、良好な通信品質を確保し、
しかも飛距離を大きく増加させることが可能なデジタル
無線通信装置を提供することを目的としている。
デジタル無線通信装置は、上記の目的を達成するため
に、スペクトル拡散通信方式の通信モードと、TDD
(時分割双方向)通信方式の通信モードとを有するデジ
タル無線通信装置であって、電波状況の良否を判断する
電波状況判断手段と、前記電波状況判断手段の判断結果
に応じ、前記スペクトル拡散通信方式の通信モード或い
は前記TDD通信方式の通信モードを自動設定する自動
通信モード設定手段と、自動的に前記スペクトル拡散通
信方式の通信を行う自動モードと、手動で他の通信方式
に切り換えるためのスイッチとを具備し、前記自動通信
モード設定手段は、前記デジタル無線通信装置の電源が
切られている状態のときに電源がオンされると、前記ス
イッチの状態を判断し、自動になっている場合には、表
示部に自動であることを表示して、前記スペクトル拡散
通信方式の通信モードでの待ち受け状態にする一方、前
記TDD通信方式の通信モードになっている場合には、
周波数を設定するまでに所要のロックアップ時間が必要
であり、且つ、シンセサイザ切り換えスイッチで切り換
えて交互に使用される2個のシンセサイザ回路の内の1
つを選択し、選択されたシンセサイザ回路に対して所定
のシンセサイザデータを供給すると共に、送受信タイミ
ングに従って、前記シンセサイザ回路が動作するように
制御することを特徴とする。
装置は、請求項1に記載のデジタル無線通信装置におい
て、前記電波状況判断手段は、第1の所定時間における
平均誤り率が、第1の閾値以上である場合に電波状況が
悪いと判断し、第2の所定時間における平均誤り率が第
2の閾値を下回る場合に電波状況が良いと判断すること
を特徴とする。請求項3に係る本発明のデジタル無線通
信装置は、請求項1に記載のデジタル無線通信装置にお
いて、前記電波状況判断手段は、第1の所定時間におけ
る平均電界強度が、所定の閾値を下回る場合に電波状況
が悪いと判断し、第2の所定時間における平均電界強度
が該所定の閾値以上である場合に電波状況が良いと判断
することを特徴とする。
装置は、請求項2又は請求項3に記載のデジタル無線通
信装置において、前記自動通信モード設定手段は、前記
電波状況判断手段によって電波状況が悪いと判断された
場合に前記スペクトル拡散通信方式の通信モードに設定
し、電波状況が良いと判断された場合に前記TDD通信
方式の通信モードに設定することを特徴とする。請求項
5に係る本発明のデジタル無線通信装置は、請求項1に
記載のデジタル無線通信装置において、前記スペクトル
拡散通信方式の通信モードが、周波数ホッピング通信モ
ードであることを特徴とする。
デジタル無線通信装置には、周波数ホッピング通信モー
ドと、通常の通信モードである非周波数ホッピング通信
モードとの2つの通信モードを有している。また、電波
状況判断手段によって、電波状況の良否が判断されるよ
うになっている。そして、電波状況判断手段の判断結果
に応じ、自動通信モード設定手段によって、周波数ホッ
ピング通信モード或いは非周波数ホッピング通信モード
が自動設定されるようになっている。
よれば、請求項1における電波状況判断手段では、第1
の所定時間において測定された平均誤り率が、設定した
第1の閾値以上である場合に電波状況が悪いと判断し、
更に、第2の所定時間において測定された平均誤り率が
第2の閾値を下回る場合に電波状況が良いと判断するよ
うになっている。
よれば、請求項1における電波状況判断手段では、第1
の所定時間において測定した平均電界強度が、設定した
所定の閾値を下回る場合に電波状況が悪いと判断し、第
2の所定時間において測定した平均電界強度が該所定の
閾値以上である場合に電波状況が良いと判断するように
なっている。
よれば、請求項2又は請求項3における自動通信モード
設定手段では、電波状況判断手段によって電波状況が悪
いと判断された場合に周波数ホッピング通信モードに設
定し、電波状況が良いと判断された場合に非周波数ホッ
ピング通信モードに設定するようになっている。また、
上記請求項5にかかる発明の構成によれば、請求項1又
