JPH07327263A - 移動体通信装置 - Google Patents

移動体通信装置

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JPH07327263A
JPH07327263A JP6121187A JP12118794A JPH07327263A JP H07327263 A JPH07327263 A JP H07327263A JP 6121187 A JP6121187 A JP 6121187A JP 12118794 A JP12118794 A JP 12118794A JP H07327263 A JPH07327263 A JP H07327263A
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真樹 林
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 TDMA/TDD方式とCDMA/TDD方
式に使用され、回路の共通化で移動端末が小型化され、
両方式間のゾーン切換を簡単に行なう。 【構成】 TDMA/TDD方式及びCDMA/TDD
方式の送受信フレーム長が等しく、共通のフレーム同期
タイミングで両方式間での同期が取られ、移動端末11
1が移動し、ゾーン103a〜103iが切り換えら
れ、マイクロセル方式の基地局105a〜105iから
マクロセル方式の基地局102への接続の切換時には、
別のフレーム同期を取らずに接続の切換ができる。そし
て、マイクロセル方式からマクロセル方式への接続の切
換時には、マイクロセル方式の時分割による複数のスロ
ットの内、移動端末111に割り当てられたスロットル
以外のスロットルで、マクロセル方式の周波数帯域によ
り、マクロセル方式の基地局との通信が行なわれる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、広範囲に移動する移動
体に対して、無線通信回線を確保する移動体通信装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】移動体通信では、同一の帯域で複数の局
が同時に通信を行なうことがあり、この場合の回線接続
方式のことを、多元アクセス方式と呼んでいる。多元ア
クセス方式の内で、TDMA(Time Divisi
on Multiple Access)は、時間分割
多元接続のことで、無線周波数を時間分割し、ユーザに
特定の時間帯を割り当て、割り当てられた時間帯で通信
を行なう方式である。また、CDMA(Code Di
vision Multiple Access)は、
符号分割多元接続のことで、情報信号のスペクトルを、
本来の情報帯域幅に比して充分に広い帯域に拡散して伝
送するスペクトル拡散通信によって多元接続を行なう方
式である。
【0003】直接拡散方式とは、拡散時に拡散系列符号
をそのまま情報信号に乗じる方式であり、TDD(Ti
me Division Duplex)とは、送受信
同一帯域方式のことで、ピンポン方式とも呼ばれ、同一
の無線周波数帯域を、送信/受信に時間分割して通信を
行なう方式である。TDD方式の利点としては、“マイ
クロ・ピコセルラ通信及びネットワーク構成”(中島;
第6回 回路とシステム軽井沢ワークショップ(Apr
il 19〜20,1993 pp121〜pp12
6)に示されているように、基地局に送信ダイバーシチ
を適用することができるため、移動機の小型化に効果が
あることが知られている。
【0004】TDMA/TDD方式は、日本の次世代コ
ードレス電話システムであるPHP(Personal
Handy Hhone)システムや同様に欧州で開
発中のDECTシステムに用いられている。例えば、P
HPでは図7のようなフレーム構成を持ち、送信2.5
ms/受信2.5msで、送受信を合わせた5.0ma
を1フレームとして4チャネル多重化されている。
【0005】CDMA方式は、セルラシステムにおいて
はTDMAよりも高い周波数利用効率が図れ、より多く
の利用者を収容できる方式と言われている。直接拡散C
DMA方式では、希望の送信機が受信機の遠方にあり、
非希望の送信局が近くにある場合に、希望局からの受信
信号より干渉局の受信信号の方が受信電力が大きくな
り、処理利得(拡散利得)だけでは、拡散符号間の相互
相関を抑圧できず、希望局との通信が不可能になるとい
う「遠近問題」が課題となる。このために、セルラシス
テムでは、移動端末から基地局側への回線(上り回線)
においては、各伝送路の状態に応じて送信電力の制御が
必須のものとなっている。
【0006】CDMA/TDD方式は、“Power
