DE69131866T2

DE69131866T2 - Spreizspektrumkorrelator

Info

Publication number: DE69131866T2
Application number: DE69131866T
Authority: DE
Inventors: Robert Dixon; Jeffrey Vanderpool
Original assignee: Omnipoint Corp
Current assignee: Xircom Wireless Inc
Priority date: 1989-08-07
Filing date: 1991-05-07
Publication date: 2000-04-13
Anticipated expiration: 2011-05-08
Also published as: US5022047A; ATE188076T1; DK0583241T3; ES2141708T3; EP0583241B1; EP0583241A1; EP0583241A4; GR3032768T3; CA2102601A1; DE69131866D1; WO1992020178A1; KR100201798B1; CA2102601C

Description

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft die Nachrichtenübertragung mittels Bandspreizung, insbesondere ein nicht-codesynchrones Nachrichtenübertragungssystem mit Bandspreizung.

Beschreibung des Standes der Technik

Ein Bandspreizungssystem ist ein System, bei dem das Signal über ein Band aufgespreizt wird, welches viel breiter ist als die zur Übertragung der gesendeten Information erforderliche maximale Bandbreite. Es sind Methoden zur Direktsequenz-Bandspreizungs-Modulation seit mehreren Jahren für eine sichere Nachrichtenübertragung entwickelt worden. Die Modulation wird dadurch erreicht, daß die zu sendende Information mit einem periodischen Pseudorauschcode (PN-Code von Pseudo-Noise) gemischt wird. Das Ergebnis ist ein Signal sin(X)/X mit einer im Vergleich zu der Information sehr großen Bandbreite und einer geringen spektralen Dichte. Diese spektrale Dichte reduziert die Empfindlichkeit des Signals gegenüber bandinterner Interferenz und Störung und reduziert außerdem die Interferenz mit anderen funkempfindlichen Teilen: Neben anderen Vorteilen, die typisch für ein Bandspreizungs-System sind, sind die Adressierfähigkeit, der Codemultiplexbetrieb mit Mehrfachzugriff und die hohe Reichweite zu nennen.
Aufgrund der codierten Beschaffenheit des Signals ist die Demodulation ein aufwendigerer Vorgang als bei traditionellen Nachrichtensystemen, sie beinhaltet einen Referenzcode, der mit dem gesendeten Code identisch ist und mit dem empfangenen Code synchronisiert ist. Die Schwierigkeit bei diesem Prozeß besteht darin, daß es keine Anzeige für das Ausmaß der Nicht-Synchronisation zwischen empfangenen und Referenz-Codes gibt, bis ein sehr hohes Maß an Synchronisation erreicht ist. Darüber hinaus neigen Fehlanpassungen zwischen Sende- und Empfangsoszillatoren, die zum Erzeugen von PN-Codes benutzt werden, zum Verschieben der Synchronisation zwischen Sender und Empfänger.
Ein zum Stand der Technik gehöriges Kommunikationssystem mit zwei Pseudozufalls-Wellenformen und zwei Korrelatoren zur Kennzeichnung eines ZEICHENS oder eines ZWISCHENRAUMS findet sich in dem US- Patent 4 247 942 von Hauer vom 27. Januar 1981, welches hier durch Bezugnahme inkorporiert wird. Hauer zeigt in einem Kommunikationssystem eine erste Verzögerungsleitung mit mehreren beabstandeten Anzapfungen zur Bereitstellung sukzessiver Eingangsimpulse an der Verzögerungsleitung. Ansprechend auf jeden Eingangsimpuls erscheinen unterschiedlich stark verzögerte Impulse an den Anzapfungen der Verzögerungsleitung, die dazu benutzt werden, Impulse zu erzeugen, die repräsentativ für ein ZEICHEN oder ein ZWISCHENRAUM sind. Die Offenbarung beinhaltet Synchron-Detektoren und eine Einrichtung zum Zuführen von mittels Träger übertragenen Impulsen zu den Detektoren.
In dem UK-Patent GB 2 208 462 von Akazawa et al., auf dem der Oberbegriff des Anspruchs 1 basiert, ist ein Empfänger für ein Bandspreiz- Kommunikationssystem unter Verwendung einer automatischen Verstärkungsregelung offenbart. Akazawa offenbart die Verwendung eines Verstärkers mit veränderlicher Verstärkung, um Korrelationsausgangssignale in einem Verstärker mit Bandspreizung zu verstärken.
Außerdem wird auf einen Empfänger für ein Bandspreiz- Kommunikationssystem gemäß dem UK-Patent GB 2 211 053 von Kurihara et al., Bezug genommen. Bei Kurihara erzeugt ein Korrelationsimpulsgenerator eine Reihe von Korrelationsimpulsen entsprechend einer Korrelationszacken-Polarität, gefolgt von einer Musterbeurteilungseinrichtung zum Erzeugen eines Beurteilungssignals.
Es gibt keinen Stand der Technik, der eine Vorrichtung zum Erfassen eines Signals mit Bandspreizung unter Verwendung eines Korrelators lehrt oder vorschlägt, oder eine Vorrichtung mit einer Erfassungszeit für ein Bandspreizungs-Signal entsprechend der Zeitdauer für ein Datenbit bei jedem Datenbit. Außerdem gibt es keinen Stand der Technik, der eine Doppel- Schwellenwert-Erfassung in einem einzelnen Korrelator vorschlägt, so daß ein erstes Datensymbol und ein zweites Datensymbol mit gleicher Genauigkeit in einem Korrelator ermittelt werden können, und es ist auch nicht die Verwendung mehrerer solcher Doppel-Schwellenwert- Erfassungskorrelatoren vorgeschlagen worden, um eine Verdopplung der Datenrate für jeden zusätzlichen Doppel-Schwellenwert- Erfassungskorrelator zu erreichen, ohne dabei die Coderate oder die Signalerfassungszeit zu steigern.
Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zum Dekodieren eines Signals mit Bandspreizung geschaffen, welches ein mit einem PN-Code moduliertes Datensignal enthält, umfassend:
eine erste Referenzsequenz-Speichereinrichtung zum Speichern eines ersten Pseudorauschsignals (PN-Signals);
eine Empfangssequenz-Speichereinrichtung zum Speichern des empfangenen Signals mit Bandspreizung, gekennzeichnet durch:
eine erste Abschnittsvergleichereinrichtung, die mit der ersten Referenzsequenz-Speichereinrichtung und mit der Empfangssequenz- Speichereinrichtung gekoppelt ist, wobei die erste Abschnittsvergleichereinrichtung jeden Abschnitt des empfangenen Signals mit Bandspreizung vergleicht mit jedem entsprechenden Abschnitt des ersten Pseudorauschsignals, um eine erste Mehrzahl von Abschnittsvergleichssignalen zu erzeugen;
eine erste Summiereinrichtung, die an die erste Abschnittsvergleichereinrichtung gekoppelt ist und auf die erste Mehrzahl der Abschnittsver gleichssignale anspricht, indem sie die erste Mehrzahl der Abschnittsvergleichssignale kombiniert, um ein erstes Korrelationssignal zu erzeugen;
eine Schwellenwerteinstelleinrichtung zum Erzeugen eines oberen und eines unteren Schwellenwertpegels für das erste Korrelationssignal;
eine erste Korrelationsvergleichereinrichtung zum Vergleichen des ersten Korrelationssignals mit dem oberen und dem unteren Schwellenwertpegel von der Schwellenwerteinstelleinrichtung, wobei die erste Korrelationsvergleichereinrichtung ein erstes Datensymbol in Abhängigkeit davon erzeugt, daß das erste Korrelationssignal größer ist als der obere Schwellenwertpegel, und die erste Korrelationsvergleichereinrichtung ein zweites Datensymbol ansprechend darauf erzeugt, daß das erste Korrelationssignal niedriger ist als der untere Schwellenwertpegel.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren unter Verwendung eines Korrelators zum Dekodieren eines empfangenen Signals mit Bandspreizung, welches ein mit einem PN-Code moduliertes Datensignal beinhaltet, vorgeschlagen, welches folgende Merkmale unter Verwendung des Korrelators aufweist:
Speichern eines Pseudorauschsignals in einer Coderegistereinrichtung;
Speichern des empfangenen Signals mit Bandspreizung in einer Empfangssequenz-Speichereinrichtung, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
Vergleichen jedes Abschnitts des empfangenen Signals mit Bandspreizung mit jedem zugehörigen Abschnitt des Pseudorauschsignals, um eine erste Mehrzahl von Abschnittsvergleichssignalen zu erzeugen;
Summieren der ersten Mehrzahl von Abschnittsvergleichersignalen, um ein erstes Korrelationssignal zu erzeugen;
Vergleichen des Korrelationssignals mit einem oberen Schwellenwertpegel und einem unteren Schwellenwertpegel;
Erzeugen eines 0-Bit-Datensignals entsprechend darauf, daß das Korrelationssignal kleiner ist als der untere Schwellenwertpegel; und
Erzeugen eines 1-Bit-Datensignals ansprechend darauf, daß das Korrelationssignal größer ist als der obere Schwellenwertpegel.
Somit kann die Erfindung eine Vorrichtung zum Erfassen eines Signals mit Bandspreizung unter Verwendung eines Korrelators schaffen, die direkt arbeitet, billig ist und einfach zu benutzen ist, und außerdem die Fähigkeit für eine Doppel-Schwellenwert-Erfassung in einem Korrelator aufweist, um das Auftreten eines ersten Datensymbols oder eines zweiten Datensymbols zu ermitteln.
Die Erfindung ermöglicht außerdem den Nachweis eines Signals mit Bandspreizung ohne die Verwendung eines synchronen Referenzcodes, und sie erfaßt ein Signal mit Bandspreizung bei jedem Datenbit, welches mit der Rate der gesendeten Daten empfangen wird, ohne Zeitverlust aufgrund der Code-Synchronisation und ohne den Einsatz irgendwelcher Code- Synchronisationsvorläufer.
Die Erfindung kann außerdem die Möglichkeit bieten, eine mehrzahl von Doppel-Schwellenwert-Erfassungskorrelatoren (DTDCs = dual threshold detection correlators) einzusetzen. Dies macht eine Steigerung der Sende- und Empfangs-Datensymbolraten ohne Steigerung der gesendeten und empfangenen Codebitrate möglich, und auch ohne Erhöhung der Bandbreite des belegten Frequenzspektrums. Sie gestattet außerdem eine Steigerung der gesendeten und empfangenen Datensymbolrate um einen Faktor von zwei, während die erforderliche Anzahl von Korrelatoren im Empfänger nur um ein Inkrement von eins erhöht wird. Außerdem bleibt die Zeit zum Erfassen des Signals mit Bandspreizung auch dann konstant, wenn die gesendete und empfangene Datensymbolrate gesteigert wird.
Die vorliegende Erfindung kann außerdem eine zweite Referenzsequenz- Speichereinrichtung und eine zweite Korrelationseinrichtung enthalten. Die zweite Korrelationseinrichtung kann eine zweite Abschnittsvergleichseinrichtung und eine zweite Summiereinrichtung aufweisen.
