JPS619045A - Radio communication system - Google Patents

Radio communication system

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JPS619045A
JPS619045A JP12843184A JP12843184A JPS619045A JP S619045 A JPS619045 A JP S619045A JP 12843184 A JP12843184 A JP 12843184A JP 12843184 A JP12843184 A JP 12843184A JP S619045 A JPS619045 A JP S619045A
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JP
Japan
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signal
channel
frame synchronizing
antenna
synchronizing signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP12843184A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Yamada
隆 山田
Shuichi Shindo
進藤 秀一
Masataka Minemura
峰村 政孝
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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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Publication of JPS619045A publication Critical patent/JPS619045A/en
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/24Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts
    • H04B7/26Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile
    • H04B7/2643Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile using time-division multiple access [TDMA]

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Time-Division Multiplex Systems (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent the reduction in the burst utilizing efficiency caused in use with a scanning beam antenna by transmitting always a frame synchronizing signal and a clock reproducing signal to plural stations to simplify the equipment in the plural stations. CONSTITUTION:A data signal is inputted to a terminal A and a frame synchronizing signal is inputted to a terminal B. A pulse speed of the frame synchronizing signal is slower than the pulse speed of a data signal and selected as a speed below one over several, for example. When a frame synchronizing signal is kept transmitted continuously for full time as the clock reproducing signal, the frame synchronizing signal is used as the clock reproducing signal and when the frame synchronizing signal is transmitted intermittently, the clock reproducing signal is added successively. Further, a narrow channel 13 has a large power per 1Hz because the band is narrow and even when the power is irradiated by a wide antenna beam with low directivity gain, the S/N equal to or over the broad band channel 14 is obtained when the beam is received by plural stations 2.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は広い地域を通信対象とする走査ビームアンテナ
を用いたポイント・ツー・マルチポイントの無線通信に
関するもので、走査ビームアンテナを用いて利得向上を
図る場合の−7レーム同期なら1にクロック再生の容易
な無線通信方式に係るものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to point-to-multipoint wireless communication using a scanning beam antenna that covers a wide area. -7 frame synchronization, which is intended for improvement, is related to a wireless communication system in which clock recovery is easy.

〔従来技術と問題点〕[Prior art and problems]

11図は一般的なポイント・ツー・マルチポイント無線
通信の構成を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing the configuration of general point-to-multipoint wireless communication.

従来、第1図に示すようなひとつの局1と複数の局21
〜27との間の、いわゆるポイント・ツー・マルチポイ
ントのTDMAl、線通信においては、水平面内で無指
向性のアンテナあるいは広い角度に電波を放射するよう
に設計された成形ビームアンテナを用いて通信を行なう
方式を採ることが多かった。3はこのアンテナのビーム
形状を示している。
Conventionally, one station 1 and multiple stations 21 as shown in FIG.
In so-called point-to-multipoint TDMA1, line communication between The method of doing this was often adopted. 3 shows the beam shape of this antenna.

このようなアンテナでは広い範囲に電波を放射するため
に指向性利得が低んから、所要の通信品質を得るために
は、複数の局2.〜27のアンテナは大口径のものが必
要であり、また、送信出力の大軽い送信機および雑音指
数の小さいl         受信機を備えた高性能
な通信設備が必要であって、経済的で簡単に設置できる
システムを構成することは不可能であった。
Since such antennas radiate radio waves over a wide range, their directional gain is low, so in order to obtain the required communication quality, multiple stations 2. ~27 antennas are required to have a large diameter, and high-performance communication equipment equipped with a light transmitter with high transmission power and a receiver with a low noise figure is required, which is economical and simple. It was not possible to configure a system that could be installed.

