JPH0823361A - Tdmaデータ受信装置 - Google Patents

Tdmaデータ受信装置

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Publication number
JPH0823361A
JPH0823361A JP15502194A JP15502194A JPH0823361A JP H0823361 A JPH0823361 A JP H0823361A JP 15502194 A JP15502194 A JP 15502194A JP 15502194 A JP15502194 A JP 15502194A JP H0823361 A JPH0823361 A JP H0823361A
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JP
Japan
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signal
circuit
data
complex
frequency
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Application number
JP15502194A
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English (en)
Inventor
Noriaki Shinagawa
川 宜 昭 品
Kazuhisa Tsubaki
和 久 椿
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Time-Division Multiplex Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ベースバンド遅延検波を用いたPSK変調波
用TDMAデータ受信装置において、トータルとして高
精度なAFCを実現する。 【構成】 相関演算回路12において、複素信号Sと既
知の同期ワードに対応するベースバンド信号との相関値
を計算し、相関パワー判定回路13を介して周波数オフ
セットに起因する位相誤差信号を検出する。そして、ス
イッチ18をa側に倒し、位相誤差信号を位相補償回路
14に供給し、現受信スロットの複素信号Sに対して位
相補償を行なう。次にスイッチ18をb側に倒し、位相
誤差信号を周波数制御信号発生回路19を介してシンセ
サイザ6に供給し、次のスロットを受信する前にミキサ
2および直交検波器5に供給するローカル信号の周波数
オフセットを補償する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル無線通信で
用いられるTDMAデータ受信装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図3は従来のTDMAデータ受信装置の
構成を示している。図2はRAMに記憶される受信デー
タを示している。図3において、1は差動符号化された
PSK変調波信号を受信するアンテナ、2は受信RF信
号をIF信号に周波数変換するためのミキサ、3は受信
用ルートナイキストバンドパスフィルタ、4は受信用ル
ートナイキストバンドパスフィルタ3に接続されたリミ
タアンプ、5はリミタアンプ4の出力を周波数変換して
複素ベースバンド信号を検出するための直交検波器、6
はミキサ2と直交検波器5にローカル信号を供給するた
めのシンセサイザ、7は直交検波器5の出力である複素
ベースバンド信号をディジタル信号に変換するためのシ
ンボルレートの整数倍のサンプリング周波数で動作する
A/D変換器、8はA/D変換後の自局の受信スロット
のデータを記憶するためのRAM、9はRAM8に記憶
されている自局の受信スロットデータを、後述する相関
パワー判定回路13からの制御信号に応じてシンボル周
期毎にサンプリングして読み出すためのスイッチ、10
はスイッチ9の出力であるシンボル周期毎にサンプリン
グされた自局の受信スロットデータの複素信号値Rs を
取り込み、受信PSK変調波信号の変調位相差を検出し
て複素信号Sとして出力するベースバンド遅延検波回
路、11は既知の同期ワードに対応する変調位相差の複
素ベースバンド信号Si を発生する同期ワード発生回
路、12は受信データの同期ワードの区間において複素
信号Sと複素ベースバンド信号Si との複素相関値Ψお
