JPH0383423A - 時分割多重移動体通信装置 - Google Patents

時分割多重移動体通信装置

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JPH0383423A
JPH0383423A JP1219990A JP21999089A JPH0383423A JP H0383423 A JPH0383423 A JP H0383423A JP 1219990 A JP1219990 A JP 1219990A JP 21999089 A JP21999089 A JP 21999089A JP H0383423 A JPH0383423 A JP H0383423A
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JP
Japan
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signal
time
sub
received
circuit
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JP1219990A
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English (en)
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Akio Tsuzuki
顕夫 続木
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Iwatsu Electric Co Ltd
Original Assignee
Iwatsu Electric Co Ltd
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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】 [産業上の利用分野コ 本発明は時分割多重を用いた移動体通信装置に関する。
さらに具体的には、時分割多重によるダイパーシティを
用いて安定度の高い通信を確保するのに適した移動体通
信装置を提供せんとするものである。
[従来の技術フ 従来の移動体通信に使用されているダイパーシティ受信
について第3八図ないし第3C図を用いて説明する。
第3A図(a)の装置は、それぞれのアンテナからの信
号を受信するためのm個の受信機401−1〜401−
mと、各受信機401−1〜401−mの受信信号の包
絡線のレベルを比較するための包絡線比較器402と、
各受信機401−1〜401−mの出力を包絡線比較器
402からの指示にもとづいて切替えて受信信号出力4
04を得るための受信信号切替器とから構成されている
第3A図(b)の装置は、それぞれのアンテナからの信
gの位相を検出する位相検出器406−1〜406−m
と、各位相相出器406−1〜406−mからの指示に
より、アンテナからの信号の位相を移相する移相器40
5−1〜405−mと、移相した各アンテナからの信号
を合成する信号合成器407と、信号合成器407で合
成した信号を受信して受信信号出力404を得るための
受信機401とから構成されている。
第3B図(a)の装置は、第3A図(b)に示した装置
に、移相器405−1〜405−mからの各信号を、各
アンテナ信号の包絡線のレベルを検出した包絡線検出器
408−1〜408−mhsらの信号により制御された
増幅度で、増幅する増幅器409−1〜409−mが付
加されている点が異なっている。
第3B図(b)には簡単な構成の装置が示されており、
m個のアンテナ(m=2>を包絡線検出器408からの
指示にもとづいてアンテナ切替器103で切替えて、受
信Va401から受信信号出力404を得るようにして
いる。
第3C図は第3B図(b)に示した装置の動作を説明し
ており、2つのアンテナ(m=2>の受信波包絡線Aお
よびBと、アンテナ切替器103によって2つの受信波
包絡線AおよびBのうちの一方が太線で示すように選択
される様子が描かれている。
第3C図(a)において、受信波包絡線Aの太線で示す
線片a1がアンテナ切替器で選択され、この受信包絡線
Aのレベルが下がり切替レベルに達すると、切替えられ
て受信波台jIs線Bの線片b1が受信され、これが切
替レベルを下まわると線片a2に切替えられる。この線
片a2は切替レベルを下まわっているから一定時間が経
過すると線片b2に切替えられるが、これも切替レベル