そのため、他の例としてひとつの局のアンテナの指向性
利得を高めるために、アンテナのビーム幅を狭めて高速
で走査して、複数の局と通信を行なう方式がある。しか
し、この場合には複数の局のうちのある1局に着目する
と、ある特定の時間しかひとつの局からの電波を受信で
きないことになる。
Therefore, as another example, in order to increase the directivity gain of the antenna of one station, there is a method of narrowing the beam width of the antenna and scanning at high speed to communicate with a plurality of stations. However, in this case, when focusing on one station among the plurality of stations, radio waves from one station can only be received during a certain specific time.

即ち、自局の方向にアンテナビームが向いている間のバ
ーストしか受信できない、しかもそ □の制御のため伝
送する対象であるデータ信号以外に、各バーストごとに
プリアンプルと呼ばれるフレーム同期信号や、クロック
再生用信号等の回線制御のための信号を付加しなけれぽ
ならない。これらの回線制御のための信号の長さは自局
に電波が照射されている時間の長さとは無関係に、回路
構成や再び電波が米るまでの時間間隔から決まる一定の
長さが必要である。
In other words, it can only receive bursts while the antenna beam is pointing in the direction of its own station, and in addition to the data signals that are transmitted for control purposes, each burst receives a frame synchronization signal called a preamble, Signals for line control, such as clock regeneration signals, must be added. The length of the signal for controlling these lines needs to be a certain length, which is determined by the circuit configuration and the time interval until the radio waves are restored again, regardless of the length of time that the radio waves are irradiated to the local station. be.

1″aab、 ohof)Rf)7>ff″l?−A/
)[、〒が狭くなり、複数の局のうちのある1局の受信
で終る時間の全体に占める割合が小さくなるに従って、
到達信号中に占める回線制御のための信号の割合が多く
なり、バーストの利用効率が低下するという欠点があっ
た。また、複数の局ではひとつの局からの電波が居いて
から自局が電波を送り出すまでの間クロックを保持しな
ければならないので、複数の各局にQの高いタンク回路
あるいはPLL回路等を設ける必要があるから、装置の
価格が高くなるという欠点があった。
1″aab, ohof)Rf)7>ff″l? -A/
As
This has the disadvantage that the ratio of signals for line control to the arriving signals increases, and the efficiency of burst utilization decreases. In addition, since multiple stations must maintain a clock from the moment a radio wave is received from one station until the station itself sends out a radio wave, it is necessary to provide each station with a high-Q tank circuit or PLL circuit. This has the drawback of increasing the price of the device.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明はこれらの欠点を解決するため、データ信号につ
いては走査ビームアンテナを用いながら、複数の局に対
して常にフレーム同期信号およびクロック再生信号を送
、り続けるようにしたものである。
In order to solve these drawbacks, the present invention uses a scanning beam antenna for data signals while constantly sending frame synchronization signals and clock recovery signals to a plurality of stations.

以下、その構成と作用に関し、実施例の図面に従って詳
細に説明する。
Hereinafter, its structure and operation will be described in detail with reference to the drawings of the embodiment.

〔実施例〕〔Example〕

第2図は本発明の1実施例のひとつの局の送信部を示す
プaツク図である。第2図において、4は変調器、5は
フィルタ、6は半固定の移相器、7は可変移相器、8は
合m#、9は局部発振器、10は周波数変換器、11は
電力増幅器、12はアレイ素子を表わしている。
FIG. 2 is a block diagram showing the transmitting section of one station according to an embodiment of the present invention. In Fig. 2, 4 is a modulator, 5 is a filter, 6 is a semi-fixed phase shifter, 7 is a variable phase shifter, 8 is a total m#, 9 is a local oscillator, 10 is a frequency converter, and 11 is a power Amplifier 12 represents an array element.