よびそのパワー|Ψ|を計算するための相関演算回路、
13は相関演算回路12から供給された相関パワー|Ψ
|の値からシンボル識別点の検出を行ない、その結果を
制御信号としてスイッチ9に供給することでシンボル識
別点の値のみをサンプリングし、さらにそのシンボル識
別点での複素相関値Ψをシンセサイザ6での周波数オフ
セットに起因する位相誤差信号として検出するための相
関パワー判定回路、14は相関パワー判定回路13で検
出された位相誤差信号を用いて、ベースバンド遅延検波
後の複素ベースバンド信号Sの位相補償を行なう位相補
償回路、15は位相補償回路14の出力Seに対して
I,Q平面上での象限判定を行なうための判定回路、1
6は判定回路15の出力を2進のシリアルデータに変換
するためのデコーダ、17はデコーダ16の出力を受信
データとして検出するための受信データ出力端子であ
る。
【0003】次に、上記従来例の動作について、図3に
基づき図2を参照しながら説明する。ただし、ここでは
フレーム同期が既に獲得され、自局の受信スロットの位
置がわかっているものと仮定する。図3において、アン
テナ1から受信されたRF変調信号は、ミキサ2により
IF帯に周波数変換される。この時、変調波信号のシン
ボルレートをfR=1/T(T:シンボル周期)、A/
D変換器7のサンプリング周波数をfs =1/Ts =M
fR (Ts :サンプル周期、M:オーバーサンプル比
(正整数))とすると、A/D変換器7の出力である複
素ベースバンド信号R(nTs )は式(1)のようにな
る。ただし雑音は0であると仮定する。 R(nTs )=exp(j(φ(nTs )+2πΔfnTs +d(nTs ))) ・・・・(1)
【0004】式(1)において、φ(nTs )は変調位
相、Δfはシンセサイザ6からミキサ2および直交検波
器5に供給されるローカル信号Lo1、Lo2のトータルの
周波数オフセットである。また、d(nTs )はLo1の
周波数オフセットにより受信用ルートナイキストバンド
パスフィルタ3で生じる符号間干渉成分である。一方、
これらのサンプルデータの内、自局の受信スロットに対
応するデータのみがRAM8に記憶される。なおここで
は、RAM8に記憶されている1スロット分の受信デー
タは、以下のように表されるものと仮定する(図2参
照)。 (1)RAM8に記憶される複素ベースバンド信号のサ
ンプルデータは、 R(0), R(Ts ),・・・・, R(PMTs ) なるPM+1サンプルであると仮定する。 (2)RAM8に記憶されている複素ベースバンド信号
のサンプルデータの内、実際の識別点でのシンボルデー
タは、 R(kT+(M/2)Ts ) (k=0,1,・・・,P−1) (T=MTs 、オーバーサンプル比Mは偶数) なるシンボルであり、その内、k=N,N+1,・・
・,N+L−1なる時刻のデータは同期ワード(Lシン
ボル)であると仮定する。
【0005】次に、RAM8に記憶されているデータか
らシンボル識別点を検出する。即ち、上記の仮定で述べ
たkT+(M/2)Ts (k=0,1,・・・,P−
1)なる時刻を検出するわけである。まず図3におい
て、RAM8に記憶されているサンプルデータを、次式
で示されるように、スイッチ9を介してシンボル周期T
(=MTs )毎に読み出し、その値をRs (kT)とす
る。 Rs (kT)=R((kM+m)Ts )=R(kT+mTs ) (k=0,1,・・・,P−1)・・・・(2) ここでは、相関パワー判定回路13からの制御信号に応
じて式(2)におけるmの値を変化(m=0,1,・・
・,M)させ、シンボル周期毎のサンプル位置をスライ
ドさせながらデータの読み出しを行なう。次いで、Rs
(KT)がベースバンド遅延検波回路10に入力され
る。ベースバンド遅延検波回路10ではRs(KT)に
対して式(3)で示される複素遅延乗算を行なう。 S(kT+mTs )=Rs (kT)Rs*((k−1)T) =R(kT+mTs )R*((k−1)T+mTs ) (k=0,1,・・・,P−1) (*:共役複素数)・・・・(3)
【0006】この結果、ベースバンド遅延検波回路10
の出力S(kT+mTs )には、次式(4)で示される
ような受信信号の変調位相差Δφ(kT+mTs )の複
素信号を発生する。 S(kT+mTs ) =exp(j(Δφ(kT+mTs )+θe +Δd(kT+mTs ))) ・・・・(4) Δφ(kT+mTs )=φ(kT+mTs )−φ((k−1)T+mTs ) ・・・・(5) Δd(kT+mTs )=d(kT+mTs)−d((k−1)T+mTs) ・・・・(6) 但し、式(4)におけるΔd(kT+mTs )は符号間