は請求項4記載のデジタル無線通信装置では、第1の選
択手段によって、発着信時或いは通信中に、前記自動通
信モード設定手段を選択するか、或いは手動で通信モー
ドを設定するかが選択されるようになっている。そし
て、第1の選択手段によって、手動で通信モードを設定
することが選択された場合には、第2の選択手段によっ
て、周波数ホッピング通信モード或いは非周波数ホッピ
ング通信モードの何れかが選択される。そこで、第2の
選択手段により選択された通信モードに従い、選択通信
モード設定手段によって、通信モードが設定され、或い
は実行中の通信モードが選択された通信モードへ切り換
えられる。
周波数ホッピング通信モード或いは非周波数ホッピング
通信モードのどちらについてもユーザ側で自由に選択す
ることができるようになる。また、電波状況に応じて自
動的に周波数ホッピング通信モード或いは非周波数ホッ
ピング通信モードが選択されて、その設定が行われるよ
うになる。
的に説明する。図1は、本発明にかかるデジタル無線通
信装置の回路構成を示すブロック図である。ここに示す
例は、一般に、スロー周波数ホッピング(SFH)方式
と呼ばれる通信方式を採用したものであって、具体的に
は、フレーム単位で周波数チャネルをホッピングさせて
デジタル信号を送受信するための回路構成となってい
る。なお、送信期間と受信期間を時間軸上で分離して信
号伝送を行うTDD(時分割双方向)の通信方式が併せ
て採用されている。
入力された音声信号をADPCMの音声コーデック(C
ODEC)11でデジタル信号に変換し、このベースバ
ンド信号を信号処理部10でTDDの時分割処理を行
う。続いて、フィルタ13と送信系PLL発振器(OS
C)14を用いてFSK変調し、送信系ミキサ回路(M
IX)15で周波数変換した後、パワーアンプ(P.
A)16で増幅し、ローパスフィルタ(LPF)17→
送受切換スイッチ(SW)1を経て、900MHz帯の
所定周波数で以てアンテナ(ANT)から通信対向機へ
送信する。
の決定については、2つのシンセサイザ回路19と20
の発振周波数によって決まるため、このシンセサイザ回
路の発振周波数をある擬似ランダムな符号系列で以て決
定するものとし、制御部(CPU)12からのシンセサ
イザデータにより高速に発振周波数を切り換え、SFH
方式により送信周波数を拡散して伝送する。
通常、その周波数を設定するまでに所要のロックアップ
時間が必要であるため、瞬時に周波数を変化させること
はできない。そこで、シンセサイザ回路を2個ないし複
数個用意して、シンセサイザ切り換えスイッチ(SW)
21で切り換えて交互に使用するようにしている。次
に、受信時には、広帯域に拡散された900MHz帯の
SFH−SS信号を選局受信する必要がある。この場
合、アンテナ(ANT)→送受切換スイッチ(SW)1
→ローノイズアンプ(LNA)を経て受信系第1ミキサ
回路(MIX)4へ入力した受信信号は、送信系と同一
の擬似ランダム符号系列で以て同期を取って、シンセサ
イザ回路19と20を動作させることで、逆拡散された
IF(中間周波数)信号に復元できる。そして、IF信
号に周波数変換された信号は、続いて狭帯域のバンドパ
スフィルタ(BPF)23によって帯域制限され、受信
系第2ミキサ回路7でもう一度周波数変換が行われた
後、FSK検波部9で復調される。更に、復調信号は信
号処理部10で時分割処理され、ベースバンド信号に復
元される。
される拡散符号系列は予め決められているので、あるチ
ャネルで待ち受けて、そのタイミングで、符号系列に沿
ってシンセサイザ回路19と20を動作させることで同
期を取ることができる。一方、FSK検波部9で検波さ
れた受信信号については、BER検出部120にて所定
時間における平均誤り率の測定が行われるようになって
いる。なお、かかる平均誤り率の測定にあたっては、予
め、送信側にて、送信データに付加された誤り検出符合
(CRC符合等が使用される)を検出することによって
行われる。また、平均誤り率の検出に代えて、所定時間
における受信信号の平均電界強度を測定する構成とする
ことも可能である。
界強度の結果については、信号処理部10に入力され
