DE3834457C2 - Spread-Spektrum-Empfänger - Google Patents
Spread-Spektrum-EmpfängerInfo
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- DE3834457C2 DE3834457C2 DE3834457A DE3834457A DE3834457C2 DE 3834457 C2 DE3834457 C2 DE 3834457C2 DE 3834457 A DE3834457 A DE 3834457A DE 3834457 A DE3834457 A DE 3834457A DE 3834457 C2 DE3834457 C2 DE 3834457C2
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- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/69—Spread spectrum techniques
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- H04B1/70712—Spread spectrum techniques using direct sequence modulation with demodulation by means of convolvers, e.g. of the SAW type
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 Sig
nale 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 Zeichnungen dargestellten Weise die
PN-Codierung, die eine binäre Codierung ist, mit Daten modu
liert 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-Codierungsgene
rator 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 Codie
rungen 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 Funk
tionsbauelement, das das Faltungsintegral bildet, und dient
als angepaßtes Filter zur Durchführung der Korrelation, wenn
die binäre Codierung als Bezug, die im folgenden Bezugscodie
rung 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 Gate bezeichneten
Elektrode, die im Wechselwirkungsbereich angeordnet ist.
Fig. 10 zeigt ein Beispiel des Aufbaus eines akustischen
Oberflächenwellen-Konvolvers mit Wandlern 42, 43, einem piezo
elektrischen Körper 44, einer dünnen Oxidschicht 45, einem
Siliziumsubstrat 46 und einer Gateelektrode 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 piezoelek
trischen Körper, der dünnen Oxidschicht und dem Silizium
substrat hervorgerufen, und es wird durch die Gateelektrode
47 eine Integration durchgeführt, beider das Ergebnis der
Wechselwirkung integriert wird.
Das Signal c(t), das durch die Gateelektrode 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 Gateelektrode hin
durchzugehen, wobei diese Zeit im folgenden als Gatever
zögerungszeit bezeichnet wird, x die in Richtung der Fort
pflanzung von s(t) gemessene Strecke und v die Schallgeschwin
digkeit 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 Bei
spiel angenommen, daß eine Periode der PN-Codierung und die
Länge eines Bits der Daten gleich sind.
Andererseits kann die Beziehung zwischen der Gateverzögerungszeit
und der PN-Codierung gleichfalls in geeigneter
Weise gewählt werden. Das heißt, daß die Gateverzögerungszeit
entweder kürzer als eine, gleich einer oder länger als eine Periode
der PN-Codierung sein kann. Die Gateverzögerungszeit hat
die Bedeutung eines Integrierbereichs im Korrelationsvorgang.
Unter Berücksichtigung der Korrelationscharakteristik der PN-Codierung
ist es wünschenswert, daß sich der Integrierbereich
genau über eine Periode erstreckt. Bei der folgenden Erläuterung
wird daher als Beispiel angenommen, daß die Gateverzögerungszeit
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 bzw. der PN-Codierung. Bei dem obi
gen Beispiel sind die Länge eines Daten-Bits und eine Periode
der PN-Codierung identisch und gleich 1 jeweils. Fig. 11C
zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Konvolvers,
wobei die Verzögerungszeit innerhalb der Länge L der Gate
elektrode gleich 1 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 Gateverzögerungszeit
willkürlich gewählt werden können.
Da es bei der tatsächlichen Nachrichtenverbindung auf der
Empfängerseite unbekannt ist, wann ausgesandte Signale empfan
gen 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 Korrelations
nadelwellenform über die Gateelektrode des Konvolvers er
halten. Es ist jedoch überhaupt nicht bekannt, an welcher
Stelle diese Codierungen einander entsprechen. Wenn die Stelle,
an der die beiden Codierungen einander entsprechen, nicht ge
nau festgelegt ist, können die Daten nicht fehlerfrei gewon
nen 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 Gateelek
trode wiedergibt. Die PN-Codierung A gibt die zeitlich umge
kehrte 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, und zwar unabhängig davon, wo sie einander zum ersten Mal entsprachen.
Das Zeitintervall von dem Zeitpunkt, an dem das Signal empfan
gen 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 Codierungen einander entsprechen, allmäh
lich von der Stelle 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 zu
sammenfallen, in der folgenden Weise ausgedrückt werden:
wobei fr die Taktfrequenz der Bezugs-PN-Codierung bezeichnet,
ft die Taktfrequenz der empfangenen PN-Codierung bezeichnet
und N die Anzahl der Chips oder Codetaktlängen ist, die eine Periode der PN-Codie
rung bilden.
