DE3834457A1

DE3834457A1 - Spread-spektrum-empfaenger

Info

Publication number: DE3834457A1
Application number: DE3834457A
Authority: DE
Inventors: Takao Kurihara; Masahiro Hamatsu; Masaharu Mori
Original assignee: Clarion Co Ltd
Current assignee: Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Priority date: 1987-10-09
Filing date: 1988-10-10
Publication date: 1989-04-20
Anticipated expiration: 2008-10-11
Also published as: US4943975A; GB2211053A; GB8823641D0; GB9107842D0; GB2211053B; GB2243979A; GB2243980A; GB9107841D0; DE3834457C2; GB2243979B

Description

Die Erfindung betrifft einen Spread-Spektrum-Empfänger und befaßt sich insbesondere mit der Stabilisierung der Arbeit und der Erhöhung der Genauigkeit eines Spread-Spektrum-Empfängers, bei dem die empfangenen Signale demoduliert werden, um Daten zu erhalten, indem das Ausgangssignal eines Korrelators verwandt wird, der eine Pseudorauschcodierung, die im folgenden als PN-Codierung bezeichnet wird und in den empfangenen Signalen enthalten ist, mit einer Bezugs-PN-Codierung korreliert.

Bei der Spread-Spektrum-Nachrichtenverbindung wird in der in Fig. 9A der zugehörigen Zeichnung dargestellten Weise die PN-Codierung, die eine binäre Codierung ist, mit Daten moduliert und wird der Träger ausgesandt, der mit der in dieser Weise modulierten PN-Codierung moduliert ist. In Fig. 9A sind die Daten 31, ein Modulator 32, ein PN-Codierungsgenerator 33, ein Trägergenerator 34, ein Modulator 35 und eine Antenne 36 dargestellt. Auf der Empfängerseite werden in der in Fig. 9B dargestellten Weise die Signale empfangen und mit einer PN-Codierung korreliert, die als Bezugscodierung dient. Eine Selbstkorrelationswellenform, die im folgenden als Korrelationsnadelwellenform bezeichnet wird, eine relativ große Amplitude hat und dann auftritt, wenn die beiden Codierungen einander entsprechen, oder nahezu einander entsprechen, wird so behandelt, daß die Daten wiedergewonnen werden. In Fig. 9B sind eine Antenne 37, ein Korrelator 38, ein Bezugs- PN-Codierungsgenerator 39, ein Datendemodulator 40 und die Daten 41 dargestellt.

Als ein signalangepaßtes Filter ist ein Konvolver, d. h. ein Signalfaltungsbauelement bekannt. Ein Konvolver ist ein Funktionsbauelement, das das Faltungsintegral bildet und dient als angepaßtes Filter zur Durchführung der Korrelation, wenn die binäre Codierung als Bezug, die im folgenden Bezugscodierung genannt wird, in einer zeitlich umgekehrten Beziehung zur empfangenen Codierung steht.

Es sind akustische Oberflächenwellen-Konvolver als Beispiel eines Konvolvers bekannt. Hinsichtlich ihres Aufbaues gibt es Konvolver, bei denen (1) ein Luftspalt zwischen einem piezoelektrischen Körper und einer Siliziumschicht vorgesehen ist, (2) ein piezoelektrischer Körper und eine Siliziumschicht in einem Stück über einer Oxidschicht ausgebildet sind, (3) der nur aus einem piezoelektrischen Körper besteht usw. Alle diese Ausführungsformen führen eine Multiplikation über die Wechselwirkung von zwei Signalen durch, indem die nicht lineare Charakteristik ausgenutzt wird, und integrieren das Ergebnis der Wechselwirkung in einer als Gatter bezeichneten Elektrode, die im Wechselwirkungsbereich angeordnet ist.

Fig. 10 zeigt ein Beispiel des Aufbaus eines akustischen Oberflächenwellen-Konvolvers mit Wandlern 42, 43, einem piezoelektrischen Körper 44, einer dünnen Oxidschicht 45, einem Siliziumsubstrat 46 und einer Gatterelektrode 47. Das Signal s(t), das über den Wandler 42 eingegeben wird, pflanzt sich in Fig. 10 nach rechts fort und das Signal r(t), das über den Wandler 43 eingegeben wird, pflanzt sich nach links fort. Die Wechselwirkung zwischen s(t) und r(t) wird aufgrund der nichtlinearen Charakteristik des Aufbaus aus dem piezoelektrischen Körper, der dünnen Oxidschicht und dem Siliziumsubstrat hervorgerufen, und es wird durch die Gatterelektrode 47 eine Integration durchgeführt, bei der das Ergebnis der Wechselwirkung integriert wird.

Das Signal c(t), das durch die Gatterelektrode 47 ausgegeben wird, kann durch die folgende Gleichung dargestellt werden:

wobei A eine Konstante ist, T die Zeit wiedergibt, die die akustische Welle braucht, um unter der Gatterelektrode hindurchzugehen, wobei diese Zeit im folgenden als Gatterverzögerungszeit bezeichnet wird, x die in Richtung der Fortpflanzung von s(t) gemessene Strecke und v die Schallgeschwindigkeit bezeichnen.

Im allgemeinen hat die PN-Codierung eine bestimmte Periode. In der Wellenform, die auf der Senderseite erzeugt wird, gibt es oftmals eine gewisse Beziehung zwischen einer Periode der PN-Codierung und der Länge eines Bits in den Daten. Um die Erläuterung zu vereinfachen, ist im folgenden als Beispiel angenommen, daß eine Periode der PN-Codierung und die Länge eines Bits der Daten gleich sind.

Andererseits kann die Beziehung zwischen der Gatterverzögerungszeit und der PN-Codierung gleichfalls in geeigneter Weise gewählt werden. Das heißt, daß die Gatterverzögerungszeit entweder kürzer als eine, gleich einer oder länger als eine Periode der PN-Codierung sein kann. Die Gatterverzögerungszeit hat die Bedeutung eines Integritätsbereichs im Korrelationsvorgang. Unter Berücksichtigung der Korrelationscharakteristik der PN- Codierung ist es wünschenswert, daß sich der Integralbereich genau über eine Periode erstreckt. Bei der folgenden Erläuterung wird daher als Beispiel angenommen, daß die Gatterverzögerungszeit und eine Periode der PN-Codierung gleich sind.

Die oben beschriebenen Beziehungen sind in den Fig. 11A, 11B und 11C dargestellt. Die Fig. 11A und 11B zeigen die Anordnung der Daten und der PN-Codierung jeweils. Bei dem obigen Beispiel sind die Länge eines Daten-Bits und eine Periode der PN-Codierung identisch und gleich l jeweils. Fig. 11C zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Konvolvers, wobei die Verzögerungszeit innerhalb der Länge L der Gatterelektrode gleich l ist. Die obige Beschreibung bezog sich auf ein Beispiel zur Erläuterung der Erfindung, wobei die Beziehungen zwischen der Länge eines Daten-Bits, einer Periode der PN-Codierung und der Gatterverzögerungszeit willkürlich gewählt werden können.

