JPS59104841A - 多重通信システム - Google Patents

多重通信システム

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JPS59104841A
JPS59104841A JP57213307A JP21330782A JPS59104841A JP S59104841 A JPS59104841 A JP S59104841A JP 57213307 A JP57213307 A JP 57213307A JP 21330782 A JP21330782 A JP 21330782A JP S59104841 A JPS59104841 A JP S59104841A
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Naoki Suehiro
直樹 末広
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J13/00Code division multiplex systems

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 この発明はスペクトラム拡散多重通信方式に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来のスペクトラム拡散多重通信には、M系列などの符
号が用いられるが、これらの符号は一般に巡回型自己相
関関数のサイドローブは小さいが、有限長系列としての
自己相関関数のサイドローブは必ずしも小さくないので
、信号の反転時にサイドローブによる劣化を生じる欠点
がある。また、異なる系列間の相互相関関数も小さくな
いので、漏話が避けられないという欠点もある。
〔発明の目的〕
本発明では、これらの欠点を除去するため、通信路全体
にわたって同期がとられた争件下で用いるための、劣化
や漏話のない同期式スペクトラム拡散多重通信方式を提
供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は、通信路全体にわたって同期のとれているスペ
クトラム拡散多重通信方式において、互いにメイトの関
係によるN個の倍数差直交列をN組の通信者に割り当て
るとともに、各受信者は割り当てられた系列の適合フィ
ルタを用いて受信することを特徴とする。
〔発明の効果〕
本発明によれば、上述した信号の反転時の劣化や漏話を
皆無にすることができる。
〔発明の実施例〕
本発明の詳細な説明に先どりで、本発明の原理の説明を
行なう。
まず、倍数体直交系列とメイト、および相補系列系を定
義する。
倍数体直交系列の定義 絶対値1の複素数からなる有限長系列の前後に0系・列
をつ、ないだ無限長系列の自己相関関数を、その値がO
ソフトに対し・て1となるように正規化したものを、こ
の有限長系列の自己相関関数と定義する。また、2個の
有限長系列の相互相関関数も同様に同じ割合で正規化し
て定義する。
絶対値1の複素数を成分とする有限長系列で、その自己
相開開数がOシフトを除くNの倍数シフトで0となるも
のを位数Nの倍数体直交系列と定義する。これは偶差直
交系列の概念の拡張である。
例えば、系列長4の系列 (+++−)、(+は1.−は−1を示す。)の自己相
関関数は 1    1    1      1(−−,0,−
,1,−,0,−7) 4    4    4 なので、この系列は位数2の倍数体直交系列である。
位数4の倍数体直交系列の1例(十++−++−十+ 
−十+ + −−−)の自己相関関数の絶対値を第1図
に示す。
位数Nの倍数体直交系列には、系列長がN以下のすべて
の系列が含まれることは明らかである。
メイトの定義 2個の位数Nの倍数体直交系列の相互相関関数がOシフ
トを含むNの倍数シフトで0となるとき、この2個の倍
数体直交系列は互に位数Nのメイトであると定義する。
また、M個の位数Nの倍数体直交系列があって、このM
個の系列のうちの任意の2個の系列が互に位数Nのメイ
トであるとき、このM個の系列は互に位数Nのメイドで
あると定義する。
例えば、2個の位数2の倍数体直交系列(十十十−) (++−十) の相互相関関数は 1    1    3 (−、o、−、o、−、o、−L) 4    4   4     4 なので、この2個の系列は互に位数2のメイトである。
系列長N以下の2個の系列の内積が0のとき、この2個
の系列は互に位数Nのメイトである。
自己、相互および完全相補系列系の定義N個の系列の自
己相関関数の総和が0シフト以外のすべてのシフトでO
のとき、このN個の系列は自己相補系列系であると定義
する。