Die Schwellenwerteinstelleinrichtung kann den Schwellenwert für eine Anpassung an die Gesamtanzahl oder eine Anzahl geringer als die Gesamtanzahl von Abschnitten pro erfaßtem Code einstellen. Die Schwellenwerteinstelleinrichtung kann das Muster und die Anwendung der zu sendenden und/oder zu empfangenden Daten unter Verwendung des Signals mit Bandspreizung, der Rauschumgebung und des Ausmaßes der für das Datensignal verwendeten Fehlerkorrektur analysieren. Ansprechend auf diese Analyse erzeugt die Schwellenwerteinstelleinrichtung einen Schwellenwertpegel. Die Schwellenwerteinstelleinrichtung kann dazu benutzt werden, jeden Schwellenwert für eine spezifische Vorrichtung, Anwendung oder Betriebsumgebung vorherzubestimmen, oder sie kann an einen Bandspreizungs-Empfänger gekoppelt werden und dazu dienen, einen oder mehrere Schwellenwertpegel einzustellen oder zu justieren, wenn sich der Einsatz oder die Betriebsumgebung ändert.
Für den Fall, daß ein Korrelator mit der Möglichkeit für einen doppelten Schwellenwert ausgestattet ist, speichert die erste Referenzsequenz- Speichereinrichtung ein erstes Pseudorauschsignal, und die Empfangssequenz-Speichereinrichtung speichert das empfangene Signal mit Bandspreizung. Die erste Abschnittsvergleichereinrichtung, die an die erste Referenzsequenz-Speichereinrichtung und die Empfangssequenz- Speichereinrichtung gekoppelt ist, vergleicht jeden Abschnitt des empfangenen Bandspreizungs-Signals mit jedem zugehörigen Abschnitt des ersten Pseudorauschsignals, um eine erste Mehrzahl von Abschnittsvergleichssignalen zu erzeugen. Die erste Summiereinrichtung, die an die erste Abschnittsvergleichereinrichtung gekoppelt ist, addiert die erste Mehrzahl von Abschnittsvergleichersignalen und erzeugt dadurch ein erstes Korrelationssignal. Für eine digitale Implementierung des Korrelators erzeugt die Vergleichereinrichtung ansprechend darauf, daß das erste Korrelationssi gnal größer ist als der obere Schwellenwertpegel, ein erstes Datensymbolsignal. Ansprechend darauf, daß das erste Korrelationssignal kleiner als der untere Schwellenwertpegel ist, erzeugt die Vergleichereinrichtung ein zweites Datensymbolsignal.
Für eine analoge Implementierung des Korrelators erzeugt die Vergleichereinrichtung ansprechend darauf, daß das erste Korrelationssignal größer als ein Analog-Schwellenwertpegel ist, ein erstes Datensymbol- Korrelationssignal. Ansprechend darauf, daß das inverse Korrelationssignal größer ist als der analoge Schwellenwertpegel, erzeugt die Vergleichereinrichtung ein zweites Datensymbol-Korrelationssignal.
Im Fall von zwei Korrelatoren mit jeweils der Möglichkeit für doppelten Schwellenwert speichert die erste Referenzsequenz-Speichereinrichtung ein erstes Pseudorauschsignal, die zweite Referenzsequenz- Speichereinrichtung speichert ein zweites Pseudorauschsignal, und die Empfangssequenz-Speichereinrichtung speichert das empfangene Bandspreizungs-Signal. Die erste Abschnittsvergleichereinrichtung ist mit der ersten Referenzsequenz-Speichereinrichtung und der Empfangsregistereinrichtung gekoppelt. Ansprechend auf das empfangene Bandspreizungs-Signal vergleicht die erste Abschnittsvergleichereinrichtung jeden Abschnitt des empfangenen Bandspreizungssignals mit dem betreffenden Abschnitt des ersten Pseudorauschsignals und erzeugt dadurch eine erste Mehrzahl von Abschnittsvergleichssignalen. Die erste Summiereinrichtung ist an die erste Abschnittsvergleichereinrichttmg gekoppelt. Ansprechend auf die erste Mehrzahl von Abschnittsvergleichssignalen von der ersten Abschnittsvergleichereinrichtung addiert die erste Summiereinrichtung die erste Mehrzahl von Abschnittsvergleichssignalen und erzeugt dadurch ein erstes Korrelationssignal.
Die zweite Abschnittsvergleichereinrichtung ist an die zweite Referenzsequenz-Speichereinrichtung und an die Empfangssequenz- Speichereinrichtung gekoppelt. Ansprechend auf das empfangene Bandspreizungssignal vergleicht die zweite Abschnittsvergleichereinrichtung jeden Abschnitt des empfangenen Bandspreizungssignals mit jedem zugehörigen Abschnitt des zweiten Pseudorauschsignals und erzeugt dadurch eine zweite Mehrzahl von Abschnittsvergleichssignalen. Die zweite Summiereinrichtung ist an die zweite Abschnittsvergleichereinrichtung gekoppelt. Ansprechend auf die zweite Mehrzahl von Abschnittsvergleichssignalen addiert die zweite Summiereinrichtung die zweite Mehrzahl von Abschnittsvergleichssignalen und erzeugt dadurch ein zweites Korrelationssignal.
Die Vergleichereinrichtung ist an die erste Summiereinrichtung und an die zweite Summiereinrichtung gekoppelt. Die Vergleichereinrichtung für die digitale Korrelator-Implementierung enthält einen oberen und einen unteren Schwellenwertpegel für jede Referenzsequenz-Speichereinrichtung. Ansprechend darauf, daß das erste Korrelationssignal größer als der obere Schwellenwertpegel ist, erzeugt die Vergleichereinrichtung ein erstes Datensymbolsignal. Ansprechend darauf, daß das erste Korrelationssignal kleiner als der untere Schwellenwertpegel ist, erzeugt die Vergleichereinrichtung ein zweites Datensymbolsignal. Ansprechend darauf, daß das zweite Korrelationssignal kleiner als der untere Schwellenwertpegel ist, erzeugt die Vergleichereinrichtung ein drittes Datensymbolsignal. Abhängig davon, daß das zweite Korrelationssignal größer als der obere Schwellenwertpegel ist, erzeugt die Vergleichereinrichtung ein viertes Datensymbolsignal.