Da es bei der tatsächlichen Nachrichtenverbindung auf der Empfängerseite unbekannt ist, wann ausgesandte Signale empfangen werden, wartet der Empfänger auf den Empfang von Signalen, während das Bezugssignal einem der Wandler eingegeben wird. Wenn ein Signal empfangen wird, dann wird es über den anderen Wandler auf den Konvolver gegeben. Wenn die PN-Codierungen, die in dem empfangenen Signal und im Bezugssignal jeweils enthalten sind, einander entsprechen, wird eine Korrelationsnadelwellenform über die Gatterelektrode des Konvolvers erhalten. Es ist jedoch überhaupt nicht bekannt, an welcher Stelle diese Codierungen einander entsprechen. Wenn die Stelle, an der die beiden Codierungen einander entsprechen, nicht genau festgelegt ist, können die Daten nicht fehlerfrei gewonnen werden. Wenn beispielsweise die beiden Codierungen in der in Fig. 12A dargestellten Form einander entsprechen, tritt auf der ersten Hälfte der empfangenen Codierung ein Daten-Bit A auf, während auf der zweiten Hälfte ein weiteres Daten-Bit B auftritt. Die Fig. 12A zeigt die Anordnung der Daten-Bits, die empfangene PN-Codierung und die Bezugscodierung, wobei der Bereich L den Wechselwirkungsbereich unter der Gatterelektrode wiedergibt. Die PN-Codierung gibt die zeitlich umgekehrte Form der PN-Codierung A wieder.

Wie es oben beschrieben wurde, sollten Maßnahmen getroffen werden, damit die empfangene Codierung und die Bezugscodierung einander schließlich an der Stelle entsprechen, die in Fig. 12B dargestellt ist, an der sie einander zum ersten Male entsprechen. Das Zeitintervall von dem Zeitpunkt, an dem das Signal empfangen wird, bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Codierungen einander an der in Fig. 12B dargestellten Stelle entsprechen, wird Anfangssynchronisationszeit genannt.

Wenn ein Unterschied zwischen der Taktfrequenz der empfangenen PN-Codierung und der Taktfrequenz der Bezugscodierung besteht, wird nach der Anfangssynchronisation und der Positionierung der Codierungen in der in Fig. 12B dargestellten Weise die Position, an der die Codierungen einander entsprechen, allmählich von der Anordnung verschoben, die in Fig. 12B dargestellt ist. Diese Verschiebung kann immer dann, wenn der Anfang der empfangenen PN-Codierung und der der Bezugs-PN-Codierung zsammenfallen, in der folgenden Weise ausgedrückt werden:

wobei f _r die Taktfrequenz der Bezugs-PN-Codierung bezeichnet, f _t die Taktfrequenz der empfangenen PN-Codierung bezeichnet und N die Anzahl der Bausteine ist, die eine Periode der PN- Codierung bilden.

Selbst wenn somit die Anfangssynchronisation bewirkt ist, wird dann, wenn die Taktfrequenzen der Codierungen verschieden sind, die Position, an der die beiden Codierungen einander entsprechen, allmählich von der richtigen Position verschoben und wird die Demodulation zum Bilden der Daten unmöglich. Das bedeutet, daß eine vollständig identische Taktfrequenz auf der Senderseite und der Empfängerseite benutzt werden sollte. Für einen Taktoszillator wird gewöhnlich ein Quarzoszillator als Bezugsoszillator verwandt. Dieses Verfahren hat daher den Nachteil, daß es nicht nur extrem schwierig ist, mehrere Quarzkristalle mit genau derselben Frequenz herzustellen, sondern daß auch die äußeren Umstände wie beispielsweise die Temperatur, die Feuchtigkeit usw. mit extrem hoher Genauigkeit geregelt werden sollten.

Um die oben beschriebenen Mängel zu beseitigen, ist in der japanischen Patentanmeldung Nr. 59-77 789 ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem die Anfangssynchronisation, die oben beschrieben wurde, dadurch bewirkt wird, daß ein Impuls, der im folgenden als Korrelationsimpuls bezeichnet wird, durch eine Signalverarbeitung der obigen Korrelationsnadel und dadurch bewirkt wird, daß die Muster, die einer Periode der beiden PN-Codierungen entsprechen, miteinander zur Übereinstimmung gebracht werden, indem die Bezugs-PN-Codierung initialisiert, d. h. rückgesetzt wird, während der oben erwähnte Korrelationsimpuls verwandt wird.

Selbst bei einem derartigen Verfahren besteht jedoch die Schwierigkeit, daß die Wahrscheinlichkeit eines fehlerhaften Betriebes aufgrund von Störsignalen oder eines Rauschens usw. sehr hoch ist.

Durch die Erfindung soll daher ein Spread-Spektrum-Empfänger geschaffen werden, der immer eine stabile Anfangssynchronisation im Korrelator ohne eine fehlerhafte Funktion aufgrund von Rausch- oder Störsignalen bewirken kann.

Dazu ist der erfindungsgemäße Spread-Spektrum-Empfänger, bei dem die gewünschte Information dadurch erhalten wird, daß die empfangenen Signale mittels eines Korrelators demoduliert werden, der eine empfangene PN-Codierung, die in den empfangenen Signalen enthalten ist, und eine Bezugs-PN-Codierung korreliert, die in einem Bezugs-Signal enthalten ist, das auf der Empfängerseite erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Korrelators in eine Muster- Prüfeinrichtung eingegeben wird und die Position, an der die beiden Codierungen im Korrelator einander entsprechen, richtig dadurch festgelegt wird, daß die Phase der Bezugs-PN-Codierung unter Verwendung des Ausgangssignals gesteuert wird, das dann erhalten wird, wenn das eingegebene Muster einem bestimmten Prüfmuster entspricht.

In dieser Weise wird ein Korrelationsimpuls erzeugt, der der Polarität einer Korrelationsnadel entspricht, die vom Korrelator ausgegeben wird, wobei dieser Impuls an einem angepaßten Filter liegt, das als Musterprüfeinrichtung dient, und die Anfangssynchronisation der beiden Codierungen im Korrelator unter Verwendung des Ausgangssignals des angepaßten Filters bewirkt wird, das dann erhalten wird, wenn das Muster des dem angepaßten Filter gegebenen Impulses dem bestimmten Prüfmuster beispielsweise der Wichtung im angepaßten Filter entspricht.

Selbst bei dem oben beschriebenen bekannten Verfahren wird weiterhin keine Aufmerksamkeit der Synchronisation der beiden Codierungen in Abhängigkeit vom Maß an Verzögerung gewidmet, das für die Signalverarbeitung bei der Erzeugung des Korrelationsimpulses gemessen von der Korrelationsnadel an notwendig ist, so daß ein Problem besteht, eine richtige Anfangssynchronisation zu bewirken.

Durch die Erfindung soll daher gleichfalls ein Spread-Spektrum- Empfänger geschaffen werden, der immer eine stabile Anfangssynchronisation im Korrelator bewirken kann, in dem ein Verfahren zum Festlegen des oben erwähnten Maßes an Verzögerung und der Einstellposition eingeführt wird und die Synchronisation der beiden Codierungen in Abhängigkeit vom in dieser Weise erhaltenen Maß an Verzögerung bewirkt wird.

Dazu ist der erfindungsgemäße Spread-Spektrum-Empfänger dadurch gekennzeichnet, daß er eine umkehrbare Zähleinrichtung umfaßt, die mit dem Aufzählen zum Zeitpunkt des vordersten Bits der Bezugs-PN-Codierung beginnt und auf das Rückzählen durch den Korrelationsimpuls umgeschaltet wird, der aus der Korrelationsnadel erzeugt wird, die durch den Korrelator ausgegeben wird, wobei der Aufbau derart ist, daß die Synchronisation der empfangenen PN-Codierung und der Bezugs-PN-Codierung im Korrelator dadurch bewirkt wird, daß dieser so gesteuert wird, daß die Eingabe in den Korrelator vom vordersten Bit der Bezugs-PN-Codierung aus beginnt, wenn der Zählwert der Zähleinrichtung einen bestimmten Wert, d. h. einen Vorstellwert erreicht hat, der in Abhängigkeit vom Maß an Verzögerung bei der Erzeugung des Korrelationsimpulses durch die Signalverarbeitung der Korrelationsnadel festgelegt ist.