Somit tritt selbst bei perfekter Anfangssynchronisierung
der Codes eine Verschiebung der Koinzidenzposition, also
der Position, an der der Bezugscode und der im Empfangs
signal enthaltene Code übereinstimmen, gegenüber der für
die Datendemodulation optimalen Position (siehe Fig. 12B)
auf. Diese Verschiebung beeinträchtigt die Datendemodula
tion, bis sie sie bei starken Abweichungen schließlich
unmöglich macht. Dies bedeutet jedoch, daß es wünschenswert
ist, exakt identische Taktfrequenzen auf der Sender- und
der Empfängerseite zur Verfügung zu haben. Gewöhnlicher
weise wird ein Quarzoszillator als Taktreferenz verwendet,
da Schwingquarze den Genauigkeitserfordernissen gut ent
sprechen. Allerdings sind auch hier Grenzen gesetzt.
Schwingquarze unterliegen Temperatur-, Feuchtigkeits- und
anderen äußeren Einflüssen, was hohe Anforderungen an die
konstante Regelung der Einsatzumgebung stellt. Zudem kann
die Herstellung von Schwingquarzen mit exakt gleicher
Frequenz Schwierigkeiten bereiten. Es muß also auch im
Betrieb des Spread-Spektrum-Empfängers mit Frequenz- oder
Phasenabweichungen des Bezugscodes gegenüber dem empfange
nen Code gerechnet werden, so daß neben der Bewerkstel
ligung der Anfangssynchronisierung auch hier Bedarf an
geeigneten Methoden zur Beibehaltung der Synchronisierung
besteht.
Aus der japanischen Patentanmeldung Nr. 59-77789 ist ein
Verfahren zur Anfangssynchronisierung bekannt, bei dem
anhand der Impulsspitzen oder -nadeln der Korrelation der
beiden Pseudorauschcodes Korrelationsimpulse erzeugt werden
und die jeweils einer Periode der beiden Codes entsprechen
den Muster in Übereinstimmung zueinander gebracht werden,
indem der empfängerseitige Bezugscode unter Verwendung
dieser Korrelationsimpulse initialisiert (rückgesetzt)
wird. Auch bei dem aus diesem Dokument bekannten Verfahren
ist jedoch die Wahrscheinlichkeit einer fehlerhaften Syn
chronisierung infolge von Stör- oder Rauschsignalen ver
gleichsweise hoch.
Aus der US-PS 4 164 628 ist ein Empfänger für pseudorausch
codierte Spread-Spektrum-Signale bekannt. Bei diesem Emp
fänger wird ein eingehendes Signal mittels einer mit Ab
griffen versehenen Verzögerungsleitung mit einem Bezugs-
Pseudorauschcode korreliert. Die daraus resultierenden
Korrelationsspitzen, denen das die eigentliche Dateninfor
mation tragende Zwischenfrequenzsignal überlagert ist,
werden einem Demodulator zugeführt. Der Demodulator umfaßt
einen Generator zur Erzeugung einer kohärenten Referenz für
die In-Phase- und die Quadraturdetektion mit Hilfe von
Synchrondetektoren. Die Ausgangssignale der Synchrondetek
toren werden abgetastet und stellen Fehlerspannungen dar,
anhand deren ein Mikroprozessor die Synchronisation des
Bezugscodes mit dem empfangenen Code aufrecht erhält. Auf
die Problematik der Anfangssynchronisierung der beiden
Codes geht diese Schrift nicht ein.
Der Erfindung liegt das technischen Problem zugrunde, einen
Weg aufzuzeigen, wie bei einem Spread-Spektrum-Empfänger
die in einem empfangenen pseudorauschcodierten Signal
enthaltenen Daten sicher demoduliert werden können, und
zwar mit Blick auf eine stabile Anfangssynchronisierung des
empfängerseitigen Bezugs-Pseudorauschcodes mit dem im Emp
fangssignal enthaltenen Pseudorauschcode ohne Fehlfunktio
nen infolge von Stör- oder Rauschsignalen sowie auch mit
Blick auf die Aufrechterhaltung der einmal erreichten Syn
chronisation zwischen den beiden Codes.
Zur Lösung dieser Problemstellung ist nach einem ersten
Aspekt der Erfindung ein Spread-Spektrum-Empfänger nach
Anspruch 1 vorgesehen. Bei diesem Empfänger wird aus den
vom Korrelator ausgegebenen Korrelationsnadelimpulsen der
Polarität dieser Nadelimpulse entsprechend eine Reihe von
Korrelationsimpulsen erzeugt. Letztere werden an eine Mu
sterprüfeinrichtung angelegt, die beispielsweise von einem
angepaßten Filter gebildet sein kann und ein Ausgangssignal
liefert, wenn das Muster der angebotenen Korrelationsim
pulse einem in der Musterprüfeinrichtung implementierten
vorbestimmten Prüfmuster entspricht. Dieses Prüfmuster kann
beispielsweise über die Wichtungsfunktion des angepaßten
Filters realisiert werden. Die Anfangssynchronisierung der
beiden Codes im Korrelator wird dann unter Verwendung des
Ausgangssignals der Musterprüfeinrichtung bewirkt.