干渉の差分成分、θe は式(7)で表されるような周波
数オフセットΔfに起因する位相誤差である。 θe =2πΔfMTs =2πΔfT ・・・・(7)
【0007】一方、自局の受信スロットの同期ワードは
既知であり、この既知の同期ワードに対応するベースバ
ンド信号が図3における同期ワード発生回路11から出
力される。なおここでは、この既知の同期ワードに対す
るベースバンド信号を次式(8)に示す複素信号Si
(kT)(k=0,1,2,・・・,L−1)として表
現する。 Si(kT)=exp(jΔφ(kT)) (k=0,1,2,・・・,L−1)・・・・(8)
【0008】次に、シンボル識別点を検出するために、
先ず、図3の相関演算回路12においてベースバンド遅
延検波回路10から出力されるS(kT+mTs )およ
び同期ワード発生回路11から出力されるSi(kT)
を用い、同期ワードの区間(k=N,N+1,・・・,
N+L−1)について、mの値をm=0,1,2,・・
・,Mと変化させてサンプル位置をスライドさせなが
ら、次式(9)で示される複素相関演算を行なう。
【数1】 また、複素相関値Ψ(m)のパワーを次式(10)によ
り計算する。
【数2】 なお、|Ψ(m)|は1以下の実数である。一方、上述
した受信データについての仮定(2)より、kT+(M
/2)Ts なる時刻がシンボル識別点であることから、
S(kT+(M/2)Ts )(k=N,N+1,・・
・,N+L−1)は同期ワードのシンボル値に対応す
る。即ち式(4)、(8)より、 S(kT+(M/2)Ts ) =exp(j(Δφi((k−N)T)+θe +Δd(kT+(M/2)Ts) )) (k=N,N+1,・・・,N+L−1)・・・・(11) なる関係が成り立つ。したがって、mの値を変化させ、
サンプル位置をスライドさせながら|Ψ(m)|の値を
観測していると、m=M/2なるサンプル位置での相関
パワー|Ψ(M/2)|は式(8)、(10)、(1
1)から以下のようになる。
【数3】
【0009】いま、受信用ルートナイキストバンドパス
フィルタでの符号間干渉が無視できるくらい周波数オフ
セットΔfが小さいと仮定すると、 Δd(kT+(2/M)Ts )≒0 ・・・・(13) が成り立ち、式(12)は次のように最大値をとる。 |Ψ(M/2)|≒1 ・・・・(14)
【0010】図3の相関パワー判定回路においては、相
関パワー|Ψ(m)|がしきい値を越える最大値をとっ
た時、その時点のmの値のサンプル位置をシンボル識別
点と判定する。即ち、ここではm=M/2なるサンプル
位置をシンボル識別点であると判定する。そして、シン
ボル識別点のmの値を制御信号として、RAM8のデー
タを読み出すためのスイッチ9に供給し、シンボル識別
点にて受信データをサンプリングするように制御する。
また、|Ψ(m)|が最大値をとるm=M/2なるサン
プル位置における複素相関値Ψ(M/2)は、次式に示
すように周波数オフセットに起因した位相誤差θe の情
報を与える。
【数4】
【0011】次に、位相補償回路16では、Ψ(M/
2)を用い、シンボル識別点にてサンプリングされてベ
ースバンド遅延検波された複素ベースバンド信号S(k
T+(M/2)Ts )に対して、次式で示される複素演
算を行なうことにより位相誤差θe を補償する。 Se(kT+(M/2)Ts ) =S(kT+(M/2)Ts )Ψ* (M/2)) =exp(j(Δφ(kT+(M/2)Ts )) ・・・・(16)
【0012】次に判定回路15により、位相補償回路1
4の出力Seに対してI,Q平面上での象限判定を行な
う。そして、判定回路15の出力は、デコーダ16にお
いて2進のシリアルデータに変換され、受信データとし
て出力される。
【0013】このように、上記従来のTDMAデータ受
信装置においても、受信用ルートナイキストバンドパス
フィルタ3での符号間干渉が無視できるくらい周波数オ
フセットが小さいものであるならば、ベースバンド遅延
検波後の受信データと既知の同期ワードの相関をとるこ
とにより、周波数オフセットに起因した位相誤差の補償
を行なうことができる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のTDMAデータ受信装置では、シンセサイザ6での
周波数オフセットが大きくなると、ローカル信号Lo1の
