JP3107952B2 - 自動車・携帯電話システム及びその送受信方法 - Google Patents

自動車・携帯電話システム及びその送受信方法

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JP3107952B2
JP3107952B2 JP05199017A JP19901793A JP3107952B2 JP 3107952 B2 JP3107952 B2 JP 3107952B2 JP 05199017 A JP05199017 A JP 05199017A JP 19901793 A JP19901793 A JP 19901793A JP 3107952 B2 JP3107952 B2 JP 3107952B2
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藤 修 加
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、1ユーザに複数のチャ
ネル番号を割り当てて高品質の情報伝送を行なうように
した自動車・携帯電話システム及びその送受信方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、文献”On the Sysytem Desig
n Aspects of Code DivisionMultipule Access
(CDMA) Applied to Digital Cellular andPerso
nal Communications Network ( 1992年 Vehic
le TechnologyConference ) ”に述べられているよ
うに、符号分割多元接続方式の自動車・携帯電話システ
ムが実用化に向けて開発されている。かかる符号分割多
元接続方式の自動車・携帯電話システムの従来例の構成
を図3に示す。この図において、符号1は基地局等の送
信側装置、2は自動車電話、携帯電話等の受信側装置を
表す。符号3、4、5は送信側装置1において各ユーザ
に割り当てられたチャネル番号に対応して設けられ、そ
れぞれのユーザの情報が入力される情報入力線で、情報
入力線3は#1、情報入力線4は#2、情報入力線5は
#mに対応する。符号6、7、8は情報入力線3、4、
5のそれぞれに接続され前記各チャネル番号に対応する
拡散系列で拡散処理を行なう拡散変調器、9は複数ユー
ザ分の拡散信号を合成して送信する合成器である。ま
た、符号10は受信側装置2において各ユーザに割り当
てられたチャネルの拡散系列で逆拡散処理を行なう逆拡
散器である。送信側装置1において、拡散変調器6、
7、8にはそれぞれ直交拡散系列としてW1(t)、W2
(t)、……Wm(t)のパラメータが、また擬似雑音系列と
してPN(t) のパラメータが入力され、これら直交拡散
系列と擬似雑音系列を乗じることにより各チャネルに対
応する拡散系列S1(t)、S2(t)、……Sm(t)が得られ、
この拡散系列で拡散処理が行なわれる。以下の説明にお
いては、この擬似雑音系列を「PN系列」という。受信
側装置2については、各機器が逆拡散器10を有してお
り、図3に示す受信側装置2のチャネル番号が#iであ
れば、その逆拡散器10には直交拡散系列としてWi(t)
のパラメータが、またPN系列としてPN(t)のパラメ
ータが入力されることにより、そのチャネルに対応する
拡散系列で逆拡散処理が行なわれる。このような拡散、
逆拡散処理を行なうための、或るセル内において、各ユ
ーザに割り当てられたチャネル番号に対応して用いられ
る拡散系列の例を図4に表にして示す。
【0003】このような構成を有する自動車・携帯電話
システムにおいて、送信側装置1においては、各情報入
力線3、4、5からユーザ情報が所定の情報伝送速度
(例えばB(bps)とする)入力されると、そのユー
ザに割り当てられたチャネル番号に対応する拡散系列で
拡散変調器6、7、8により拡散処理を行なった後、合
成器9で複数ユーザ分の拡散信号を合成して送信する。
他方、受信側装置2においては、合成された拡散信号を