また、N個の系列の組が2組あって、双方の組のN個の
系列に1からNまで番号がついていて、同じ番号の系列
の相互相関関数(N個ある)の総和があらゆるシフトで
0になるとき、この2組の系列系は相互相補系列系であ
ると定義する。
さらに、N個の系列からなる自己相補系列系がN組あっ
て、それぞれの組の系列に1からNまで番号がついてい
るとき、N組のうち任意の2組が相互相補系列系であれ
ば、このN組の系列系は位数Nの完全相補系列系である
と定義する。
例えば、2個の系列(第2図) A。−(+++−) A、  =(+−+十) の自己相関関数の和は (0,0,0,2,0,0,0) なので、(Ao、A、)は自己相補系列系である。
また、 BO=(+十−+) H1=(+) とすると、(Bn、Bl) も自己相補系列系であり、
しかも、AOとB。の相互相関関数とA、とB1の相互
間関数との和は、 (0,0,0,0,0,0,0) となるので、(Ao、A、 )と(Bo、B+)とは相
互相補系列系であり、同時に位数2の完全補光列系であ
る。
(AOr A4 )と(B(IJ+)で構成される完全
相補系列系の構造を第2図に示す。
次に、絶対値1の複素数を成分とする、位数N系列長N
2の倍数体直交系列とメイトおよび完全相補系列系の導
き方を示す。
位数N、系列長N2の倍数兼直交系列 複素数を成分とする正則行列で、位置の異なる2行の内
債がOとなるものを°°複累直交行列″″とよぶことに
する。いま、絶対値1の複素数を成分とするN次複素直
交行列を とする。l a、、 I= 1 であり、任意の異なる
2行の内債および任意の異なる2列の内積は0である。
いま、行列Aの各行を行の順番に並べて、系列長N2の
系列 τ” (aII+ 312 +”””””””’+ a
II++a21’  r C221”1”””””’ 
+  3211 +awl r 8112  ・・・・
・・・・・・・・・・・、a工)とすると、行列Aの任
意の異なる2行の内積が0であることから、系列τの自
己相関関数はNの倍数シフトでOとなることが明らかで
ある。
行列Aの第1行から、%、、T5..pまでをそれぞれ
、Δ、4.;・・・・・・・・・・・A、とすると ’K = (A、 、 A、 、−・−・−・、 A、
 )となるが、絶対値1の複素数を成分とする新たなN
次複素直交行列 B=[b、、コ を用いて、 CI ” (bHA、1 + b12人2 + ”””
”’ + JwAw)C,= (b2.A、、b22A
、、・・・・・・・・・rbt、人、)Cw −(b 
1flAH、b yyA2 +・・・・・・・・・、b
工A。)とすると、系列長NチのN個の系列C0・・・
・・・・・・C,は互にメイトの関係にある倍数差直交
系列となる。なぜならばC1・・・・・・・・・C1の
うちの任意の異なる2個の系列の相互相関関数は、Oシ
フト以外のNの倍数シフト(二対しては行列Aの任意の
異なる2行の内積がOであることがら0となり、0シフ
トに対し   ゝては人、〜A、のそれぞれのノルムが
Nで等しいうえじ行列Bの任意の異なる2行の内積がO
であることから0となるからである。
位数N、系列長N!の先金相補系列系 前節の手順で導かれた、位数N、系列長N2の互にメイ
トの関係にあるN個の倍数差直交系列のそれぞれからN
個ずつの系列からなる相補系列系を導いて、N2個の系
列からなる完全相補系列系を導く方法を示す。
前節の手順で導かれた、位数N1系列長N2の互にメイ
トの関係にあるN個の倍数差直交系列をCI −(CI
l + Cl11 +・・・・・・・・・yC1l+’
)”t = (C21、Cu−・・・・・・・・・+ 
CAN”)C,−(C,、、C,、、・・・・・・・・
・、Cu”)Cw ’= (Cy+ 、 C−t 、”
・・”・、CIn=2)とする。ここで、絶対値1の複
素数を成分とする新たな複素直交行列 り寵 [djikコ と1番目の倍数差直交系列 CI  ” (c、、I C+t+・・・・・・・・・
、C,、+1)から次のようにして系列長N!のN個の
系列を導く。
導かれるN個の系列のうちのj番目の系列はBij −
(C++’+、 +CI2’ll+ ””°°°゛0°
−°−,C1仙1(CI(++十+)dot  g  
C1(+++1)dim  +  ・・・・・・・・・
CCI(tw)dIm  tC,(、を−肩十+)dl
+ l CIC++”−腑+2)dIt *・・・・・
・、CI−’1*、)とする。すなわち、Eijの第m
成分はC1の第m成分に、Dのj番目の行の第m番(m
od N )列の成分を乗じたものになっている。この
ようにして得られたEll・・・・・・El、のN個の
系列は位数Nの自己相補系列系となる。火車で、位数N