を下まわっているから線片a3に切替えられ、これを繰
り返して線片b4を選択する。その後、線片a5、b5
を選択する。
第3C図(b)においては、受信波包絡線Aの線片a1
が切替レベルを下まわると受信波包絡線Bの線片b1に
切替えられ、これが切替レベルを下まわると線片a2に
切り替えられるが、この切替レベル以下の状態はそのま
ま続き、切替レベル以上になってその後線片a2が切替
レベル以下になると線片b2に切り替えられる。
[発明が解決しようとする課題] 第3A図(a)に示したm個の受信機の出力を切替えて
いる装置、第3A図(b)および第3B図(a>に示し
たm個の信号を合成して受信する装置のいずれも、かな
りのダイパーシティ効果を得ることはできるが、ダイパ
ーシティのブランチ数mだけ多くの構成要素を必要とす
るために、小型軽量化が要求される移動体通信において
は適当なものではなかった。
また第3B図(b)に示したものは構成は簡単ではある
が、つぎに説明するような解決されるべき課題があった
第3B図(b)に示したものの動作を示す第3C図(a
)および(b)において、たとえば2個のアンテナのう
ちのいずれか1つのみを1時点において受信しているの
であるから、たとえば(a)の線片a2を受信している
ときに、もう1つの受信波包絡!QBが切替レベル以下
であることを検知することができない。そのために、第
3C図(a)および(b)に示すように切替レベル以下
においては、良い方の受信レベルを検知できなくなって
しまうという未解決の問題があった。
[課題を解決するための手段] 無線基地局と複数の移動無線機との間の通信において、
時間的に圧縮した区切られた信号を送信するために複数
個に分割されたフレーム構成のタイム・スロットを使用
し、特定の移動無線機との間の通信にはそのうちの1つ
のタイム・スロットを用い、この1つのタイム・スロッ
トにはざらに複数個のサブスロットを含めて、この複数
個のサブスロットにより無線基地局から移動無線機に送
信すべき区切られた同一信号を反復して複数回送信する
手段を無線基地局に設け、 移動無線機においては、複数個のサブスロットにより送
信されてくる信号をそれぞれ受信するための複数個のア
ンテナと、この複数個のアンテナに受けた信号をサブス
ロットごとに切替えるアンテナ切替器と、このアンテナ
切替器の出力を受信する無線受信回路と、受信した1つ
のタイム・スロットに含まれた複数個のサブスロットに
より送信されてきた区切られた同一信号をそれぞれ記憶
するメモリと、この複数個のサブスロットのおのおのを
受信したときの受信レベルを測定する受信レベル測定回
路とを設けた。
[作用] このような構成により、複数のサブスロットにより受信
した区切られた同一信号のうちから、受信レベル測定回
路で測定した受信レベル最良のサブスロットにより受信
した区切られた信gをメモリから読み出すようにし、圧
縮され区切られた信号の速度を復元することにより通信
できるようにした。
したがって常に最良の通信品質で、移動無線機は受信で
きるようになった。
[実施例] 本発明の一実施例を第1八図ないし第10−2図により
説明する。
第1A図は本発明の実施において用いられる通信システ
ムの構成概念図であり、ここで、30は無線基地局であ
り、通信網10とn個の移動無線I1100−1〜10
0−nとの間の通信を、時分割時間圧縮多重により可能
にしている。無線基地局30では、移動無線41100
−1〜100−nに対する通信においては、区切って時
間圧縮されたアナログ信号よりなる同一内容のサブスロ
ットをm回送出する。このm個のサブスロットは1つの
タイム・スロットを構成し、n個のタイム・スロットは
1つのフレームを構成している。n個の移動無線機10
0−1〜100−nに対しては、各1個のタイム・スロ
ットを割当てて、通信が行われる。
1つの移動無線機100では、m個のアンテナのうちの
第1のアンテナによりm個のサブスロットのうちの第1
のサブスロットを受信し、その内容を記憶する。以下同
様に第2のアンテナにより第2のサブスロットを受信し
記憶し、同様にしてm個のサブスロットの内容が記憶さ
れる。このm個の記憶内容の中から、受信状態が最良の
サブスロットを選択し、時間伸長することにより空間(
あるいは偏波)ダイパーシティ効果と、サブスロットの
時間差による時間ダイパーシティ効果により、高いダイ
パーシティ効果を得ることができる。
第1B−1図には移動無線機100の回路構成の一例が
示されている。m個のアンテナ102−1〜102−m
