JPH02172391A - 衛星通信システム - Google Patents

衛星通信システム

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Publication number
JPH02172391A
JPH02172391A JP32818688A JP32818688A JPH02172391A JP H02172391 A JPH02172391 A JP H02172391A JP 32818688 A JP32818688 A JP 32818688A JP 32818688 A JP32818688 A JP 32818688A JP H02172391 A JPH02172391 A JP H02172391A
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JP
Japan
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signal
burst
data
station
synchronization
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Application number
JP32818688A
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English (en)
Inventor
Akihiro Hatakeyama
昭弘 畠山
Kiyoaki Takahashi
高橋 清明
Ryosuke Akai
赤井 亮介
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YAMATO DENKI ENG KK
Toshiba Corp
Original Assignee
YAMATO DENKI ENG KK
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、基準局と複数の従局との間で通信衛星を介し
てテレビジョン信号の伝送とデータの相互伝送を可能と
する衛星通信システムに関する。
(従来の技術) 近年、通信衛星を利用した通信システムが種々提唱され
ており、その中に基準局と複数の従局との間を通信衛星
を介してスター形に接続し、これらの基準局と従局との
間でテレビジョン信号の伝送とデータの相互伝送とを行
なうシステムがある。この種のシステムは、例えば通信
衛星に搭載されている中継器を2台使用し、このうちの
一方の中継器を介して基準局から各従局ヘテレビジョン
信号と下りデータとをそれぞれ伝送し、かつ他方の中継
器を介して各従局がら基準局へ時分割多元接続(TDM
A)方式により上りデータを伝送するように構成される
第5図はその構成の一例を示すものである。同図におい
て、基準局1は通常の衛星放送と同様に、映像信号と、
副搬送波をPCM音声信号により4相PSK変調したデ
ィジタル副搬送波信号とを第6図に示すように合成して
テレビジョン信号を作成し、このテレビジョン信号TS
をFM変調して送出する。そうすると、このテレビジョ
ン信号TSは通信衛星2の第1の中継器2aで中継され
て各従局31〜3nへもれなく伝送される。そして、各
従局31〜311において上記テレビジョン信号TSは
第]のアンテナ装置を含む受信系でそれぞれ受信復調さ
れてモニタ装置で表示される。また基準局1は、上記デ
ィジタル副搬送波信号中の独立データ挿入用ビットに下
りデータを挿入して送出する。このため、各従局31〜
3nは上記テレビジョン信号TSを受信してその中から
上記下りデータを分離することにより、自局への下りデ
ータを得ることができる。
一方基準局1は、TDMA方式のバースト同期用として
、上記テレビジョン信号TSとともに基準バーストBB
を送出しており、この基準バーストBBは通信衛星2の
第2の中継器2bを介して各従局31〜3nにそれぞれ
伝送される。各従局31〜3nは、基準局1から送られ
た上記基準バーストBBを第2のアンテナ装置を含む受
信系で受信し、この受信した基準バーストに追従して」
二りデータの送出タイミングを制御し、例えば第7図に
示す如く各々自局に割当てられた時間に」二りデータの
データバースhDUI−DUnを第2のアンテナ装置か
ら送出する。このとき各従局31〜3nから送信される
データバースl−D U I〜DUn間には、第7図に