Die Vergleichereinrichtung für die analoge Korrelator-Implementierung enthält einen ersten und einen zweiten Schwellenwertpegel, die äquivalent für jede Referenzsequenz-Speichereinrichtung sein können. Ansprechend darauf, daß das erste Korrelationssignal größer als der erste Schwellenwertpegel ist, erzeugt die Vergleichereinrichtung ein erstes Datensymbolsignal. Ansprechend darauf, daß das erste invertierte Korrelationssignal größer ist als der zweite Schwellenwertpegel, erzeugt die Vergleichereinrichtung ein zweites Datensymbolsignal. Abhängig davon, daß das zweite inverse Korrelationssignal größer ist als der zweite Schwellenwertpegel, erzeugt die Vergleichereinrichtung ein drittes Datensymbolsignal. Ansprechend darauf, daß das zweite chend darauf, daß das zweite Korrelationssignal größer als der erste Schwellenwertpegel ist, erzeugt die Vergleichereinrichtung ein viertes Datensymbolsignal.
Statistisch gesehen hängt die Genauigkeit der Detektion teilweise von den Einstellungen der Schwellenwertpegel ab, wobei es sich um eine Funktion mehrerer Variabler handeln kann: der Gesamtanzahl übereinstimmender Abschnitte bezüglich der Gesamtanzahl von Abschnitten auf einer Pro- Datensymbol-Grundlage, der Fehlerrate und dem Maß einer Vorwärtsfehlerkorrektur im Eingangssignal, und abhängig davon, ob der zu verarbeitende Datenstrom kontinuierlich ist, sich zyklisch wiederholt, ein Muster aufweist, episodenhaft, impulsförmig oder zufallsabhängig ist.
Die vorliegende Erfindung kann außerdem mehrere Referenzsequenz- Speichereinrichtungen zum Speichern mehrerer Pseudorauschsignale in Verbindung mit einer Einrichtung zum Korrelieren des empfangenen Bandspreizungssignals mit den mehreren Pseudorauschsignalen aufweisen. Die Korrelationseinrichtung würde damit mehrere Korrelationssignale erzeugen, abhängig von dem speziellen empfangenen Bandspreizungssignal. In ähnlicher Weise würde die Vergleichereinrichtung auf die mehreren Korrelationssignale ansprechen, indem sie eines aus einer Mehrzahl von Datensymbolsignalen in Abhängigkeit davon erzeugt, daß die Korrelationssignale einen speziellen Schwellenwertpegel in einer der DTDC- Referenzsequenz-Speichereinrichtungen kreuzen.
Im folgenden wird die Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm für eine spezielle Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Senders;
Fig. 2 ein Impulsdiagramm für ein spezielles Signal gemäß der Erfindung;
Fig. 3 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Empfängers;
Fig. 4 ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Senders;
Fig. 5 ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Empfängers; und
Fig. 6 eine Analog-Ausführungsform der Erfindung, beispielhaft ausgebildet durch einen SAW-Korrelator.
Die vorliegende Erfindung enthält eine Vorrichtung zum Senden und zum Dekodieren eines empfangenen Bandspreizungssignals mit einem Datensignal, welches mit einem PN-Code (Pseudorauschcode; pseudo noise code) zum Erzeugen eines Signals mit Frequenzbandspreizung (im folgenden: Bandspreizungssignal) moduliert ist. Wie in Fig. 1 dargestellt ist, enthält ein Sender einen Codetaktgenerator 21, einen Codeselektor 28, einen Codegenerator 22, einen Codetaktteiler 23, einen Impulsgenerator 24, einen Datengenerator 25, einen Modulo-2-Addierer 26, einen Träger 29, einen Phasenumtastmodulator (PSK-Modulator) und einen HF-Sender 27. Der Codetaktgenerator 21 erzeugt ein Taktsignal, das dem Codegenerator 22 und dem Taktteiler 23 zugeleitet wird. Mit Hilfe des Taktteilers 23 werden der Code und die Daten des Senders 27 synchronisiert, wobei die Codetaktfrequenz ein Vielfaches der Codelänge L der Datentaktfrequenz ist, so daß ein Datenbit pro PN-Codesequenz der Länge L möglich ist. Das Datentaktsignal von dem Codetaktteiler 23 wird dem Impulsgenerator 24 und dem Datengenerator 25 zugeführt. Der Datengenerator 25 bildet die Datensignalquelle für das Datensignal, welches über das Nachrichtenübertragungssystem zu übertragen ist. Das Ausgangssignal des Impulsgenerators 24 wird dem Codegenerator 22 zugeführt, der daraus einen von dem Codeselektor 28 ausgewählten PN-Code erzeugt. Der PN-Code, der rekursiv ist, wird dann aus dem Codegenerator 22 ausgegeben und mit Hilfe des Modulo-2-Addierers 26 zusammen mit den aus dem Datengenerator 25 ausgegebenen Daten einer Modulo-2-Addition unterzogen. Das Ausgangssignal des Modulo-Addierers 26 ist das mit dem PN-Code modulierte Datensignal, welches im PSK-Modulator und HF-Sender 27 durch einen Träger 29 einer Phasenumtast-Modulation unterzogen wird.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel für den zeitlichen Ablauf der Code- und Taktsignale der Fig. 1. Das Impulsdiagramm veranschaulicht ein Codetaktsignal, ein Datentaktsignal, bei dem es sich um das durch die Codelänge L dividierte Codetaktsignal handelt, ein Impulsgenerator-Reset-Signal, das Codesignal, das Datensignal und das codierte Datensignal. Das Codesignal erzeugt bei Modulo-2-Addition mit dem Datensignal das codierte Datensignal, und wenn es mit einem HF-Träger moduliert ist, stellt es ein Bandspreizungssignal dar. Das gesendete Bandspreizungssignal kann von dem in Fig. 3 gezeigten Empfänger empfangen werden.