があり、アンテナ102−1は送受信共用、アンテナ1
02−2〜102−mは受信専用となっており、受信に
おいては空間(あるいは偏波)ダイパーシティ効果が1
4られる。
アンテナ102−1を用いる送信動作について説明する
。電話機部101より出力された信gは速度変換回路1
31により一定時間間隔でサンプリングされ時間圧縮さ
れる。この時間圧縮率は、時間圧縮された電話機部10
1からの信号のほかに、同期信号や後述する保護時間を
考慮して、無線基地局30との間で使用される信号の1
フレームに含まれたタイム・スロットの数nの逆数より
小さくする必要がある。この時間圧縮をするには、一定
期間のアナログ信号を、たとえばアナログ時間遅延素子
(BBD、COD等〉に書込み、国込み速度のn倍より
大きい速度で読出せばよい。また、アナログ信号を、−
旦A/D変換してメモリに書込み、書込み速度のn倍よ
り大きいクロツク周波数で読出しD/A変換してもよい
。これらの時間圧縮は公知の技術である。
速度変換回路131で時間圧縮された信号は信号割当回
路129に印加され、この移動無線機100と無線基地
830との間の通信用に割当てられたタイム・スロット
により、同期信号を付加されて無線送信回路132を経
て送信される。
この同期信号は、無tm基地局30からの信号をアンテ
ナ102−1〜102−n、アンテナ切替器103を介
して無線受信回路135で受信した信号から、同量用の
信号を抽出してクロックを発生するクロック発生器14
1により得られたものである。
第2A図(a)には、移動無線機100から無線基地局
30へ送信する上り信号のフレーム構成をなすタイム・
スロットSU1.SU2.・・・、SUnが、同図(b
)および(C>には無線基地局30から移動無線機10
0へ送信する下り信号のフレーム構成をなすタイム・ス
ロットSD1.SD2.・・・、SDnが示されている
タイミング発生器142(第1B−1図)では制御部1
40からの指示とクロック発生器141からのクロック
を受けて、移動無線t1100に付与されたタイム・ス
ロットたとえばSUlの期間スイッチ122−2をシン
セサイザ121−2の出力側へ接続し、所定の無線周波
数で、指定されたタイム・スロット5LJ1の期間無線
送信回路132が動作して、圧縮された信号を送信する
。このタイム・スロットたとえばSUIには、第2A図
(a)に示すように、同期信号と制御信号または圧縮さ
れた通話信号が含まれている。
移動無線機100の受信動作について説明する。
無線基地局30からは、第2A図(b)に示す下りのタ
イム・スロット信号SD1.SD2.・・・。
SDnを用いて、タイム・スロットSD1は移動無線機
100−1宛に、SD2は100−2宛に、・・・、S
Dnは100−n宛にそれぞれ送信される。
各下りタイム・スロットは、同図に図示したようにざら
に細かく分割されて、たとえばタイム・スロットSD1
の場合には、それぞれ同期信号をともなうサブスロット
5D1−1.5DI−2,・・・SDl−mを含んでい
る。これらのサブスロット5D1−1,5D1−2.−
、SDl−mの内容は全く同一の通話信号あるいは制御
信号である。
第2A図(b)に示すように、各サブスロット5D1−
1〜SDI−mの先頭に同期信号を付加したのでは、タ
イム・スロットの有効利用率が低下するから、同図(C
)に示すように、各タイム・スロット5D1−8Dnの
先頭にのみ同期信号を付加し、たとえばタイム・スロッ
トSDIにおいてサブス[1ツトSD 1−2〜SD 
1−mには同期信号の付加を省略してもよい。
移動無線m1ooが第2A図(b)に示すタイム・スロ
ットおよびサブスロットの構成の信号を受信する場合に
は、移動無線11100が待機状態にある場合には、常
にアンテナ102−1を用いて受信するようにアンテナ
切替器103をアンテナ切替制御器104からの制御信
号により制御している。
また基準水晶発振器120からは基準信号がシンセサイ
ザ121−1.121−2に印加され、シンセサイザ1
21−1,121−2において、無線信号の送受に必要
な周波数を発生している。
シンセサイザ121−1の出力は、スイッチ122−1
を介して無線受信回路135に印加され局部発信信号と
して作用する。
クロックと制御部140からの指示を受けたタイミング
発生器142では、指示された無線チャネルで送受信す
るためにスイッチ122−1,122−2をオンする制
御信号を発生する送受信断続制御器123とアンテナ切
替制御器104ヘタイミング信号を送出している。無線