、系列長N・の倍数差直交系列から同様の手順で導いた
系列系が自己相補系列系であることを証明するので、こ
こでは証明を略する。
このようにして得られた、それぞれN個の系列からなる
N組の自己相補系列系(E11+・・・・・・、E、、
)。
・・・・・・+(EI++・・・・・・、E、、)、・
・・・・・、(E、、、・・・・・・JEWオ)は互(
二相互相補系列系である。この証明も、自己相補系列系
の証明と同様の理由で省略する。
例 ここでは、N=4の一例を示す。系列は4相系列とし、
1+j、−1,−jをそれぞれ0.1.2.3.で表記
する。
とすると τ= (0000012302020321)となる。
τは位数4の倍数差直交系列である。
また、 とすると、 C,−(0000012302020321)C,−(
0000123020203210)C3−(0000
230102022103)C4=(00003012
20201032)となる。CI + 021 C3+
 C4は互に位数4のメイトである。
さらに、 とすると El、=(0000012302020321)E、、
−(0123020203210000)Tii、、−
(0202032100000123)El、=(03
21000001230202)E、、=(00001
23020203210)B、、=(01231313
21033333)F、、、=(0202103222
223012)E、、=(0321111123013
131)E、、=(0000230102022103
)E、2−(0123202003212222)E、
、−(0202210300002301)E84=(
0321222201232020)E4.=(000
0301220201032)B4.− (01233
1312103111,1’)E4.=(020232
1022221230)E44−(032133332
3011313)となる。(EII+ E12+ El
3.El4 ) + (E21+ Jt+ E2B +
J4 ) + (E81 * Efit+ Efill
+ E34 ) + (L++ E42+ B43+ 
B44 )はそれぞれ自己相補系列系であり、また、互
に相互相補系列系である。すなわち、Bll〜E44の
16個の系列は完全相補系列系である。
次に、位数N、系列長N I+−1の完全相補系列系か
ら、位数N、系列長Nnの完全相補系列系を導く方法を
示す。前章で、位数N、系列長N2の完全相補系列系の
導き方を示したので、数学的帰納法により、任意の位数
N、系列長N0の完全相補系列系の導き方を示すことに
なる。
位数N、系列長Nfiの倍数差直交系列およびN個のメ
イト 位数N、系列長”W71・のN組の自己相補系列系(”
11+ ;Xl、I Ftw ) r−+ (F++ 
、+++、 Fly ) H−H(Fyl g−Hp、
、)があって、しかもこれらが完全相補系列系であると
き、Fll、・・・、F、、をインターリーブした、系
列長N”の系列なGiとする。すなわち、F”ii、の
に番目の成分をf“13.と表記して、 F(lj= (’111 r ’ lit l・・・・
・・+ ’ 111+”−’ )のとき Gi −(’111+ f□1.・・・・・・+’lN
j+fi12+ f12! +・・・・・・I’1M!
+f、1.o(、t 、2.’W、・・・・・・、fメ
−1)とする。すると、lを任意の整数として、01の
自己相関関数のlNシフト成分 はF11+・・・・・・+”INのそれぞれの自己相関
関数のlシフト成分の総和に等しいから、Giの自己相
関関数のOシフトを除(7Nシフト成分はOとなる。従
って、(3iは位数N、系列長Nnの倍数差直交系列で
ある。
また、GiとGkの相互相関関数のlNシフト成分は、
FijとFkjの相互相関関数のlシフト成分の1≦j
≦Nについての総和(二等しいから、GiとGkの相互
相関関数の(Oシフトを含む)INシフト成分は0とな
る。従って、G1とGkは互に位数Nのメイトである。
以上の結果、位数N、系列長N0のN個の倍数兼直交系
列GI+・・・、G、は互:二位数Nのメイトである。
位数N、系列長N”の完全相補系列系 先に示した、位数N、系列長N2の互にメイトの関係に
あるN個の倍数兼直交系列のそれぞれからN個の系列か
らなる自己相補系列系を導いて、N2個の系列からなる
完全相補系列系を導く方法は、系列長N”でも用いるこ
とができるから、この方法を前節で導いた位数N、系列
長N1の互にメイトの関係にあるN個の倍数兼直交系列
に対して適用することにより、位数N、系列長N1のN
2個の倍数兼直交系列からなる完全相補系列系を導くこ
とができる。
前節で導かれた、位数N、系列長N”の互にメイトの関
