DE3834457C2 - Spread-Spektrum-Empfänger - Google Patents

Spread-Spektrum-Empfänger

Info

Publication number
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
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
correlation
pulse
code
generates
pulses
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE3834457A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3834457A1 (de
Inventor
Takao Kurihara
Masahiro Hamatsu
Masaharu Mori
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Original Assignee
Clarion Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP62255694A external-priority patent/JPH0748703B2/ja
Priority claimed from JP62255695A external-priority patent/JPH0748673B2/ja
Priority claimed from JP62255693A external-priority patent/JPH0198338A/ja
Priority claimed from JP62275073A external-priority patent/JPH0787398B2/ja
Priority claimed from JP62283056A external-priority patent/JPH01126035A/ja
Priority claimed from JP62283055A external-priority patent/JPH0752854B2/ja
Application filed by Clarion Co Ltd filed Critical Clarion Co Ltd
Publication of DE3834457A1 publication Critical patent/DE3834457A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3834457C2 publication Critical patent/DE3834457C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details 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
    • H04B1/69Spread spectrum techniques
    • H04B1/707Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
    • H04B1/709Correlator structure
    • H04B1/7093Matched filter type
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details 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
    • H04B1/69Spread spectrum techniques
    • H04B1/707Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
    • H04B1/70712Spread 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.
DE3834457A 1987-10-09 1988-10-10 Spread-Spektrum-Empfänger Expired - Fee Related DE3834457C2 (de)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62255694A JPH0748703B2 (ja) 1987-10-09 1987-10-09 スペクトラム拡散受信機
JP62255695A JPH0748673B2 (ja) 1987-10-09 1987-10-09 スペクトラム拡散受信機
JP62255693A JPH0198338A (ja) 1987-10-09 1987-10-09 スペクトラム拡散受信機
JP62275073A JPH0787398B2 (ja) 1987-10-30 1987-10-30 スペクトラム拡散受信機
JP62283056A JPH01126035A (ja) 1987-11-11 1987-11-11 スペクトラム拡散受信機
JP62283055A JPH0752854B2 (ja) 1987-11-11 1987-11-11 スペクトラム拡散受信機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3834457A1 DE3834457A1 (de) 1989-04-20
DE3834457C2 true DE3834457C2 (de) 1998-04-30

Family

ID=27554251

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3834457A Expired - Fee Related DE3834457C2 (de) 1987-10-09 1988-10-10 Spread-Spektrum-Empfänger

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4943975A (de)
DE (1) DE3834457C2 (de)
GB (3) GB2211053B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5950131A (en) * 1996-10-29 1999-09-07 Motorola, Inc. Method and apparatus for fast pilot channel acquisition using a matched filter in a CDMA radiotelephone

Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2579539B2 (ja) * 1988-10-11 1997-02-05 クラリオン株式会社 スペクトラム拡散通信装置
US5987058A (en) * 1988-11-02 1999-11-16 Axonn Corporation Wireless alarm system
US5058128A (en) * 1989-02-28 1991-10-15 Clarion Co., Ltd. Spread spectrum communication receiver
US5029180A (en) * 1989-03-23 1991-07-02 Echelon Systems Corporation Transceiver providing selectable frequencies and spreading sequences
US5357541A (en) * 1989-03-23 1994-10-18 Echelon Corporation Transceiver providing selectable frequencies and spreading sequences
US5031191A (en) * 1989-05-17 1991-07-09 Sanyo Electric Co., Ltd. Spread spectrum signal demodulation circuit
JP2660441B2 (ja) * 1989-07-03 1997-10-08 双葉電子工業 株式会社 スペクトラム拡散通信用受信装置
JP2720076B2 (ja) * 1989-07-17 1998-02-25 京セラ株式会社 直接スペクトラム拡散受信機の自動校正装置
US5105436A (en) * 1989-07-20 1992-04-14 Clarion Co., Ltd. Spread spectrum receiver
US5022047A (en) * 1989-08-07 1991-06-04 Omnipoint Data Corporation Spread spectrum correlator
JP2577999B2 (ja) * 1989-09-28 1997-02-05 クラリオン株式会社 擬似雑音符号発生装置における先頭又は任意ビットパルス生成回路およびサンプリングパルス生成回路
JPH0779279B2 (ja) * 1989-11-02 1995-08-23 クラリオン株式会社 スペクトラム拡散受信機
JP2718222B2 (ja) * 1989-11-24 1998-02-25 ダイキン工業株式会社 距離測定方法、その装置および相対位置測定装置
JPH0777360B2 (ja) * 1989-12-01 1995-08-16 クラリオン株式会社 バイアス制御装置及びバイアス制御装置におけるソーテイング回路
JPH0724397B2 (ja) * 1990-02-15 1995-03-15 クラリオン株式会社 スペクトラム拡散通信装置
JPH07118668B2 (ja) * 1990-06-15 1995-12-18 双葉電子工業株式会社 スペクトル拡散通信方式
JPH0777362B2 (ja) * 1990-08-28 1995-08-16 クラリオン株式会社 スペクトラム拡散通信装置
GB9019487D0 (en) * 1990-09-06 1990-10-24 Ncr Co Carrier detection for a wireless local area network
GB9019488D0 (en) * 1990-09-06 1990-10-24 Ncr Co Local area network having a wireless transmission link
US5204875A (en) * 1991-07-09 1993-04-20 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force 4-ary correlator, matched filter, and decoder for coherent, direct sequence, spread spectrum applications
US5151920A (en) * 1991-09-10 1992-09-29 Ncr Corporation Radio LAN station with improved frame delimiter detection in a spread spectrum environment
US5500872A (en) * 1992-11-13 1996-03-19 Norand Corporation Spread spectrum base band processor
WO1995012945A1 (en) 1993-11-01 1995-05-11 Omnipoint Corporation Despreading/demodulating direct sequence spread spectrum signals
US5627856A (en) 1994-09-09 1997-05-06 Omnipoint Corporation Method and apparatus for receiving and despreading a continuous phase-modulated spread spectrum signal using self-synchronizing correlators
US5754585A (en) 1994-09-09 1998-05-19 Omnipoint Corporation Method and apparatus for serial noncoherent correlation of a spread spectrum signal
US5648982A (en) 1994-09-09 1997-07-15 Omnipoint Corporation Spread spectrum transmitter
US5881100A (en) 1994-09-09 1999-03-09 Omnipoint Corporation Method and apparatus for coherent correlation of a spread spectrum signal
US5963586A (en) 1994-09-09 1999-10-05 Omnipoint Corporation Method and apparatus for parallel noncoherent correlation of a spread spectrum signal
US5757847A (en) 1994-09-09 1998-05-26 Omnipoint Corporation Method and apparatus for decoding a phase encoded signal
US5754584A (en) 1994-09-09 1998-05-19 Omnipoint Corporation Non-coherent spread-spectrum continuous-phase modulation communication system
US5856998A (en) 1994-09-09 1999-01-05 Omnipoint Corporation Method and apparatus for correlating a continuous phase modulated spread spectrum signal
US5832028A (en) 1994-09-09 1998-11-03 Omnipoint Corporation Method and apparatus for coherent serial correlation of a spread spectrum signal
US5953370A (en) 1994-09-09 1999-09-14 Omnipoint Corporation Apparatus for receiving and correlating a spread spectrum signal
FI97505C (fi) * 1994-11-29 1996-12-27 Nokia Telecommunications Oy Tiedonsiirtomenetelmä, lähetin ja vastaanotin
US5745484A (en) 1995-06-05 1998-04-28 Omnipoint Corporation Efficient communication system using time division multiplexing and timing adjustment control
US5689502A (en) 1995-06-05 1997-11-18 Omnipoint Corporation Efficient frequency division duplex communication system with interleaved format and timing adjustment control
US5802046A (en) 1995-06-05 1998-09-01 Omnipoint Corporation Efficient time division duplex communication system with interleaved format and timing adjustment control
US5959980A (en) 1995-06-05 1999-09-28 Omnipoint Corporation Timing adjustment control for efficient time division duplex communication
US6356607B1 (en) 1995-06-05 2002-03-12 Omnipoint Corporation Preamble code structure and detection method and apparatus
JPH09261121A (ja) * 1996-03-22 1997-10-03 Kazuo Tsubouchi 符号分割多重通信装置
JPH09275364A (ja) * 1996-04-08 1997-10-21 Toyota Autom Loom Works Ltd スペクトラム拡散通信用同期装置
US6141373A (en) 1996-11-15 2000-10-31 Omnipoint Corporation Preamble code structure and detection method and apparatus
JP3296341B2 (ja) * 1999-09-20 2002-06-24 日本電気株式会社 相関器
GB2369016B (en) * 2000-11-09 2004-06-09 Sony Uk Ltd Receiver
US7447254B1 (en) * 2004-03-25 2008-11-04 Cypress Semiconductor Corp. Self-correlating pseudo-noise pairing
US7756194B1 (en) 2005-11-04 2010-07-13 Cypress Semiconductor Corporation Circuit and method for decoding code phase modulated signals
US7796694B1 (en) 2005-11-04 2010-09-14 Cypress Semiconductor Corporation Circuit and method or encoding DSSS signals