データ信号は端子Aに入力され、フレーム同期信号は端
子Bに入力される。ここで、フレーム同期信号のパルス
速度はデータ信号のパルス速度よりも遅く、例えば数分
の一以下の速度に選ばれる。クロック再生用信号として
は、フレーム同期信号が全時間連続的に送り続けられて
いるならば7に一ム同期信号をクロック再生用信号とし
て用いることがでかる。フレーム同期信号が断続的に送
られるならば、これに続けてクロック再生用信号を付加
する。端子Aからの入力および端子Bからの入力はそれ
ぞれ変調器4で1tM線チャネルの概ね半分だけ異なっ
た周波数に変調され、7著ルタ5で余分な帯域を遮断さ
れる。変調されたフレーム同期信号は半固定の移相器6
で広いアン誉ナビーム幅と′なるような位、1lllr
R係、即ち7シイ素子において円弧状の位相になるよう
に変換される。
A data signal is input to terminal A, and a frame synchronization signal is input to terminal B. Here, the pulse speed of the frame synchronization signal is selected to be slower than the pulse speed of the data signal, for example, a fraction of the speed or less. As the clock regeneration signal, if the frame synchronization signal is continuously sent all the time, the frame synchronization signal can be used as the clock regeneration signal. If the frame synchronization signal is sent intermittently, a clock recovery signal is added following it. The input from terminal A and the input from terminal B are each modulated by a modulator 4 to frequencies that differ by approximately half of the 1 tM line channel, and a filter 5 cuts off the excess band. The modulated frame synchronization signal is sent to a semi-fixed phase shifter 6.
With a wide beam width, 1lllr
It is converted to have an arcuate phase in the R phase, that is, in the 7th element.

一方、変調されたデータ信号は可変移相器7で、アレイ
素子上の位相がそれぞれの瞬間のアンテナビームの方向
に応じた一次傾斜を有するような位相関係に変換される
。この−次の位相関係を時々刻々変化させることにより
、アンテナビームな走査する。合波器8で変調された両
信号は合波され、共通の局部発振器9で発振された高周
波を用いて周波数変換器10で高周波に変換され、電力
増幅器11で増幅された後、アレイ素子12から放射さ
れる。
On the other hand, the modulated data signal is converted by a variable phase shifter 7 into a phase relationship such that the phase on the array elements has a linear slope depending on the direction of the antenna beam at each instant. The antenna beam can be scanned by changing this phase relationship from time to time. Both signals modulated by the multiplexer 8 are combined, converted into a high frequency signal by a frequency converter 10 using a high frequency wave oscillated by a common local oscillator 9, amplified by a power amplifier 11, and then sent to an array element 12. radiated from.

更に、アレイ素子12の後ろに反射鏡を用いることもで
終る。
It is also possible to use a reflector behind the array element 12.

以上は端子Aについてアレイ素子12を7エーズドアレ
イとして用いる場合を説明したが、可変移相器7の代わ
りに切り替えスイッチを使い、アレイ素子12をスイッ
チングアレイとして用いることもできる。*た、フィル
タ5と可変移相器7の間およびフィルタ5と半固定の移
相n6の閏、または周波数変換器10と電力増幅器11
の間に周波数変換器を用い、中間周波数段を多段にする
こともで終る。
Although the case where the array element 12 is used as a 7-aided array for the terminal A has been described above, a changeover switch can be used instead of the variable phase shifter 7, and the array element 12 can also be used as a switching array. *Also, between the filter 5 and the variable phase shifter 7 and between the filter 5 and the semi-fixed phase shift n6, or between the frequency converter 10 and the power amplifier 11
It is also possible to use a frequency converter between the two to create multiple intermediate frequency stages.

このようにして送信される電波のスペクトラムは第3図
のようになる。即ち、第3図はひとつの局の送信スペク
トラムを示す図であって、図に示すように一つの無線チ
ャネル上にフレーム同期信号を伝送する狭帯域チャネル
13とデータ信号を伝送する広帯域チャネル14が隣接
する。いずれをより高い周波数に選ぶかは自由である。
The spectrum of the radio waves transmitted in this way is as shown in FIG. That is, FIG. 3 is a diagram showing the transmission spectrum of one station, and as shown in the figure, a narrowband channel 13 for transmitting a frame synchronization signal and a wideband channel 14 for transmitting a data signal are on one radio channel. Adjacent. You are free to choose which one is the higher frequency.

