JPH09215053A - 無線通信方式 - Google Patents

無線通信方式

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Publication number
JPH09215053A
JPH09215053A JP8016073A JP1607396A JPH09215053A JP H09215053 A JPH09215053 A JP H09215053A JP 8016073 A JP8016073 A JP 8016073A JP 1607396 A JP1607396 A JP 1607396A JP H09215053 A JPH09215053 A JP H09215053A
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JP
Japan
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station
line
base station
interference
declaration signal
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JP8016073A
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English (en)
Inventor
Atsushi Ota
厚 太田
Mamoru Kobayashi
守 小林
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 上り回線と下り回線とで伝送容量が異なる非
対称の無線通信方式では、いずれの回線が送信用でいず
れの回線が受信用となっているか現状の回線使用状況を
把握することが難しいため、他局に干渉を与えないよう
に回線設定を行うことが困難である。 【解決手段】 受信用に供せられている回線からも使用
宣言信号を送出する。これから送信用に回線を設定しよ
うとする局は、この使用宣言信号を受信すると、他の回
線に設定を変更する。 【効果】 非対称通信であっても干渉の有無を識別する
ことができる。これにより、必要最小限度の干渉回避措
置を施すことができるために電波の有効利用を図ること
ができる。さらに、干渉を回避し安定した通信を実現す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はTDMA(時分割多
元接続: Time Division Multiple Access) 通信方式に
利用する。本発明は所要伝送容量が上り回線と下り回線
とで異なる非対称通信に利用するに適する。本発明は指
向性アンテナを用いる無線通信に利用するに適する。本
発明は干渉回避技術に関する。
【0002】
【従来の技術】複数の通信局間で回線を共用しながら、
回線割当ての要求に合わせて回線を設定する通信方式と
しては、TDMA−TDD(Time Division Multiple Ac
cess-Time Division Duplex)通信方式が代表的な通信方
式である。図7に従来方式におけるTDMA−TDD回
線のフレーム構成例を示す。TDMA−TDD通信方式
では、図7に示すようなフレーム構成を持ち、この周期
で回線の設定が行われる。図7において、基地局回線制
御信号部11の基地局回線制御信号D−1〜D−nおよ
び子局回線制御信号部13の子局回線制御信号U−1〜
U−nは子局毎に割当てられ、各子局はこれらを用いて
回線の設定および開放の要求を行い、さらに基地局は回
線の設定および開放の指示を行う。一方、下り回線部1
2および上り回線部14は複数のデータバースト下り#
1〜#m、上り#1〜#mに分割され、必要に応じて基
地局が割当てを行う。この際、上り回線と下り回線で対
称になるようにデータバーストが割当てられる。例え
ば、データバースト下り#1を下り回線に割当てる場合
には、そのペアとしてデータバースト上り#1が割当て
られ、データバースト下り#2にはデータバースト上り
#2が割当てられ、データバースト下り#mにはデータ
バースト上り#mが割当てられるという要領で割当てら
れる。なお、一般に上り回線と下り回線の時間位置はフ
レーム周期の半分だけずれている。
【0003】図8に回線設定時の干渉検出の概要を示
す。図8において、広範囲なサービスエリアは複数のマ
イクロセル41および42に分割され、それぞれの回線