示す如くガードタイムGTが挿入される。このガードタ
イムGTの長さは、上記バースト同期の制御誤差や通信
衛星2のドリフトによる遅延時間変動量に応じて定めら
れる。
尚、基準局1は各従局31〜3nに対し、上記テレビジ
ョン信号TSおよび基準バーストBBの他に無変調搬送
波信号からなるパイロット基準信号PILも送出してい
る。このパイロット基準信号PILは、通信衛星2の第
2の中継器2bの局部発振周波数の不安定さや衛星のド
ツプラシフトによる周波数変動を補正するために使用さ
れる。
(発明が解決しようとする課題) ところが、このような従来のシステムには次のような問
題点があった。すなわち、 ■ 基準局1がテレビジョン信号TS、基準バースh 
B Bおよびパイロット基準信号PILを合成して送出
しているため、テレビジョン信号TSを大電力で送出す
るとその小信号抑圧効果の影響により基準バーストBB
およびパイロット基準信号PILがレベル変動を生じ易
くなる。このため、本来大電力で送出すべきテレビジョ
ン信号TSの送信電力を低く押えなければならず、この
結果各従局3I〜3nにおける受信レベルが低下して受
信映像および音声の品質劣化を生じ昌くなり、これを解
消するには各従局31〜3nのアンテナ装置を大形化し
なければならなかった。
■ また、基準局1から基準バーストBBを送出して各
従局31〜3nのバースト同期を行なっているため、T
DMAフレームの一部が基準バーストBBにより専有さ
れることになって回線の使用効率低下を招いていた。さ
らに、基準局1のシステムクロックと各従局31〜3n
で使用するシステムクロツタとが互いに非同期であるた
め、バースト同期が不確定になる分たけガードタイム長
を長く設定しなければならない。このため、TDMAフ
レームに多重化可能なデータバースト数が少なくなって
、これによっても回線の利用効率の低下を招く問題があ
った。
そこで本発明は、以上の点に着目し、基準バーストを不
要にしかつガードタイムを短縮して回線の利用効率を高
め、かつ基準局におけるテレビジョン信号の送信電力を
高めて従局のアンテナ装置を小形化し得、システムの構
成および制御が簡単で安価な衛星通信システムを提供す
ることを目的とする。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は、基準局から複数の従局へ通信衛星の第1の中
継器を介してテレビジョン信号および下りデータを伝送
する第1の通信手段と、各従局から基準局へ」二記通信
衛星の第2の中継器を介して時分割多元接続方式により
上りデータを伝送する第2の通信手段とを備え、上記基
準局は、上記テレビジョン信号のディジタル副搬送波信
号の所定位置にフレーム同期信号を挿入して送出し、上
記複数の従局は、基準局から到来する上記ディジタル副
搬送波信号から上記フレーム同期信号を検出し、このフ
レーム同期信号の検出タイミングに同期してバースト同
期をとるとともに、上記ディジタル副搬送波信号の伝送
クロックを再生し、この再生クロックに同期して上りデ
ータの送出を行なうようにしたものである。
(作用) この結果、基準局は、各従局かバースト同期を確立する
ための基準バーストをテレビジョン信号に合成して送信
しなくてもよくなり、これにより小信号抑圧効果の影響
を考慮することなくテレビジョン信号を最大電力で送出
することか可能となる。このため、各従局は小形のアン
テナ装置でもテレビジョン信号を十分高品質に受信する
ことができ、各従局の小形化を図ることができる。さら
に、各従局のシステムクロックが基準局のシステムクロ
ックに同期するため、衛星ドリフトの影響かあったとし
ても大きな同期外れが生し難くなり、これによりバース
ト同期が確立し易くなってガートタイムの長さを長く設
定する必要がなくなる。またTDMAフレーム中に基準
バースト用のタイムスロットを設ける必要がなくなるの
で、上記ガードタイムの短縮と相まって、TDMAフレ
ムで多重化できるデータバースト数、つまり従局の収容
数を増やして回線の利用効率を高めることかできる。
(実施例) 第1図は、本発明の一実施例における衛星通信システム
の概略構成図である。このシステムは、基準局10と、
テレビジョン信号中継用の第1の中継器2aおよびTD
MA信号中継用の第2の中継器2bをそれぞれ搭載した
通信衛星2と、この通信衛星2の各中継器2a、2bを
介して上記基準局10に接続される複数の従局11.1
〜1.mnと、無変調搬送波からなるパイロット基準信