Während Fig. 3 eine spezielle Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Empfängers mit Doppel-Schwellenwert-Detektionskorrelator darstellt, beinhaltet die vorliegende Erfindung allgemein eine Vorrichtung zum Dekodieren eines empfangenen Bandspreizungssignals, bei dem ein Datensignal mit einem PN-Code moduliert ist. Die Vorrichtung enthält eine Schwellenwerteinrichtung, eine erste Referenzsequenz- Speichereinrichtung, eine Empfangssequenz-Speichereinrichtung, eine erste Korrelationseinrichtung, und eine Vergleichereinrichtung. Die erste Korrelationseinrichtung kann eine erste Abschnittsvergleichereinrichtung und eine erste Summiereinrichtung enthalten. Bezugnehmend auf Fig. 3 kann die erste Referenzsequenz-Speichereinrichtung als Referenzregister 33 ausgebildet sein, die Empfangssequenz-Speichereinrichtung kann die Form eines Empfangsregisters 39 haben, die erste Abschnittsvergleichereinrichtung kann durch erste Addierer 40 gebildet sein, die erste Summiereinrichtung kann die Form eines ersten Summierers 41 haben, und die Vergleichereinrichtung kann die Form eines ersten und eines zweiten Symbolvergleichers 42, 43 haben. Die Schwellenwerteinstelleinrichtung kann als Schwellenwerteinsteller 45 ausgebildet sein. Die ersten Addierer 40 sind an die ersten Referenzregister 33 und die Empfangregister 39 gekoppelt. Der erste Summierer 41 ist an die ersten Addierer 40 gekoppelt.
Bei der in Fig. 3 gezeigten beispielhaften Ausführungsform kann eine Zählsteuerung 30 an einen Codetaktgenerator 31 gekoppelt sein, welcher seinerseits an einen Codegenerator 32 und die Referenzregister 33 angeschlossen ist. Der Codegenerator 32 ist ebenfalls an die Referenzregister 33 angeschlossen. An den Codegenerator 32 ist eine Codeauswahlschaltung 34 gekoppelt. Die Zählsteuerung 30 steuert die Länge des speziellen Pseudorauschsignals, welches von der Codeauswahlschaltung 34 für die Detektion durch den Empfänger ausgewählt wird und gibt Signale an den Codetaktgenerator 31 aus, der den Codegenerator 32 veranlaßt, eine Code der Länge L an erste Referenzregister 33 auszugeben. Die Zählsteuerung 30 triggert den Codetaktgenerator 31, der dadurch den Codegenerator 32 und erste Referenzregister 33 triggert. Der Codegenerator 32 gibt das spezielle Pseudorauschsignal an die ersten Referenzregister 33, wie es durch die Codeauswahlschaltung 34 festgelegt wird. Die Codeauswahlschaltung 34 kann Signale an den Codegenerator 32 geben, die diesen in die Lage versetzen, über mehrere Pseudorauschcodes weiterzuschalten. Im Betrieb kann ein einzelner Code in die ersten Referenzregister 33 geladen werden, im Abtastbetrieb können die ersten Referenzregister 33 periodisch mit sich konstant verändernden Codes geladen werden, bis eine Übereinstimmung mit einem empfangenen Code vorhanden ist.
In Fig. 3 sind außerdem HF- und ZF-Verstärker 35 dargestellt, gekoppelt an einen Produktdetektor 36, der seinerseits an einen Empfangsoszillator 37 und ein Tiefpaßfilter 38 gekoppelt ist. Das Tiefpaßfilter 38 ist an Empfangsregister 39 und an eine Taktwiedergewinnungsschaltung 46 angeschlossen.
Für den Fall eines Korrelators mit der Möglichkeit für doppelten Schwellenwert speichern die ersten Referenzregister 33 ein erstes Pseudorauschsignal, und die Empfangsregister 39 speichern das empfangene Bandspreizungssignal. Die erste Addierer 40 vergleichen jeden Abschnitt des empfangenen Bandspreizungssignals mit jedem zugehörigen Abschnitt des ersten Pseudorauschsignals, um eine erste Mehrzahl von Abschnittsver gleichssignalen zu erzeugen. Der erste Summierer 41 addiert die erste Mehrzahl von Abschnittsvergleichssignalen und erzeugt dadurch ein erstes Korrelationssignal. Ansprechend darauf, daß das erste Korrelationssignal größer ist als der obere Schwellenwertpegel, erzeugt der Vergleicher 42 ein erstes Datensymbolsignal. Ansprechend darauf, daß das erste Korrelationssignal kleiner ist der untere Schwellenwertpegel, erzeugt der Vergleicher 42 ein zweites Datensymbolsignal.
Im Betrieb wird ein empfangenes Bandspreizungssignal mit einem Datensignal, welches mit dem PN-Code moduliert ist, in dem Empfangsregister 39 gespeichert, und die gesamte Länge L eines ersten Pseudorauschsignals wird in den ersten Referenzregistern 33 gespeichert. Jeder Abschnitt des empfangenen Bandspreizungssignal wird mit jedem zugehörigen Abschnitt des ersten Referenz-Pseudorauschsignals mit Hilfe der ersten Addierer 40 einer Modulo-2-Addition unterzogen. Diese Modulo-Addition der beiden Signale liefert eine erste Mehrzahl von Abschnittsvergleichssignalen, die von den ersten Addierern 40 auf den ersten Summierer 41 gegeben werden. Der erste Summierer 41 addiert die erste Mehrzahl von Signalen, um ein erstes Korrelationssignal zu erzeugen.