狭帯域チャネルは、帯域が狭いためにIHzあたりの電
力を大きくすることができ、指向性利得の低い広いアン
テナビームで放射しでも複数の局2で受信した時に広帯
域チャネルと同等以上の信号対雑音比を得ることができ
る。
Because the narrow band is narrow, the power per IHz can be increased in the narrowband channel, and even if it is radiated with a wide antenna beam with low directional gain, the signal-to-noise when received by multiple stations 2 is equal to or higher than that of the wideband channel. You can get the ratio.

第4図はこれを受信する複数の局の受信機のブロック図
であって、復調部までを示すものであり、15はアンテ
ナ、16はサーキエレータ、        岬17は
RFフィルタ、18は局部発振器、19は周波数変換器
、20はフィルタ、21・は復調器を表わしている。
FIG. 4 is a block diagram of the receivers of a plurality of stations that receive this, and shows up to the demodulation section, 15 is an antenna, 16 is a circulator, 17 is an RF filter, 18 is a local oscillator, 19 20 represents a frequency converter, 20 represents a filter, and 21. represents a demodulator.

端子Cには送信機がつながる。アンテナで受信された電
波はRFフィルタ17で1tfA線チャネルだけが選び
出され、周波数変換器19で中間周波数に周波数変換さ
れる0次にフィルタ20で狭帯域チャネルと広帯域チャ
ネルが分離され、それぞれ復調器21で復調される。こ
のように本方式では狭帯域チャネルと広帯域チャネルが
1無線チャネル内にあるために、高価な高周波部を共用
することができる。フィルタ20以降の回路は従来の2
倍の数だけ必要になるが、この部分は高周波部に比べて
安価であるから装置の経済性を損なうことはない。
A transmitter is connected to terminal C. From the radio waves received by the antenna, an RF filter 17 selects only the 1tfA line channel, which is frequency-converted to an intermediate frequency by a frequency converter 19. A zero-order filter 20 separates narrowband channels and wideband channels, and demodulates them. The signal is demodulated by the receiver 21. In this way, in this system, since the narrowband channel and the wideband channel are included in one radio channel, an expensive high frequency section can be shared. The circuit after filter 20 is the conventional 2
Although twice as many parts are required, this part is cheaper than the high frequency part, so it does not impair the economic efficiency of the device.

第5図は複数の局で受信される信号を示す図で、(D)
、(E)はそれぞれ第4図の端子D%Eに対応していて
、22はフレーム同期信号、23はデータ信号を表わし
ており、フレーム同期信号として速度の遅い信号が常時
受信され、データ信号として速度の速い信号がバースト
状に受信される様子を示しでいる。複数の局のそれぞれ
はフレーム同期信号を参照して、あらかじめ定められた
自局に向けられて送信されるバーストのタイムスロット
を知ることがで終るから、これによらて自局への信号を
受信することができる。
Figure 5 is a diagram showing signals received by multiple stations, (D)
, (E) respectively correspond to the terminal D%E in FIG. This figure shows how fast signals are received in bursts. Each of the multiple stations refers to the frame synchronization signal and learns the time slot of the burst to be transmitted to the predetermined station, so that it can receive the signal to the own station. can do.

またフレーム同期信号を参照して、あらかじめ定められ
た自局が送信すゐことの許されたタイムスロットを知る
ことができるから、これによって自局からの送信を行な
うことができる。
Further, by referring to the frame synchronization signal, it is possible to know the predetermined time slots in which the own station is allowed to transmit, so that the own station can transmit.

このとさ、常時受信している速度の遅いフレーム同期信
号を適宜逓倍してクロックとすることができる。
In this case, the slow frame synchronization signal that is constantly received can be appropriately multiplied and used as a clock.