号PILを送出するパイロツー・基準信号送信局4oと
から構成される。このうち従局]11〜]刊nはn局(
例えば250局)ずつグループ化され、これらのグルプ
]】〜1nl毎に中継器2bが保有する複数の周波数f
1〜fmの一つか割当てられている。
第2図は」1記基準局10の要部である端局装置の構成
を示すものである。この装置は、映像信号V I DE
O1映像音声信号5OUNDおよび2チャネル分の下り
データD A、 T A a 、 D A T A b
をそれぞれ入力するインタフェース部]]−と、上記2
チャネル分のデータに対応して設けられた音声・データ
多重化部1.2a、1.2bおよびFM変調部13a、
13bと、各従局1.lI〜1mnがらグループ]1〜
111単位て送られるTDMAフレームI)Ul〜DU
mをそれぞれ受信して上りデータを再生するTDMA部
14とから構成されている。
尚、上記音声・データ多重化部12aと12b1F M
変調部13aと1.3 bはそれぞれ構成が同一なので
、ここでは12a、13aについてのみ説明し、12b
、13bについては説明を省略する。
先ず音声・データ多重化部12aは、PCMエンコーダ
]7と、スピードコンバータ18と、クロック発生器2
6から出力されるクロック信号に同期して所定の送信タ
イミング信号を発生ずる送信タイミング発生回路19と
から構成されている。
そして、音声信号5OUNDをPCMエンコーダ17で
PC,M化したのち、送信タイミング発生回路1つから
出力される送信タイミング信号に従ってスピードコンバ
ータ18で上記PCM音声信号と下りデータDATAa
とを多重化し、さらにバースト同期用のフレーム同期信
号FCを挿入し、これにより第4図に示すような音声・
データフレムを作成している。ここで、上記バースト同
期用のフレーム同期信号FCは、例えば音声・データ7
[z−ムラ250フレーム分多重化して1つのマルチフ
レームを構成する場合であれば、送信タイミング発生回
路19の指示に従って1、マルチフレーム毎に、つまり
上記250音声・データフレーム]0 毎に挿入される。
次にFM変調部1.3 aは、映像信号VIDEOに対
し周知のベースバンド処理を行なう映像ベースバンド回
路部20と、FM変調回路部21と、PSK変調回路部
22とから構成されている。そして、PSK変調回路部
22により上記音声・データ多重化部12aから出力さ
れた音声・データフレームで副搬送波(5,73M1(
z)をPSK変調したのち、このディジタル副搬送波信
号を映像ベスバンド部20で同期信号と合成し、さらに
ベーバンド処理後の映像信号と合成してテレビジョン信
号TS’を作成している。そして、このテレビジョン信
号TS’をFM変調回路部21でFM変調して図示しな
い送信装置へ出力している。
尚、15.16は上記2系統の音声・データ多重化部1
2a、12bおよびFM変調部13a13bを択一的に
選択するための切換スイッチである。
またTDMA部]−4は、信号分配部23と、バースト
復調部24と、ドツプラバッファを備えた1] TDMAインタフェース部25とから構成されている。
そして、図示しないアンテナ装置および受信装置で受信
されたTD、MA倍信号、先ず上記信号分配部2Bで各
周波数f1〜fm毎に分離したのち、バースト復調部2
4でそれぞれ例えば4相PSK復調してデータバースト
列を再生し、これらのデータバースト列をTDMAイン
タフェース25を介して図示しないデータ処理部へ出力
している。尚、上記TDMAインタフェース25で使用
するクロック([14kHz)は、前記クロック発生器
26から発生されるクロックを分周器27で分周したも
のを用いる。
一方、第3図は従局111〜1mnの要部である端局装
置の構成を示すものである。この装置は、テレビジョン
信号受信部50と、TDMA送信部60とから構成され
る。このうぢ先ずテレビジョン信号受信部50は、図示
しないアンテナ装置および受信装置で受信されたテレビ
ジョン信号をセカンドコンバータ51で選局しかつ周波
数変換したのち、FM復調回路部52てFM復調すると
ともに映像信号V I DEOとディジタル副搬送波信
号とに分離している。そして、これらの信号のうちディ
ジタル副搬送波信号をPSK復調回路部53で4相PS
K復調したのち、PCMデコーダ54によりデイスクラ
ンブル、デイインタリーブ、デマルチプレクスおよび誤
り訂正・補正等の所定の信号処理を行なって音声信号5