Der erste Symbolvergleicher 42 und der zweite Symbolvergleicher 43 sind an den ersten Summierer 41 angeschlossen. Die Vergleicher 42 und 43 besitzen einen oberen und einen unteren Schwellenwertpegel. Ansprechend darauf, daß das erste Korrelationssignal größer als der obere Schwellenwertpegel ist, erzeugt der erste Symbolvergleicher 42 ein erstes Datensymbol-Korrelationssignal. Ansprechend darauf, daß das erste Korrelationssignal kleiner als der untere Schwellenwertpegel ist, erzeugt der zweite Symbolvergleicher 43 ein zweites Datensymbol-Korrelationssignal. Daraus erzeugt der Datengenerator 47 ein erstes oder ein zweites Datensymbol über das erste bzw. das zweite Datensymbol-Korrelationssignal. Das erste und das zweite Datensymbolsignal können ein 1-Bit- und ein 0- Bit-Datensignal sein.
Die vorliegende Erfindung kann außerdem zwei oder mehr, bis hin zu N, verschiedene rekursive Sequenzen verwenden, von denen ein Beispiel mit zwei in Fig. 4 dargestellt ist. In diesem speziellen Fall erzeugen ein erster Codegenerator 52 und ein zweiter Codegenerator 53 jeweils eine andere rekursive Sequenz, wie sie durch den Codeselektor 62 ausgewählt wird, um ein Bandspreizungs-Codesignal zu erzeugen. Der Codetaktgenerator 51 führt dem Codegenerator A 52 und dem Codegenerator 53 sowie einem Teiler 54 einen Codetakt zu. Der L/2-Teiler liefert ein Taktsignal mit einer Periodendauer entsprechend dem Zweifachen der Periodendauer einer Taktsequenz der Länge L einem 2-Teiler 56, einem zweistufigen Schieberegister 58 und einem Datengenerator 55 zu. Auf diese Weise werden zwei Datenbits pro Codelänge L von dem Datengenerator 55 erzeugt und parallel in dem zweistufigen Schieberegister 58 abgelegt. Der Teiler 56 führt ein Taktsignal einmal pro Codesegment der Länge L einem Abtaster 57 und einem Impulsgenerator 59 zu, wobei letzterer den Codegenerator A 52 und den Codegenerator 53 zurücksetzt. Der Abtaster 57 gibt zwei Signale an den Selektor 60, die festlegen, welches von vier Codesegmenten (Code A, inverser Code A, Code B, inverser Code B) er von dem Codegenerator A 52 und dem Codegenerator B 53 empfängt. Der modulierte Code wird dann von dem Selektor 60 zu einem PSK-Modulator und HF-Sender 61 übertragen, wo er einer PSK-Modulation mit Hilfe eines HF-Trägers 53 in dem Sender unterzogen wird. Das Senden eines Bandspreizungssignals mit Hilfe der in Fig. 4 gezeigten Schaltung hat den Vorteil, daß, wie in Fig. 5 als spezielle Ausführungsform der Erfindung gezeigt ist, ein Empfänger mit Hilfe von lediglich zwei Korrelatoren zum Erfassen von vier möglichen empfangenen Bandspreizungs-Codes verwendet werden kann. Die speziellen Codes sind tatsächlich zwei Bandspreizungs-PN-Codes mit einer 180º-Phasenumkehr.
Auf diese Weise kann die vorliegende Erfindung außerdem eine zweite Referenzsequenz-Speichereinrichtung, eine zweite Abschnittsvergleichereinrichtung und eine zweite Summiereinrichtung enthalten. Die zweite Referenzsequenz-Speichereinrichtung kann in Form von zweiten Referenzregistern 73 ausgeführt sein, die zweite Abschnittsvergleichereinrichtung kann die Form von zwei Addierern 80 haben, und der zweite Summierer kann als zweiter Summierer 81 ausgebildet sein. Das zweite Referenzregister 73 speichert ein zweites Pseudorauschsignal. Die zweiten Addierer 80 sind an die zweiten Referenzregister 73 und die Empfangsregister 39 gekoppelt.
Für den Fall von zwei Korrelatoren, wie sie beispielhaft in den Figuren dargestellt sind, die jeweils die Möglichkeit für doppelten Schwellenwert haben, vergleichen die ersten Addierer 40 jeden Abschnitt des empfangenen Bandspreizungssignals mit jedem entsprechenden Abschnitt des ersten Pseudorauschsignals, um dadurch eine erste Mehrzahl von Abschnittsvergleichssignalen zu erzeugen. Der erste Summierer 41 ist an die ersten Addierer 40 gekoppelt. Ansprechend auf die erste Mehrzahl von Abschnittsvergleichssignalen von den ersten Addierern 40 addiert der erste Summierer 41 die erste Mehrzahl von Abschnittsvergleichssignalen, um dadurch ein erstes Korrelationssignal zu erzeugen.
Die zweiten Addierer 80 sind an die zweiten Referenzregister 73 und die Empfangsregister 39 gekoppelt. Ansprechend auf das empfangene Bandspreizungssignal vergleichen die zweiten Addierer 80 jeden Abschnitt des empfangenen Bandspreizungssignals mit jedem entsprechenden Abschnitt des zweiten Pseudorauschsignals und erzeugen daraus eine zweite Mehrzahl von Abschnittsvergleichssignalen. Der zweite Summierer 81 ist an die zweiten Addierer 80 gekoppelt. Ansprechend auf die zweite Mehrzahl von Abschnittsvergleichssignalen addiert der zweite Summierer 81 die zweite Mehrzahl von Modulo-Additions-Signalen und erzeugt damit ein zweites Korrelationssignal.