受信すると、各ユーザに割り当てられたチャネル番号の
拡散系列で逆拡散器10により逆拡散処理を行なうこと
によって情報を情報伝送速度B(bps)で再生し情報
出力線11から出力する。
【0004】ここで、或る情報伝送速度の下で送られて
きたユーザ情報としての信号が拡散処理され、送信さ
れ、さらに逆拡散される場合の波形変化の状況を図5乃
至図7に示す。ユーザ情報はそれぞれの情報入力線3、
4、5から入力されるが、そのユーザ情報は帯域幅B、
パワースペクトル密度Pのスペクトル信号12の形で入
力される。このスペクトル信号12が拡散変調器6、
7、8で拡散処理されると、前記帯域幅B内のパワーが
図6の回線上の拡散多重スペクトルの拡散帯域幅S上に
分散され、この図6に示すような拡散信号13になる。
拡散変調器6、7、8は各ユーザに割り当てられたチャ
ネル番号に対応しており、それぞれのチャネル番号に対
して拡散系列は図4に示すように異なった値に設定され
ているから、拡散信号13は各チャネル相互間について
異なった信号となり多重構造となる。図6では4チャネ
ル拡散多重スペクトルの例を示す。
【0005】このような拡散信号13を受信側装置2で
逆拡散処理すると、受信側装置2では直交拡散系列がW
i(t)、PN系列がPN(t) で逆拡散処理を行なうから、
前記4チャネル拡散多重スペクトルのうち、この拡散系
列Si(t)に対応するチャネルの拡散信号、すなわち希望
波14のパワーが再び帯域幅Bに集中し、多重されてい
る他ユーザの信号(3チャネル分)は拡散されたままの
波形となり、この拡散されたままの波形は干渉波15と
して存在することになる。そして、受信側装置2におい
て帯域Bを切り出すフィルターをかけると図7に示すよ
うな逆拡散後の希望波14及び干渉波15スペクトルの
ようになり、希望波14のパワーと干渉波15のパワー
の比であるSIR(信号対干渉比)が所定の値を確保で
きていれば、所要の通信品質を保つことができるように
なっている。
【0006】ちなみに、B=9600、すなわち情報伝
送速度が9600bpsの場合においては、対干渉とい
う観点から見て、SIRが所定の値を確保できる範囲内
で最大64チャネルを設定することができるため、直交
拡散系列として64種類のウォルシュ符号を用いた自動
車・携帯電話システムの例がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の自動車・携帯電話システムでは、1ユーザは1
つのチャネルを使用し、このときの情報伝送速度は、拡
散系列のチップ速度を拡散比で割った値に相当する情報
伝送速度(これをBビット/秒(bps)とする)以下
しかとれず、この範囲で誤り訂正も含めた情報を通信す
るので、得られる通信品質には限界があるという不具合
があった。
【0008】本発明は前記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、高品質での情報通信を必要とするユー
ザには複数のチャネル番号を割り当てて大量の冗長デー
タの伝送が行なえるようにした自動車・携帯電話システ
ム及びその送受信方法を提供することである。
【0009】
【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、送信側装置と、受信側装置とを備え、同
一セル内の各チャネルに直交拡散系列(系列数:m)と
擬似雑音系列とを乗じて得られた拡散系列を割り当てて
通信を行なう自動車・携帯電話システムで、同一セル内
のチャネル番号にはm個の直交拡散系列と擬似雑音系列
とを乗じた拡散系列を対応させるとともに、1ユーザに
対して複数(n個)のチャネル番号を割り当て、送信側
装置には、ユーザ情報に冗長データを付加し、さらにこ
の全情報をn分割する誤り訂正符号化手段と、これら分
割された情報の各々を、そのユーザに割り当てられた各
チャネル番号に対応する拡散系列で拡散処理する拡散変
調手段と、拡散処理された情報を合成して受信側装置へ
出力する合成手段とを設ける一方、受信側装置には、前
記拡散処理された情報を前記1ユーザに割り当てられた
各チャネル番号の拡散系列で逆拡散する逆拡散手段と、