周波数誤差により受信用ルートナイキストバンドパスフ
ィルタ3での符号間干渉が増加し、周波数オフセットに
起因した位相誤差θe を正確に推定することができず、
AFC(Automatic Frequency Control)の精度が
劣化してしまうという問題があった。
【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、相関演算により求めた位相誤差の推定値
を用いて、トータルとして高精度なAFCを実現したT
DMAデータ受信装置を提供することを目的とするもの
である。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、周波数オフセットに起因した位相誤差の
推定値を用いて現受信スロットのデータに対してベース
バンドにて周波数オフセットの補償を行なう手段と、次
のスロットを受信する前にその推定値を用いて受信部の
シンセサイザの発振周波数を制御する手段と、これら2
つの手段を交互に選択する手段とを備えたものである。
【0017】
【作用】したがって、本発明によれば、相関演算により
求めた位相誤差の推定値を用いて、ベースバンドだけで
なく、RF、IF帯においても周波数オフセットの補償
を行なうことにより、トータルとして高精度なAFCを
実現することができるという効果を有する。
【0018】
【実施例】図1は本発明の一実施例の構成を示してい
る。図2はRAMに記憶される受信データを示してい
る。本実施例が図3に示した従来例と異なるのは、スイ
ッチ18と周波数制御信号発生回路19を追加したこと
だけである、その他の構成は同じなので同じ要素には同
じ符号を付してある。図1において、1は差動符号化さ
れたPSK変調波信号を受信するアンテナ、2は受信R
F信号をIF信号に周波数変換するためのミキサ、3は
このIF信号を波形整形するための受信用ルートナイキ
ストバンドパスフィルタ、4は受信用ルートナイキスト
バンドパスフィルタ3に接続されたリミタアンプ、5は
リミタアンプ4の出力を周波数変換して複素ベースバン
ド信号を検出するための直交検波器、6はミキサ2と直
交検波器5にローカル信号を供給するためのシンセサイ
ザ、7は直交検波器5の出力である複素ベースバンド信
号をディジタル信号に変換するためのシンボルレートの
整数倍のサンプリング周波数で動作するA/D変換器、
8はA/D変換後の自局の受信スロットのデータを記憶
するためのRAM、9はRAM8に記憶されている自局
の受信スロットデータを、後述する相関パワー判定回路
13からの制御信号に応じてシンボル周期毎にサンプリ
ングして読み出すためのスイッチ、10はスイッチ9の
出力であるシンボル周期毎にサンプリングされた自局の
受信スロットデータの複素信号値Rs を取り込み、受信
PSK変調波信号の変調位相差を検出して複素信号Sと
して出力するベースバンド遅延検波回路。11は既知の
同期ワードに対応する変調位相差の複素ベースバンド信
号Siを発生する同期ワード発生回路、12は受信デー
タの同期ワードの区間において複素信号Sと複素ベース
バンド信号Siとの複素相関値Ψおよびそのパワー|Ψ
|を計算するための相関演算回路、13は相関演算回路
12より供給された相関パワー|Ψ|の値からシンボル
識別点の検出を行ない、その結果を制御信号としてスイ
ッチ9に供給することでシンボル識別点の値のみをサン
プリングし、さらにそのシンボル識別点での複素相関値
Ψをシンセサイザ6での周波数オフセットに起因する位
相誤差信号として検出するための相関パワー判定回路、
14は位相誤差信号を用いて、ベースバンド遅延検波後
の複素ベースバンド信号Sの位相補償を行なう位相補償
回路、15は位相補償回路14の出力Seに対してI,
Q平面上での象限判定を行なうための判定回路、16は
判定回路15の出力を2進のシリアルデータに変換する
ためのデコーダ、17はデコーダ16の出力を受信デー
タとして検出するための受信データ出力端子、18は相
関パワー判定回路13からの位相誤差信号を位相補償回
路14または周波数制御信号発生回路19に供給するた
めのスイッチ、19は位相誤差信号を用いて、シンセサ
イザ6の発生するローカル信号Lo1、Lo2の周波数を制
御するための制御信号を発生してシンセサイザ6に供給
する周波数制御信号発生回路である。
【0019】次に、上記実施例の動作について、図1に
基づき図2を参照しながら説明する。本実施例における
動作は、図3に示した従来例の式(1)から(14)を