Der Auf/Ab-Zähler kann ursprünglich auf einen Voreinstel
lungswert eingestellt werden, der der Zeitverzögerung vom
Korrelationsnadelimpuls bis zur Musterprüfung entspricht,
wobei der Zählvorgang auf das Anfangssignal von dem Vorein
stellungswert aus begonnen wird. Diese Maßnahme ermöglicht
es, dasjenige Maß an Verzögerung zu berücksichtigen, das
notwendig ist, um aus den vom Korrelator ausgegebenen
Korrelationsnadelimpulsen die in die Musterprüfeinrichtung
einzugebenden Korrelationsimpulse zu erzeugen. Diese Ver
zögerung wird durch den Voreinstellungswert repräsentiert.
Der Empfänger nach dem ersten Aspekt kann somit die An
fangssynchronisierung der beiden Codes in Abhängigkeit von
der besagten, durch die Signalverarbeitung der Korrela
tionsspitzen bedingten Verzögerung stabil bewirken.
Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Spread-
Spektrum-Empfänger nach Anspruch 3 vorgesehen. Insbesondere
kann bei diesem Empfänger vorgesehen sein, daß die Ein
richtung, die einen zeitlich verschobenen Korrelations
impuls extrahiert, einen Zähler aufweist, der jeweils die
Anzahl der auf die früheren Abfrageimpulse extrahierten
Korrelationsimpulse und die Anzahl der auf spätere Abfra
geimpulse extrahierten Korrelationsimpulse zählt, wobei der
Zähler einen Impuls erzeugt, der die Abweichung als Vorlauf
oder als Verzögerung auf Grundlage seines Zählwertes an
gibt, und diesen an die Phasensteuereinrichtung legt, wobei
die Phasensteuereinrichtung ihre Phasensteuerung anspre
chend auf das Maß an Abweichung ausführt.
Bei dem Empfänger nach dem zweiten Aspekt können Phasenfeh
ler zwischen den Mustern der beiden Codes, die aus unter
schiedlichen Taktfrequenzen der beiden Codes resultieren,
auch nach Herbeiführung der Anfangssynchronisierung kor
rigiert und so die Synchronisation beibehalten werden.
Während bei dem eingangs beschriebenen Verfahren nach der
japanischen Patentanmeldung Nr. 59-77789 die Wahrschein
lichkeit von Fehlern bei Vorhandensein von Rausch- oder
Störsignalen vergleichsweise hoch ist und zur Beseitigung
solcher Fehler viel Zeit erforderlich ist, da der Phasen
fehler stets nur um die Hälfte reduziert wird, ist bei der
erfindungsgemäßen Lösung nach dem zweiten Aspekt eine feh
lerfreie Datendemodulation selbst bei Vorhandensein von die
Synchronisierung erschwerenden Stör- oder Rauschsignalen
möglich. Dabei werden das Maß und die Richtung einer Ab
weichung der Korrelationsimpulse ermittelt, indem die Ex
traktionen von Korrelationsimpulsen mittels der Abfrageim
pulse gezählt werden. Abhängig von diesem ermittelten Maß
wird die Phase des Bezugscodes gesteuert, wobei die Phasen
fehler zwischen beiden Codes korrigiert werden und die
Synchronisation aufrecht erhalten wird.
Nach einem dritten Aspekt der Erfindung ist ein Spread-
Spektrum-Empfänger nach Anspruch 5 vorgesehen. Gemäß dieser
Ausbildung ist eine einfache und fehlerreduzierte Demodula
tion der in dem empfangenen Signal enthaltenen Daten mög
lich.
Nach einem vierten Aspekt der Erfindung ist ein Spread-
Spektrum-Empfänger nach Anspruch 6 vorgesehen. Dieser
Empfänger bietet eine einfache Möglichkeit, den zeitlichen
Anfang der eigentlichen Informationsdaten zu ermitteln, die
in den demodulierten Daten enthalten sind. Die den Anfangs
zeitpunkt ermittelnde Paßschaltung umfaßt beispielsweise
ein angepaßtes Filter, in das die demodulierten Daten
eingegeben werden. Sobald das Muster dieser demodulierten
Daten einem bestimmten Prüfmuster des Filters entspricht,
wird von letzterem ein Impuls ausgegeben, mit dessen Hilfe
der Anfangszeitpunkt der eigentlichen Informationsdaten
bestimmt werden kann.
