JPH08102932A - Catv通信方式と端末装置 - Google Patents
Catv通信方式と端末装置Info
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- JPH08102932A JPH08102932A JP6237695A JP23769594A JPH08102932A JP H08102932 A JPH08102932 A JP H08102932A JP 6237695 A JP6237695 A JP 6237695A JP 23769594 A JP23769594 A JP 23769594A JP H08102932 A JPH08102932 A JP H08102932A
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- Japan
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- frequency
- terminal device
- communication system
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Abstract
けることなく各端末装置に対して固有のシンボルレート
に見合った遅延時間を確実に与えることができるCAT
V通信方式と端末装置を提供する。 【構成】 端末のデータ復調器からの受信シンボルクロ
ックRxc、受信フレームクロックRxfは分周器1に入力
され、位相の異なる32通りの1/32の分周信号が出
力され、セレクタ2に入力される。セレクタ2は分周信
号の中の1つを選択し、該選択信号は位相比較器3の位
相比較出力の一方の入力に供給され、該位相比較器3の
位相比較出力はローパスフィルタ4を介して可変周波数
発振器5に供給され、送信シンボルクロックとしてデー
タ変調器に供給されるとともに固定分周器6に供給さ
れ、位相比較器3の他方の位相比較入力に供給される。
Description
端末装置がケーブルを介して接続され、センタにより映
像信号を端末装置に送出するようにした双方向CATV
システムに使用されるCATV通信方式と通信装置に関
する。
おり、ネットワークの双方向性をディジタル通信に利用
する技術も開発されている。例えばOsborn氏の米
国特許第3803491号やMatsumoto氏他の
米国特許第4245245号に記載されている。家庭用
銀行業務処理、電子郵便、電子新聞、ホームショッピン
グシステムなどの多種多様な消費者サービスが現実のも
のになるように思われた。
ムは広範囲に利用されることはなかった。一般に受け入
れられなかった理由の一つとして、双方向CATVシス
テムの本質的問題点である加入者端末装置からセンタへ
の通信(上り通信)に対する雑音の問題が上げられる。
この現象は普通CATVシステムの周波数帯域の下限に
配置される上り通信チャンネルが加入者宅内からの雑音
を受け易く、センタに於いてすべての加入者宅からの雑
音が集中してしまう点に由来している。この様な事情で
双方向CATVは普及することなく、センタからの片方
向の通信あるいはデータ放送のみの運営が長らく続くこ
とになった。
チャンネル数の増加に伴って構造上の変革を行いつつあ
る。すなわち、30〜40チャンネル程度(〜350M
Hz)の伝送であれば従来の同軸ケーブルのみによるツ
リー・アンド・ブランチ構造の構成で幹線アンプを配置
して問題無かったものが、80〜150チャンネルの伝
送(〜1000MHz)では、この構造では満足な性能
が得られず、光ファイバを導入したいわゆる光/同軸ハ
イブリッド方式で構成されるようになってきた。加入者
へは相変わらずRF信号(電気信号)で供給されるが、
光/電気変換器から加入者までの幹線アンプの数は大幅
に削減され、ひとつの光/電気変換器に連なる加入者の
数は最大でも500人程度に限定されている。
ーブルによって完全にスター状に構成されていることか
ら、システム全体の伝送容量は飛躍的に向上している。
加入者宅からの雑音に対しても光ファイバ一本に連なる
加入者の数が限定されるので従来に比べて大幅に向上し
ているし、幹線系としては光化しているので、自動車、
アマチュア無線等からの影響も激減し、さらに局部的な
ものになっている。また光ファイバ、レーザダイオード
のコスト低下によって大体550MHz程度で従来の同
軸ケーブルのみによる構成と光/同軸ハイブリッド構成