制御は各マイクロセル41および42の基地局43およ
び45が行う。まず、マイクロセル41の子局44から
基地局43に向けて周波数F1を用いた回線が設定され
ているものとする。この後で、マイクロセル42内で基
地局45から子局46に回線を設定するとき、基地局4
5または子局46は回線を設定する予定のデータバース
トにおいて干渉波の検出を行う。例えば、周波数F1に
対して検出を行ったとき、基地局45または子局46は
子局44の電波を検出できるので、回線設定時には異な
る周波数としてF2を用いることになる。
【0004】広帯域通信では、回線品質の向上などの理
由で、指向性の高いアンテナを用いることがある。この
とき、電波は一様に周囲に伝搬するのではなく、特性の
方向のみに伝搬する。図9に指向性アンテナを用いた場
合の周波数割当ての概要を示す。図9では、図8と同様
に、マイクロセル51内の子局54から基地局53に向
けて周波数F1を用いた回線が設定されているものとす
る。その後に、マイクロセル52内で基地局55から子
局56に回線を設定するとき、図8の場合と異なり干渉
が起きないためにマイクロセル51と同じ周波数F1を
用いて回線設定を行うことができる。このような周波数
の繰り返し利用により、効率的に周波数資源を利用する
ことができる。
【0005】この図9では指向性アンテナを用いること
によって避けることができる干渉の例を示したが、これ
とは逆に干渉検出ができなくなる状況も存在する。図1
0に指向性アンテナを用いた場合に発生する干渉の例を
示す。基地局55と子局56の位置は図9の例とは異な
る。このとき、基地局55から子局56に回線設定を行
ったとき、基地局55が送出する電波が基地局53に到
達して干渉を引き起こす可能性があるが、この状況では
基地局55および子局56の双方とも子局54から基地
局53への通信を認識することができない。
【0006】しかし、従来方式のTDMA−TDD通信
方式の場合には子局54から基地局53への回線と同時
に、基地局53から子局54への回線も設定される。そ
れぞれのデータバーストの時間位置は、図7のデータバ
ーストの例を用いれば、データバースト下り#1および
上り#1、下り#2および上り#2、下り#mおよび上
り#mのようにフレーム長に対して対称的に配置され
る。このため、もし、図10に示すような干渉が発生す
る場合には、そのデータバーストと対称的な時間位置の
データバーストに基地局53から子局54への回線が設
定されるため、この電波を観測することにより基地局5
5または子局56は干渉の発生を認識することができ
る。
【0007】図11にTDMA−TDD回線の回線設定
時の干渉検出手順を示す。まず、回線設定要求がなされ
たとき(S40)、基地局は自局の持っている回線割当
テーブルを参照し、空きバーストを検索する(S4
1)。また、周波数が複数使用可能な場合には、使用可
能な周波数を一つ選択する(S42)。この後に、上り
回線部の使用予定のバースト位置に他局が信号を送信し
ていないかを調べる。この手法としては、指定された周
波数において受信レベルを測定し、その受信レベルが規
定値以下であれば干渉波なし、規定値以上であれば干渉
波ありと判断する(S43)。ここで干渉波が検出され
た場合には(S44)、再度空きバーストの検索処理か
らやり直す(S41〜S43)。上り回線にて干渉が検
出されなかった場合には(S44)、同様の干渉検出手
順を上りのデータバーストと対になっている下り回線に
対して行い(S45)、干渉波が検出されなかった場合
には(S46)、子局に対し干渉検出の指示を送出する
(S47)。子局側でも基地局と同様の手順で干渉検出
を行い、その結果を基地局に通知する(S48〜S5
3)。この結果を受信した基地局は、干渉が子局側で検
出されなかった場合(割当OK)には、その周波数とデ
ータバーストを用いた回線設定手順に入る(S55)。
割当NGの場合には、再度データバーストおよび周波数
の選択からやり直す(S40〜S54)。なお、ここで
は干渉波ありの場合には空きデータバースト検索に戻る
として説明したが、場合によってはデータバーストを変
更せずに周波数だけを変えるということも可能である。
【0008】以上が双方向で、かつ、対称的な通信を行
う場合の例である。これに対し、片方向の通信であった
り、または双方向であっても所要伝送容量が上り回線と
下り回線で大きく異なる場合には、上述した上り/下り
の対称性を崩したTDMA通信方式が用いられる。図1