OUND、下りデータDATASTDMAフレーム同期
信号FRAMおよびクロック信号CLOCKを再生し、
図示しないデータ端末装置に出力している。尚、従局1
11〜1mnは上記再生クロックCLOCKを元に自局
のシステムクロックを生成し、このシステムクロックを
TDMA送信部60にも供給する。
一方TDMA送信部60は、マルチフレーム同期検出回
路63を有している。このマルチフレム同期検出回路6
3は、前記テレビジョン信号受信部50のPSK復調回
路部53から出力された副搬送波信号を導入し、この信
号中からバースト同期用のフレーム同期信号FCを検出
するもので、この信号を検出する毎にマルチフレーム同
期信号] 3 を発生している。すなわち、上記バースト同期用のフレ
ーム同期信号FCはTDMAフレームの1フレ一ム周期
に相当する250音声・データフレムに1回ずつ挿入さ
れているので、上記マルチフレーム同期信号はTDMA
フレームの周期を表わす信号となる。そしてTDMA送
信部60は、図示しないデータ端末装置から出力された
上リプタ(例えば1200bps )を入力インタフェ
ース回路61を経てTDMA制御部62に導入している
このT’DMA制御部62は、マルチフレーム同期検出
回路63から出力されるマルチフレーム同期信号を基準
にして、自局に予め割当てられたタイミングで上記上り
データのデータバーストを送出するもので、このデータ
バーストはスクランブラ64でスクランブル処理された
のち誤り訂正用符号器65.で誤り訂正用の符号化が行
なわれる。尚、上記TDMA制御部62は、データバー
ストの送出タイミングを決定する際に、通信衛星2まで
の伝搬遅延時間を考慮しかつ通信衛星2のドリフト量を
元に必要最小幅のガードタイムを設定する。
]4 さらにTDMA送信部60は、4相PSK変調回路部6
7と、PLL回路を用いて局部発振周波数信号を発生す
る局部発振回路部66とを備えている。そして、この局
部発振回路部66から出力された局部発振周波数信号を
、上記4相PSK変調回路部67で上記誤り訂正用符号
器65から出力されたデータバーストにより4相PSK
変調し、その変調出力を図示しない送信装置へ出力し、
この送信装置から通信衛星2に向けて送出させるように
している。尚、このとき送信装置は送信出力制御部を有
しており、この送信出力制御部によりテレビジョン信号
TS′の受信電界強度あるいはパイロット基準信号PI
Lの受信電界強度から受信周波数の降雨減衰量を算出し
、この減衰量を補正するべく送信増幅器の利得を制御し
て上記データバースト送信出力レベルを可変している。
このような構成であるから、基準局10からは第4図に
示す如くディジタル副搬送波信号(音声・データフレー
ム)中に音声信号および下りデータDDばかりでなくバ
ースト同期用のフレーム同期信号FCか挿入されたテレ
ビジョン信号TS’が送出され、このテレビジョン信号
TS’ は通信衛星2の第1の中継器2aで中継されて
各従局111〜1.mnへそれぞれ伝送される。また、
パイロット基準信号PILは基準局1oとは別に設けら
れたパイロット基準信号送信局4oがらテレビジョン信
号TS′とは独立して送出され、通信衛星2の第2の中
継器2bを介して各従局111〜lllInへそれぞれ
伝送される。すなわち、基準局1oがらはテレビジョン
信号TS’が単独で送信されることになり、したがって
テレビジョン信号は他の信号への小信号抑圧効果の影響
を考慮することなく最大送信出力レベルで送信可能とな
る。
そうして伝送された上記テレビジョン信号TS′は、各
従局111〜l11nにおいてそれぞれ受信復調された
のち先ず映像信号V I DEOとディジタル副搬送波
信号とに分離され、さらにディジタル副搬送波信号から
音声信号5OUNDと下りデータDDとがそれぞれ再生
される。したがって各従局111〜1mnでは、上記映
像信号V I DEO] 6 および音声信号5OUNDを例えばモニタ装置に供給す
ることにより、基準局10から送られた映像をリアルタ
イムで見ることができる。
ところで各従局111〜]、mnは、テレビジョン信号
TS’を受信すると、TI)MA送信部60で上記テレ
ビジョン信号の副搬送波信号中からバースト同期用のフ
レーム同期信号FCを検出し、その検出タイミングに同
期してTDMAフレーム中で自局に割当てられたタイミ
ングに上りデータのデータバーストD U 11〜DU
IIInを送出する。すなわち、上記バースト同期用の