control in packets swiche
d time division duplex di
rect sequence spread spec
trum communication”(R.Esm
ailzadeh M.Nakagawa A.kaj
iwara;Proc of VTC 92.pp98
9〜992.1992)に示されているように、直接拡
散によって多重化された信号を同一の周波数帯で送受信
することで、受信信号から送信周波帯における伝送路の
状態を知ることができ、直接拡散方式CDMAの課題で
ある遠近問題に対して、有効な送信信号の電力制御を比
較的容易に行なうことができる。図8にCDMA/TD
D方式のフレーム構成を示し、この方式では、送受信に
おいて時間分割を用いるために、セルラ通信において
は、移動端末と基地局間だけでなく、各基地局間でも送
受信タイミングの同期を取る必要がある。また、送受信
タイミングのずれから送受信信号が衝突するのを避ける
ために、ガードタイム(GT)が設けてある。
【0007】一方、2000年頃に世界統一方式の公衆
陸上移動通信システム(FPLMTS)の構築を目指し
て、現在ITUを中心にこのシステムの多元化アクセス
方式の検討が進められている。CDMA方式は、セルラ
システムにおいては、TDMA方式よりも高い周波数利
用効率が図れ、より多くの利用者を収容できる方式とさ
れ、FPLMTSの多元アクセス方式の有力な候補とし
て注目されている。すでにFPLMTS周波数帯として
1885〜2025MHz及び2110〜2200MH
zを使用することが決定しているが、次世代デジタルコ
ードレス電話システムであるPHPシステムやDECT
システムに使用される無線周波数帯は1.9GHzであ
り、FPLMTSの周波数帯と一部で一致している。こ
のために、FPLMTSの多元アクセス方式としてCD
MA/TDD方式を適用したとき、FPLMTSとその
周波数帯の一部を使用する次世代デジタルコードレス電
話システムの両方に対して、通信可能な移動端末の開発
が必要になると予想され、小型化・低コスト化の観点か
ら、できるだけ構成回路の共通化が図れる方式であるこ
とが望まれる。
【0008】セルラ無線通信システムにおいて、TDM
A/TDD方式とCDMA/TDD方式とが共存する図
5に示す状態で、両方式に使用できる移動端末として
は、従来図6に示す構成のものが使用されている。な
お、図5(a)は両方式が隣接状態で配置された場合
で、同図(b)は両方式がオーバーラップする状態に配
置された場合であり、図9に示すように、TDMA方式
とCDMA方式のフレーム長は互いに異なっている。
【0009】図6において、TDMA方式とCDMA方
式の各情報データの伝送速度が異なる場合、送信側で
は、TDMA方式の場合、音声符号化処理などを終了し
た送信データ401が、フレーム組立回路492でフレ
ーム同期用信号(UW信号)や付随制御信号が付加され
てフレームが構成される。次いで、1次変調回路403
でデジタル変調(差動符号化、PSK変調、フィルタリ
ング)され、2次変調回路404でアップコンバートさ
れ、キャリアに載せられた上で、送信電力制御回路40
6で電力が調整された後に切替器407を介して送信さ
れる。
【0010】CDMA方式の場合も同様に、符号化処理
を終了した送信データ408が、フレーム組立回路40
9で、CDMAシステム用のフレーム同期用信号(UW
信号)や付随制御信号が付加されてフレームが構成され
る。次いで、1次変調回路410でデジタル変調(差動
符号化、PSK変調、フィルタリング)され、拡散回路
411で符号拡散され、2次変調回路412でアップコ
ンバートされ、キャリアに載せられた上で、送信電力制
御回路406で電力が調整された後に切替器407を介
して送信される。
【0011】また、受信側では、TDMA方式の場合、
受信信号は、切替器407、スイッチ413を介して、
1次復調回路414でダウンコンバート及び検波(準同
期検波)されて、ベースバンド信号となり、さらに2次
復調回路415で処理して受信データ416が得られ
る。また、この2次復調回路415の結果から、UW検
出回路417でUW信号の検出を行い、同期回路418
で同期獲得・保持が行なわれる。
【0012】CDMA方式の場合も同様であり、受信信
号は切替器407、スイッチ413を介して1次復調回
路419でダウンコンバート及び検波(準同期検波)を
して、逆拡散回路402で相関検出を行い、さらに、2
次復調回路421でRAKE合成をして受信データ42
2が得られる。また、2次復調回路421の結果からU
W検出回路423でUW信号の検出を行い、同期回路4