Aufgrund des oben beschriebenen Aufbaus wird immer eine stabile Anfangssynchronisation bewirkt, da ein Vorstellwert, der dem Maß an Verzögerung entspricht, das für die Signalverarbeitung bei der Erzeugung des Korrelationsimpulses aus der Korrelationsnadel notwendig ist, in der umschaltbaren Zähleinrichtung eingestellt wird, die in der die beiden Codierungen synchronisierenden Einrichtung im Korrelator enthalten ist.

Bei dem oben beschriebenen bekannten Verfahren ist es weiterhin notwendig, Fehler in der Phase zwischen den Mustern der beiden Codierungen aufgrund von Unterschieden in den Code- Taktfrequenzen der beiden Codierungen zu korrigieren, nachdem die Anfangssynchronisation nach dem bekannten Verfahren bewirkt worden ist, um die Synchronisation beizubehalten, wobei diese Beibehaltung der Synchronisation dadurch bewirkt wird, daß der erhaltene Korrelationsimpuls immer dann, wenn die beiden Codierungen einander im Korrelator entsprechen, unter Verwendung eines Gatterimpulses mit einem gewünschten zeitlichen Verlauf extrahiert wird, um die Bezugs-PN-Codierung zu initialisieren.

Bei einem derartigen bekannten Verfahren bestehen jedoch die Schwierigkeiten, daß die Wahrscheinlichkeit eines fehlerhaften Betriebes hoch ist, wenn Rausch- oder Störsignale usw. mit dem zeitlichen Ablauf des Gatterimpulses gemischt sind, und daß viel Zeit zum Beseitigen der Fehler notwendig ist, da die Fehler in der Phase auf die Hälfte immer dann reduziert werden, wenn die beiden Codierungen einander entsprechen und die Anfangssynchronisation der Bezugs-PN-Codierung bewirkt wird. Weiterhin gibt es noch ein Problem insofern, als es nicht möglich ist, die Datendemodulation fehlerfrei zu bewirken.

Durch die Erfindung soll daher weiterhin ein Spread-Spektrum- Empfänger geschaffen werden, der stabil arbeitet, indem das Verfahren zum Beibehalten der Synchronisation verbessert wird, wobei der erfindungsgemäße Spread-Spektrum-Empfänger in der Lage sein soll, die Datendemodulaton fehlerfrei zu bewirken.

Dazu ist der erfindungsgemäße Spread-Spektrum-Empfänger dadurch gekennzeichnet, daß er eine Einrichtung zum Erzeugen von Abfragesignalen zeitlich vor und nach der Ausgabe des Korrelationsimpulses durch den Korrelator, Einrichtungen zum Extrahieren des obigen Korrelationsimpulses durch diese Abfrageimpulse, Einrichtungen zum Zählen der Anzahl der Extraktionen, und Einrichtungen zum Erzeugen eines Phasensteuersignals umfaßt, wenn der Unterschied zwischen diesen Zählwerten einen bestimmten Wert erreicht hat, um die Phasensteuerung der Bezugs-PN-Codierung zu bewirken, wobei das Ausgangssignal des Korrelators in eine Musterprüfeinrichtung eingegeben wird, so daß die Phase der Bezugs-PN-Codierung durch das Ausgangssignal gesteuert wird, das dann erhalten wird, wenn das ausgegebene Muster einem bestimmten Prüfmuster entspricht.

Das Maß und die Richtung einer Abweichung des Korrelationsimpulses werden dadurch erfaßt, daß die Extraktionen des Korrelationsimpulses mittels der Abfrageimpulse gezählt werden. Die Phase der Bezugs-PN-Codierung wird in Abhängigkeit von diesem erfaßten Maß gesteuert und die Fehler in der Phase zwischen den beiden Codierungen werden korrigiert, um die Synchronisation beizubehalten.

Dazu ist der erfindungsgemäße Spread-Spektrum-Empfänger dadurch gekennzeichnet, daß er Einrichtungen zum Erzeugen von Abfragesignalen zeitlich vor und nach der Ausgabe des Korrelationsimpulses durch den Korrelator, Einrichtungen zum Extrahieren des obigen Korrelationsimpulses durch diese Abfrageimpulse, Einrichtungen zum Zählen der Anzahl der Extraktionen, Einrichtungen zum Erzeugen eines Phasensteuersignals, wenn der Unterschied zwischen diesen Zählwerten einen bestimmten Wert erreicht hat, um die Phasensteuerung der Bezugs-PN-Codierung zu bewirken, und Einrichtungen zum Demodulieren des empfangenen Signals umfaßt, um die Daten dadurch zu erhalten, daß der Korrelationsimpuls zwischen den beiden Abfrageimpulsen extrahiert wird.

Das Maß und die Richtung der Abweichung des Korrelationsimpulses werden dadurch erfaßt, daß die Extraktionen des Korrelationsimpulses mittels der Abfrageimpulse gezählt werden. Die Phase der Bezugs-PN-Codierung wird in Abhängigkeit von diesem erfaßten Maß gesteuert, und die Fehler in der Phase zwischen den beiden Codierungen werden korrigiert, um die Synchronisation beizubehalten, wobei gleichzeitig das empfangene Signal demoduliert werden kann, um die Daten zu erhalten, indem der Korrelationsimpuls zwischen zwei Abfrageimpulsen extrahiert wird.

Bei dem oben beschriebenen bekannten Verfahren gibt es zum Beibehalten der Synchronisation kein Verfahren zum Ermitteln des zeitlichen Anfangs der Informationsdaten, die in den Daten enthalten sind, die durch die Demodulation erhalten werden, was problematisch ist.

Durch die Erfindung soll daher weiterhin ein Spread-Spektrum-Empfänger geschaffen werden, der leicht den Anfangszeitpunkt der Informationsdaten, die in den Daten enthalten sind, die durch die Demodulation erhalten werden, mittels einer äußeren Schaltung erfassen kann.

Dazu ist der erfindungsgemäße Spread-Spektrum-Empfänger, bei dem die gewünschte Information dadurch erhalten wird, daß empfangene Signale mittels eines Korrelators demoduliert werden, der eine empfangene PN-Codierung, die in den empfangenen Signalen enthalten ist, und eine Bezugs-PN- Codierung korreliert, die in einem Bezugssignal enthalten ist, das auf der Empfängerseite erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß er so aufgebaut ist, daß die durch die Demodulation erhaltenen Daten einer den Informationsdaten- Anfangszeitpunkt beurteilenden Einrichtung eingegeben werden und das Ausgangssignal, das dann erhalten wird, wenn das Datenmuster einem bestimmten Prüfmuster entspricht, an eine äußere Schaltung gelegt wird, um den Anfangszeitpunkt der Informationsdaten zu erfassen.

Die den Anfangszeitpunkt beurteilende Einrichtung besteht beispielsweise aus einem angepaßten Filter, in das die durch die Demodulation erhaltenen Daten eingegeben werden, wobei dann, wenn diese Muster einem bestimmten Prüfmuster entsprechen, ein Impuls ausgegeben wird. Unter Verwendung dieses Impulses ist es möglich, leicht den Anfangszeitpunkt der Dateninformation zu erkennen.