基地130から特定の移動無線機100宛に制御信号あ
るいは通話信号が送出されると、これを無線受信回路1
35で受信した移動無線m1ooにおいては、受信信号
をクロック発生器141へ送り、受信信gに含まれた同
期信号を抽出して必要なりロックを発生し、これが制御
部140へ送られる。アンテナ切替制御器104は制御
部140からの指示により切替動作を開始する。
移動無線機100が、たとえばタイム・スロットSD1
を用いて受信する場合について説明する。
アンテナ切替制御器104では、サブスロット5DI−
1,5DI−2,−、SDI−mに同期してアンテナ1
02−1.102−2.・・・、102−mを選択する
ようにアンテナ切替器103を制御する。そこで各サブ
スロット5DI−1〜SDI−mの信号は、無線受信回
路135で受信され、信号選択回路111では他の移動
無線機宛のサブスロット5D2−1〜SD2−mないし
5Dn−1〜3[)n−mを除去し、サブスロット5D
1−1〜SDI−mのみが反復信号選択回路112に送
出される。
第1B−2図には反復信号選択回路112の詳細な回路
構成が示されている。メモリ書込1ti11’al器2
02は、タイミング発生器142からのタイミング信号
により、アンテナ切替器103の動作と同期して、動作
している。アンテナ102−1でサブスロット5DI−
1を受信しているときには、その受信された信号はメモ
リ書込スイッチ201を介してメモリ203−1に書込
まれ、5D1−2によって受信された信号はメモリ20
3−2に、以下同様にしてSDI−mにより受信された
信号はメモリ203−mにそれぞれ書込まれる。
受信レベル測定回路205では、無線受信回路135か
ら送られてくる受信レベル情報をもとに受信レベルの比
較を行っており、その結果、最も受信状態の良好なサブ
スロットを受信したブランチ(系統)を決定し、それを
メモリ選択制御器206に指示してメモリ選択スイッチ
204により、そのサブスロットにより受信された信号
を書込んだメモリ203の信号を選択して読出す。読出
された信号は速度復元回路138へ送られ、ここで、無
線基地局30で時間圧縮する前のピッチに時間伸長され
て、復元された信号は電話機部101に加えられる。
このような動作により、無線基地局30から複数のサブ
スロットにより送られてきた同一内容の信号を異なるア
ンテナで受信することにより空間(あるいは偏波〉ダイ
パーシティおよび時間ダイパーシティ効果を得ることが
できる。
ここで、無線基地局30から移動無線機100への下り
信号として、第2A図(C)に示す構成の信号が使用さ
れる場合には、第1B−1図におけるタイミング発生器
142からアンテナ切替制御器104へのタイミング信
号は、第1B−3図に示すように1/mに分周する分周
器209で分周したものを使用すればよい。
第10−1図には、無線基−1130の回路構成が示さ
れている。
信号処理部31は電話網10と接続されており、電話網
10からのn個の移動無線機100宛の信号は信号速度
変換回路51−1.51−2.・・・。
51−nを含む信号速度変換回路群51に印加される。
n個の各移動無線機100宛の信号は信号速度変換回路
群51において、それぞれ一定時間間隔でサンプルされ
、ざらに時間圧縮され、この時間圧縮された信号は反復
信号発生回路55−1゜55−2.・・・ 55−nを
含む反復信号発生回路群55に印加される。
第10−2図には同じ回路構成の反復信号発生回路55
−1〜55−nのうちの、たとえば55−1の具体的な
回路構成例が示されている。この回廊は、移動無線機1
00側でサブスロットによるダイパーシティ受信を行う
ために、同一の通話信号あるいは制御信号が反復送出で
きるように動作する。移動無線機100側の受信ダイパ
ーシティのブランチ数mと、無線基地局30Ifin個
の移動無線11100−1〜100−nとn個ツタイム
・スロットを用いて通信する多重度nとの積mnの逆数
より小さな時間圧縮率で各移動無線機100宛の信号を
圧縮する必要がある。
信号速度変換回路群51からの移動無線機100宛の信
号は、制御部140からの指示でメモリ書込制御器30
2の制御するメモリ書込スイッチ301を介して、メモ
リ303に格納される。この格納された信号は、制御部
40からの指示でメモリ読出制御器306が制御するメ
モリ読出スイ゛ッチ304をm回オンすることになり、
同一信号がm回反復して出力され、m個のサブスロット
5D1−1〜SD1−mが構成される。この時間圧縮さ
れm回多重された信号は、信号割当回路52−’1.5