係にあるN個の倍数兼直交系列G7.・・・、Gヨを Gl  ” (gll r g11+ ””” HgH
w” )G2  = (gz+ + gffi2+・・
・・・・+ gt*” )Gi“(go + gn r
 ””” + glNl′)Ow −(gWI * g
llzy・・・・・・+g+1+’)とする。ここで、
絶対値1の複素数を成分とする新たな複素直交行列 P = [pik ] と1番目の倍数兼直交系列 Gl−(g++g□、・・・・・・+g+w”)から次
の式に従って系列長N″のN個の゛系列を導く。
導かれるN個の系列のうちのj番目の系列はQ’j ”
(gut’lL gltF’W ’・・・・・+ g+
J1w tg+(w”l’)pIt l  g+(ml
)pIt、−… +  g+(tw)IIJw  *慕 Kl(NIにN+1)I)  It  +g+(y++
−*+t)91t  +”’  +’g 1lllll
’lll+  )とする。すなわち、′Q目の第m成分
はGiの%m成分に、Pのj番目の行第m (mod 
N )列の成分な   乗じたものになっている。この
ようにして得られたQ、1.・・・+QlllのN個の
系列は位数Nの自己相補系列系となっていることを次に
示す。Ql、+・・・、Qllのそれぞれの系列の自己
相関関数のlシフト成分の総和は、複素段を*で表わす
と、 ・j’ p、(m(moall))pV((m+1) 
(moa”))1=1 となるが待行列Pは複素直交行列だから4j pI(m
(madす)p″’ffi((m+J) (modす)
はlがNの倍数のときNとなり、それ以外のときはOと
なる。一方、lが、0以外のNの倍数のときは、G1が
位数Nの倍数兼直交系列であることからfgtm趙01
.、−〇 mKl となる。従って、O以外のあらゆるl(二対してΣp*
+1(1) = O IN。
となり、(Qn−・・・、Ql、)は自己相補系列系で
ある。
このようにして得られた、それぞれN個の系列からなる
N組の自己相補系列系(Qss、・・・+ Qtw )
 t・・・。
(Qll、−、Ql、)、−A、Q、1.−、 蝙)が
互に相互相補系列系であることを次に示す。
i〜hとして、QijとQhjの相互相関関数のlシフ
ト成分の1≦j≦Nについての総和は全1r     
*  * 、=、N−=、glmpl(m(modN)) gh(
n++J)”I((m十〇(m6dす)* =1Σg1mg?(m。J)”I)I(、、い。d+’
))pI((。。j)C+++od’))N”m=1 
   1=1 となるが、行列Pは複素直交行列だから、* ΣpH(m(mod)+))I’J ((aI+I/X
a+odす)1=1 はlがNの倍数のときNとなり、それ以外のときはOと
なる。一方、lがNの倍数(0を含む)のときは、Gl
とGhが互にメイトであるから八Imgれ。+/)= 
0 顛=亀 となる。従って、2組の自己相補系列系(Qlm、・・
・。
Ql、)と(Qk、 、・・・、 Qllm )は相互
相補系列系であり、量とhはI→hなる任意の組み合わ
せでよいから、N組の自己(゛目補系列系(Qo、・・
・l Qll’) l・・・+(Qu+・・・。
Ql、)、・・・r (Qlll +・・・、Q−)は
完全相補系列系である。
また、QljとQhjの相互相関関係の4シフト成分は ビ    本 本 parl、、’L、g 1m pl(m(modll 
))gh(m+4)p + ((m) j)(madす
)となるが、lがNの倍数のときは pI (m(mod’))= p’!’((m+j )
(modす)であるから * p 、(+n(mode))  pI((m十〇(ma
dす)= 1であり、またGiとGhが互にメイトであ
るからである。従ってQljとQhjlの相互間関数の
Nの倍数シフト成分はOであり、QijとQhjは互に
メイトである。
このようにして導かれた完全相補系列系の構造を第3図
に示す。
系列長の拡大に用いる複素直交行列としては、絶対値1
の複素数を成分とする任意の複素直交行列が用いられ得
るので、完全相補系列系の設計の自由度は大きい。例え
ば、アダマール行列のみを用いれば、+1のみを成分と
する完全相補系が得られる。
さて、位数N、系列長N″の倍数兼直交系列に対して、
この系列mod Nで同期をとった状態で入力したとき
にサイドロープのない単パルスを出力する“°適合フィ
ルタ”を考えることができる。
この適合フィルタは、絶対値1の複素数を成分とするN
次複素直交行列を内蔵していて、適合する倍数兼直交系
列がmodNで同期のとれた( iN+に時点とjN+
に時点の区別は知らなくてよく、kだけを知っている)
状態で入力されると、入力された倍数兼直交系列と内蔵
されている複素直交行列から自己相補系列系(N個の系