逆拡散したnチャネル分の情報を合成した後誤り訂正処
理する誤り訂正復号化手段とを設けたことを要旨とす
る。
【0010】
【作用】本発明は、上記した構成により、前記1ユーザ
に対して情報が送られてきたとき、送信側装置では誤り
訂正符号化手段が冗長データを付加するとともにこの全
情報をn分割し、その後n分割された情報のそれぞれを
拡散変調手段により各チャネル番号に対応する拡散系列
で拡散処理する。これによってユーザ情報と冗長データ
との拡散信号がn個生成され、これらの拡散信号は合成
手段により多重化されて拡散多重スペクトルに作り上げ
られた後、受信側装置へ向けて送信出力される。受信側
装置では、n個の逆拡散手段により拡散処理された情報
すなわち前記拡散多重スペクトルを前記1ユーザに割り
当てられた各チャネル番号の拡散系列で逆拡散し、受信
情報をB(bps)ずつnチャネル分再生し、さらに誤
り訂正復号化手段によりnチャネル分の再生情報を合成
した後、誤り訂正復号化処理を行なう。これにより、現
状の速度で高品質の情報伝送サービスを提供することが
可能となる。しかも、受信側装置の構成は、通常の情報
伝送速度(即ち1チャネルのみ割り当てられるユーザの
情報伝送速度)であるB(bps)を符号分割多重で送
受信する構成をそのまま適用でき、高品質伝送を可能に
するための送受信機ハードに付加すべき機能はB(bp
s)をnB(bps)にする誤り訂正符号化機能および
nB(bps)をB(bps)に戻す誤り訂正復号化機
能程度ですむから、構成の大幅な変更を伴うことはな
い。また、nを大きくしていけば、より高品質な情報伝
送に対応することができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。図1は本発明の一実施例における自
動車・携帯電話システムの構成を示すブロック図、図2
はこの実施例におけるチャネル構成を表にした図であ
る。図1において、符号21は基地局等の送信側装置、
22は自動車電話、携帯電話をはじめとする移動局等の
受信側装置を表す。符号23は高品質な情報伝送が要求
されるB(bps)のユーザ情報が伝送されるデータ
線、24は高品質な情報伝送を実現するために前記ユー
ザ情報に誤り訂正用の冗長データを付加し、さらにこの
全情報を分割する誤り訂正符号化回路、25、26は送
信側装置21においてユーザ#2を除く各ユーザ#1、
……#mに一つづつ割り当てられたチャネル番号に対応
して設けられ、それぞれのユーザ情報が入力される情報
入力線、27a、……27bは1ユーザ(即ち図2では
ユーザ#2)にn個割り当てられたチャネル番号に対応
して設けられ、誤り訂正符号化回路24から出力された
n分割情報のそれぞれが入力される情報入力線、28、
29、30a、……30bは情報入力線25、26、2
7a、……27bのそれぞれに接続され前記各チャネル
番号に対応する拡散系列で拡散処理を行なう拡散変調
器、31は前記拡散処理により得られた拡散信号を合成
して拡散多重スペクトルを生成しこれを送信出力する合
成器である。この実施例において、前記n個のチャネル
を保有するユーザ#2にはチャネル番号#2から#(1
+n)までが割り当てられている。
【0012】受信側装置22は前記n個のチャネルを保
有するユーザ#2のための携帯電話等の受信側装置であ
る。この受信側装置22において、符号32a、……3
2bはそのユーザ#2に割り当てられた#2から#(1
+n)までのチャネルに対応して設けられたn個の逆拡
散器で、各チャネル番号に対応した拡散系列で逆拡散処
理を行なう。33は逆拡散したnチャネル分の情報を合
成した後誤り訂正処理を行なう誤り訂正復号化回路であ
る。
【0013】送信側装置21において、誤り訂正符号化
回路24はデータ線23を通して入力したB(bps)
のユーザ情報に誤り訂正用の(n−1)B(bps)の
冗長データを付加してnB(bps)の情報を生成し、
さらにこの全情報をn個の情報伝送速度がB(bps)
の情報に分割する。このとき、誤り訂正符号化回路24
は、nB(bps)の全情報のうちユーザ情報を1つの