2−2.・・・、52−nを含む信号割当回路群52に
印加され、ここでクロック発生器41からのクロックを
もとにタイミング発生器42でつくられた同期信号を付
加して、第2A図(b)または(C)に示すタイム・ス
ロットの構成により無線送信回路32を介して送信され
る。
各移動無線機100からの上り無線信号は、無線受信回
路35で受信され、受信された信号は信号選択回路39
−1.39−2.・・・、39−nを含む信号選択回路
群39に印加され、制御部40の指示により、各移動無
線11100からのタイム・スロットSU1〜Sunに
より送られてくる信号をそれぞれ選択分離する。この選
択分離された各信号は時間圧縮されているから、これら
を信号速度復元回路3B−1,38−2,・・・、38
−nを含む信号速度復元回路群38に印加し、そこで各
信号は元のピッチに時間伸長されて、それが信号処理部
31を経て電話網10へ伝送される。
移動無線機100から無線基地局30への送信、あるい
は、無線基地局30から移動無線fi100への送信信
号は時間圧縮されて受信側で元のピッチに復元されるが
、この間において時間の経過、すなわち遅延時間τが生
ずる。
第2B図は遅延時間τを説明するためのタイム・チャー
トであり、(a>には、送信側の1つの音声あるいはi
il+御信gを周期T(1フレームの周期〉でサンプリ
ングしたものをA1.A2.A3゜・・・で表わし、そ
れらをT/nに時間圧縮したものを81.B2.・・・
とじて(b)に表わし、時間圧縮して送信されてきた信
号を受信側で時間伸長して元のピッチで復元した信号を
(C)に示している。
ここで、移動無線機100からの信gはサブスロット構
成で送信されるので、そのサブスロットの数m=2とし
て同図(b)の81−1.B1−2.82−1.82−
2.・・・などのように表示した。保護時間t、は無線
基地局30と各移動無線機100との間の距離が異なっ
ているために、タイム・スロットの重なりや離散を防ぐ
ために必要とされるものである。受信した各圧縮された
信号の通信品質の評価に要する時間はT/n 、通信品
質最良と評価されたサブスロットの信号を出力づるのに
要する時間はT/mnと仮定すると、遅延時間τは r=T  +T/n  +  tg +1/n +1/
mn= (1+ (2m+1  ) /mn ) xT
 +  tg(1〉 で表わされる。ここでmはダイパーシティのブランチ数
(サブスロットの数〉であり、nは通信の多重度(1フ
レーム中のタイム・スロットの数)である。
たとえば、ダイパーシティのブランチam=2、通信の
多重度n=tO,1フレームの因明T = 10m5゜
tg= 1 /30m5 (無線基地局30と各移動無
線機100との距離の差を現在実用化されている自動車
電話の最大ゾーン半径と同一の距離10旭と仮定すると
伝搬時間差は10x 10’/3x 108= 1/3
0m5)と仮定すると、(1)式よりτは12.5ms
となるが、実際には通話相手からの応答を期待するので
、この時間は往復で考慮する必要があり、したがって遅
延時間はτ= 25m5を必要とする。この値は衛星通
信の場合(250ms >に比較して十分小さく、この
システムが十分な実用性を有していることがわかる。こ
の遅延時間τをざらに小さくするためには、1フレーム
の周明丁を短くすればよい。このほかに、無線基地局3
0や移動無線機100における無線送信回路、無線受信
回路や有線伝送系等での遅延および電波伝搬路の遅延時
間があるが、これらはいずれも小さな値なので無視し得
るものである。
〔発明の効果] 以上の説明から明らかなように、本発明によるならば、
簡単な回路構成でありながら、従来のアンテナを切替え
る受信法に比較して高い空間(あるいは偏波〉ダイパー
シティ効果を得ることができ、また、同一内容の信号を
異なる時間に順次送出するので、時間ダイパーシティ効
果も得られるから、フェージング作用の影響を受けやす
い移動体通信に極めて適したものである。さらに、移動
無線機の構成は、送受信機が1組であるため、従来の合
成受信法によるダイパーシティに比較して回路構成を大
幅に簡略化することができるので、移動無線機の小型軽
微化および低価格化に有効である。したがって本発明の
効果は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
第1A図は本発明の実施において用いられる通信システ
ムの構成概念図、 第1B−1図は本発明の実施において用いられる通信シ
ステムの移動無線機の回路構成図、第1B−2図は第1