とのコスト比較が同等になり、今後大いに普及すること
が予想されている。
方向CATV特有のサービスが期待されるわけである
が、一方、双方向通信については従来有料放送の視聴状
況といったような少ないデータ量を低速に伝送するもの
が主流であり、中、高速のデータ通信についてはほとん
ど実施されていない。具体的に言えばデータ変調方式と
してFSK(Frequency Shift Keying)または2相PS
Kが主なものであり、伝送レートとして10kbps程
度がせいぜいであった。この程度のデータ内容、転送レ
ートであればこの変調方式の選択は当を得たものである
が、今後増大が予想されるデータ量を考慮すればやや貧
弱であると言わざるを得ない。具体的変調方式としては
4相PSKあるいは多値QAMが有効である。またデー
タチャンネルの論理構造も従来の半二重構成によるボー
リング/セレクティング方式から時分割多重によって複
数のデータチャンネルから必要な端末装置にデータチャ
ンネルを割り当てるデマンアンドサイン方式が考えられ
る。
カ、研究所で行われていて、代表例として国内のCAT
V基盤研究所の成果が上げられる。しかしながら、現在
でも解決されていない問題としては上りチャンネルの端
末装置間の遅延時間の制御が上げられる。上りデータチ
ャンネルは一つのセンタのデータ送信器に多数の端末内
のデータ受信器が接続される下りデータチャンネルと異
なり、センタ側の1つのデータ受信器に多数のデータ送
信器が接続され、さらに端末装置の設置された加入者宅
とセンタとの物理的あるいはCATV網上の距離によっ
て遅延時間差を生ずることである。
式で行えば、上述の端末装置間のデータ送出に伴う時間
差によるセンタ側データ受信器でのデータ到来までの遅
延時間差はほとんど問題にならないが、データ通信の大
容量化の必然としての全2重化、時分割多重化(TDM
化)には決定的な障害になることは明白である。
ある。
データフレーム中にTDMを構成するタイムスロット群
とは別にウインドを用意することによって解決してい
る。この提案でもデータ通信としては全2重、時分割多
重方式を併用している。当然、端末装置間の物理的位置
に起因する遅延時間差を管理しなければ各端末装置が時
間的なタイムスロットの位置を捕捉できず時分割多重方
式が成り立たない。この提案ではウインドを設定し、こ
れからタイムスロットを割り当てるべき端末装置に対し
てウインド期間中でデータ送出のタイミングを補正し、
安定したデータ送出タイミングを実現した後で、TDM
のタイムスロットを供給するといったトレーニング手順
を提案している(図5参照)。
に逐次ポーリングを行っていて、発呼要求のある端末は
自身に対するポーリングpに対して1フレーム遅れたタ
イミングでレスポンスrを返送する。当然のことながら
センタ側で端末装置からのレスポンスを受け取るのは端
末装置までの下り方向の遅延時間と端末装置からの上り
方向の遅延時間の和でほぼ決定される時間後である。
受信までの時間を計測し、次のフレームで端末装置にこ
の時間データを返送し、それ以降はこのラウンドトリッ
プ時間をもとに端末装置はTDMのタイムスロットを打
ち抜くタイミングを知ることになる。最初のレスポンス
rが他の端末装置群の上りデータで構成されているTD
Mタイムスロット群に影響を与えないように、上り方
向、下り方向ともにウインド期間を設け、これに備えて
いる。
することによってTDM通信(実際にはTDMA通信)
が実現できるのは自明である。
通信における端末からセンタへの通信路の受信方式が浮
かびあがってくる。センタから端末への通信では同一の
データ変調器に対して複数のデータ復調器が同時に受信
することになるのでなんら問題ないが、端末からセンタ
へ通信路では複数のデータ変調器に対して1つのデータ
復調器で受信を行うことからTDM化された1つのタイ
ムスロット内のデータ長に対して十分短い時間でデータ
変調器が変更されたことによる初期化が行われなければ
ならない。
ルレート約4MHzに対して1タイムスロット時間は7
0シンボル以下であり、変調器の交代に許された時間は
数シンボルしかない。変調方式としてはDQPSKを用
い、キャリア同期については遅延検波方式を用いてこれ
に対応しているが、シンボル同期については上述の遅延
制御の精度を1/16シンボルまで高めることによって
これを実現している。
必要にして十分な精度であるが、シンボル同期といった
意味ではやや不十分な値である。また、これを実現する