チャネル番号に割り当て、(n−1)B(bps)の誤
り訂正符号化の冗長分を(n−1)分割してその分割さ
れた冗長分の各々を残りの(n−1)個のチャネル番号
に割り当てる。
【0014】拡散変調器28、29、30a、30bに
はそれぞれ直交拡散系列( 系列数m) としてW1(t)、W
2(t)、……Wm(t)のパラメータが、またPN系列として
PN( t)のパラメータが入力される。そして、前記直交
拡散系列とPN系列とが乗じられることにより各チャネ
ルに対応する拡散系列S1(t)、S2(t)、……Sm(t)が得
られ、この拡散系列で拡散処理が行なわれるように設定
されている。他方、受信側装置22では、その装置のユ
ーザがnチャネルを割り当てられていることから、#2
から#(1+n)のチャネル番号に対応する直交拡散系
列W2(t)、……W1+n(t)とPN系列とが乗じられて拡散
系列S2(t)、……S1+n(t)が得られ、そのチャネルに対
応する拡散系列で逆拡散処理を行なうように設定されて
いる。このような拡散、逆拡散処理を行なうための、チ
ャネル構成を図2に表にして示す。
【0015】かかる構成を有する自動車・携帯電話シス
テムについて、以下動作を説明する。送信側装置21に
おいて、データ線23からは高品質情報伝送用のユーザ
情報が入力される一方、情報入力線25、26からは通
常品質による情報伝送用のユーザ情報が入力される。こ
れらいずれのユーザ情報も情報伝送速度はB(bps)
である。データ線23から入力されたユーザ情報には誤
り訂正符号化回路24により誤り訂正用の(n−1)B
(bps)の冗長データが付加されてnB (bps)
の情報が生成される。さらに誤り訂正符号化回路24は
この全情報をn個の情報伝送速度がB(bps)の情報
に分割する。このとき、誤り訂正符号化回路24は、n
B(bps)の全情報のうちユーザ情報を1つのチャネ
ル番号に割り当て、(n−1)B(bps)の誤り訂正
符号化の冗長分を(n−1)分割してその分割された冗
長分の各々を残りの(n−1)個のチャネル番号に割り
当てる。
【0016】次に、各情報入力線25、26、27a、
……27bから入力されたユーザ情報または誤り訂正符
号化の冗長分は、それぞれ対応する拡散変調器28、2
9、30a、……30bに入力されこれらの拡散変調器
28、29、30a、……30bにより拡散処理を行な
った後、合成器31へ出力される。合成器31は、複数
ユーザ分の拡散信号およびユーザ#2に割り当てられた
nチャネル分の拡散信号を同じ条件の下で合成して拡散
多重スペクトルを生成しこの信号を送信出力する。
【0017】他方、受信側装置22においては、合成さ
れた拡散信号を受信すると、各チャネル番号の拡散系列
で逆拡散器により逆拡散処理を行なう。チャネル番号が
1個割り当てられているユーザの受信側装置は逆拡散器
を1個有しており、前記ユーザ#2のようにチャネル番
号がn個割り当てられている場合は、図1に示されてい
るように、その受信側装置22は逆拡散器を32aから
32bまでn個有している。そして、この受信側装置2
2では逆拡散器32a……32bにより逆拡散処理する
ことによって受信情報を情報伝送速度B(bps)でn
チャネル分再生する。この再生情報は誤り訂正復号化回
路33に入力され、ここでnチャネル分の再生情報を合
成した後誤り訂正復号化処理を行ない、元のユーザ情報
にして情報出力線34から出力する。この受信側装置2
2での受信動作において、nチャネル分の情報の再生に
際して(n−1)チャネル分は誤り訂正用の冗長データ
を再生するから、情報出力線34にて出力されるユーザ
情報はきわめて信頼性の高い情報となっており、高品質
の情報伝送が行われる。なお、前記B(bps)の情報
伝送速度で送られてきたユーザ情報としての信号が拡散
処理され、送信され、さらに逆拡散される場合の波形変
化の動作状況は図5乃至図7を参照して既に説明したの
でここでは説明を省略する。
【0018】以上により、高品質の情報伝送サービスを
提供することが可能となる。しかも、送受信機の構成
は、通常の情報伝送速度(即ち1チャネルのみ割り当て
られるユーザの情報伝送速度)であるB(bps)を符