B−1図に示した移動無線機の回路構成の構成要素であ
る反復信号選択回路の一実施例の具体的な回路構成図、 第1B−3図は第1B−1図に示した移動無線機の回路
構成の一部の他の実施例を示す回路構成図、 第10−1図は本発明の実施において用いられる通信シ
ステムの無線基地局の回路構成図、第10−2図は第1
0−1図に示した無線基地局の回路構成の構成要素であ
る反復信号発生回路の一実施例の具体的な回路構成図、 第2A図は無線基地局と移動無線機との間で送受信され
る信号のタイム・スロット構成図、第2B図は無線基地
局と移動無線機との間で発生する遅延時間を説明するた
めのタイム・チャート、 第3A図および第3,8図は従来の移動無線機における
ダイパーシティ受信機の回路構成図、第3C図は従来の
ダイパーシティ受信機の動作を説明するための受信波包
絡線図である。 10・・・電話網     30・・・無線基地局31
・・・信号処理部   32・・・無線送信回路35・
・・無線受信回路 38・・・信号速度復元回路群 38−1〜38−m・・・送信速度復元回路39・・・
信号選択回路群 39−1〜39−m・・・信号選択回路40・・・制御
部 41・・・クロック発生器 42・・・タイミング発生器 51・・・信号速度変換回路群 51−1〜51−m・・・信号速度変換回路52・・・
信号割当回路群 52−1〜52−m・・・信号割当回路55・・・反復
信号発生回路群 55−1〜55−m・・・反復信号発生回路100.1
00−1〜100−n−・・移動無線機101・・・電
話機部 102−1〜102−m−・・アンテナ103・・・ア
ンテナ切替器 104・・・アンテナ切替制御器 111・・・信号選択回路 112・・・反復信号選択回路 120・・・基準水晶発振器 121−1,121−2・・・シンセサイザ122−1
,122−2・・・スイッチ123・・・送受信断続制
御器 129・・・信号割当回路 131・・・速度変換回路
132・・・無線送信回路 135・・・無線受信回路
138・・・速度復元回路 140・・・制御部141
・・・クロック発生器 142・・・タイミング発生器 201・・・メモリ書込スイッチ 202・・・メモリ書込制御器 203−1〜203−m・・・メモリ 204・・・メモリ選択スイッチ 205・・・受信レベル測定回路 206・・・メモリ選択制御器 209・・・分周器 301・・・メモリ書込スイッチ 302・・・メモリ書込制御器 303・・・メモリ 304・・・メモリ読出スイッチ 306・・・メモリ読出制御器 401,401−1〜401−m−・・受信機402・
・・包絡線比較器 403・・・受信信号切替器 404・・・受信信号出力 405−1〜405−m−・・移相器 406−1〜406−m・・・位相検出器407・・・
信号合成器 408.408−1〜408−m・・・包絡線検出器4
09−1〜409−m−・・増幅器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 無線基地局(30)と複数の移動無線機(100)との
    間の通信に、時間的に圧縮した区切られた信号を送信す
    るために複数個に分割されたフレーム構成の多数のタイ
    ム・スロットを使用し、特定の移動無線機との間の通信
    には特定の1つのタイム・スロットを用いる移動体通信
    装置において、前記無線基地局が、前記特定の1つのタ
    イム・スロットの中にさらに複数個のサブ・スロットを
    設けて、この複数個のサブスロットにより、送信すべき
    区切られた同一信号を反復して複数回送信するための反
    復信号発生手段(55)を含み、前記移動無線機が、 前記無線基地局から送信されてくる複数個のサブスロッ
    トの数のアンテナ(102−1〜102−m)と、 前記各サブスロットを前記各アンテナで受信できるよう
    に切替えるためのアンテナ切替手段(103)と、 前記各サブスロットにより受信した各信号をそれぞれ記
    憶するためのメモリ手段(201、203−1〜203
    −m)と 前記各サブスロットの受信状態を判断し、最良の受信状
    態で受信したサブスロットの信号を前記メモリ手段から
    選択してとり出すためのメモリ選択手段(204、20
    5)と を含む時分割多重移動体通信装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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