用いた説明までは同じなので、それ以後の動作につい
て、以下説明する。
【0020】相関パワー判定回路13においては、相関
パワー|Ψ(m)|がしきい値を越える最大値をとった
時、その時点のmの値のサンプル位置をシンボル識別点
と判定し、ここではm=M/2なるサンプル位置をシン
ボル識別点であると判定する。そして、シンボル識別点
のmの値を制御信号としてRAM8のデータを読み出す
ためのスイッチ9に供給し、シンボル識別点にて受信デ
ータをサンプリングするように制御する。また、|Ψ
(m)|が最大値をとるm=M/2なるサンプル位置に
おける複素相関値Ψ(M/2)は、次式に示すように周
波数オフセットに起因した位相誤差θe の推定値の情報
を与える。
【数5】 式(17)からもわかるように、Ψ(M/2)に関して
も符号間干渉の影響を含んでいるが、この値を位相誤差
θe の近似的な推定値の情報として用いる。
【0021】先ず、スイッチ18をa側に倒し、Ψ(M
/2)を位相補償回路14に供給する。位相補償回路1
4では、現受信スロットでのベースバンド遅延検波後の
複素ベースバンド信号S(kT+(M/2)Ts )に対
して、次式で示される複素演算を行ない、位相誤差θe
の補償を行なう。ただし、θerは符号間干渉に起因し
た残留位相誤差である。 Se(kT+(M/2)Ts ) =S(kT+(M/2)Ts )Ψ* (M/2)) =exp(j(Δφ(kT+(M/2)Ts )+θer) ・・・・(18)
【0022】次に、スイッチ18をb側に倒し、Ψ(M
/2)を周波数制御信号発生回路19に供給し、Ψ(M
/2)の値に応じてシンセサイザ6をコントロールする
ための周波数制御信号を発生させる。そして、次のスロ
ットを受信する前にシンセサイザ6の発振周波数を制御
し、出力されるローカル信号Lo1、Lo2に乗っている周
波数オフセットを削減する。以上のベースバンドおよび
RF、IF帯での周波数オフセット補償の動作をスロッ
トに渡って繰り返すことにより、周波数オフセットΔf
が小さくなっていくと同時に、受信用ルートナイキスト
バンドパスフィルタ3における符号間干渉も減り、式
(18)における残留位相誤差θerが0に収束し、高
精度なAFCが行なえるようになる。
【0023】一方、判定回路15においては、位相補償
回路14の出力Seに対してI,Q平面上での象限判定
を行なう。そして、判定回路15の出力は、デコーダ1
6において2進のシリアルデータに変換され、受信デー
タとして出力端子17から出力される。
【0024】このように、上記実施例によれば、相関演
算により求めた位相誤差の推定値を用いて現受信スロッ
トのデータに対してベースバンドにて周波数オフセット
補償を行なうとともに、次のスロットを受信する前にこ
の推定値を用いて受信部のシンセサイザの発振周波数を
制御することにより、RF、IF帯においても周波数オ
フセットの補償を行なうことができる。この結果、周波
数オフセットに起因してIF帯の受信用ルートナイキス
トバンドパスフィルタ3において符号間干渉が発生して
いる場合についても、ベースバンドだけでなく、RF、
IF帯においても周波数オフセット補償を行なうこと
で、トータルとして高精度なAFCを実現することがで
きる。
【0025】
【発明の効果】本発明は、上記実施例から明らかなよう
に、相関演算により求めた位相誤差の推定値を用いて、
現受信スロットのデータに対してベースバンドにて周波
数オフセットの補償を行なう手段と、次のスロットを受
信する前にその推定値を用いて受信部のシンセサイザの
発振周波数を制御する手段と、これら2つの手段を交互
に選択する手段とを備えているので、ベースバンドだけ
でなく、RF、IF帯においても周波数オフセット補償
を行なうことにより、トータルとして高精度なAFCを
実現することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例におけるTDMAデータ受信
装置の構成を示すブロック図
【図2】RAMに記憶する受信データのフォーマット図
【図3】従来のTDMAデータ受信装置の構成を示すブ
ロック図
【符号の説明】
1 アンテナ 2 ミキサ 3 受信用ルートナイキストバンドパスフィルタ 4 リミタアンプ 5 直交検波器 6 シンセサイザ 7 A/D変換器 8 RAM 9 スイッチ 10 ベースバンド遅延検波回路 11 同期ワード発生回路 12 相関演算回路 13 相関パワー判定回路 14 位相補償回路 15 判定回路 16 デコーダ 17 受信データ出力端子 18 スイッチ 19 周波数制御信号発生回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 周波数オフセットに起因した位相誤差の