号分割多重で送受信する構成をそのまま適用でき、高品
質伝送を可能にするための送受信機ハードに付加すべき
機能はB(bps)情報をnB(bps)情報に拡張す
る誤り訂正符号化機能およびnB(bps)情報をB
(bps)情報に戻す誤り訂正復号化機能程度ですむか
ら、構成の大幅な変更を伴うことはない。また、nを大
きくしていけば、より高品質な情報伝送に対応すること
ができる。
【0019】なお、ユーザ情報は特定の1つのチャネル
にのせられているので、送信側装置21が高品質伝送を
行なってきても、受信側装置22でそれほど高品質の情
報伝送は必要ないというような場合、品質を犠牲にすれ
ば複数チャネルの中の1つのチャネルのみを復号すれば
情報が得られるから、受信側装置22の動作負担を軽く
することができる。したがって、受信側装置22は拡散
処理された受信情報を前記1ユーザに割り当てられた各
チャネル番号の拡散系列で逆拡散し、逆拡散した複数チ
ャネル分の情報を合成した後誤り訂正処理するか、また
は、拡散処理された受信情報のうちユーザ情報のみをそ
のチャネル番号の拡散系列で逆拡散し、逆拡散したユー
ザ情報を誤り訂正処理するかの動作を選択的に実行させ
て情報伝送操作の幅を広げることができる。
【0020】また、高品質な情報伝送を或るユーザに提
供する別の方法としては、高品質な情報伝送(例えば所
要BERが10-5)を行なうユーザの送信パワーを通常
の品質の情報伝送(例えば所要BERが10-2)を行な
うユーザよりも大きくするという方法もあるが、本発明
の方法の方が誤り訂正符号の持つ符号化利得分だけ1ユ
ーザの所要送信パワーを小さくすることができる。さら
に、本発明のように、1ユーザに複数チャネルを割り当
てる構成による高品質な情報伝送を提供する方法は、1
ユーザにB(bps)を越える高速の情報伝送を提供す
るシステムを組み上げるときに、この高速伝送の構成と
の整合性にも優れている。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
送信側装置と、受信側装置とを備え、同一セル内の各チ
ャネルに拡散系列を割り当てて通信を行なう自動車・携
帯電話システムで、1ユーザに対して複数(n個)のチ
ャネル番号を割り当て、送信側装置には、ユーザ情報に
冗長データを付加し、さらにこの全情報をn分割する誤
り訂正符号化手段と、これら分割された情報の各々を、
そのユーザに割り当てられた各チャネル番号に対応する
拡散系列で拡散処理する拡散変調手段と、拡散処理され
た情報を合成して受信側装置へ出力する合成手段とを設
ける一方、受信側装置には、前記拡散処理された情報を
前記1ユーザに割り当てられた各チャネル番号の拡散系
列で逆拡散する逆拡散手段と、逆拡散したnチャネル分
の情報を合成した後誤り訂正処理する誤り訂正復号化手
段とを設けたため、現状の速度で高品質の情報伝送サー
ビスを提供することが可能となる。しかも、送受信機の
構成は、通常の情報伝送速度であるB(bps)を符号
分割多重で送受信する構成をそのまま適用できるから、
構成の大幅な変更を伴うことはない。また、nを大きく
していけば、より高品質な情報伝送に対応することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の自動車・携帯電話システム
の構成を示すブロック図
【図2】前記実施例において採用するチャネル構成の例
を表にして表す図
【図3】従来の自動車・携帯電話システムの構成を示す
ブロック図
【図4】前記従来例において採用するチャネル構成の例
を表にして表す図
【図5】現状の情報伝送速度で送られてきたユーザ情報
のスペクトル信号を表す図
【図6】前記スペクトル信号を拡散処理して得た拡散多
重スペクトル信号を表す図
【図7】前記拡散多重スペクトル信号を逆拡散処理して
得た希望波及び干渉波スペクトルを表す図
【符号の説明】