24で同期獲得・保持が行なわれる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来の移動帯通
信装置では、両方式のフレーム長が異なり、フレーム同
期タイミングが相対的に非同期になるために、それぞれ
に対応してフレーム同期を取り、送受信切り換えタイミ
ングを変えて通信を行なう必要がある。
【0014】このため、両方式がオーバーラップまたは
隣接した状態で、ゾーン切換を実行するためには、両方
式の異なるフレーム同期をそれぞれ取るために、別々の
UW検出回路及び同期回路を必要とし、複雑な回路構成
となる。
【0015】本発明は、このような従来の問題を解決す
るものであり、TDMA/TDD方式とCDMA/TD
D方式とに使用可能で、回路部分の共通化により小型化
された移動端末を備え、両方式間のゾーン切換を簡単に
行なうことができる移動体通信装置を提供することにあ
る。
【0016】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、公衆通信網に接続された基地局と移動端
末とを有し、前記移動端末が移動しながら交信を行なう
移動体通信装置であり、前記基地局には、TDMA/T
DD方式での通信を行なう所定のゾーン半径のマイクロ
セル装置と、CDMA/TDD方式での通信を行ない、
前記マイクロセル装置よりもゾーン半径が大きく、前記
マイクロセル装置と共通の伝送チャネル送信/受信用基
本クレーム構成を有するマクロセル装置との少なくとも
一方と、周辺基地局間と送受信フレームの同期を取る手
段とが設けられ、前記移動端末には、前記TDMA/T
DD方式及び前記SDMA/TDD方式での通信が可能
な通信手段とが設けられ、前記移動端末が移動すること
により、前記マイクロセル装置から前記マクロセル装置
に接続が切換る場合には、前記マイクロセル装置の時分
割による複数のスロットの内、前記移動端末に割り当て
られたスロットル以外のスロットルで、前記マクロセル
装置の周波数帯域により、前記マクロセル装置との通信
を行なうように構成されていることを特徴とするもので
ある。
【0017】
【作用】本発明の構成によると、TDMA/TDD方式
及びCDMA/TDD方式の送受信フレーム長が等しい
ので、共通のフレーム同期タイミングで両方式間での同
期が取られ、移動端末が移動することにより、ゾーンが
切り換えられマイクロセル装置からマクロセル装置に接
続が切り換えられる場合には、別のフレーム同期を取ら
ずに接続の切換が行なわれる。そして、マイクロセル装
置からマクロセル装置への接続の切換に際しては、マイ
クロセル装置の時分割による複数のスロットの内、該移
動端末に割り当てられたスロットル以外のスロットル
で、マクロセル装置の周波数帯域により、マクロセル装
置との通信が行なわれる。
【0018】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1ないし図5を
参照して説明する。
【0019】図1は本実施例の全体構成を示す説明図、
図2は本実施例の移動端末の構成を示すブロック図、図
3は本実施例の伝送チャネルの送受信フレームの構成を
示す説明図、図4は本実施例でのTDMA/TDD方式
とCDMA/TDD方式の送受信フレームの同期設定の
説明図、図5はTDMA/TDD方式とCDMA/TD
D方式の共存状態の説明図である。
【0020】図1に示すように、本実施例では、公衆電
話通信網109に、交換機108と制御装置110とが
接続してあり、交換機108にはCDMA/TDD方式
のマクロセル装置を備えたマクロセルシステム基地局1
02が接続され、制御装置110にはTDMA/TDD
方式のマイクロセル装置を備えたマイクロセルシステム
基地局105a〜105iが接続され、各マイクロセル
システム基地局105a〜105iには無線チャネルス
キャナ107が設けてある。
【0021】各マイクロセルシステム基地局105a〜
105iは、それぞれ通信可能なゾーン103a〜10
3iを有し、マクロセルシステム基地局102は、基地
局のゾーン103a〜103iよりもゾーン半径の大き
なゾーン101を有している。移動体111には、TD
MA/TDD方式及びCDMA/TDD方式の何れの方
式でも通信が可能な通信手段が設けてある。
【0022】本実施例では、図3に示すように、TDM
A/TDD方式はPHPシステムと同一フレーム構成と
なっており、CDMA/TDD方式は送信/受信用の基
本フレーム構成であるフレーム時間を、TDMA/TD
D方式と共通の2.5msにして、各チャネルが多重化
され、ガードタイム(GT)として0.2msが設定さ
れている。PHPシステムではガードビットとして16
ビット(約42μs)を設けているが、本実施例の0.