フレーム同期信号FCをTDMAフレームの基準バース
トとしてデータバーストの送出を行なう。このため、T
DMA7レーム上では基準バースト伝送用のタイムスロ
ットが不要となり、このタイムスロットをデータバース
トの伝送用として振当てることができる。
そうして各従局111〜lllInから送出されたデー
タバーストDUII〜DUmnは、通信衛星2の第2の
中継器2bでグループ単位でそれぞれ中継されたのも2
i!、準局10に伝送される。そして基準局10のTD
MA部14で復調および再生され、ホストコンピュータ
等のデータ処理部で処理される。ここで、上記従局]1
1〜1mnから伝送されるTDMAフレームは、基準局
10が送出したテレビジョン信号TS’ のディジタル
副搬送波信号から再生したクロックCLOCKに同期し
ている。
このため、基準局10は自局のシステムクロックに同期
してTDMAフレームをそのまま受信することが可能と
なり、したがってたとえ通信衛星2のドリフトの影響が
あったとしても大きな同期外れは生じ難く、また同期も
確立し易い。
このように本実施例であれば、次のような各種効果を奏
する。
■ TDMAフレームのバースト同期用フレーム同期信
号FCをテレビジョン信号TS′のディジタル副搬送波
信号に挿入して基準局10から送出し、かつパイロット
基準信号PtLを基準局10とは別に設けたパイロット
基準信号送信局40から送信するようにしたので、基準
局10はテレビジョン信号TS’のみを送信すればよい
ことになり、この結果小信号抑圧効果の影響を考慮する
必要がなくなって、テレビジョン信号TS’を最大出力
で送信することが可能となる。したがって、各従局]、
11〜1mnのアンテナ装置を小形化することができ、
既存のBS受信用のものと同程度のものを使用すること
か可能となる。
また、基準局10自身についても、送信装置の送信出力
を大きくする必要がなくなるので、電源装置や冷却装置
を含めた局全体の構成を簡単小形化して安価にすること
ができる。ここで、一般に基準局と従局との価格比は1
00:1程度あり、またパイロット基準信号送信局につ
いても基準局に比べれば安価に構成できることから、上
記のように基準局を安価にできることはシステム価格を
低減する上で極めて有効である。
■ 上記したようにバースト同期用のフレーム同期信号
FCをテレビジョン信号TS′に挿入して送出し、各従
局111〜1mnがこのバースト同期用のフレーム同期
信号FCに同期してTDMAフレームのデータバースト
を送出するようにしたの]9 で、TDMAフレーム中に基準バースト伝送用のタイム
スロットを設定する必要がなくなり、これによりTDM
Aフレームにおけるデータバーストの多重度を高めるこ
とができ、この結果従局の収容数を増やして回線の利用
効率を高めることができる。
■ 受信テレビジョン信号TS’のディジタル副搬送波
信号から再生したクロックを従局l目〜1mnのシステ
ムクロックとし、このシステムクロックに同期してTD
MAフレームのデータバーストを送出するようにしたの
で、基準局10においてTDMAフレームに対する同期
を確立し易くし、また通信衛星2のドリフトによる同期
外れも生じ難くすることができる。このため、ガードタ
イム幅を狭く設定することが可能となり、これによって
もTDMAフレームの多重度を高めて回線の利用効率を
高めることができる。
■ 従局1】1〜1.、mnにおいて、データバースト
を送出する際に、テレビジョン信号TS’ の受信電界
強度あるいはパイロット基準信号PILの受信電界強度
から降雨減衰量を求め、この減衰量を補償するべくデー
タバーストの送信出力レベルを可変制御するようにした
ので、基準局10におけるデータバースト間の受信レベ
ル偏差を減少させることができ、これによりリミッタを
用いてバースト間偏差を減少させる従来の構成に比べて
、信号スペクトラムの拡大および変化を少なくすること
かでき、これによりキャリア再生能力の低下や誤り訂正
能力の低下を防止して、伝送データの信頼性を高めるこ
とができる。
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、例
えばテレビジョン信号に対するバースト同期用のフレー
ム同期信号FCの挿入位置や挿入する信号の構成、基準
局および従局の構成等については、本発明の要旨を逸脱
しない範囲で種々変形して実施できる。
[発明の効果] 以上詳述したように本発明によれば、基準局から複数の
従局へ通信衛星の第1の中継器を介してテレビジョン信