Bei dieser speziellen Ausführungsform ist die Vergleichereinrichtung als Vergleicherschaltung 97 ausgebildet. Die Vergleicherschaltung 97 besitzt einen unteren und einen oberen Schwellenwertpegel. Die Vergleicherschaltung 97 ist an den ersten Summierer 41 und an den zweiten Summierer 81 angeschlossen. Ansprechend darauf, daß das erste Korrelationssignal von dem ersten Summierer 41 größer ist als ihr oberer Schwellen wertpegel, erzeugt die Vergleicherschaltung 97 ein erstes Datensymbol- Korrelationssignal. Ansprechend darauf, daß das erste Korrelationssignal von dem Summierer 41 kleiner ist als ihr unterer Schwellenwert, erzeugt die Vergleicherschaltung 97 ein zweites Datensymbol-Korrelationssignal. Ansprechend darauf, daß das zweite Korrelationssignal von dem zweiten Summierer 81 größer als ihr oberer Schwellenwertpegel ist, erzeugt die Vergleicherschaltung 97 ein drittes Datensymbol-Korrelationssignal. Ansprechend darauf, daß das zweite Korrelationssignal von dem zweiten Summierer 81 kleiner als ihr unterer Schwellenwertpegel ist, erzeugt die Vergleicherschaltung 97 ein viertes Datensymbolsignal. Dann erzeugt der Datengenerator 98 das Datensymbol entsprechend dem empfangenen Datensymbol-Korrelationssignal. Das erste, das zweite, das dritte und das vierte Datensymbolsignal können zum Beispiel die Datenbits 00, 01, 10 und 11 repräsentieren.
Während die Erfindung erläutert wurde unter Verwendung entweder eines ersten Korrelators gemäß Fig. 3 oder eines ersten und eines zweiten Korrelators gemäß Fig. 5, läßt sich die Erfindung erweitern auf die Verwendung einer Mehrzahl von Korrelatoren, wobei die Dekodierung mehrere Datensignalsymbole liefert.
Durch Verwendung mehrerer DTDCs in dem Empfänger läßt sich ein Code der Länge L dazu benutzen, eine Anzahl von Datensymbolen zu senden und zu empfangen, die gleich oder dem Zweifachen der Anzahl der DTDCs in dem Empfänger ist. Ein weiterer Vorteil der Verwendung mehrerer DTDCs besteht darin, daß bei Verdopplung der Datensymbolrate zum Senden und Empfangen mit jedem zusätzlichen DTDC die Codelänge L, die zusammengesetzte Codeabschnittsrate und die Bandbreite des verwendeten Frequenzspektrums sämtlich unverändert bleiben. Darüber hinaus bleibt die Zeit unverändert, die zum Gewinnen des Bandspreizungssignals erforderlich ist, und folglich bleibt das System billig und einfach. Die Codeauswahlschaltung kann Signale an die Codegeneratoren liefern, die diese in die Lage versetzen, durch mehrere Pseudorauschcodes hindurchzuschalten. Im Betrieb lassen sich einzelne Codesätze in die Referenzregister la den, oder man kann im Abtastmodus die Referenzregister periodisch mit sich konstant ändernden Codes laden, bis es zu einer Übereinstimmung mit einem empfangenen Code kommt.
In dem durch die vorliegende Erfindung geschaffenen System kann ein Pseudorauschsignal ein PN-Codesegment mit L Bits enthalten, erzeugt mit einer Taktrate äquivalent Lx(Rd/Sd), wobei Rd die Taktrate der zu modulierenden Daten und Sd die Anzahl von Datenbits pro Codesegment der Länge L sind. Wenn zum Beispiel die zu sendende Datenrate für ein Datenbit 100 kHz und die Codelänge L 100 beträgt, dann ist die Coderate Rc äquivalent zu Lx(Rd/Sd) = (100)·(100 kHz/1) = 10,0 MHz. Für zwei Datenbits pro Code steigt die Datenrate auf 200 kI-Iz an, allerdings bleibt die Coderate Rc =(100)·(200 kHz/2) = 10 MHz. Man kann also die Datenrate erhöhen, ohne eine ähnliche Zunahme der Coderate zu benötigen. Die Anzahl der pro Codesegment der Länge L erzeugten Datensymbole beträgt 2sd, wobei Sd = Anzahl der Datenbits pro Codesegment.