列からなる)を生成する。さらに、このN個の系列それ
ぞれの整合フィルタを内蔵していて、このN個の系列を
それぞれの整合フィルタに入力する。各整合フィルタの
出力し入力されるN個の系列それぞれの自己相関関数と
なる)の総和をとると、サイドロープのない単パルスと
なる。
4 倍数兼直交系列Giの適合フィルタの構成を第4図
に示す。このフィルタの詳細は特願昭56−97515
号に示されている通りである。
このフィルタに、適合する系列のメイトなmodNで同
期をとって入力すると、入力されたメイトと内蔵される
複素直交行列とから生成されるN個の系列は、適合する
系列と内蔵される複素直交行列とから生成されるN個の
系列と相互相補系列系の関係にある。この生成されたN
個の系列が上記のN個の整合フィルタに入力され、出力
信号(相互相補系列系の対応する系列の相互相関関数と
なる)の総和がとられるから、無出力となる。
以上検討の結果、倍数差直交列に対する適合フィルタは
適合する系列をmod Nで同期をとって入力するとサ
イドロープのない単パルスを出力し、メイトなmod 
Nで同期をとって入力すると無出力となることがわかっ
た。従って、互にメイトの関係にあるN個の倍数兼直交
系列をmod Nで同期をとって線形加算した信号を、
N個のメイトのそれぞれの適合フィルタに入力すると、
それぞれのフィルタは適合する系列に対してだけ単パル
スを出力することになる。
通信路全体にわたって同期のとれている通信路があると
き、互にメイトの関係にあるN個の倍数兼直交系列をN
組の通信者に割り当て、各受信者は割り当てられた系列
の適合フィルタを用いて受信することにすると、漏話の
ない同期式スペクトル拡散多重通信路を構成できる。第
5図は本発明によるスペクトラム拡散多重通信システム
の概略構成図で、図中1a、lb〜1nは相互(1異メ
イトの関係にあるN (’IAの倍数兼直交系列を用い
て信号をそれぞれ変調して送信する送信装置、2はこれ
らの送信信号を合成して多重化する合成器、3a。
3b〜3nは前記送信装置1a、lb〜1nとそれぞれ
対を為す系列の適合フィルタ(第4図)を備えて前記送
信信号を選択的に受信する受信装置である。
4は送信装置1a、lb、・・・、In及び受信装置3
a。
3b、・・・、3nの夫々に同期信号を供給する同期装
置である。送信装置1a、lb、・・・、inは同期装
置4の出力する同期信号に従って、割り当てられた倍数
差直交系列により送信を行なう。
【図面の簡単な説明】
第1図は倍数差直交系列の一例の自己相関関数の絶対値
を示す図、第2図は位数2の完全相補系列系の構造を示
す図、第3図は他の完全相補系列系の構造を示す図、第
4図は倍数差直交系よりの適合フィルタを示す図、第5
図は本発明の一実施例を示す図である。 la、lb、・・・、In・・・送信装置2・・・合成
器 3 a 、 31) 、・・・、3n・・・受信装置4
・・・同期装置 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 (ばか1名) (23) 第4図 第1図 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 通信路全体にわたって同期のとれているスペクトラム拡
    散多重通信方式において、互いにメイトの関係にあるN
    個の倍数差直交系列をN個の通信者に割り当てるととも
    に、各受信者は割り当てられた系列の適合フィルタを用
    いて受信することを特徴とする    −−多重通信方
    式。
JP57213307A 1982-12-07 1982-12-07 多重通信システム Granted JPS59104841A (ja)

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JPH0530338B2 JPH0530338B2 (ja) 1993-05-07

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ID=16636959

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Cited By (4)

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JPH06164536A (ja) * 1992-11-18 1994-06-10 Rohm Co Ltd 高速通信方法及びそれを用いた有線又は無線機器システム
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