第6図は本発明の他の実施例を示したものであって、ひ
とつの局の送信部のブロック図である。半固定の移相器
6および可変移相器7は局部発振器9の出力に挿入され
ている。フィルタ5と周波数変換器100間、または合
波器8と電力増幅器11の闇に周波数変換器を用い、異
なる中間周波数による多段構成とすることもで〔L 以上、中間周波数段および局部発振89の出力に移相器
を入れる場合について詳細に説明したが、原理的には高
周波段に移相器を入れて高周波段で合波してもよい。そ
の場合、合波器の設計は難しくなるが、周!tLt変換
後に各アレイ素子に′分岐できるため周波数変換器の数
は2つで済み、アレイ素子の数が多い場合には周波数変
換器を大幅に削減できる。
FIG. 6 shows another embodiment of the present invention, and is a block diagram of the transmitting section of one station. A semi-fixed phase shifter 6 and a variable phase shifter 7 are inserted at the output of the local oscillator 9. A frequency converter may be used between the filter 5 and the frequency converter 100 or between the multiplexer 8 and the power amplifier 11 to form a multi-stage configuration with different intermediate frequencies [L or above, intermediate frequency stages and local oscillator 89] The case in which a phase shifter is inserted into the output has been described in detail, but in principle, a phase shifter may be inserted in the high frequency stage and multiplexing may be performed at the high frequency stage. In that case, designing the multiplexer will be difficult, but it will be easier to design the multiplexer. Since the signal can be branched to each array element after the tLt conversion, only two frequency converters are required, and when the number of array elements is large, the number of frequency converters can be significantly reduced.

また、ひとつの局のアンテナの面数が増えることを覚悟
すれば、狭帯域チャネルと広帯域チャネルをそれぞれ別
のアンテナから放射することもできる。
Also, if you are prepared to increase the number of antennas for one station, you can radiate narrowband channels and wideband channels from separate antennas.

ひとつの局の受信系および複数の局の送信系については
、従来のものと同様で良い。
The receiving system of one station and the transmitting system of multiple stations may be the same as conventional ones.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したよう゛に、本発明の方式によれば、走査ビ
ームアンテナを用いるにもかかわらず、4      
    複数の局に対して常にフレーム同期信号および
クロック再生信号を送ることにより、複数の局の装置を
簡易なものとすることができると共に、走査ビームアン
テナを用いた場合に生じていたバースト利用効率の低下
を防ぐことができる。
As explained above, according to the method of the present invention, even though a scanning beam antenna is used, 4
By constantly sending frame synchronization signals and clock recovery signals to multiple stations, the equipment for multiple stations can be simplified, and the efficiency of burst utilization, which occurs when scanning beam antennas are used, can be reduced. The decline can be prevented.

その結果、電波の利用効率が高く、経済的なポイント・
ツー・マルチポイントの通信方式を提供することが可能
となるので効果は大きい。
As a result, the use of radio waves is highly efficient, and economical points and
This is highly effective because it makes it possible to provide a two-to-multipoint communication system.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は一般的なポイント・ツー・マルチポイント無線
通信の構成を示す図、第2図は本発明の 1実施例のひ
とつの局の送信部を示すブロック図、第3図はひとつの
局の送信スペクトラムを示す図、第4図は複数の局の受
信部ブロック図、第5図は複数の局で受信される信号を
示す図、第6図は本発明の他の実施例のひとつの局の送
信部ブロック図である。 1・・・・・・ひとつの局、2I〜27・・・・・・複
数の局、3・・・・・・成形ビームアンテナのビーム形
状、4・・・・・・変調器、5・・・・・・フィルタ、
6・・・・・・半固定の移相器、7・・・・・・可変移
相器、8・・・・・・合波器、9・・・・・・局部発振
器、10・・・・・・周波数変換器1,11・・・  
      1ア・・・電力増幅器、12・・・・・・
アレイ素子、13・・・・・・狭帯域チャネル、 14
・・・・・・広帯域チャネル、15・・・・・・アンテ
ナ、16・・・・・・サーキュレータ、17・・・・・
・RFフィルタ、18・・・・・・局部発振器、19・
・・・・・周波数変換器、 20・・・・・・フィルタ
、21・・・・・・復調器、22・・・・・・フレーム
同期信号、23・・・・・・データ信号 代理人 弁理士  本  間     崇略・1図 第2図 第 3 図 周う文教 第4図 第5図 ノ′で一スト         ノ!−スト第6図
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of general point-to-multipoint wireless communication, FIG. 2 is a block diagram showing the transmitting section of one station according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a block diagram of the receiving section of multiple stations, FIG. 5 is a diagram showing signals received by multiple stations, and FIG. 6 is a diagram of one of the other embodiments of the present invention. FIG. 3 is a block diagram of a transmitting section of the station. 1...One station, 2I-27...Multiple stations, 3...Beam shape of shaped beam antenna, 4...Modulator, 5... ·····filter,
6... Semi-fixed phase shifter, 7... Variable phase shifter, 8... Multiplexer, 9... Local oscillator, 10... ...Frequency converter 1, 11...
1A...Power amplifier, 12...
Array element, 13...Narrowband channel, 14
...Broadband channel, 15...Antenna, 16...Circulator, 17...
・RF filter, 18...Local oscillator, 19.
... Frequency converter, 20 ... Filter, 21 ... Demodulator, 22 ... Frame synchronization signal, 23 ... Data signal agent Patent Attorney Takashi Honma - Figure 1, Figure 2, Figure 3, Bunkyo, Figure 4, Figure 5, No'! -Stock Figure 6