Nach einem fünften Aspekt der Erfindung ist ein Spread-
Spektrum-Empfänger nach Anspruch 7 vorgesehen. Dieser
Empfänger weist als Eigenschaften eine stabile Anfangssyn
chronisierung der Codes und eine einfache und präzise
Feststellung des Anfangszeitpunkts der in den demodulierten
Daten enthaltenen eigentlichen Informationsdaten auf. Dabei
wird die Position, an der die beiden Pseudorauschcodes
miteinander im Korrelator in Übereinstimmung stehen, durch
entsprechende Phasensteuerung des Bezugscodes mittels des
Ausgangssignals der ersten Musterprüfeinrichtung festge
legt. Das Ausgangssignal der zweiten Musterprüfeinrichtung
wird einer externen Schaltung zugeführt, um den Anfangs
zeitpunkt der in den demodulierten Daten enthaltenen Infor
mationsdaten zu ermitteln. Die dabei zur Anwendung gelan
genden Barker-Folgen sind beispielsweise aus A. Finger,
"Digitale Signalstrukturen in der Informationstechnik", R.
Oldenbourg Verlag, München, 1985, Seiten 75, 76 bekannt.
Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung beson
ders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher be
schrieben. Es zeigen
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 Anfangssyn
chronisation bei dem in Fig. 1 dargestellten
Ausführungsbeispiel,
Fig. 4, 5 und 6 in Blockschaltbildern ein Beispiel des Auf
baus 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 Kon
volvers,
Fig. 11A, 11B, 11C die Beziehung zwischen der Anordnung eines
Daten-Bits, der einer PN-Codierung und der einer
Gateelektrode,
Fig. 12A, 12B schematische Darstellungen zur Erläuterung,
wie die empfangene PN-Codierung und die Bezugs-
PN-Codierung richtig angeordnet sein sollten,
Fig. 13 in schematischen Darstellungen den Aufbau
der ausgesandten Daten,
Fig. 14A und 14B Signalwellenformen zur Erläuterung der Ein
stellung des Vorstellwertes für einen Auf/Ab-Zäh
ler bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel,
Fig. 15 und 16 Signalwellenformen zur Erläuterung der Beibe
haltung der Synchronisation und der Datendemodu
lation jeweils bei dem oben beschriebenen Ausfüh
rungsbeispiel,
Fig. 17A die Selbstkorrelationscharakteristik einer BARKER-
Codierung, und
Fig. 17B die Selbstkorrelationscharakteristik einer phasen
invertierten BARKER-Codierung.
Fig. 1 zeigt in einem Blockschaltbild den Aufbau eines Aus
führungsbeispiels des erfindungsgemäßen Spread-Spektrum-Empfän
gers 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 Fen
sterimpulsgenerator 6, einer digitalen Phasensperrschaltung 7,
einer einen Steuerimpuls für die PN-Codierungsphase erzeugenden
Schaltung 8, einer Binärdatendemodulationsschaltung 9 und
einem zweiten angepaßten Filter 10.
Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, erzeugt der Korrelations
impulsgenerator 2 einen Korrelationsimpuls e, der dadurch er
halten wird, daß Korrelationsnadeln d, die dann auftreten,
wenn eine empfangene PN-Codierung einer Bezugs-PN-Codierung h
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 Kor
relationsimpulsgenerator 2 ausgegeben wird, einem bestimmten
Prüfmuster entspricht.
Der Auf/Ab-Zähler 4 wird durch einen Tastimpuls i initiali
siert, der durch den Bezugs-PN-Codierungsgenerator 5 ausgege
ben wird, und beginnt von einem Vorstellwert a aus zu zählen,
der durch eine äußere Schaltung wie beispielsweise einen Mikro
prozessor 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 an
gibt, auf der Grundlage der Anfangsinformation c der Bezugs-
PN-Codierung aus, die durch die externe Schaltung gegeben
ist.