2に従来方式におけるTDMA回線のフレーム構成例を
示す。図12において、基地局回線制御信号部11、子
局回線制御信号部13、基地局回線制御信号D−1〜D
−n、子局回線制御信号U−1〜U−nは図7のそれと
同じものであるが、フレームに対する位置が若干異な
る。また、データバースト部30は複数のデータバース
ト#1〜#kに分割されているが、これはTDMA−T
DD回線における下り回線部12、上り回線部14をま
とめたもので、データバーストの位置によって上り回線
または下り回線のどちらかであるかが決まるわけではな
い。例えば、下り回線が必要なければ、上り回線のみを
データバースト部30に割当てるということができる。
また、双方向通信の上り回線をデータバースト#1に設
定したとき、下り回線はデータバースト#2〜#mの中
で全く任意の位置を選択可能である。このような自由度
を持たせることで回線を有効に利用することが可能とな
った。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】広帯域通信を無線回線
を用いて提供するとき、指向性アンテナを用いた周波数
の効率的な利用は非常に有効な技術である。一方で、マ
ルチメディア通信特有の伝送容量が上り回線と下り回線
で異なる非対称通信に対し、必要な容量だけ上り下り独
立に回線を設定するTDMA通信方式も回線の利用効率
の向上の上で有効な技術である。しかし、これらの技術
を同時に用いたとき、図10で説明した干渉を回線設定
時に認識することができなくなる。
【0010】すなわち、例えば、ある局がこれから用い
る予定にしているデータバーストを他局が既に用いてい
るか否かを認識するためには、そのデータバーストと対
称位置にあるデータバーストを併せて認識することによ
り、他局の干渉の有無を認識すればよいが、非対称通信
の場合には、いずれのデータバーストが対になるデータ
バーストかを特定することが不可能である。したがっ
て、あらかじめ他局に干渉を与えるか否かを認識するこ
とも不可能となる。また、指向性アンテナを用いない場
合でも各局の位置関係によっては同様の干渉が発生する
可能性もある。
【0011】本発明は、このような背景に行われたもの
であって、非対称通信であっても干渉の有無を識別する
ことができる回線割当制御方法を提供することを目的と
する。本発明は、電波の有効利用を図ることができる回
線割当制御方法を提供することを目的とする。本発明
は、干渉を回避し安定した通信を実現することができる
回線割当制御方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、上り回線また
は下り回線の片方向の回線しか設定されていない場合で
あっても疑似的に双方向の通信を実現し、これにより干
渉を回避することを主要な特徴とする。したがって、所
要伝送容量が上り回線と下り回線とで異なる非対称通信
に適用することにより、干渉を回避し安定した通信を実
現することができる。
【0013】すなわち、本発明は無線通信方式であっ
て、子局と、この子局と無線回線により接続される基地
局とを備え、一つの子局およびこの基地局は、上り回線
およびまたは下り回線に適応的に選択されるチャネルを
前記無線回線として設定する手段を備えた無線通信方式
である。ここで、本発明の特徴とするところは、前記基
地局および子局は、設定されたチャネルについて受信側
からそのチャネルを使用中である旨を示す使用宣言信号
を送信する手段を備えたところにある。
【0014】これにより、回線設定時に受信局(基地局
または子局のうちで受信を行う方の局を以降、説明のた
めに受信局と呼ぶことにする)にて他局からの干渉波が
検出されるか、または送信局(基地局または子局のうち
で送信を行う方の局を以降、説明のために送信局と呼ぶ
ことにする)にて他局からの使用宣言信号が検出された
場合には、チャネルを変更するか使用周波数を変更する
ことにより干渉を回避することができる。
【0015】例えば、この無線通信方式は時分割無線通
信方式であり、前記チャネルはタイムスロットである場
合に適用することができる。
【0016】前記送信する手段は、前記使用宣言信号を
送信するために前記上り回線およびまたは下り回線の中
のあらかじめ定められた時間位置にフレーム毎に周期的
に送出する手段を含むことが望ましい。
【0017】これにより、マイクロセル間で回線設定周
期の同期がとれていない場合であっても、前記使用宣言