Bei dem oben beschriebenen bekannten Verfahren zum Beibehalten der Synchronisation ist die Wahrscheinlichkeit groß, daß eine fehlerhafte Funktion der Anfangssynchronisation aufgrund von Rausch- oder Störsignalen usw. auftritt, und es gibt kein Verfahren, den Anfangszeitpunkt der Dateninformation festzustellen, die in den Daten enthalten sind, die durch die Demodulation erhalten werden, was ein Problem bei der Anwendung in der Praxis darstellt.

Durch die Erfindung soll daher weiterhin ein Spread-Spektrum- Empfänger geschaffen werden, der die Anfangssynchronisation stabilisieren kann und den Anfangszeitpunkt der Informationsdaten, die in den Daten enthalten sind, die durch die Demodulation erhalten werden, leicht und genau feststellen kann.

Dazu ist der erfindungsgemäße Spread-Spektrum-Empfänger, bei dem die gewünschte Information dadurch erhalten wird, daß die empfangenen Signale mittels eines Korrelators demoduliert werden, der eine empfangene PN-Codierung, die in den empfangenen Signalen enthalten ist, und eine Bezugs-PN-Codierung korreliert, die in einem Bezugssignal enthalten ist, das auf der Empfängerseite erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß er so aufgebaut ist, daß das Ausgangssignal des Korrelators einer ersten Musterprüfeinrichtung eingegeben wird, die Anfangssynchronisation der beiden Codierungen im Korrelator durch das Ausgangssignal bewirkt wird, das dann erhalten wird, wenn das eingegebene Muster einem Muster entspricht, bei dem alle Bits gleich "1" oder "0" sind, gleichzeitig die Daten, die durch die Demodulation erhalten werden, in eine zweite Musterprüfeinrichtung eingegeben werden, und der Anfangszeitpunkt der Dateninformation, die in den Daten enthalten ist, die durch die Demodulation erhalten werden, mit Hilfe des Ausgangssignals ermittelt wird, das dann erhalten wird, wenn das eingegebene Muster einem bestimmten Muster entspricht, das aus BARKER- Codierungen oder deren phaseninvertierten Codierungen besteht.

In dieser Weise wird die Position, an der die beiden PN- Codierungen einander im Korrelator entsprechen, über eine Steuerung der Phase der Bezugs-PN-Codierung mittels des Ausgangssignals der ersten Musterprüfeinrichtung festgelegt und wird das Ausgangssignal der zweiten Musterprüfeinrichtung einer externen Schaltung zugeführt, um den Anfangszeitpunkt der Dateninformation in den Daten zu ermitteln, die durch die Demodulation erhalten werden.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 2 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise eines Korrelationsimpulsgenerators bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel,

Fig. 3 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Anfangssynchronisation bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel,

Fig. 4, 5 und 6 in Blockschaltbildern ein Beispiel des Aufbaus eines ersten angepaßten Filters bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel,

Fig. 7 und 8 in Blockschaltbildern ein Beispiel des Aufbaus eines zweiten angepaßten Filters bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel,

Fig. 9A in einem Blockschaltbild den Aufbau eines bekannten Spread-Spektrum-Senders,

Fig. 9B in einem Blockschaltbild den Aufbau eines bekannten Spread-Spektrum-Empfängers,

Fig. 10 in einer Querschnittsansicht den Aufbau eines Konvolvers,

Fig. 11A, 11B, 11C die Beziehung zwischen der Anordnung eines Daten-Bits, der einer PN-Codierung und der der Gatterelektrode,

Fig. 12A, 12B schematische Darstellungen zur Erläuterung, wie die empfangene PN-Codierung und die Bezugs- CN-Codierung richtig angeordnet sein sollten,

Fig. 13A und 13B in schematischen Darstellungen den Aufbau der ausgesandten Daten,

Fig. 14A und 14B Signalwellenformen zur Erläuterung der Einstellung des Vorstellwertes für einen Auf/Ab-Zähler bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel,

Fig. 15 und 16 Signalwellenformen zur Erläuterung der Beibehaltung der Synchronisation und der Datendemodulation jeweils bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel,

Fig. 17A die Selbstkorrelationscharakteristik einer BARKER- Codierung, und

Fig. 17B die Selbstkorrelationscharakteristik einer phaseninvertierten BARKER-Codierung.

Fig. 1 zeigt in einem Blockschaltbild den Aufbau eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Spread-Spektrum-Empfängers mit einem Korrelator 1, einem Korrelationsimpulsgenerator 2, einem ersten angepaßten Filter 3, einem Auf/Ab-Zähler 4, einem Bezugs-PN-Codierungsgenerator 5, einem Abfrageimpuls- und Fensterimpulsgenerator 6, einer digitalen Phasensperrschaltung 7, einer einen Steuerimpuls für die PN-Codierungsphase erzeugenden Schaltung 8, einer binären Datendemodulationsschaltung 9 und einem zweiten angepaßten Filter 10.

Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, erzeugt der Korrelationsimpulsgenerator 2 einen Korrelationsimpuls e, der dadurch erhalten wird, daß Korrelationsnadeln d, die dann auftreten, wenn eine empfangene PN-Codierung einer Bezugs-PN-Codierung a im Korrelator 1 entspricht oder im wesentlichen entspricht, in positive und negative Impulse in Abhängigkeit von ihrer Polarität getrennt werden. Das erste angepaßte Filter gibt einen Impuls f (Anfangssynchronisationsdetektorsignal) aus, wenn das Muster des Korrelationsimpulses e, der durch den Korrelationsimpulsgenerator 2 ausgegeben wird, einem bestimmten Prüfmuster entspricht.

Der Auf/Ab-Zähler 4 wird durch einen Tastimpuls i initialisiert, der durch den Bezugs-PN-Codierungsgenerator 5 ausgegeben wird, und beginnt von einem Vorstellwert a aus zu zählen, der durch eine äußere Schaltung wie beispielsweise einen Mikroprozessor usw. festgelegt ist. Wenn jedoch ein Impuls f durch das erste angepaßte Filter 3 ausgegeben wird, wird der Zähler durch den Impuls f getriggert, so daß er mit dem Abzählen beginnt und einen Übertragsimpuls g erzeugt.

Der Bezugs-PN-Codierungsgenerator 5 gibt die Bezugs-PN- Codierung h und den Tastimpuls i, der das vorderste Bit angibt, auf der Grundlage der Anfangsinformation c der Bezugs- PN-Codierung aus, die durch die externe Schaltung gegeben ist.

Der Abfrageimpuls- und Fensterimpulsgenerator 6 gibt Abfrageimpulse j, die die Korrelationsimpulse e, die durch den Korrelationsimpulsgenerator 2 ausgegeben werden, abfragen und extrahieren sowie einen Fensterimpuls k aus. Die digitale Phasensperrschaltung 7 hält die Synchronisation zwischen der empfangenen PN-Codierung, die im empfangenen Signal b enthalten ist, das in den Korrelator 1 eingegeben wird, und der Bezugs-PN- Codierung h aufrecht, die im Bezugssignal enthalten ist.