Der Abfrageimpuls- und Fensterimpulsgenerator 6 gibt Abfrage
impulse j, die die Korrelationsimpulse e, die durch den Korre
lationsimpulsgenerator 2 ausgegeben werden, abfragen und extra
hieren, sowie einen Fensterimpuls k aus. Die digitale Phasen
sperrschaltung 7 hält die Synchronisation zwischen der empfan
genen 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 m für die
Bezugs-PN-Codierung h aus. Die Binärdatendemodulationsschal
tung 9 demoduliert das eingegebene Signal zur Bildung binärer
Daten über den Korrelationsimpuls e, der durch den Korrelations
impulsgenerator 2 ausgegeben wird, und über den Fensterimpuls k,
der durch den Abfrageimpuls- und Fensterimpulsgenerator 6 aus
gegeben wird. Das zweite angepaßte Filter 10 gibt ein Signal o
aus, wenn die binären Daten n, die von der Binärdatendemo
dulationsschaltung 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 Ausführungsbei
spiels der Erfindung mehr im einzelnen beschrieben. Zur Er
leichterung der Erläuterung wird angenommen, daß beispielsweise
eine Periode der PN-Codierung und die Länge eines Daten-Bits
sowie der Integrierbereich 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-Codie
rungsgenerator 5 dem Korrelator 1 die Bezugs-PN-Codierung h,
die im Bezugssignal enthalten ist, auf der Grundlage der An
fangsinformation c der PN-Codierung, die von der äußeren Schal
tung 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 Nadelim
puls d vom Korrelator 1 zum Korrelationsimpulsgenerator 2 aus
gegeben. Der Korrelationsimpulsgenerator 2 trennt die Korrela
tionsnadelimpulse d in positive und negative Impulse und er
zeugt einen Korrelationsimpuls e, wie es in Fig. 2 dargestellt
ist, der am ersten angepaßten Filter 3, der digitalen Phasen
sperrschaltung 7 und der Binärdatendemodulationsschaltung 9
liegt.
Wie es oben beschrieben wurde, ist es jedoch unbekannt, an
welcher Position die beiden PN-Codierungen einander im Korre
lator 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 fest
gelegt 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. 13 dargestellt ist, bestehen die übertragenen
Daten aus Vordaten und Informationsdaten. Die Vordaten enthal
ten ein Anfangssynchronisationsmuster und ein Muster zum Er
fassen des Informationsdatenanfangszeitpunktes.
Der Korrelationsimpuls e, der durch
den Korrelationsimpulsgenerator 2 ausgegeben wird, wird in das
erste angepaßte Filter 3 eingegeben. Das erste angepaßte Fil
ter 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 wieder
holt 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
Überstagsimpuls der die Steuerimpulse für die PN-Codierungs
phase erzeugenden Schaltung 8 ausgibt. Die Schaltung 8 wird
durch den Übertragimpuls g getriggert und gibt einen Phasensteuer
impuls m für die Bezugs-PN-Codierung h dem Bezugs-PN-Codierungs
generator 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-Co
dierung h schließlich so festgelegt, daß sie einander entspre
chen.
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 Schiebe
registerstufen SR1 bis SRn, die in Reihe miteinander ge
schaltet 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 Aus
gangssignal jedes Ausgangs liegt am Impulszähler 12.
Der Impulszähler 12 zählt die Gesamtanzahl an Impulsen, die
parallel von den Schieberegistern ausgegeben werden, und wan
delt seinen Zählerstand in binäre Daten um, die zum Kompara
tor 13 ausgegeben werden. Dieser Impulszähler 12 besteht bei
spielsweise aus einer Vielzahl von Halbaddierern 14 und einem
Volladdierer 15, wie es in Fig. 6 dargestellt ist.
Die parallelen Ausgangssignale eines Paares von Schiebere
gistern werden dem Halbaddierer 14 eingegeben, wo eine Halb
addition bewirkt wird. Das hat zur Folge, daß das Eingangs
signal in binäre Daten dadurch umgewandelt wird, daß der Ad
ditionsausgangswert der Stelle 20 und der Übertragsausgangs
wert der Stelle 2 1 zugeordnet werden.
Die in dieser Weise in binäre Daten umgewandelten Ausgangs
werte werden in den Volladdierer 15 eingegeben, wo sie zuein
ander addiert werden. In dieser Weise wird die Gesamtanzahl
von parallel ausgegebenen Impulsen in binäre Daten umgewandelt.
Der Komparator 13 vergleicht die vom Impulszähler 12 ausgege
benen 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 beschrie
benen Aufbau beispielsweise alle Elemente des Musters der über
tragenen 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 Korre
lationsnadelimpuls in einem Zeitintervall erzeugt wird, das
gleich der Hälfte des Zeitintervalls T ist, das im folgenden
als Verzögerungszeit bezeichnet wird, und zwar entsprechend
dem Integrierbereich des Korrelators 1, und kein negativer Korre
lationsnadelimpuls erzeugt wird. Während positive Korrelations
impulse durch den Korrelationsimpulsgenerator mit der gleichen
Periode wie die Korrelationsnadelimpulse erzeugt werden, wer
den keine negativen Korrelationsimpulse erzeugt.