信号の直前または直後に使用中のチャネルが存在するこ
とを周囲の局が認識することができる。
【0018】前記子局または前記基地局のうちの送信に
用いる回線を設定する局は、使用されていないチャネル
をそのチャネル位置にデータバーストが有るか否かにか
かわらず前記使用宣言信号の有無により判定する手段を
備えることが望ましい。
【0019】例えば、送信に用いる回線を設定する局は
その回線に含まれるチャネル位置にデータバーストが受
信されても、使用宣言信号が受信されていなければ、そ
の回線を送信用として用いることができる。すなわち、
使用宣言信号が受信されないということは、他局から送
信されているデータバーストと自局から送信しようとし
ているデータバーストとが送信局付近にて干渉を起こし
たとしても、受信局付近においてはデータバーストの干
渉はなく、その受信に影響を及ぼさないことを示してい
る。
【0020】
【発明の実施の形態】
【0021】
【実施例】本発明実施例の構成を図1および図2を参照
して説明する。図1は本発明実施例の全体構成図であ
る。図2は本発明実施例におけるTDMA回線のフレー
ム構成例を示す図である。
【0022】本発明は無線通信方式であって、子局44
と、この子局44と無線回線により接続される基地局4
3とを備え、一つの子局44およびこの基地局43は、
上り回線およびまたは下り回線に適応的に選択されるタ
イムスロットを前記無線回線として設定する手段として
の回線設定部80および81を備えた無線通信方式であ
る。
【0023】ここで、本発明の特徴とするところは、基
地局43および子局44は、設定されたタイムスロット
について受信側からそのタイムスロットを使用中である
旨を示す使用宣言信号を送信する手段としての使用宣言
信号送出部82および83を備えたところにある。
【0024】使用宣言信号送出部82および83は、前
記使用宣言信号を送信するために、図2に示すように、
前記上り回線およびまたは下り回線の中のあらかじめ定
められた時間位置にフレーム毎に周期的に送出する手段
を含む。
【0025】子局44または基地局43のうちの送信に
用いる回線を設定する局は、使用されていないタイムス
ロットをそのタイムスロットの中にデータバーストが有
るか否かにかかわらず前記使用宣言信号の有無により判
定する手段を回線設定部80および81に備えている。
【0026】図2において、基地局回線制御信号部1
1、子局回線制御信号部13、基地局回線制御信号D−
1〜D−n、子局回線制御信号U−1〜U−nは図9と
同じものであるが、データバースト部60の構成を変更
した点が従来方式とは異なる。データバースト部60は
複数のデータユニット#1〜#kに分割され、さらに各
データユニット#1〜#kは使用宣言信号部64とデー
タバースト#1〜#kにより構成される。機能的には本
発明のデータバースト#1〜#kと従来方式のデータバ
ースト#1〜#kは全く同じものであるが、そのデータ
バースト#1〜#kに付随した形で使用宣言信号部64
が付加された点で異なる。受信局においては、受信用に
使用するデータバースト#1〜#kに対応した使用宣言
信号部64において、送信局に向けて使用宣言信号を送
信する。従来方式では、TDMA−TDD通信方式のよ
うに上り回線と下り回線を対称的に設定するか、または
等方的に電波が伝搬する無指向性アンテナを用いるかの
どちらかの方法でしか、図10で示した干渉を認識する
ことができなかった。しかし、本発明では受信局が受信
宣言信号を送出するために、上り回線と下り回線が独立
に割当てられるTDMA通信方式であっても図10で示
した干渉を認識することが可能になった点で従来と異な
る。
【0027】この使用宣言信号としては、周囲の局が使
用を認識できるものであればどのような形式のものでも
よい。例えば、通常のデータバースト#1〜#kのデー
タ部分を短くしたショートバーストでもよければ、所定
の周波数の無変調信号であってもよい。ただし、使用宣
言信号と通常のデータバースト#1〜#kを識別できる
場合には、より効率的な干渉回避が可能となる。
【0028】(第一実施例)本発明第一実施例を図3お
よび図4を参照して説明する。図3は本発明第一実施例
の回線設定部80の要部ブロック構成図である。図4は
本発明第一実施例における回線設定時の干渉検出手順を
示すフローチャートである。本発明第一実施例は、使用
宣言信号識別不可能である場合の実施例である。回線設
定部80および81の使用宣言信号受信回路70は、デ