2msのガード幅は、システムを適用する環境(主にゾ
ーン半径)によるので、必ずしも固定的である必要はな
い。また、このガードタイムはPHPの場合と同様に、
ガードビット(G)としてフレームを構成する伝送ビッ
トの一部として考えることもできる。
【0023】本実施例では、両方式の送受信フレーム長
が等しいので、少なくとも一方式の装置を備えた基地局
は、自局と同一方式の周辺基地局間だけでなく、異なる
方式の基地局間とも、図4に示すように送受信フレーム
のタイミングを互いに同期させることが可能で、移動端
末111は、両方式に共通の送受信切換タイミングで通
信を行なうことができる。このために、両方式が図5に
示すようにオーバラップまたは隣接した状態で、ゾーン
切換を行なう場合にも、新たに別のフレーム同期を取る
必要がなく、UW検出回路及び同期回路の回路構成の簡
略化を図ることができる。
【0024】TDMA方式のマイクロセル装置において
は、例えば第1スロット(CH1)が割り当てられた場
合、第2スロット〜第4スロット(CH2〜CH4)で
は送受信を行なう必要はない。従って、この時間を利用
してCDMA方式のマクロセル方式の周波数帯域での信
号の送受信を行なうことが可能になる。
【0025】このために、図2に示す本実施例の移動端
末の構成においては、TDMA/TDD方式とCDMA
/TDD方式において使用する周波数帯域や変復調方式
の一部や、両方式の1チャネルが1フレーム間に伝送す
る情報データ量を(ビット数)を共通にすることによ
り、移動端末の無線部と変復調部(図2の2次変調回
路、1次復調回路)及びベースバンド送受信データ処理
部の一部(例えば音声の符復号処理部)の共通化を図っ
ている。
【0026】本実施例では、TDMA方式の場合には、
図2において方式制御回路723からの切換信号によっ
て、スイッチ703、709はTDMA方式側に切り換
えられており、送信データ701はスイッチ703を介
してフレーム組立回路704に入力される。フレーム組
立回路704において、送信データ701には、フレー
ム同期用信号(UW信号)や付随制御信号などが付加さ
れてフレームが構成され、得られる送信データが、フレ
ーム組立回路704に接続されている1次変調回路70
5に入力される。送信データは1次変調回路705でデ
ジタル変調(差動符号化、PSK変調、フィルタリン
グ)され、スイッチ709を介して、スイッチ709に
接続されている2次変調回路710に入力される。
【0027】この2次変調回路710で、送信データは
アップコンバートされ、キャリアに載せられて2次変調
回路710に接続されている送信電力制御回路711に
入力され、電力調整が施された後に、切替器712を介
して、割り当てられたスロットに送信される。割り当て
られたスロット以外のスロットでは、CDMA方式の回
路に切り換えてCDMA方式のマクロセルシステムの周
波数帯域での信号の送受信が行なわれる。これによっ
て、ゾーン切換のタイミングを適確に行なう制御が可能
になる。
【0028】CDMA方式の場合には、方式制御回路7
23からの切換信号によって、スイッチ703、709
はCDMA方式側に切り換えられており、符号化処理な
どが施された送信データ701は、フレーム組立回路7
06に入力され、CDMA方式用のフレーム同期信号
や、付随制御信号などが付加されてフレームが構成され
る。フレーム構成が行なわれた送信データは、フレーム
組立回路706に接続されている1次変調回路707で
デジタル変調され、1次変調回路707に接続されてい
る拡散回路708で符号拡散された後にスイッチ709
を介して2次変換回路710に入力される。
【0029】以下はTDMA方式の場合と同様に、2次
変調回路710で、送信データはアップコンバートさ
れ、キャリアに載せられて2次変調回路710に接続さ
れている送信電力制御回路711に入力され、電力調整
が施された後に、切替器712を介して、割り当てられ
たスロットに送信される。
【0030】本実施例では、2次変調回路710や送信
電力制御回路711は、動作クロックを変更するだけで
共通の回路構成とすることができ、さらに、両方式の1
次変調方式やフレームを構成するフレーム同期用信号
や、付随制御信号が共通の場合には、フレーム組立回路
及び1次変調回路を共通化することも可能である。
【0031】一方、受信側では、TDMA方式の場合に
は、方式制御回路723からの切換信号によって、スイ
ッチ714、720はCDMA方式側に切り換えられて
おり、受信信号は切替器712から、切替器712に接
続されている1次復調回路713に入力される。1次復
調回路713では、受信信号はダウンコンバート及び検
波(準同期検波)されてベースバンド信号となり、この
ベースバンド信号は、1次復調回路713に接続された
スイッチ714を介して、スイッチ714に接続された
2次復調回路715に入力され、2次復調回路715に
おいて処理されて受信データが得られる。
【0032】また、2次復調回路715の結果から、2
次復調回路715に接続されたUW検出回路716でU