ために、端末への方向と端末からの方向の変調速度を同
一にし、端末側で復調した下り方向のストリームからシ
ンボルクロックを抽出し、これを16逓倍して送信側の
メインクロックとして用いることによって1/16の精
度の送信シンボルクロックを得ている。
る。端末装置内に受信周波数帯域内の発振器をもつこと
は端末からの不要輻射がCATVシステム全体に漏洩す
る等、大きな問題となるのでシンボルレート4MHz、
1/16の精度といったパラメータ(発振周波数64M
Hzとなり受信帯域外、通常、受信帯域は70MHz以
上)は当を得た選択であることがわかる。
度を高めようとしたり、シンボルレートそのものを上げ
て大容量化を考えた場合には端末側のメインクロックは
端末の受信帯域内に入ってくることになる。さらに高い
周波数の発振器と高い周波数で動作する分周器は当然の
ことながら高価である。
で提案されているCATV網を利用したTDM通信に於
ける端末装置の遅延制御方式では、シンボルクロックの
精度を高めたり、伝送容量を向上させる場合に100M
Hz以上の発振器を端末内に設置し、素子自体の性能を
高めたり、それによって生ずる不要輻射を抑圧するため
に多大の労力を払う必要があった。
その目的とするところは、端末装置、センタ通信機器に
大きな負担をかけることなく各端末装置に対して固有の
シンボルレートに見合った遅延時間を確実に与えること
ができるCATV通信方式と端末装置を提供することに
ある。
め、本願第1の発明のCATV通信方式は、双方向CA
TV通信システムにおいて、上り/下り通信は時分割多
重化されていて、下りシンボルクロックと上りシンボル
クロックの間に正数比が成立し、上りシンボルクロック
が下りシンボルクロックに対して高速であることを要旨
とする。
は、タイムスロット群で構成されるフレームの伝送時間
は上り/下りとも同一であることを要旨とする。
は、1フレームを構成するタイムスロットの数が上り/
下りとも同一であることを要旨とする。
タイムスロットを構成する情報シンボル数が同一である
ことを要旨とする。
は、1フレーム期間中の上り/下りシンボル数の差の一
部あるいはすべてがタイムスロット切り替えのためのガ
ードバンドとして用いられることを要旨とする。
は、端末装置内に受信シンボルクロックを分周し、かつ
位相の異なる分周出力を出力する分周手段と、位相比較
手段と、可変周波数発振手段と、固定分周手段とを有
し、送信シンボルクロックをPLL生成し、前記分周手
段の位相を変更することによって端末装置からの送信タ
イミングを制御することを要旨とする。
末装置内に受信シンボルクロックを分周する固定分周器
と、位相比較手段と、可変周波数発振手段とを有し、前
記可変周波数発振手段を分周し、かつ位相の異なる分周
出力を出力する分周手段から送信シンボルクロックをP
LL生成し、前記分周手段の位相を変更することによっ
て端末装置からの送信タイミングを制御することを要旨
とする。
は、1フレーム期間中の上り/下りシンボル数の差の一
部あるいはすべてがタイムスロット切り替えのための差
動変調のリファレンスとして用いられることを要旨とす
る。
向CATV通信システムにおいて、上り/下り通信は時
分割多重化されていて、下りシンボルクロックと上りシ
ンボルクロックの間に正数比が成立し、上りシンボルク
ロックが下りシンボルクロックに対して高速である通信
路に接続され、端末装置内に受信シンボルクロックを分
周し、かつ位相の異なる分周出力を出力する分周手段
と、位相比較手段と、可変周波数発振手段と、固定分周
手段とを有し、送信シンボルクロックをPLL生成し、
前記分周手段の位相を変更することによって端末装置か
らの送信タイミングを制御することを要旨とする。
ATV通信システムにおいて、上り/下り通信は時分割
多重化されていて、下りシンボルクロックと上りシンボ
ルクロックの間に正数比が成立し、上りシンボルクロッ
クが下りシンボルクロックに対して高速である通信路に
接続され、端末装置内に受信シンボルクロックを分周す
る固定分周装置と、位相比較手段と、可変周波数発振手
段と、前記可変周波数発振手段を分周し、かつ位相の異
なる分周出力を出力する分周手段とを有し、送信シンボ
ルクロックをPLL生成し、前記分周手段の出力位相を
変更することによって端末装置からの送信タイミングを
制御することを要旨とする。
/下り通信は時分割多重化され、下りシンボルクロック
と上りシンボルクロックの間に正数比が成立し、上りシ
ンボルクロックが下りシンボルクロックに対して高速で
ある。