ータバーストを受信入力として取り込むが、このとき、
使用宣言信号とデータバースト#1〜#kの識別が不可
能である。したがって基本的には図11で示した手順と
同じである。従来のTDMA−TDD通信方式では上り
回線および下り回線の両方で干渉検出を行っていたが、
本発明では上り回線と下り回線が独立に割当てられるT
DMA通信方式に適用可能となったために、当該データ
バーストでの干渉検出のみとなっている点で従来方式と
異なる。つまり、回線設定要求時には(S0)、基地局
は自局の持っている回線割当てテーブルを検索し(S
1)、空きバーストと周波数を選択する(S2)。そし
て、該当するデータバースト位置に他局がデータバース
ト#1〜#kまたは使用宣言信号を送信していないかを
受信レベル測定などの手法で調べる(S3)。
【0029】干渉波が検出された場合には(S4)、再
度空きバーストの検索処理からやり直す(S0〜S
3)。干渉が検出されない場合には子局に対し干渉検出
の指示を送出する(S5)。子局側でも基地局と同様の
手順で干渉検出を行い(S6〜S7)、その結果を基地
局に通知する(S8、S9)。この結果を受信した基地
局は、干渉が子局側で検出されなかった場合(割当O
K)には、その周波数とデータバーストを用いた回線設
定手順に入る(S10)。割当NGの場合には、再度デ
ータバーストおよび周波数の選択からやり直す(S1〜
S10)。
【0030】(第二実施例)本発明第二実施例を図5お
よび図6を参照して説明する。図5は本発明第二実施例
の回線設定部80の要部ブロック構成図である。図6は
本発明第二実施例における回線設定時の干渉検出手順を
示すフローチャートである。本発明第二実施例は、使用
宣言信号とデータバースト#1〜#kの識別が可能であ
る場合の実施例である。回線設定部80および81の使
用宣言信号抽出回路72は、受信入力の中から使用宣言
信号とデータバースト#1〜#kを識別して使用宣言信
号のみを抽出する。使用宣言信号受信回路70は使用宣
言信号のみを入力として取り込む。これにより、基地局
および子局のうちの送信局となる局は、使用宣言信号の
みを干渉波とみなした干渉検出を行い(かりにデータバ
ースト#1〜#kによる干渉波が受信される状況であっ
ても無視)、また、基地局および子局のうちの受信局と
なる局の場合は、これとは逆にデータバースト#1〜#
kのみを干渉波とみなした干渉検出を行う。使用宣言信
号とデータバースト#1〜#kの識別の方法としては、
それぞれの周波数を変える方法や、特定の識別ビットパ
ターンを付加する方法、または干渉波の受信する時間長
(使用宣言信号は時間的に短い信号である)を用いるな
ど、さまざまな方法が可能であるが、その中のどの方法
を用いても本発明の処理としては全く同様の議論が可能
である。
【0031】すなわち、図6に示すように、回線設定要
求時には(S20)、基地局は自局の持っている回線割
当てテーブルを検索し(S21)、空きバーストと周波
数を選択する(S22)。そして、基地局が受信局とな
る場合には、データバーストを受信することにより干渉
波検出を行う(S24)。また、基地局が送信局となる
場合には、使用宣言信号を受信することにより干渉波検
出を行う(S25)。干渉波が検出された場合には(S
26)、再度空きバーストの検索処理からやり直す(S
20〜S25)。干渉が検出されない場合には子局に対
し干渉検出の指示を送出する(S27)。子局側でも基
地局と同様の手順で干渉検出を行い(S28〜S3
3)、その結果を基地局に通知する。この結果を受信し
た基地局は、干渉が子局側で検出されなかった場合(割
当OK)には(S34)、その周波数とデータバースト
を用いた回線設定手順に入る(S35)。割当NGの場
合には、再度データバーストおよび周波数の選択からや
り直す(S21〜S34)。
【0032】本発明の目的は図10に示したような干渉
を避けるためであるが、このような干渉を引き起こす原
因は、全て送信局側のみにある。つまり、受信局にとっ
ては使用宣言信号の受信はまったく無意味であり、その
受信をもって使用するデータバーストまたは周波数を変
更する必要はない。同様に、送信局側でデータバースト
の干渉波が受信されたとしても、自局が送信を行う通信
にはなんら影響がない。使用宣言信号とデータバースト
を識別して処理を行う理由は不要な干渉回避を避けるた
めであり、これにより使用宣言信号とデータバーストが
識別できない場合よりも周波数を有効に利用することが
可能となる。