号および下りデータを伝送する第1の通信手段と、各従
局から基準局へ上記通信衛星の第2の中継器を介して時
分割多元接続方式により上りデータを伝送する第2の通
信手段とを備え、上記基準局でテレビジョン信号のディ
ジタル副搬送波信号の所定位置にフレーム同期信号を挿
入して送出し、上記複数の従局において、基準局から到
来する上記ディジタル副搬送波信号から上記フレーム同
期信号を検出し、このフレーム同期信号の検出タイミン
グに同期してバースト同期をとるとともに、上記ディジ
タル副搬送波信号の伝送クロックを再生し、この再生ク
ロックに同期して上りデータの送出を行なうようにした
ことによって、基準バーストを不要にしかつガードタイ
ムを短縮して回線の利用効率を高めることができ、かつ
基準局におけるテレビジョン信号の送信電力を高めて従
局のアンテナ装置を小形化し得、システム構成および制
御が簡単で安価な衛星通信システムを提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第4図は本発明の一実施例における衛星通信
システムを説明するためのもので、第1図は同システム
の概略構成図、第2図は基準局の要部構成を示す回路ブ
ロック図、第3図は従局の要部構成を示す回路ブロック
図、第4図はディジタル副搬送波信号(音声・データフ
レーム)の構成を示す図、第5図は従来の衛星通信シス
テムを示す概略構成図、第6図はテレビジョン信号のベ
ースバンドスペクトラムを示す図、第7図は従来のTD
MAフレームの構成を説明するだめのタイミング図であ
る。 2・・・通信衛星、2a・テレビジョン信号中継用の第
1の中継器、2b・・・TDMA信号中継用の第2の中
継器、]0・基準局、40・・パイロット基準信号送信
局、12a、12b・・音声・データ多重化部、]、3
 a、13b−FM変調部、コー4TDMA部、50・
・・テレビジョン信号受信部、60・・・TDMA送信
部、63・マルチフレーム同期検出回路、111〜1.
mn・・・従局、TS’・・・テレビジョン信号、FC
・バースト同期用のフレーム同期信号、DD・・下りデ
ータ、D U 1.1− D U mn・・下リゾ L・・・パイロッ ト基準信号。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 基準局から複数の従局へ通信衛星の第1の中継器を介し
    てテレビジョン信号および下りデータを伝送する第1の
    通信手段と、各従局から基準局へ前記通信衛星の第2の
    中継器を介して時分割多元接続方式により上りデータを
    伝送する第2の通信手段とを備え、前記基準局は、前記
    テレビジョン信号のディジタル副搬送波信号の所定位置
    にフレーム同期信号を挿入して送出し、前記複数の従局
    は、基準局から到来する前記ディジタル副搬送波信号か
    ら前記フレーム同期信号を検出しこのフレーム同期信号
    の検出タイミングに同期してバースト同期を行なうとと
    もに、前記ディジタル副搬送波信号の伝送クロックを再
    生しこの再生クロックをもとにシステムクロックを生成
    して上りデータの送出を行なうことを特徴とする衛星通
    信システム。
JP32818688A 1988-12-26 1988-12-26 衛星通信システム Pending JPH02172391A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5764648A (en) * 1994-07-20 1998-06-09 Sanyo Electric Co., Ltd. Method and apparatus for generating a transmission timing signal in a wireless telephone

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5764648A (en) * 1994-07-20 1998-06-09 Sanyo Electric Co., Ltd. Method and apparatus for generating a transmission timing signal in a wireless telephone

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