では、タイムスロット群で構成されるフレームの伝送時
間は上り/下りとも同一である。
では、1フレームを構成するタイムスロットの数が上り
/下りとも同一である。
1タイムスロットを構成する情報シンボル数が同一であ
る。
では、1フレーム期間中の上り/下りシンボル数の差の
一部あるいはすべてがタイムスロット切り替えのための
ガードバンドとして用いられる。
では、端末装置内に受信シンボルクロックを分周し、か
つ位相の異なる分周出力を出力し、送信シンボルクロッ
クをPLL生成し、分周手段の位相を変更することによ
って端末装置からの送信タイミングを制御する。
端末装置内に受信シンボルクロックを分周し、可変周波
数発振手段を分周しかつ位相の異なる分周出力を出力す
る分周手段から送信シンボルクロックをPLL生成し、
分周手段の位相を変更することによって端末装置からの
送信タイミングを制御する。
では、1フレーム期間中の上り/下りシンボル数の差の
一部あるいはすべてがタイムスロット切り替えのための
差動変調のリファレンスとして用いられる。
り/下り通信は時分割多重化され、下りシンボルクロッ
クと上りシンボルクロックの間に正数比が成立し、上り
シンボルクロックが下りシンボルクロックに対して高速
である通信路に接続され、端末装置内に受信シンボルク
ロックを分周しかつ位相の異なる分周出力を出力し、送
信シンボルクロックをPLL生成し、分周手段の位相を
変更することによって端末装置からの送信タイミングを
制御する。
下り通信は時分割多重化され、下りシンボルクロックと
上りシンボルクロックの間に正数比が成立し、上りシン
ボルクロックが下りシンボルクロックに対して高速であ
る通信路に接続され、端末装置内に受信シンボルクロッ
クを分周し、可変周波数発振手段を分周しかつ位相の異
なる分周出力を出力し、送信シンボルクロックをPLL
生成し、分周手段の出力位相を変更することによって端
末装置からの送信タイミングを制御する。
る。
V通信方式に使用される端末装置の通信ブロックの構成
を示す図である。
の受信シンボルクロックRxcおよび受信フレームクロッ
クRxfは分周器1に入力され、この分周器1でシンボル
クロックは位相の異なる32通りの1/32の分周出力
が出力され、該分周出力はセレクタ2に入力される。セ
レクタ2は端末装置内の制御回路からの選択信号によっ
て入力された32本の分周信号の中の1つを選択する。
相比較出力の一方の入力に接続され、該位相比較器3の
位相比較出力はローパスフィルタ4に入力される。ロー
パスフィルタ4の出力は可変周波数発振器5の周波数制
御入力端に接続される。可変周波数発振器5の発振出力
は送信シンボルクロックとしてデータ変調器に供給され
るとともに、固定分周器6の分周入力端に供給される。
固定分周器6の分周出力は位相比較器3の他方の位相比
較入力に供給される。
図である。上り/下り方向の通信路は等量であり、どち
らも100個のタイムスロット時間で構成されている。
1フレーム時間は2msであり、1個のタイムスロット
で64kbpsの通信路を確保している。実際に通信に
割り当てられるタイムスロットは90個であり、残りの
タイムスロットは遅延を制御するための制御通信に利用
される。
は64シンボルで構成され、変調方式としてQPSKを
利用しているので、1タイムスロット中に伝送されるビ
ット数は128となる。一方、上り方向のタイムスロッ
トは66シンボルで構成され、変調方式としては同様に
DQPSKを利用しているので、1タイムスロット中に
伝送できるビット数は128となる。全体としての変調
速度は下り方向で3.2Mシンボル/sec、伸び方向
で3.3Mシンボル/secとなる。これは上り方向で
はタイムスロット毎に変調器が交代するために最初の1
シンボルは隣接するタイムスロット間のガードタイムと
して利用され、次のシンボルはタイムスロット毎に差分
変調をリセットするために情報がキャリーされないため
である。
て、作用を説明する。
周器1に入力される受信フレームクロックRxf、受信シ
ンボルクロックRxcの関係が示されている。分周器1の
分周出力は図3(a)の(ハ)、(ニ)、(ホ)に信号
a,a’,a”・・・で示されているようにフレームク
ロックRxfに同期した信号a、1受信シンボルクロック
だけずれた信号a’、2受信シンボルクロックずれた信
号a”・・・といった分周比(この実施例では32)と
同じ数の出力が提供される。
タ4、可変周波数発振器5、固定分周器6、分周器1は