Die die Steuerimpulse für die PN-Codierungsphase erzeugende Schaltung wird durch die Impulse g und l getriggert, die durch den Auf/Ab-Zähler 4 und die digitale Phasensperrschaltung 7 erzeugt werden, und gibt einen Phasensteuerimpuls o für die Bezugs-PN-Codierung h aus. Die binäre Datendemodulationsschaltung 9 demoduliert das eingegebene Signal zur Bildung binärer Daten über den Korrelationsimpuls e, der durch den Korrelationsimpulsgenerator 2 ausgegeben wird, und über den Fensterimpuls k, der durch den Abfrageimpuls- und Fensterimpulsgenerator 6 ausgegeben wird. Das zweite angepaßte Filter 10 gibt ein Signal q aus, wenn die binären Daten t, die von der binären Datendemodulationsschaltung 9 ausgegeben werden, einem bestimmten Muster entsprechen.

Die oben beschriebene Schaltung wird durch jeweilige Impulse zum Beginn des Empfangsbetriebes getriggert, die durch die äußere Schaltung ausgegeben werden, die nicht dargestellt ist, um mit den jeweiligen Arbeitsvorgängen zu beginnen.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des obigen Ausführungsbeispiels der Erfindung mehr im einzelnen beschrieben. Zur Erleichterung der Erläuterung wird angenommen, daß beispielsweise eine Periode der PN-Codierung und die Länge eines Daten-Bits sowie der Integritätsbereich im Korrelator 1 und eine Periode der PN-Codierung einander entsprechen.

Wenn ein Impuls zum Beginn des Empfangsbetriebes durch die äußere Schaltung ausgegeben wird, liefert der Bezugs-PN-Codierungsgenerator 5 dem Korrelator 1 die Bezugs-PN-Codierung h, die im Bezugssignal enthalten ist, auf der Grundlage der Anfangsinformation c der PN-Codierung, die von der äußeren Schaltung gegeben wird. Wenn ein Spread-Spektrum-Signal empfangen wird und die empfangene PN-Codierung im empfangenen Signal b der Bezugs-PN-Codierung h entspricht, wird ein Bezugsnadelimpuls d vom Korrelator 1 zum Korrelationsimpulsgenerator 2 ausgegeben. Der Korrelationsimpulsgenerator 2 trennt die Korrelationsnadelimpulse d in positive und negative Impulse und erzeugt einen Korrelationsimpuls e, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, der am ersten angepaßten Filter 3, der digitalen Phasensperrschaltung 7 und der binären Datendemodulationsschaltung 9 liegt.

Wie es oben beschrieben wurde, ist es jedoch unbekannt, an welcher Position die beiden PN-Codierungen einander im Korrelator 1 entsprechen. Da die empfangenen Daten nicht richtig demoduliert werden können, es sei denn, daß die Position, an der die beiden Codierungen einander entsprechen, richtig festgelegt ist, sollte die Anfangssynchronisation so bewirkt werden, daß die Codierungen schließlich an der in Fig. 12B dargestellten Position einander entsprechen. Gemäß der Erfindung wird diese Anfangssynchronisation in der folgenden Weise bewirkt.

Wie es in Fig. 13A dargestellt ist, bestehen die übertragenen Daten aus Vordaten und Informationsdaten. Die Vordaten enthalten ein Anfangssynchronisationsmuster und ein Muster zum Erfassen des Informationsdatenanfangszeitpunktes, wie es in Fig. 13B dargestellt ist, und der Korrelationsimpuls e, der durch den Korrelationsimpulsgenerator 2 ausgegeben wird, wird in das erste angepaßte Filter 3 eingegeben. Das erste angepaßte Filter 3 gibt einen Impuls f zum Auf/Ab-Zähler 4 aus, wenn das Muster des Korrelationsimpulses e dem eingestellten bestimmten Muster entspricht.

Der Auf/Ab-Zähler 4 wird durch den Tastimpuls i initialisiert, der das vordere Bit der Bezugs-PN-Codierung h angibt, die vom Bezugs-PN-Codierungsgenerator 5 ausgegeben wird, und wiederholt das Aufzählen ausgehend von dem Vorstellwert a, der durch die äußere Schaltung festgelegt ist, bis der Impuls f durch das erste angepaßte Filter 3 ausgegeben wird. Wenn der Impuls f vom ersten angepaßten Filter 3 ausgegeben wird, wird der Auf/ Ab-Zähler 4 vom Aufzählen auf das Abzählen mit dem Zeitpunkt des Auftretens dieses Impulses umgeschaltet, wobei dann, wenn der Zählwert des Zählers 4 gleich "0" ist, der Zähler 4 einen Übertragsimpuls g der die Steuerimpulse für die PN-Codierungsphase erzeugenden Schaltung 8 ausgibt. Die Schaltung 8 wird durch den Übertragsimpuls g getriggert und gibt einen Phasensteuerimpuls o für die Bezugs-PN-Codierung h dem Bezugs-PN-Codierungsgenerator 5, dem Abfrageimpuls- und Fensterimpulsgenerator 6 und der digitalen Phasensperrschaltung 7 aus.

Über eine Reihe von Arbeitsvorgängen der oben beschriebenen Art werden die empfangene PN-Codierung und die Bezugs-PN-Codierung h schließlich so festgelegt, daß sie einander entsprechen.

Fig. 4, 5 und 6 zeigen ein Beispiel des Aufbaus des ersten angepaßten Filters 3.

In Fig. 4 sind ein Schieberegister 11, ein Impulszähler 12 und ein Komparator 13 dargestellt.

Das Schieberegister 11 besteht aus einer Vielzahl von Schieberegisterstufen SR₁ bis SR _n, die in Reihe miteinander geschaltet sind, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, und von denen jede über einen Codetakt angesteuert wird. Für jede vorbestimmte Länge ist ein Ausgang vorgesehen und das Ausgangssignal jedes Ausgangs liegt am Impulszähler 12.

Der Impulszähler 12 zählt die Gesamtanzahl an Impulsen, die parallel von den Schieberegistern ausgegeben werden, und wandelt seinen Zählerstand in binäre Daten um, die zum Komparator 13 ausgegeben werden. Dieser Impulszähler 12 besteht beispielsweise aus einer Vielzahl von Halbaddierern 14 und einem Volladdierer 15, wie es in Fig. 6 dargestellt ist.

Die parallelen Ausgangssignale eines Paares von Schieberegistern werden dem Halbaddierer 14 eingegeben, wo eine Halbaddition bewirkt wird. Das hat zur Folge, daß das Eingangssignal in binäre Daten dadurch umgewandelt wird, daß der Additionsausgangswert der Stelle 2⁰ und der Übertragsausgangswert der Stelle 2¹ zugeordnet werden.

Die in dieser Weise in binäre Daten umgewandelten Ausgangswerte werden in den Volladdierer 15 eingegeben, wo sie zueinander addiert werden. In dieser Weise wird die Gesamtanzahl von parallel ausgegebenen Impulsen in binäre Daten umgewandelt.

Der Komparator 13 vergleicht die vom Impulszähler12 ausgegebenen binären Daten mit einem Schwellenwert, der durch die äußere Schaltung festgelegt ist, und gibt einen Impuls aus, wenn die binären Daten den Schwellenwert erreicht haben.

Wenn bei dem ersten angepaßten Filter 3 mit dem oben beschriebenen Aufbau beispielsweise alle Elemente des Musters der übertragenen Daten für die Anfangssynchronisation gleich "1" sind, dann wird ein Korrelationsimpuls auch für den in Fig. 12A dargestellten Fall erzeugt. Das heißt, daß der positive Korrelationsnadelimpuls in einem Zeitintervall erzeugt wird, das gleich der Hälfte des Zeitintervalls T ist, das im folgenden als Verzögerungszeit bezeichnet wird, und zwar entsprechend dem Integritätsbereich des Korrelators 1 und kein negativer Korrelationsnadelimpuls erzeugt wird. Während positive Korrelationsimpulse durch den Korrelationsimpulsgenerator mit der gleichen Periode wie die Korrelationsnadelimpulse erzeugt werden, werden keine negativen Korrelationsimpulse erzeugt.