Dieser Korrelationsimpuls wird in das Schieberegister 11 einge
geben 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 umge
wandelt 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 Fil
ters 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 Schiebere
gisterstufen SR1 bis SRn, 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 zwei
ten 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 Schiebe
registerstufen SR1' bis SRn', die in Reihe miteinander ge
schaltet 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 Schiebere
gisterstufe 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 SRn' ausgegeben werden,
wenn die oben erwähnten Demodulationsdaten dem Muster entspre
chen, das für die Ermittlung des Anfangszeitpunktes der In
formationsdaten in den übertragenen Vordaten festgelegt ist,
wie es in Fig. 13 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 Impuls
zähler 22 zählt die Gesamtanzahl an Impulsen, die vom Schiebe
register 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 Schwellen
wert erreicht haben.
Im folgenden wird das Verfahren zur Festlegung des Vorstell-
Wertes 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 Be
zugs-PN-Codierung h im Korrelator beispielsweise gleich T.
Nach T/2 gemessen vom Augenblick der Erzeugung des Tastimpul
ses i, der das vordere Bit der Bezugs-PN-Codierung h angibt,
entsprechen 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 not
wendig ist, kann keine normale Anfangssynchronisation bewirkt
werden.
Ein Vorstellwert t wird daher im Auf/Ab-Zähler 4 eingestellt,
um das Zeitintervall Tup, in dem das Aufzählen bewirkt wird,
gleich dem Zeitintervall Tdown 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 Anfangssynchronisa
tion zu bewirken.
Wenn die Anfangssynchronisation in dieser Weise verwirklicht
wird, ist die Anordnungsbeziehung zwischen den beiden Codie
rungen so, wie es in Fig. 12B dargestellt ist.
Wenn 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 darge
stellt ist. Das heißt, daß selbst dann, wenn eine Anfangs
synchronisation 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 Maß
nahmen getroffen, um die Synchronisation beizubehalten, in
dem die oben beschriebene Verschiebung, d. h. der Unterschied
in der Phase korrigiert wird.
Der Abfrageimpuls- und Fensterimpulsgenerator 6 und die digi
tale Phasensperrschaltung 7 werden durch den Phasensteuerim
puls m 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 Positionsbe
ziehung 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 1
ausgibt, der das Maß an Vorlauf oder Verzögerung der Schal
tung 8 angibt.
Die Schaltung 8 wird durch den Impuls 1 getriggert und liefert
dem Bezugs-PN-Codierungsgenerator 5 den Phasensteuerimpuls
der Bezugs-PN-Codierung h, der dem Maß an ermittelter Abwei
chung des Korrelationsimpulses entspricht, das unter Verwen
dung der beiden Abfrageimpulse erhalten wurde, um die Phase
zu steuern. In dieser Weise können Phasenfehler zwischen den
beiden Codierungen korrigiert werden und kann die Synchronisa
tion somit beibehalten werden.
Es ist möglich, eine Demodulation des eingegebenen Signals
zum Bilden fehlerfreier Daten mittels der Binärdatendemodu
lationsschaltung 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 Korrelationsimpuls 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. 16 darge
stellt 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 An
fangszeitpunkt der Informationsdaten nach Einrichtung der
Anfangssynchronisation festzustellen.
Zu diesem Zweck ist ein zweites Muster, das für die Ermitt
lung des Anfangszeitpunktes festgelegt ist, in den übertrage
nen Daten hinter dem ersten Muster für die Anfangssynchronisa
tion enthalten. Die zweite angepaßte Schaltung 10 ist ent
sprechend dem oben erwähnten zweiten Muster gewichtet.
Die Daten n, 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 o aus. Die äußere Schaltung kann den Anfangs
zeitpunkt der Daten, die durch die Demodulation erhalten wer
den, 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 Schal
tung 3 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 Korrela
tionsnadelimpuls erzeugt. Das heißt, daß aufgrund der Tat
sache, daß der Korrelationsnadelimpuls immer mit einer Periode
gleich der Hälfte der Verzögerungszeit auftritt, die dem
Integrierbereich 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 Selbstkorre
lationscharakteristik der BARKER-Codierung, wie es in Fig. 17B
dargestellt ist, selbst dann, wenn die Anfangssynchronisation
früh endet, wie es im vorhergehenden angegeben wurde, leicht,
den Impuls zum Erfassen des Anfangszeitpunktes von Störim
pulsen 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 Selbstkorrelationscharak
teristik erzielt werden kann, wie es in Fig. 17A 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 Anfangs
synchronisation 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 Ab
weichung des Korrelationsimpulses nach Einrichten der Anfangs
synchronisation der beiden Codierungen im Korrelator immer über
wacht werden, und der Unterschied in der Phase zwischen den
beiden Codierungen korrigiert wird, wird die Synchronisation
sicher beibehalten.