て、そこで閾値判定がなされる。その場合、測定した平
均誤り率が、所定の閾値(許容誤り率)以上となった場
合、或いは、測定した平均電界強度が所定の閾値を下回
った場合に電波状況が悪いと判断し、測定した平均誤り
率が、所定の閾値(許容誤り率)を下回った場合、或い
は、測定した平均電界強度が所定の閾値以上となった場
合に電波状況が良いと判断する。
強度の結果は、更に、制御部12へ入力され、次に説明
するFH方式とNFH方式との間における通信モードの
相互切り換えを行う際の判断条件とされる。即ち、本デ
ジタル無線通信装置は、自動的に周波数ホッピング通信
を行う自動モードと、電波状況によりユーザが判断し
て、手動で他の通信方式に切り換えられ手動モードを有
している。そして、そのために、自動モードと手動モー
ドとを相互に切り換えるためのスイッチSW121
と、該スイッチSW121によって手動モードに切り
換えられた場合に、FH方式とNFH方式との相互切り
換えを行うためのスイッチSW122が設けられてい
る。更に、これらのスイッチSW121、SW12
2による通信モード切換後の通信モードについては、各
種情報を表示するための表示部(DSP)123に表示
されるようになっている。
切り換えの制御により、通信モードをNFH方式に切り
換える場合には、2個のシンセサイザ回路の内の1つを
選択し、そのシンセサイザ回路に対して所定のシンセサ
イザデータを供給すると共に、送受信タイミングに従っ
て、該シンセサイザ回路が動作するように制御する。ま
た、制御部12では、その他にも、信号処理回路10、
音声コーデック11を制御し、更に、上記スイッチSW
121及びSW122、表示部123、キー入力部
(KEY)124の各制御を行い、また、このシステム
の全体制御も行うようになっている。
モードで通信中における通信モード切換制御を示すフロ
ーチャートである。自動モードで通信中に(S1)、B
ER検出部120からの検出結果により電波状況が悪い
と判断された場合(S2において「悪い」)には、現在
設定されている通信モードがNFHモードであり、これ
をFHモードに変更するか否かを確認する(S3)。そ
して、NFH→FHである場合(S3においてYesの
場合)には、NFHモードを停止して(S4)、FHモ
ードに設定する(S5)。続いて、各シンセサイザ回路
19、20へのシンセサイザデータの供給を開始し(S
6)、シンセサイザ切換スイッチ21の切換制御を行っ
て(S7)、FHモードにおける通信を実行する(S
8)。
場合(S3においてNo)には、引続き、FHモードで
の通信を継続する(S8)。また、自動モードで通信中
に(S1)、BER検出部120からの検出結果により
電波状況が良いと判断された場合(S2において「良
い」)には、現在設定されている通信モードがFHモー
ドであり、これをNFHモードに変更するか否かを確認
する(S11)。そして、FH→NFHである場合(S
11においてYesの場合)には、FHモードを停止し
て(S12)、NFHモードに設定する(S13)。続
いて、選択したシンセサイザ回路の制御を行い(S1
5)、NFHモードにおける通信を実行する(S1
6)。
る場合(S11においてNo)には、引続き、NFHモ
ードでの通信を継続する(S16)。図3は、図1に示
すデジタル無線通信装置で行われる通信モードの切り換
えを伴った通信制御を示すフローチャートである。この
通信装置の電源が切られている状態のときに(S1)、
電源がオンされると、SWの状態(自動/手動)を判
断して、自動になっている場合には、DSPに”自動”
を表示してFHモードでの待ち受け状態にする(S
3)。また、ステップS2において、SWが手動にな
っている場合には、SWの状態(FH/NFH)を判
断して(S4)、FHになっている場合には、DSP
に”FH”を表示し、FHモードでの待ち受け状態とす
る(S5)。また、ステップS4において、NFHにな
っている場合には、DSPに”NFH”を表示して、N
FHモードでの待ち受け状態とする(S6)。
信があった場合(S7においてYesの場合)には、接
続処理を行って、FHモードでの通話中状態とする(S