Dieser Korrelationsimpuls wird in das Schieberegister 11 eingegeben und im Schieberegister 11 ist ein Ausgang für jeweils die Hälfte der Verzögerungszeit T vorgesehen, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Wenn folglich das Signal normal empfangen wird, nimmt die Anzahl an Impulsen, die parallel ausgegeben werden, für jede Hälfte der Verzögerungszeit T um 1 zu, wobei diese Zahl in binäre Daten durch den Impulszähler 12 umgewandelt wird, wie es im vorhergehenden beschrieben wurde. Wenn danach die binären Daten den Schwellenwert erreicht haben, gibt der Komparator 13 einen Impuls aus.

Bei dem oben beschriebenen Aufbau des ersten angepaßten Filters 3 ist es selbst dann, wenn nicht normale Verhältnisse aufgrund von Rausch- oder Störsignalen usw. im Ausgangssignal des Korrelators 1 auftreten, möglich, eine Anpassung nur mit normalen Korrelationsimpulsen zu bewirken.

Weiterhin kann das Intervall der Ausgänge für die Schieberegisterstufen SR₁ bis SR _n, die das Schieberegister 11 bilden, in Abhängigkeit vom Muster der übertragenen Daten für die Anfangssynchronisation abgewandelt werden.

Die Fig. 7 und 8 zeigen ein Beispiel des Aufbaus des zweiten angepaßten Filters 10. In Fig. 7 sind ein Schieberegister 21, ein Impulszähler 22 und ein Komparator 23 dargestellt.

Das Schieberegister 21 besteht aus einer Vielzahl von Schieberegisterstufen SR₁′ bis SR _n′, die in Reihe miteinander geschaltet sind, wie es in Fig. 8 angegeben ist, und die über einen Takt angesteuert werden, dessen Periode gleich der Länge eines Daten-Bits ist. Es ist ein Ausgang für jede Schieberegisterstufe vorgesehen.

Demodulationsdaten werden dem Schieberegister 21 eingegeben und ein Inverter INV ist in geeigneter Weise mit dem Ausgang jeder Schieberegisterstufe verbunden, so daß Impulse durch alle Schieberegisterstufen SR₁′ bis SR _n′ ausgegeben werden, wenn die oben erwähnten Demodulationsdaten dem Muster entsprechen, das für die Ermittlung des Anfangszeitpunktes der Informationsdaten in den übertragenen Vordaten festgelegt ist, wie es in Fig. 13A dargestellt ist. Das Ausgangssignal jeder Schieberegisterstufe liegt am Impulszähler 22.

Der Impulszähler 22 und der Komparator 23 sind in derselben Weise aufgebaut, wie es oben beschrieben wurde. Der Impulszähler 22 zählt die Gesamtanzahl an Impulsen, die vom Schieberegister 21 ausgegeben werden, und wandelt diese Anzahl in binäre Daten um, die dem Komparator 23 eingegeben werden. Der Komparator 23 vergleicht diese binären Daten mit einem Schwellenwert, der durch die äußere Schaltung festgelegt ist, und gibt einen Impuls aus, wenn die binären Daten den Schwellenwert erreicht haben.

Im folgenden wird das Verfahren zur Festlegung des Vorstellwertes a des Auf/Ab-Zählers 4 beschrieben. Der oben erwähnte Vorstellwert entspricht dem Maß an Verzögerung, das für die Signalverarbeitung zum Erzeugen des Korrelationsimpulses aus dem Korrelationsnadelimpuls notwendig ist.

Wie es in Fig. 14A dargestellt ist, ist der Unterschied in der Phase zwischen der empfangenen PN-Codierung und der Bezugs-PN-Codierung h im Korrelator beispielsweise gleich T. Nach T/2 gemessen vom Augenblick der Erzeugung des Tastimpulses i, der das vordere Bit der Bezugs-PN-Codierung h angibt, entsprechen in der in Fig. 13B dargestellten Weise die beiden Codierungen einander und wird ein Korrelationsnadelimpuls d erzeugt.

Im idealen Fall ist es wünschenswert, daß der Auf/Ab-Zähler 4 vom Aufzählen auf das Abzählen umgeschaltet wird, wenn der Korrelationsnadelimpuls d erzeugt wird. Da in der in Fig. 14B dargestellten Weise in Wirklichkeit der Auf/Ab-Zähler 4 vom Aufzählen auf das Abzählen jedoch nach einer Verzögerung τ umgeschaltet wird, die für die Signalverarbeitung zum Erzeugen des Korrelationsimpulses aus dem Korrelationsnadelimpuls notwendig ist, kann keine normale Anfangssynchronisation bewirkt werden.

Ein Vorstellwert t wird daher im Auf/Ab-Zähler 4 eingestellt, um das Zeitintervall T _up, in dem das Aufzählen bewirkt wird, gleich dem Zeitintervall T _down zu machen, in dem das Abzählen bewirkt wird. Dieser Vorstellwert t ist gegeben durch:

Wenn der obige Vorstellwert im Auf/Ab-Zähler 4 eingestellt ist, ist es möglich, immer eine stabile Anfangssynchronisation zu bewirken.

Wenn die Anfangssynchronisation in dieser Weise verwirklicht wird, ist die Anordnungsbeziehung zwischen den beiden Codierungen so, wie es in Fig. 12B dargestellt ist.

Wenn daher ein Unterschied zwischen den Codetaktfrequenzen der beiden Codierungen auftritt, wird die Position, an der die beiden Codierungen einander entsprechen, allmählich von der Anordnungsbeziehung verschoben, die in Fig. 12B dargestellt ist. Das heißt, daß selbst dann, wenn eine Anfangssynchronisation bewirkt ist, die Position, an der die beiden Codierungen einander entsprechen, allmählich aus der normalen Position heraus verschoben wird, wenn die Codetaktfrequenzen der beiden Codierungen verschieden sind.

Aus diesem Grunde sind gemäß der Erfindung die folgenden Maßnahmen getroffen, um die Synchronisation beizubehalten, indem die oben beschriebene Verschiebung, d. h. der Unterschied in der Phase korrigiert wird.

Der Abfrageimpuls- und Fensterimpulsgenerator 6 und die digitale Phasensperrschaltung 7 werden durch den Phasensteuerimpuls o der Bezugs-PN-Codierung h initialisiert, der durch die einen Steuerimpuls für die PN-Codierungsphase erzeugenden Schaltung 8 ausgegeben wird.

Wie es in Fig. 15 dargestellt ist, erzeugt die oben erwähnte Schaltung 6 Abfrageimpulse S₁ und S₂, zeitlich vor und nach dem Korrelationsimpuls e, der mit der richtigen Positionsbeziehung erhalten wurde, wie es in Fig. 12B dargestellt ist, und gibt die Schaltung 6 diese Impulse zur Schaltung 7 aus. Die Schaltung 7 fragt immer den Korrelationsimpuls e unter Verwendung der Abfrageimpulse S₁ und S₂ ab, um die Richtung der Abweichung des Korrelationsimpulses zu überwachen.