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4164628A (en) * 1977-06-06 1979-08-14 International Telephone And Telegraph Corporation Processor for multiple, continuous, spread spectrum signals

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4039749A (en) * 1975-09-08 1977-08-02 Ncr Corporation Spread spectrum demodulator
US4653069A (en) * 1975-11-06 1987-03-24 General Electric Company Spread spectrum correlation receiver
JPS56103557A (en) * 1980-01-21 1981-08-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd Receiving device
US4550414A (en) * 1983-04-12 1985-10-29 Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Spread spectrum adaptive code tracker
US4538280A (en) * 1983-05-05 1985-08-27 E-Systems, Inc. Coherent spread spectrum pseudonoise tracking loop
JPS60220635A (ja) * 1984-04-17 1985-11-05 Clarion Co Ltd スペクトラム拡散送受信機
US4761796A (en) * 1985-01-24 1988-08-02 Itt Defense Communications High frequency spread spectrum communication system terminal
GB2189969B (en) * 1986-04-30 1990-03-28 Multitone Electronics Plc Code tracking circuits for spread-spectrum receivers

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4164628A (en) * 1977-06-06 1979-08-14 International Telephone And Telegraph Corporation Processor for multiple, continuous, spread spectrum signals

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1985 *
FINGER, Adolf: Digitale Signalstrukturen in der Informationstechnik *
München, Wien *
R. Oldenbourg Verlag *
S. 23-27, 70 und 164-175 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5950131A (en) * 1996-10-29 1999-09-07 Motorola, Inc. Method and apparatus for fast pilot channel acquisition using a matched filter in a CDMA radiotelephone
DE19745432C2 (de) * 1996-10-29 2001-05-03 Motorola Inc Verfahren und Vorrichtung zur schnellen Pilotkanalerfassung unter Verwendung eines Optimalfilters bei einem CDMA-Sprechfunkgerät

Also Published As

Publication number Publication date
GB2243980A (en) 1991-11-13
GB2211053A (en) 1989-06-21
GB2243979A (en) 1991-11-13
GB2211053B (en) 1992-05-06
GB2243979B (en) 1992-04-29
DE3834457A1 (de) 1989-04-20
US4943975A (en) 1990-07-24
GB9107841D0 (en) 1991-05-29
GB8823641D0 (en) 1988-11-16
GB9107842D0 (en) 1991-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3834457C2 (de) Spread-Spektrum-Empfänger
DE3513874C2 (de) Empfänger für ein Bandspreiz-Kommunikationssystem
DE69636424T2 (de) Direktsequenz-Kodemultiplexvielfachzugriffsempfänger und Verfahren zur Synchronisierung dafür
DE3900921C2 (de) Spread-Spektrum-Empfänger
DE2800898A1 (de) Mit gedehntem frequenzspektrum arbeitendes nachrichtenuebertragungssystem
EP0500846B1 (de) Verfahren zur erkennung der frequenzablage bei digitalen nachrichtenübertragungen
DE3047942C2 (de)
DE69433716T2 (de) Spread-Spektrum-Empfänger und Empfangsverfahren
DE1466171C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Trennung von zeitlich verschobenen identischen Signalen
DE3025902C2 (de) Datenübertragungssystem nach dem Streuspektrumprinzip
DE3740665A1 (de) Mehrstufige streuspektrum-kommunikationsvorrichtung
DE69932916T2 (de) Empfangsvorrichtung und Synchronisationsverfahren für ein digitales Nachrichtenübertragungssystem
DE2826457A1 (de) Verfahren und einrichtung zum wiedergewinnen des grundpegels bei wechselstromgekoppelten signalen
EP1847028B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum bestimmen eines eintreffzeitpunktes einer empfangsfolge
EP2047608A1 (de) Korrelationsvorrichtung
DE2111072C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen eines Sprachsignals
DE3625155A1 (de) Differentieller pulslagendemodulator
DE3716329C2 (de)
DE4130863C2 (de) Digitales Nachrichtenübertragungssystem
DE3246211C2 (de) Schaltungsanordnung zur Detektion von Folgen identischer Binärwerte
DE102018207100A1 (de) Verfahren zur Synchronisation einer Datenübertragung
DE3329506C2 (de) Empfänger in einem mit Bandspreizung arbeitenden (Spread-Spectrum) System
DE3430751C2 (de)
DE3806394A1 (de) Verfahren und schaltungsanordnung zur regelung der phasenlage zwischen einem erzeugten code und einem in einem empfangenen spektral gespreizten signal enthaltenen empfangenen code
EP0193235B1 (de) Korrelator

Legal Events

Date Code Title Description
8120 Willingness to grant licences paragraph 23
8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8339 Ceased/non-payment of the annual fee