8)。また、発信又は受信がない場合(S7においてN
oの場合)には、ステップS2の処理へ移行する。ステ
ップS8の状態では、BERを定期的に検索して(S1
7)、予め設定したしきい値(許容誤り率)よりもBE
Rが低くなった場合(即ち、通話品質が良い場合)に
は、NFHモードでの通話中状態とする(S9)。逆
に、BERが該しきい値よりもなお高い場合(即ち、通
話品質が悪い場合)には、ステップS8の状態に戻る。
動に切り換えられた場合には(S15で手動)、SW
の状態(FH/NFH)を判断して(S16)、FHに
なっている場合には、DSPに”FH”を表示してステ
ップS12に遷移し、FHモードでの通話を継続する。
また、ステップS16にNFHになっている場合には、
DSPに”NFH”を表示して、ステップS13に遷移
し、NFHモードでの通話中状態とする。
ERを定期的に検索する(S17)。そして、BERが
予め設定したしきい値よりも高くなると、ステップS8
に遷移して、FHモードでの通話中状態とする。逆に、
BERが該しきい値よりも低く、通話品質が良い場合に
は、ステップS9の状態に戻る。また、ステップS9に
おいて、SWが手動に切り換えられた場合には(S1
5で手動)、SWの状態(FH/NFH)を判断して
(S16)、FHになっている場合には、DSPに”F
H”を表示し、ステップS12に遷移してFHモードで
の通話中状態とする。また、ステップS16においてN
FHになっている場合には、DSPに”NFH”を表示
して、ステップS13に遷移し、NFHモードでの通話
中状態とする。
があった場合(S10においてYesの場合)には、接
続処理を行ってステップS12に遷移し、FHモードで
の通話中状態とする。また、ステップS12において、
SWが自動に切り換えられた場合には(S15で自
動)、DSPに”自動”を表示し、BERを検索して
(S17)、予め設定したしきい値よりもBERが低い
場合には、ステップS9に遷移して、NFHモードでの
通話中状態とする。逆に、ステップS17において、予
め設定したしきい値よりもBERが高い場合には、ステ
ップS8に遷移して、FHモードでの通話中状態とす
る。
手動の状態であり(S15で手動)、SWがNFHに
切り換えられた場合には(S16でNFH)、DSP
に”NFH”を表示して、ステップS13に遷移し、N
FHモードでの通話中状態とする。また、ステップS6
の状態で、発信又は受信があった場合(S11において
Yesの場合)には、接続処理を行ってステップS13
に遷移し、NFHモードでの通話中状態とする。
自動に切り換えられた場合(S15で自動)には、DS
Pに”自動”を表示して、BERを検索し(S17)、
予め設定したしきい値よりもBERが低い場合には、ス
テップS9に遷移して、NFHモードでの通話中状態と
する。逆に、ステップS17において、予め設定したし
きい値よりもBERが高い場合には、ステップS8に遷
移して、FHモードでの通話中状態とする。
手動の状態であり、SWがFHに切り換えられた場合
には、DSPに”FH”を表示して、ステップS12に
遷移し、FHモードでの通話中状態とする。また、ステ
ップS8、S9、S12、S13において、通信が切断
された場合(S14においてYesの場合)、そして、
ステップS3、S5、S6においては、常に、電源投入
時と同様の処理を行っている。
の切り換え制御については、例えば、NFH→FHの場
合には、5秒間でBERが10-2以上となることを以
て、逆に、FH→NFHの場合には、30秒間でBER
が10-2以下となることを以て行うものとする。但し、
送信バーストとホッピング速度は同一であるものとし、
1バーストは数msec程度とする。
グ通信(FH)モードと非周波数ホッピング通信(NF
H)モードとを併用し、電波状況に応じて何れかの通信
モードを自動的に、或いは手動で選択することにより、
他の移動通信に与えるSS通信の妨害を回避することが
可能となる。この結果、常に、良好な通信品質を確保す
ることができるようになる。
ホッピング通信(NFH)モードを選択することによ
り、電力消費を少なくすることができるので、使用時間
を延ばすことができる。更に、他の通信機器に妨害を与