Die obige Schaltung 7 zählt die Abfragen durch diese beiden Abfrageimpulse über einen internen Zähler immer dann, wenn eine Abfrage bewirkt ist, wobei dann, wenn zwischen diesen Abfragen ein Unterschied auftritt und dieser Unterschied einen bestimmten Wert erreicht hat, die Schaltung 7 einen Impuls l ausgibt, der das Maß an Vorlauf oder Verzögerung der Schaltung 8 angibt.

Die Schaltung 8 wird durch den Impuls l getriggert und liefert dem Bezugs-PN-Codierungsgenerator 5 den Phasensteuerimpuls der Bezugs-PN-Codierung h, der dem Maß an ermittelter Abweichung des Korrelationsimpulses entspricht, das unter Verwendung der beiden Abfrageimpulse erhalten wurde, um die Phase zu steuern. In dieser Weise können Phasenfehler zwischen den beiden Codierungen korrigiert werden und kann die Synchronisation somit beibehalten werden.

Es ist möglich, eine Demodulation des eingegebenen Signals zum Bilden fehlerfreier Daten mittels der binären Datendemodulationsschaltung 9 zu bewirken, wie es im folgenden beschrieben wird, da die Anfangssynchronisation im Korrelator 1 und die Beibehaltung der Synchronisation der empfangenen PN-Codierung und der Bezugs-PN-Codierung in der oben beschriebenen Weise bewirkt werden können.

Wie es in Fig. 16 dargestellt ist, wird die Positionsbeziehung zwischen dem Korrelationssignal e und den Abfrageimpulsen S₁ und S₂ immer beibehalten.

Der Abfrageimpuls- und Fensterimpulsgenerator 6 erzeugt einen Fensterimpuls k mit einer Breite, die gleich dem Abstand von der ansteigenden Flanke des Abfrageimpulses S₁ zur abfallenden Flanke des Abfrageimpulses S₂ ist, wie es in Fig. 13 dargestellt ist, und gibt diesen Impuls zur Schaltung 9 aus. Die Schaltung 9 extrahiert den Korrelationsimpuls e unter Verwendung des Fensterimpulses k und bewirkt eine fehlerfreie Demodulation, um die Daten zu erhalten.

Um die durch die Demodulation erhaltenen Daten mittels der äußeren Schaltung zu verarbeiten, ist es notwendig, den Anfangszeitpunkt der Informationsdaten nach Einrichtung der Anfangssynchronisation festzustellen.

Zu diesem Zweck ist ein zweites Muster, das für die Ermittlung des Anfangszeitpunktes festgelegt ist, in den übertragenen Daten hinter dem ersten Muster für die Anfangssynchronisation enthalten. Die zweite angepaßte Schaltung 10 ist entsprechend dem oben erwähnten zweiten Muster gewichtet.

Die Daten p, die durch die Demodulation erhalten werden, liegen an der zweiten angepaßten Schaltung 10, wobei beurteilt wird, ob sie dem zweiten Muster entsprechen oder nicht. Wenn sie einander entsprechen, gibt die zweite angepaßte Schaltung 10 einen Impuls q aus. Die äußere Schaltung kann den Anfangszeitpunkt der Daten, die durch die Demodulation erhalten werden, unter Verwendung dieses Impulses feststellen.

In diesem Fall ist es insbesondere zweckmäßig, bestimmte Muster als erste und zweite Muster zu verwenden, wie es im folgenden beschrieben wird.

Das heißt, daß (a) als erstes Muster ein Muster, bei dem alle Bits gleich "1" sind, und als zweites Muster ein Muster aus phaseninvertierten BARKER-Codierungen oder (b) als erstes Muster ein Muster, bei dem alle Bits gleich "0" sind, und als zweites Muster ein Muster verwandt werden können, das aus BARKER-Codierungen besteht, die nicht phaseninvertiert sind.

Gleichzeitig sind die erste und die zweite angepaßte Schaltung 4 und 10 den jeweiligen Mustern entsprechend gewichtet.

Wenn das erste spezielle Muster, das bei (a) angegeben ist, verwandt wird, wird selbst im Fall von Fig. 12A der Korrelationsnadelimpuls erzeugt. Das heißt, daß aufgrund der Tatsache, daß der Korrelationsnadelimpuls immer mit einer Periode gleich der Hälfte der Verzögerungszeit auftritt, die dem Integritätsbereich des Korrelators 1 entspricht, die Geschwindigkeit der Anfangssynchronisation erhöht werden kann.

Wenn das zweite spezielle Muster, das unter (a) angegeben ist, verwandt wird, ist es aufgrund der ausgezeichneten Selbstkorrelationscharakteristik der BARKER-Codierung, wie es in Fig. 12B dargestellt ist, selbst dann, wenn die Anfangssynchronisation früh endet, wie es im vorhergehenden angegeben wurde, leicht, den Impuls zum Erfassen des Anfangszeitpunktes von Störimpulsen zu trennen, da alle Störimpulse aufgrund des ersten speziellen Musters zu diesem Zeitpunkt auf der positiven Seite auftreten.

Auch wenn das erste spezielle Muster, das unter (b) angegeben ist, benutzt wird, ist es in gleicher Weise möglich, die Geschwindigkeit der Anfangssynchronisation zu erhöhen, wobei weiterhin dann, wenn das zweite spezielle Muster, das unter (b) angegeben ist, benutzt wird, ein ähnlicher Effekt wie er oben beschrieben wurde, aufgrund der Selbstkorrelationscharakteristik erzielt werden kann, wie es in Fig. 14A dargestellt ist.

Da in der oben beschriebenen Weise gemäß der Erfindung die Anfangssynchronisation unter Verwendung des Ausgangssignals bewirkt wird, das dann erhalten wird, wenn das Ausgangssignal des Korrelators einem bestimmten Muster entspricht, treten keine fehlerhaften Arbeitsvorgänge aufgrund von Stör- oder Rauschsignalen usw. auf und kann immer eine stabile Anfangssynchronisation bewirkt werden. Es ergibt sich daher eine große Wirkung für die Anwendung in der Praxis.

Da gemäß der Erfindung weiterhin der Vorstellwert des Auf/ Ab-Zählers, der in der Synchronisiereinrichtung für die beiden PN-Codierungen im Korrelator enthalten ist, so festgelegt wird, daß er dem Maß an Verzögerung entspricht, ist es möglich, immer eine stabile Anfangssynchronisation zu bewirken.

Da weiterhin die Richtung der Abweichung und das Maß der Abweichung des Korrelationsimpulses nach Einrichten der Anfangssynchronisation der beiden Codierungen im Korrelator immer überwacht werden, und der Unterschied in der Phase zwischen den beiden Codierungen korrigiert wird, wird die Synchronisation sicher beibehalten.

Da darüber hinaus die Richtung der Abweichung und das Maß der Abweichung des Korrelationsimpulses nach dem Einrichten der Anfangssynchronisation der beiden Codierungen im Korrelator immer überwacht werden, und der Unterschied in der Phase zwischen den beiden Codierungen korrigiert wird, werden fehlerfreie Daten durch die Demodulation aufgrund der Tatsache erhalten, daß die Synchronisation sicher beibehalten wird.

Weiterhin ist es möglich, die Anfangssynchronisation zu stabilisieren und ihre Geschwindigkeit zu erhöhen, indem bestimmte Muster zum Feststellen der Anfangssynchronisation und des Anfangszeitpunktes der demodulierten Daten verwandt werden. Die Anfangssynchronisation wird früh eingerichtet und es ist möglich, leicht den Impuls zum Feststellen des Anfangszeitpunktes von einem Störimpuls aufgrund des Musters der Daten zum Bewirken der Anfangssynchronisation zu trennen.