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ひとつの局と複数の局との間でディジタル信号を
双方向に伝送する無線通信系にお いて、1無線チャネルをフレーム同期信号 を含む信号を伝送する狭帯域チャネルとデ ータ信号を含む信号を伝送する広帯域チャ ネルとに分け、前記狭帯域チャネルは複数 の局の存在する通信対象領域を固定したビ ームで照射するアンテナを用い、一方、広 帯域チャネルは通信対象領域を狭いビーム で走査するアンテナを用いてTDMA通信 を行なうことを特徴とする無線通信方式。
(1) In a wireless communication system that transmits digital signals bidirectionally between one station and multiple stations, one wireless channel is divided into a narrowband channel that transmits a signal including a frame synchronization signal and a signal that includes a data signal. The narrowband channel uses an antenna that irradiates a communication target area where multiple stations exist with a fixed beam, while the wideband channel uses an antenna that scans the communication target area with a narrow beam. A wireless communication method characterized by performing TDMA communication.
(2)狭帯域チャネルと広帯域チャネルとで1つのアレ
イアンテナ共用して、狭帯域チャ ネルについては各アレイ素子の位相を固定 し、広帯域チャネルについては移相器によ り位相を変化させるかまたは複数のアレイ 素子を切り換えることによってビーム走査 を行なう特許請求の範囲第(1)項記載の無線通信方式
(2) One array antenna is shared between a narrowband channel and a wideband channel, and the phase of each array element is fixed for the narrowband channel, and the phase is changed using a phase shifter for the wideband channel, or multiple array antennas are used. The wireless communication system according to claim (1), wherein beam scanning is performed by switching elements.
(3)広帯域チャネルのビーム走査を行なう移相器また
はビーム走査を行なうスイッチを 中間周波数段に設け、広帯域チャネルと狭 帯域チャネルの周波数変換器を共用する特 許請求の範囲第(1)項または第(2)項記載の無線通
信方式。
(3) A phase shifter for beam scanning of a wideband channel or a switch for beam scanning is provided in an intermediate frequency stage, and a frequency converter for a wideband channel and a narrowband channel is shared. The wireless communication method described in (2).
(4)広帯域チャネルのビーム走査を行なう移相器を局
部発振器の出力部に設けた特許請 求の範囲第(1)項または第(2)項記載の無線通信方
式。
(4) The wireless communication system according to claim (1) or (2), wherein a phase shifter for performing beam scanning of a wideband channel is provided at the output section of the local oscillator.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH05102904A (en) * 1991-10-04 1993-04-23 Nec Corp Tdma radio communication system
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