Da darüberhinaus 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 zwi
schen den beiden Codierungen korrigiert wird, werden fehler
freie Daten durch die Demodulation aufgrund der Tatsache er
halten, daß die Synchronisation sicher beibehalten wird.
Weiterhin ist es möglich, die Anfangssynchronisation zu stabi
lisieren und ihre Geschwindigkeit zu erhöhen, indem bestimmte
Muster zum Feststellen der Anfangssynchronisation und des An
fangszeitpunktes der demodulierten Daten verwandt werden.
Die Anfangssynchronisation wird früh eingerichtet und es ist
möglich, leicht den Impuls zum Feststellen des Anfangszeit
punktes von einem Störimpuls aufgrund des Musters der Daten
zum Bewirken der Anfangssynchronisation zu trennen.
Claims (7)
1. Spread-Spektrum-Empfänger gekennzeichnet
durch einen Bezugs-PN-Codegenerator (5), der einen Bezugs-
PN-Code erzeugt, einen Korrelator (1), der einen empfangenen
PN-Code, der in einem empfangenen Signal enthalten ist, mit
dem Bezugs-PN-Code korreliert und einen Korrelationsnadel
impuls erzeugt, einen Korrelationsimpulsgenerator (2), der
eine Reihe von Korrelationsimpulsen entsprechend der Polarität
des Korrelationsnadelimpulses des Korrelators (1) erzeugt,
eine Musterprüfeinrichtung (3), die eine Übereinstimmung
zwischen dem Muster der Reihe von Korrelationsimpulsen und
einem bestimmten Prüfmuster feststellt, einen Auf/Abzähler (4),
an dem ein Anfangssignal, das den Anfang des Bezugs-PN-Codes
angibt, und ein Prüfsignal von der Musterprüfeinrichtung (3)
liegen und der mit dem Zählen in die Vorwärts- oder Rück
wärtsrichtung auf den Empfang des Anfangssignals beginnt,
die Zählrichtung von einem erhaltenen Zählwert auf den Empfang
des Prüfsignals ändert und einen Übertragsimpuls erzeugt,
wenn der Zählwert einen bestimmten Wert erreicht, und eine
Phasensteuereinrichtung (8), die auf den Übertragsimpuls an
spricht und ein Signal zum Steuern der Phase des Bezugs-PN-Codes
erzeugt.
2. Spread-Spektrum-Empfänger nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Auf/Ab-Zähler (4) ur
sprünglich mit einem Vorstellwert versehen ist, der
der Zeitverzögerung vom Korrelationsnadelimpuls bis zur
Musterprüfung entspricht, und der Zählvorgang auf das An
fangssignal von dem Vorstellwert aus begonnen wird.
3. Spread-Spektrum-Empfänger gekennzeich
net durch einen Bezugs-PN-Codegenerator (5), der einen
Bezugs-PN-Code erzeugt, einen Korrelator (1), der einen
empfangenen PN-Code, der in einem empfangenen Signal enthal
ten ist, mit dem Bezugs-PN-Code korreliert und einen Korre
lationsnadelimpuls erzeugt, einen Korrelationsimpulsgenera
tor (2), der eine Reihe von Korrelationsimpulsen entsprechend
der Polarität des Korrelationsnadelimpulses des Korrelators
(1) erzeugt, eine Einrichtung (6), die Abfrageimpulse zeitlich
vor und nach dem Korrelationsimpuls bei der richtigen Posi
tionsbeziehung zwischen dem empfangenen PN-Code und dem Be
zugs-PN-Code erzeugt, eine Einrichtung (7), an der die Reihe
der Korrelationsimpulse liegt und die auf den Abfrageimpuls
ansprechend einen zeitlich verschobenen Korrelationsimpuls
extrahiert, und eine Phasensteuereinrichtung (8), die auf das
Erfassen des zeitlich verschobenen Korrelationsimpulses an
spricht, um ein Phasensteuersignal zu erzeugen, und die die
Phase des Bezugs-PN-Codes steuert.
4. Spread-Spektrum-Empfänger nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einrichtung (7), die
einen zeitlich verschobenen Korrelationsimpuls extrahiert,
einen Zähler aufweist, der die Anzahl der auf die früheren
Abfrageimpulse extrahierten Korrelationsimpulse und die An
zahl der auf spätere Abfrageimpulse extrahierten Korrela
tionsimpulse jeweils zählt, wobei der Zähler einen Impuls erzeugt,
der die Abweichung als Vorlauf oder als Verzögerung auf der
Grundlage seines Zählwertes angibt, und diesen an die Phasen
steuereinrichtung (8) legt, wobei die Phasensteuereinrich
tung (8) ihre Phasensteuerung auf das Maß an Abweichung an
sprechend ausführt.