Claims

1. Spread-Spektrum-Empfänger, in dem ein empfangenes Signal demoduliert wird, um die gewünschten Daten zu erhalten, indem eine Korreliereinrichtung verwandt wird, die eine empfangene PN-Codierung, die im empfangenen Signal enthalten ist, mit einer Bezugs-PN-Codierung korreliert, die in einem Bezugssignal enthalten ist, gekennzeichnet durch eine Korrelationsimpulsgeneratoreinrichtung (2), die eine Reihe von Korrelationsimpulsen entsprechend der Polarität eines Korrelationsnadelimpulses erzeugt, der durch die Korreliereinrichtung (1) ausgegeben wird, eine Musterprüfeinrichtung (3) zum Feststellen, daß ein Muster der Reihe von Korrelationsimpulsen einem bestimmten Prüfmuster entspricht, einen Auf/Ab-Zähler (4) zum Zählen der Ausgangssignale der Musterprüfeinrichtung (3), eine Bezugssignalgeneratoreinrichtung (5), die das Bezugssignal erzeugt, und eine Phasensteuereinrichtung (8), die auf das Ausgangssignal des Auf/Ab-Zählers (4) anspricht und die Phase der Bezugs-PN-Codierung steuert.

2. Spread-Spektrum-Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auf/Ab-Zähler (4) so ausgebildet ist, daß das Vorwärtszählen mit dem Zeitpunkt des vorderen Bits der Bezugs-PN-Codierung beginnt und der Zähler (4) auf das Rückwärtszählen durch den Korrelationsimpuls umgeschaltet wird, wobei ein bestimmter Vorstellwert entsprechend der Verzögerungszeit bei der Erzeugung des Korrelationsimpulses aus dem Korrelationsnadelimpuls eingestellt ist, und die empfangene PN-Codierung mit der Bezugs-PN-Codierung dadurch synchronisiert wird, daß die Bezugs-PN-Codierung in die Korreliereinrichtung (1) ausgehend von ihrem vorderen Bit eingegeben wird, wenn der Zählwert des Zählers (4) einen bestimmten Wert erreicht hat.

3. Spread-Spektrum-Empfänger, in dem ein empfangenes Signal demoduliert wird, um gewünschte Daten zu erhalten, indem eine Korreliereinrichtung verwandt wird, die eine empfangene PN- Codierung, die im empfangenen Signal enthalten ist, mit einer Bezugs-PN-Codierung korreliert, die in einem Bezugssignal enthalten ist, gekennzeichnet durch eine Korrelationsimpulsgeneratoreinrichtung (2), die eine Reihe von Korrelationsimpulsen entsprechend der Polarität eines Korrelationsnadelimpulses erzeugt, der von der Korreliereinrichtung (1) ausgegeben wird, eine Bezugssignalgeneratoreinrichtung (5), die das Bezugssignal erzeugt, eine Einrichtung zum Erzeugen von Abfrageimpulsen zeitlich vor und nach dem Korrelationsimpuls und zum Extrahieren eines Korrelationsimpulses aus einer Reihe von Korrelationsimpulsen unter Verwendung dieser Abfrageimpulse, eine digitale Phasensperreinrichtung (7) zum Beibehalten der Synchronisation zwischen der empfangenen PN- Codierung und der Bezugs-PN-Codierung und eine Phasensteuereinrichtung (8) zum Steuern der Phase der Bezugs-PN-Codierung, die auf das Ausgangssignal der digitalen Phasensperreinrichtung (7) anspricht.

4. Spread-Spektrum-Empfänger, in dem ein empfangenes Signal demoduliert wird, um gewünschte Daten zu erhalten, indem eine Korreliereinrichtung verwandt wird, die eine empfangene PN- Codierung, die im empfangenen Signal enthalten ist, mit einer Bezugs-PN-Codierung korreliert, die in einem Bezugssignal enthalten ist, gekennzeichnet durch eine Korrelationsimpulsgeneratoreinrichtung (2), die eine Reihe von Korrelationsimpulsen entsprechend der Polarität eines Korrelationsnadelimpulses erzeugt, der von der Korreliereinrichtung (1) ausgegeben wird, eine Bezugssignalgeneratoreinrichtung (5), die das Bezugssignal erzeugt, eine Einrichtung (6) zum Erzeugen von Abfrageimpulsen zeitlich vor und nach dem Korrelationsimpuls und zum Extrahieren eines Korrelationsimpulses aus der Reihe von Korrelationsimpulsen unter Verwendung dieser Abfrageimpulse, eine digitale Phasensperreinrichtung (7) zum Beibehalten der Synchronisation zwischen der empfangenen PN- Codierung und der Bezugs-PN-Codierung, eine Phasensteuereinrichtung (8) zum Steuern der Phase der Bezugs-PN-Codierung, die auf das Ausgangssignal der digitalen Phasensperreinrichtung (7) anspricht, und eine Datendemodulationseinrichtung (9), die das empfangene Signal demoduliert, um die Daten zu erhalten, indem sie einen Korrelationsimpuls aus der Reihe von Korrelationsimpulsen unter Verwendung eines Fensterimpulses mit einem Zeitintervall zwischen den Abfrageimpulsen extrahiert, die zeitlich vor und nach dem Korrelationsimpuls erzeugt werden.

5. Spread-Spektrum-Empfänger mit einer Korreliereinrichtung, die eine empfangene PN-Codierung, die in einem empfangenen Signal enthalten ist, mit einer Bezugs-PN-Codierung korreliert, die in einem Bezugssignal enthalten ist, und mit einer Demoduliereinrichtung, die die gewünschten Daten aus dem Ausgangssignal der Korreliereinrichtung rückgewinnt, gekennzeichnet durch eine Anfangszeitpunktprüfeinrichtung (10) zum Prüfen, ob das Muster der durch die Demoduliereinrichtung (9) rückgewonnenen Daten einem bestimmten Prüfmuster entspricht oder nicht und zum Ausgeben eines Ausgangssignals, wenn beide Muster einander entsprechen.

6. Spread-Spektrum-Empfänger mit einer Korreliereinrichtung, die eine empfangene PN-Codierung, die in einem empfangenen Signal enthalten ist, mit einer Bezugs-PN- Codierung korreliert, die in einem Bezugssignal enthalten ist, und mit einer Demoduliereinrichtung, die die gewünschten Daten aus dem Ausgangssignal der Korreliereinrichtung rückgewinnt, gekennzeichnet durch eine erste Musterprüfeinrichtung (3) zum Prüfen, ob das Muster des Ausgangssignals der Korreliereinrichtung (1) einem Muster entspricht, bei dem alle Bits gleich "1" oder gleich "0" sind, und eine zweite Musterprüfeinrichtung (10), die prüft, ob das Muster der durch die Demoduliereinrichtung (9) rückgewonnenen Daten einem Muster einer BARKER-Codierung oder einer dazu phaseninvertierten Codierung entspricht, wobei die Anfangssynchronisation der beiden PN-Codierungen in der Korreliereinrichtung (1) durch ein positives Ausgangssignal von der ersten Musterprüfeinrichtung (3) bewirkt wird und der Anfangszeitpunkt der Daten durch ein positives Ausgangssignal von der zweiten Musterprüfeinrichtung (10) ermittelt wird.