典型的なPLL回路を構成し、本実施例の場合、送信シ
ンボルクロック出力Txcの周波数は Txc=33/32Rxc となることは自明である。また、位相比較器3の2つの
位相比較入力端子は図3(b)の(イ)、(ロ)に信号
b,cで示されるように十分無視できる位相誤差で2つ
の信号の立ち下がりがロックする。すなわち、この2つ
の信号については立ち下がりが完全に同期する。図3
(b)において(イ)の信号bはセレクタ2の選択出力
であり、(ロ)の信号cは固定分周器6の分周出力であ
る。
して図3(a)の(ハ)に示す信号a、すなわち受信フ
レームクロックRxfと同期したものを用いた場合を示
す。この場合、固定分周器の出力信号cとセレクタ2の
出力は前述の通り位相ロックするので、受信フレームク
ロックRxfの立ち下がり点を観測すれば、送信シンボル
クロックTxcの立ち下がりは遅延時間0になることがわ
かる。
の出力信号として図3(a)の(ニ)に示す信号a’を
選択した場合、すなわち受信フレームクロックRxfと1
受信シンボルクロック分ずれたものを用いた場合を示
す。この場合、固定分周器の出力信号cとセレクタ2の
出力信号は受信フレームクロックRxfから1受信シンボ
ルクロック分ずれた時刻で位相ロックする。受信フレー
ムクロックRxfの立ち下がり点を観測するとそこから遅
延時間1/32×1/Txcだけずれたことになる。
分周器1の32通りの出力を選択することによって受信
フレームクロックに対して32等分された遅延時間の異
なった送信シンボルクロックが生成できることになる。
K受信器のI軸、Q軸復調波形、受信シンボルクロック
Rxcを示す。端末装置aからの送信データはタイムスロ
ットN−1、端末装備bからのデータはタイムスロット
Nに割り当てられている。
のシンボルがタイムスロット切り替わりのためのガード
タイム、DPSK変調の最初のリファレンスシンボルと
して用いられている。
おける送信と復調の変調速度を同一とせず、送信側の変
調速度が復調速度より高速としている。これはセンタ側
の復調器のための端末側の送信器切り替え時間を考慮し
ているからである。また、端末側の送信クロックは受信
クロックの位相の異なった分周比と同じ数の分周出力の
中の1つを選択する手段の出力と送信クロックの分周出
力を入力とする位相比較器を持ったPLL回路で生成し
ている。
周波数は同一であり、1フレーム内のシンボル数は端末
からみて送信側が受信側よりも多い。送信シンボルクロ
ックは受信シンボルクロックを利用してPLL構成で生
成するが、この場合分周比は送信側、受信側それぞれシ
ンボルクロックの比に反比例することになる。実際に情
報をキャリーするシンボル数は送信側/受信側とも同一
なので、残りの送信側シンボルはタイムスロット切り替
えのための時間(ガードタイム)または差動変調のため
のリファレンスシンボルとして消費されることになる。
下り方向のシンボルクロックと上り方向のシンボルクロ
ックをわずかに変更することによって差のシンボル時間
をタイムスロットの切り替わりに伴うタイムスロット保
護のためのガードタイムとして1シンボル時間を更に差
動位相変調のためのリファレンスクロックとして利用す
ることによって情報をキャリーするシンボル数を等しく
し、TDM通信におけるタイムスロット時間を実時間で
等しくしている。
なく、シンボルクロックに対して従来より高精度の遅延
制御を行うことが可能になり、これにより端末装置内部
に受信周波数帯域内に発振器を持たずに済むので信号漏
洩に悩ませることもなくなる。これを実現するに当たっ
て高価な素子、回路を利用する必要もない。
変更することによって送信シンボルクロックの位相を変
更したが、ほぼ同様の構成で固定分周器と位相の異なっ
た分周器の組合せを入れ替えることによっても同様な効
果が期待できることは勿論のことである。
用される端末装置の通信ブロックの構成を示す図であ
る。
ある。
す図である。
パスフィルタ、5…可変周波数発振器、6…固定分周
器。
Claims (10)
- 【請求項1】 双方向CATV通信システムにおいて、
上り/下り通信は時分割多重化されていて、下りシンボ
ルクロックと上りシンボルクロックの間に正数比が成立
し、上りシンボルクロックが下りシンボルクロックに対
して高速であることを特徴としたCATV通信方式。 - 【請求項2】 タイムスロット群で構成されるフレーム
の伝送時間は上り/下りとも同一であることを特徴とす
る請求項1記載のCATV通信方式。 - 【請求項3】 1フレームを構成するタイムスロットの