W信号の検出が行なわれ、このUW信号によって、UW
検出回路716に接続された同期回路717において、
同期獲得及び同期保持が行なわれる。この時も割り当て
られたスロット以外のスロットでは、CDMA方式の回
路に切り換えて、CDMA方式のマクロセルシステムの
周波数帯域での受信が行なわれる。
【0033】この場合、例えば数フレームごとに拡散符
号を変えてCDMA方式の周波数帯域を監視することに
より、制御チャネルにより基地局と交信することなく、
CDMA方式のマクロセルシステムに収容されている移
動端末数を推定することができる。これにより、マクロ
セルシステムに接続を切り換えた場合の通信品質を推定
することができ、ゾーン切換のタイミングを適確に決定
することができる。
【0034】CDMA方式の場合には、方式制御回路7
23からの切換信号によって、スイッチ714、720
はCDMA方式側に切り換えられており、受信信号は、
切替器712を介して1次復調回路713に入力され、
1次復調回路713でダウンコンバート及び検波(準同
期検波)されて、1次復調回路713に接続されたスイ
ッチ714を介して、逆拡散回路718に入力される。
【0035】逆拡散回路718で相関検出が行なわれた
受信信号は、逆拡散回路718に接続された2次復調回
路719に入力され、2次復調回路719では、RAK
E合成処理が行なわれて受信データ721が得られる。
また、2次復調回路719でのRAKE合成処理の結果
から、2次復調回路719に接続されたUW検出回路7
16でUW信号の検出が行なわれ、このUW信号によっ
て、UW検出回路716に接続された同期回路717に
おいて、同期獲得及び同期保持が行なわれる。この場合
も、両方式のフレームタイミングが同期していることか
ら、ゾーン切換の際などに別方式のモードへの切換を行
なう場合に、新たに別のフレーム同期を取る必要がない
ために、UW検出回路を共通化でき回路が簡易化され
る。
【0036】
【発明の効果】本発明によると、TDMA/TDD方式
のマイクロセル装置と、CDMA/TDDのマクロセル
装置とが、共通の伝送チャネル送信/受信用基本クレー
ム構成を有しており、移動端末が移動することにより、
マイクロセル装置からマクロセル装置に接続が切換る場
合には、マイクロセル装置の時分割による複数のスロッ
トの内、該移動端末に割り当てられたスロットル以外の
スロットルで、マクロセル装置の周波数帯域により、マ
クロセル装置との通信が行なわれるので、移動端末の構
成が簡易化され、大幅な小型化が実現され、製造コスト
上で有利であると共に、両方式間のゾーン切換が迅速適
確に行なわれる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の全体構成図
【図2】同実施例の移動端末の構成を示すブロック図
【図3】同実施例の伝送チャネルの送受信フレームの構
成図
【図4】同実施例でのTDMA/TDD方式とCDMA
/TDD方式の送受信フレームの同期設定の信号構成図
【図5】TDMA/TDD方式とCDMA/TDD方式
の共存状態の構成図
【図6】従来の移動体通信装置の移動端末の構成を示す
ブロック図
【図7】PHPシステムのフレーム構成図
【図8】CDMA/TDD方式のフレーム構成図
【図9】TDMA/TDD方式とCDMA/TDD方式
とでの送受信フレーム長の信号構成図
【符号の説明】
704、706 フレーム組立回路 705、707 1次変調回路 708 拡散回路 710 2次変調回路 713 1次復調回路 715 2次復調回路 718 逆拡散回路 719 2次復調回路 723 方式制御回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 公衆通信網に接続された基地局と移動端
    末とを有し、前記移動端末が移動しながら交信を行なう
    移動体通信装置であり、前記基地局には、TDMA/T
    DD方式での通信を行なう所定のゾーン半径のマイクロ
    セル装置と、CDMA/TDD方式での通信を行ない、
    前記マイクロセル装置よりもゾーン半径が大きく、前記
    マイクロセル装置と共通の伝送チャネル送信/受信用基
    本クレーム構成を有するマクロセル装置との少なくとも
    一方、周辺基地局間と送受信フレームの同期を取る同期
    手段とが設けられ、前記移動端末には、前記TDMA/
    TDD方式及び前記SDMA/TDD方式での通信が可
    能な通信手段とが設けられ、前記移動端末が移動するこ
    とにより、前記マイクロセル装置から前記マクロセル装
    置に接続が切換る場合には、前記マイクロセル装置の時
    分割による複数のスロットの内、前記移動端末に割り当
    てられたスロットル以外のスロットルで、前記マクロセ
    ル装置の周波数帯域により、前記マクロセル装置との通
    信を行なうように構成されていることを特徴とする移動
    体通信装置。
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