    推定値を用いて現受信スロットのデータに対してベース
    バンドにて周波数オフセットの補償を行なう手段と、次
    のスロットを受信する前に前記推定値を用いて受信部の
    シンセサイザの発振周波数を制御する手段と、これら2
    つの手段を交互に選択する手段とを備えたTDMAデー
    タ受信装置。
  2. 【請求項2】 TDMAの差動符号化されたPSK変調
    波信号を受信するアンテナと、受信RF信号をIF信号
    に周波数変換するためのミキサと、このIF信号を波形
    整形するための受信用ルートナイキストバンドパスフィ
    ルタと、前記バンドパスフィルタに接続されたリミタア
    ンプと、前記リミタアンプの出力を周波数変換し複素ベ
    ースバンド信号を検出するための直交検波器と、前記ミ
    キサと前記直交検波器にローカル信号を供給するための
    シンセサイザと、前記直交検波器の出力である複素ベー
    スバンド信号をディジタル信号に変換するためのシンボ
    ルレートの整数倍のサンプリング周波数で動作するA/
    D変換器と、A/D変換後の自局の受信スロットデータ
    を記憶するためのRAMと、前記RAMに記憶されてい
    る自局の受信スロットデータを、後述する相関パワー判
    定回路からの制御信号に応じてシンボル周期毎にサンプ
    リングし読み出すための第1のスイッチと、前記第1の
    スイッチの出力であるシンボル周期毎にサンプリングさ
    れた自局の受信スロットデータの複素信号値Rs を取り
    込み、受信PSK変調波信号の変調位相差を検出し複素
    信号Sとして出力するベースバンド遅延検波回路と、既
    知の同期ワードに対応する変調位相差の複素ベースバン
    ド信号Si を発生する同期ワード発生回路と、受信デー
    タの同期ワードの区間において前記記号SとSi の複素
    相関値Ψおよびそのパワー|Ψ|の値からシンボル識別
    点の検出を行ない、その結果を制御信号として前記第1
    のスイッチに供給することでシンボル識別点の値のみを
    サンプリングし、さらにそのシンボル識別点での複素相
    関値Ψを前記シンセサイザでの周波数オフセットに起因
    する位相誤差信号として検出するための相関パワー判定
    回路と、前記位相誤差信号を後述する位相補償回路また
    は周波数制御信号発生回路に供給するための第2のスイ
    ッチと、前記位相誤差信号を用いて、前記シンセサイザ
    の派生するローカル信号の周波数を制御するための制御
    信号を発生して前記シンセサイザに供給する周波数制御
    信号発生回路と、前記位相誤差信号を用いて、ベースバ
    ンド遅延検波後の複素ベースバンド信号Sの位相補償を
    行なう位相補償回路と、前記位相補償回路の出力に対し
    てI,Q平面上での象限判定を行なうための判定回路
    と、前記判定回路の出力を2進のシリアルデータに変換
    するためのデータ出力端子とを備えたTDMAデータ受
    信装置。
JP15502194A 1994-07-06 1994-07-06 Tdmaデータ受信装置 Pending JPH0823361A (ja)

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JP15502194A Pending JPH0823361A (ja) 1994-07-06 1994-07-06 Tdmaデータ受信装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10276233A (ja) * 1997-03-28 1998-10-13 Sony Corp 無線受信機及び無線受信方法
WO2003045026A1 (fr) * 2001-11-20 2003-05-30 Sanyo Electric Co., Ltd. Recepteur radio et procede et programme de commande de rythme de symboles

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