21 送信側装置 22 受信側装置 23 データ線 24 誤り訂正符号化回路 25、26、27a、27b 情報入力線 28、29、30a、30b 拡散変調器 31 合成器 32a、32b 逆拡散器 33 誤り訂正復号化回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03M 13/00 - 13/22 H04B 7/24 - 7/26 H04J 1/00 - 13/06 H04L 1/00 H04L 1/08 - 1/24 H04Q 7/00 - 7/38

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基地局となる送信側装置と、移動局とな
    る受信側装置とを備え、同一セル内の各チャネルに直交
    拡散系列(系列数:m)と擬似雑音系列とを乗じて得ら
    れた拡散系列を割り当てて通信を行なう符号分割多元接
    続方式の自動車・携帯電話システムで、同一セル内のチ
    ャネル番号#1から#mまでにはm個の直交拡散系列と
    擬似雑音系列とを乗じた拡散系列を対応させるととも
    に、1ユーザに対して複数(n個)のチャネル番号を割
    り当て、送信側装置には、ユーザ情報に冗長データを付
    加し、さらにこの全情報をn分割する誤り訂正符号化手
    段と、これら分割された情報の各々を、そのユーザに割
    り当てられた複数のチャネル番号のうちの各々1つのチ
    ャネル番号に対応する拡散系列で拡散処理する拡散変調
    手段と、拡散処理された情報を合成して受信側装置へ出
    力する合成手段とを設ける一方、受信側装置には、前記
    拡散処理された情報を前記1ユーザに割り当てられた各
    チャネル番号の拡散系列で逆拡散する逆拡散手段と、逆
    拡散したnチャネル分の情報を合成した後誤り訂正処理
    する誤り訂正復号化手段とを設け、前記逆拡散手段によ
    り受信情報をnチャネル分再生するとともに、誤り訂正
    復号化手段により合成して誤り訂正復号化処理すること
    により、現状の速度で高品質の情報伝送を行ない得るよ
    うにしたことを特徴とする自動車・携帯電話システム。
  2. 【請求項2】 誤り訂正符号化手段はユーザ情報に冗長
    データを付加した全情報のうち、ユーザ情報を複数割り
    当てられたチャネル番号のうちの一つに割り当て、冗長
    データを分割して残りのチャネル番号に割り当てること
    を特徴とする請求項1記載の自動車・携帯電話システ
    ム。
  3. 【請求項3】 基地局となる送信側装置と、移動局とな
    る受信側装置とを備え、同一セル内の各チャネルに直交
    拡散系列(系列数:m)と擬似雑音系列とを乗じて得ら
    れた拡散系列を割り当てて通信を行なう符号分割多元接
    続方式の自動車・携帯電話システムで、同一セル内のチ
    ャネル番号#1から#mまでにはm個の直交拡散系列と
    擬似雑音系列とを乗じた拡散系列を対応させるととも
    に、1ユーザに対して複数のチャネル番号を割り当て、
    送信側装置では、ユーザ情報に誤り訂正用の冗長データ
    を付加した情報を生成し、さらにこの全情報を分割する
    に当たり、全情報のうちユーザ情報を1つのチャネル番
    号に割り当て、誤り訂正符号化の冗長分を分割してその
    分割された冗長分の各々を残りのチャネル番号に割り当
    てて送信する一方、受信側装置では、前記拡散処理され
    た情報を前記1ユーザに割り当てられた各チャネル番号
    の拡散系列で逆拡散し、逆拡散した複数チャネル分の情
    報を合成した後誤り訂正処理するか、または、拡散処理
    されたユーザ情報のみをそのチャネル番号の拡散系列で
    逆拡散し、逆拡散したユーザ情報を誤り訂正処理する
    か、の動作を選択的に実行することを特徴とする自動車
    ・携帯電話システムの送受信方法。
JP05199017A 1993-07-16 1993-07-16 自動車・携帯電話システム及びその送受信方法 Expired - Lifetime JP3107952B2 (ja)

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