数が上り/下りとも同一であることを特徴とする請求項
2記載のCATV通信方式。 - 【請求項4】 1タイムスロットを構成する情報シンボ
ル数が同一であることを特徴とする請求項3記載のCA
TV通信方式。 - 【請求項5】 1フレーム期間中の上り/下りシンボル
数の差の一部あるいはすべてがタイムスロット切り替え
のためのガードバンドとして用いられることを特徴とす
る請求項2記載のCATV通信方式。 - 【請求項6】 端末装置内に受信シンボルクロックを分
周し、かつ位相の異なる分周出力を出力する分周手段
と、位相比較手段と、可変周波数発振手段と、固定分周
手段とを有し、送信シンボルクロックをPLL生成し、
前記分周手段の位相を変更することによって端末装置か
らの送信タイミングを制御することを特徴とする請求項
1記載のCATV通信方式。 - 【請求項7】 端末装置内に受信シンボルクロックを分
周する固定分周器と、位相比較手段と、可変周波数発振
手段とを有し、前記可変周波数発振手段を分周し、かつ
位相の異なる分周出力を出力する分周手段から送信シン
ボルクロックをPLL生成し、前記分周手段の位相を変
更することによって端末装置からの送信タイミングを制
御することを特徴とする請求項1記載のCATV通信方
式。 - 【請求項8】 1フレーム期間中の上り/下りシンボル
数の差の一部あるいはすべてがタイムスロット切り替え
のための差動変調のリファレンスとして用いられること
を特徴とする請求項1記載のCATV通信方式。 - 【請求項9】 双方向CATV通信システムにおいて、
上り/下り通信は時分割多重化されていて、下りシンボ
ルクロックと上りシンボルクロックの間に正数比が成立
し、上りシンボルクロックが下りシンボルクロックに対
して高速である通信路に接続され、端末装置内に受信シ
ンボルクロックを分周し、かつ位相の異なる分周出力を
出力する分周手段と、位相比較手段と、可変周波数発振
手段と、固定分周手段とを有し、送信シンボルクロック
をPLL生成し、前記分周手段の位相を変更することに
よって端末装置からの送信タイミングを制御することを
特徴とする端末装置。 - 【請求項10】 双方向CATV通信システムにおい
て、上り/下り通信は時分割多重化されていて、下りシ
ンボルクロックと上りシンボルクロックの間に正数比が
成立し、上りシンボルクロックが下りシンボルクロック
に対して高速である通信路に接続され、端末装置内に受
信シンボルクロックを分周する固定分周装置と、位相比
較手段と、可変周波数発振手段と、前記可変周波数発振
手段を分周し、かつ位相の異なる分周出力を出力する分
周手段とを有し、送信シンボルクロックをPLL生成
し、前記分周手段の出力位相を変更することによって端
末装置からの送信タイミングを制御することを特徴とす
る端末装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6237695A JPH08102932A (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Catv通信方式と端末装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6237695A JPH08102932A (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Catv通信方式と端末装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08102932A true JPH08102932A (ja) | 1996-04-16 |
Family
ID=17019148
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6237695A Pending JPH08102932A (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Catv通信方式と端末装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08102932A (ja) |
-
1994
- 1994-09-30 JP JP6237695A patent/JPH08102932A/ja active Pending
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