5. Spread-Spektrum-Empfänger gekennzeichnet
durch einen Bezugs-PN-Code-Generator (5), der einen Bezugs-
PN-Code erzeugt, einen Korrelator (1), der einen empfangenen
PN-Code, der in einem empfangenen Signal enthalten ist, mit
dem Bezugs-PN-Code korreliert und einen Korrelationsnadelim
puls erzeugt, einen Korrelationsimpulsgenerator (2), der eine
Reihe von Korrelationsimpulsen entsprechend der Polarität des
Korrelationsnadelimpulses des Korrelators (1) erzeugt, eine
Einrichtung (6), die Abfrageimpulse zeitlich vor und hinter
einem Korrelationsimpuls bei richtiger Positionsbeziehung
zwischen dem empfangenen PN-Code und dem Bezugs-PN-Code er
zeugt, eine Einrichtung (6), die einen Fensterimpuls auf der
Grundlage der Abfrageimpulse mit einer bestimmten zeitlichen
Breite erzeugt, und eine Datendemoduliereinrichtung (9), die
auf den Fensterimpuls anspricht, um einen Korrelationsimpuls
aus der Reihe der Korrelationsimpulse zu extrahieren, und die die
Daten demoduliert.
6. Spread-Spektrum-Empfänger gekennzeichnet
durch einen Bezugs-PN-Code-Generator (5), der einen Bezugs-PN-
Code erzeugt, einen Korrelator (1), der einen empfangenen PN-
Code, der in einem empfangenen Signal enthalten ist, mit dem
Bezugs-PN-Code korreliert und einen Korrelationsnadelimpuls
erzeugt, einen Korrelationsimpulsgenerator (2), der eine Reihe
von Korrelationsimpulsen entsprechend der Polarität des Korre
lationsnadelimpulses des Korrelators (1) erzeugt, eine Ein
richtung (6), die Abfrageimpulse zeitlich vor und hinter dem
Korrelationsimpuls bei einer richtigen Positionsbeziehung
zwischen dem empfangenen PN-Code und dem Bezugs-PN-Code er
zeugt, eine Einrichtung (6), die einen Fensterimpuls auf der
Grundlage der Abfrageimpulse mit einer bestimmten zeitlichen
Breite erzeugt, eine Datendemodulierschaltung (9), die auf
den Fensterimpuls anspricht, um einen Korrelationsimpuls aus
der Reihe der Korrelationsimpulse zu extrahieren und Daten zu demodulieren, und eine
Paßschaltung (10), die die relative Übereinstimmung zwischen
den demodulierten Daten und einem bestimmten Muster prüft,
um den Anfangszeitpunkt der Informationsdaten in den demodu
lierten Daten festzustellen und ein entsprechendes Ausgangs
signal an eine äußere Schaltung zu legen, wobei die Paß
schaltung (10) dem bestimmten Muster entsprechend gewichtet
ist.
7. Spread-Spektrum-Empfänger gekennzeichnet
durch einen Bezugs-PN-Code-Generator (5), der einen Bezugs-PN-
Code erzeugt, einen Korrelator (1), der einen empfangenen PN-
Code, der in einem empfangenen Signal enthalten ist, mit dem
Bezugs-PN-Code korreliert und einen Korrelationsnadelimpuls
erzeugt, einen Korrelationsimpulsgenerator (2), der eine
Reihe von Korrelationsimpulsen entsprechend der Polarität
des Korrelationsnadelimpulses des Korrelators (1) erzeugt,
eine erste Musterprüfeinrichtung (3), die die Übereinstimmung
zwischen dem Muster der Reihe von Korrelationsimpulsen und
einem Muster prüft, dessen Bits alle gleich "1" oder "0" sind,
und die ein entsprechendes Prüfausgangssignal erzeugt, eine
Anfangssynchronisiereinrichtung (7), die auf das Prüfausgangs
signal anspricht, um die Phase des Bezugs-PN-Codes zu steuern
und für eine Anfangssynchronisierung zwischen beiden Codes zu
sorgen, eine Datendemodulierschaltung (9), die einen gewünsch
ten Impuls aus der Reihe der Korrelationsimpulse extrahiert
und die Daten demoduliert, und eine zweite Musterprüfeinrich
tung (10), die eine Übereinstimmung zwischen den demodulier
ten Daten und einem bestimmten Barker-Code oder seinem phasen
invertierten Muster feststellt und ein entsprechendes Fest
stellungssignal erzeugt, das zum Ermitteln des Anfangszeitpunk
tes der Informationsdaten in den demodulierten Daten benutzt
wird.
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