えるおそれのないような電波環境においては、送信電力
をアップして、SS通信ならではの飛距離を延ばすこと
も可能となるため、大変使い勝手が良くなる。
成を示すブロック図である。
おける通信モード切換制御を示すフローチャートであ
る。
信モードの切り換えを伴った通信制御を示すフローチャ
ートである。
Claims (5)
- 【請求項1】スペクトル拡散通信方式の通信モードと、
TDD(時分割双方向)通信方式の通信モードとを有す
るデジタル無線通信装置であって、 電波状況の良否を判断する電波状況判断手段と、 前記電波状況判断手段の判断結果に応じ、前記スペクト
ル拡散通信方式の通信モード或いは前記TDD通信方式
の通信モードを自動設定する自動通信モード設定手段
と、 自動的に前記スペクトル拡散通信方式の通信を行う自動
モードと、手動で他の通信方式に切り換えるためのスイ
ッチとを具備し、 前記自動通信モード設定手段は、前記デジタル無線通信
装置の電源が切られている状態のときに電源がオンされ
ると、前記スイッチの状態を判断し、自動になっている
場合には、表示部に自動であることを表示して、前記ス
ペクトル拡散通信方式の通信モードでの待ち受け状態に
する一方、前記TDD通信方式の通信モードになってい
る場合には、周波数を設定するまでに所要のロックアッ
プ時間が必要であり、且つ、シンセサイザ切り換えスイ
ッチで切り換えて交互に使用される2個のシンセサイザ
回路の内の1つを選択し、選択されたシンセサイザ回路
に対して所定のシンセサイザデータを供給すると共に、
送受信タイミングに従って、前記シンセサイザ回路が動
作するように制御すること、 を特徴とするデジタル無線通信装置。 - 【請求項2】請求項1に記載のデジタル無線通信装置に
おいて、 前記電波状況判断手段は、第1の所定時間における平均
誤り率が、第1の閾値以上である場合に電波状況が悪い
と判断し、第2の所定時間における平均誤り率が第2の
閾値を下回る場合に電波状況が良いと判断すること、 を特徴とするデジタル無線通信装置。 - 【請求項3】請求項1に記載のデジタル無線通信装置に
おいて、 前記電波状況判断手段は、第1の所定時間における平均
電界強度が、所定の閾値を下回る場合に電波状況が悪い
と判断し、第2の所定時間における平均電界強度が該所
定の閾値以上である場合に電波状況が良いと判断するこ
と、 を特徴とするデジタル無線通信装置。 - 【請求項4】請求項2又は請求項3に記載のデジタル無
線通信装置において、 前記自動通信モード設定手段は、前記電波状況判断手段
によって電波状況が悪いと判断された場合に前記スペク
トル拡散通信方式の通信モードに設定し、電波状況が良
いと判断された場合に前記TDD通信方式の通信モード
に設定すること、 を特徴とするデジタル無線通信装置。 - 【請求項5】請求項1に記載のデジタル無線通信装置に
おいて、 前記スペクトル拡散通信方式の通信モードが、周波数ホ
ッピング通信モードであること、 を特徴とするデジタル無線通信装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP27361894A JP3462599B2 (ja) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | デジタル無線通信装置 |
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JP27361894A Expired - Fee Related JP3462599B2 (ja) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | デジタル無線通信装置 |
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- 1994-11-08 JP JP27361894A patent/JP3462599B2/ja not_active Expired - Fee Related
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