【0033】本発明実施例によれば、指向性アンテナを
用いた非対称通信において、これまでは回避不可能だっ
た干渉を確実に回避することができる。すなわち、これ
までは仮に片方向通信であっても双方向でかつ上り下り
の回線容量が等しい回線を設定する必要があったが、本
発明により片方向のみの回線設定を行うことが可能とな
り、この結果として回線利用効率の向上を図ることがで
きる。
【0034】上記説明は時分割無線通信方式について述
べたが、同様の考え方は周波数分割無線通信方式におい
ても可能である。周波数分割無線通信方式の場合にはチ
ャネルは周波数帯域幅により設定され、使用宣言信号
は、この設定された周波数帯域の中あるいはその近傍の
指定された周波数にパイロット信号を送信することによ
り実現することができる。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
非対称通信であっても干渉の有無を識別することができ
る。これにより、必要最小限度の干渉回避措置を施すこ
とができるために電波の有効利用を図ることができる。
さらに、干渉を回避し安定した通信を実現することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例の全体構成図。
【図2】本発明実施例におけるTDMA回線のフレーム
構成例を示す図。
【図3】本発明第一実施例の回線設定部の要部ブロック
構成図。
【図4】本発明第一実施例における回線設定時の干渉検
出手順を示すフローチャート。
【図5】本発明第二実施例の回線設定部の要部ブロック
構成図。
【図6】本発明第二実施例における回線設定時の干渉検
出手順を示すフローチャート。
【図7】従来方式におけるTDMA−TDD回線のフレ
ーム構成例を示す図。
【図8】回線設定時の干渉検出の概要を示す図。
【図9】指向性アンテナを用いた場合の周波数割当ての
概要を示す図。
【図10】指向性アンテナを用いた場合に発生する干渉
の例を示す図。
【図11】TDMA−TDD回線の回線設定時の干渉検
出手順を示すフローチャート。
【図12】従来方式におけるTDMA回線のフレーム構
成例を示す図。
【符号の説明】
11 基地局回線制御信号部 12 下り回線部 13 子局回線制御信号部 14 上り回線部 30、60 データバースト部 41、42、51、52 マイクロセル 43、45、53、55 基地局 44、46、54、56 子局 64 使用宣言信号部 70 使用宣言信号受信回路 71 回線設定回路 72 使用宣言信号抽出回路 80、81 回線設定部 82、83 使用宣言信号送出部 D−1〜D−n 基地局回線制御信号 U−1〜U−n 子局回線制御信号

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 子局と、この子局と無線回線により接続
    される基地局とを備え、一つの子局およびこの基地局
    は、上り回線およびまたは下り回線に適応的に選択され
    るチャネルを前記無線回線として設定する手段を備えた
    無線通信方式において、 前記基地局および子局は、設定されたチャネルについて
    受信側からそのチャネルを使用中である旨を示す使用宣
    言信号を送信する手段を備えたことを特徴とする無線通
    信方式。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の無線通信方式は時分割無
    線通信方式であり、前記チャネルはタイムスロットであ
    る請求項1記載の無線通信方式。
  3. 【請求項3】 前記送信する手段は、前記使用宣言信号
    を送信するために前記上り回線およびまたは下り回線の
    中のあらかじめ定められた時間位置にフレーム毎に周期
    的に送出する手段を含む請求項2記載の無線通信方式。
  4. 【請求項4】 前記子局または前記基地局のうちの送信
    に用いる回線を設定する局は、使用されていないタイム
    スロットを前記使用宣言信号の有無により判定する手段
    を備えた請求項1ないし3のいずれかに記載の無線通信
    方式。
JP8016073A 1996-01-31 1996-01-31 無線通信方式 Pending JPH09215053A (ja)

Priority Applications (1)

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