In dem Sender ist der Beginn eines Codesegments der Länge L mit jedem Datensatz ausgerichtet, definiert durch die Anzahl von Datenbits pro Codesegment, die 2sd Datensymbole erzeugen können. Wenn zum Beispiel zwei Datenbits pro Codesegment zu übertragen sind, ergibt sich 2sd = 4 Datensymbole, was man in der Form 00, 01, 10, 11 darstellen kann. Wenn ein Datensymbol Eins zu übertragen ist, kann der Code Eins gesendet werden. Wenn das Datensymbol Eins zu senden ist, kann auch das Inverse des Codes gesendet werden. Wenn das Datensymbol Zwei zu senden ist, kann man das Inverse des Codes von Eins senden. Der gleiche Prozeß folgt für das Datensymbol Drei, das möglicherweise den inversen Code von Zwei benutzen würde, und ein Datensymbol Vier, wozu der normale Code für Zwei verwendet werden könnte. Im Empfänger werden Segmente des Referenzcodes Eins und des Codes Zwei äquivalent jenen im Sender in die Speicherelemente der zwei Korrelatoren geladen und festgehalten. Dann wird das empfangene Signal über den Korrelator vorbeigeleitet, und wenn die Korrelatorbewertung von dem Korrelator Eins dessen Schwellenwert übersteigt, wird ein erstes Datensymbol-Korrelationssignal erzeugt. Wenn die Korrelationsbewertung kleiner als L-T ist, wird ein zweites Datensymbol-Korrelationssignal erzeugt. Das gleiche gilt für das dritte Datensymbol, wenn die zweite Korrelatorbewertung kleiner als L-T ist, und das vierte Datensymbol, wenn der zweite Korrelator größer als T ist.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kann von Analog- Bauelementen Gebrauch machen, so zum Beispiel von akustischen Oberflächenwellenbauelementen, um ein Beispiel für analoge Bauelemente zu nennen, welche Referenzsequenz-Speicherelemente und Empfangssequenz-Speicherelemente enthalten. Die akustischen Oberflächenwellen- Bauelemente (SAW von surface-acoustic-wave) können zusätzlich die Addierer 40 und den Summierer 41 und eine Funktion einer vollständig selbständigen Korrelatoreinheit enthalten. Darüber hinaus können mehrere Sätze von Referenzsequenz-Speicherbauelementen auf einem speziellen akustischen Oberflächenwellen-Bauelement zusammen mit den Empfangssequenz-Speicherbauelementen enthalten sein, um eine äußerst kompakte Einrichtung zum Dekodieren mehrerer Pseudorauschsignale zu erhalten.
Ein angepaßtes Verzögerungsleitungs-Filter oder ein SAW-Korrelator ist ein passives Bauelement, ausgebildet zum Erkennen einer speziellen Sequenz von Codeabschnitten, wie dies ein digitaler Korrelator tut, von jenem Bauelement allerdings durch eine Korrelation von Phasenverschiebungen eines HF-Signals anstelle von Spannungspegeln im Basisband erreicht, wodurch sich zahlreiche Probleme vermeiden lassen, die einem digitalen Korrelator anhaften, so zum Beispiel starkes Rauschen oder eine Interferenz/Störungs-Umgebung.
Jedes Verzögerungselement innerhalb des Korrelators besitzt eine Verzögerung, die der Periodendauer des gesendeten Codetakts gleicht, so daß jedes Element nur einen Abschnitt zu jeweils einem Zeitpunkt entspricht. Wenn sich das empfangene Signal entlang der Verzögerungsleitung ausbreitet, wird die Phasenstruktur jedes Elements in oder aus der Phase bezüglich der sich ausbreitenden PN-codierten Welle hinzugefügt, und die Ausgänge sämtlicher Elemente werden anschließend summiert, um zu ei nem Gesamt-Korrelationswert zu gelangen. Wenn sämtliche Phasenverschiebestrukturen der Elemente mit den Phasenverschiebungen der sich ausbreitenden Welle übereinstimmen, ist die maximale Summe von Korrelationen erreicht.
Um die gewünschte Korrelation zu erreichen, muß der korrekte Referenzcode in das SAW-Bauelement "geladen" werden. Die vorliegende Diskussion gilt für ein BPSK-Bauelement, allerdings erstreckt sich die Erfindung auf jegliche PSK, so zum Beispiel MSK, QPSK, etc. Ein zweiphasiges Phasenumtastsignal vorausgesetzt, kommt es zu einer Phasenumkehr bei jedem Eins/Null-Übergang des PN-Codes. Erreicht wird dies typischerweise auf einem von zwei möglichen Wegen: die erste Möglichkeit erfolgt über einen programmierbaren Korrelator, der sämtliche Phasen in jedem Element ausgeben kann. Wie zum Beispiel in Fig. 6 gezeigt ist, steuert für ein Bauelement mit zweiphasiger Phasenumtastung eine Zählsteuerung 101 einen Codetaktgenerator 102, der L Taktsignale an einen Codegenerator 104 und Referenzregister 105 sendet. Der Codegenerator 104 erzeugt dann einen eindeutigen Code, wie er durch den Codeselektor 103 festgelegt wird, und lädt ihn in die Referenzregister 105. Nachdem der Code in den Referenzregistern 105 gespeichert ist, wird das 0/1-Muster in den Verzögerungsleitungs-Korrelator 106 geladen, indem der Inhalt des Registers A(2) an das Element T(2) gegeben wird, und so fort bis zum Element A(L). Der Korrelator ist dann so programmiert, daß sämtliche Ausgänge der Elemente entsprechend einem ersten Datensymbol auf Summiereinrichtungen 108 und 110 gegeben werden, und sämtliche Ausgänge der Elemente, die einem zweiten Datensymbol entsprechen, auf Summiereinrichtungen 109, 111 gegeben werden. In diesem Beispiel hat das erste Datensymbol die Form eines ersten Phasensymbols, das zweite Datensymbol hat die Form eines zweiten Phasensymbols. In nicht programmierbaren Bauelementen sind diese Phasenverschiebungen zum Zeitpunkt der Herstellung mit Hilfe von Wandlern programmiert, die in jedem Element plaziert sind, um eine elementare Phasenanpassung zu erreichen, und kann von dem Benutzer nicht geändert werden, so daß sich lediglich eine Codesequenz korrelieren läßt. Dann werden invertierte und nicht-invertierte Phasenelemente aufsummiert, genauso wie in dem Phasenelemente aufsummiert, genauso wie in dem programmierbaren Gerät.
Wenn ein Signal mit einem PN-Code, einer PSK-Modulation und einer HF-Frequenz entsprechend den Werten in dem SAW-Korrelator empfangen wird, so wird das Empfangssignal verstärkt (möglicherweise untersetzt, obschon die Untersetzung in eine ZF-Frequenz nicht bevorzugt ist, es sei denn, sie ist unerläßlich), und dem Verzögerungsleitungs-Korrelator 106 zugeführt. Wenn die Welle sich über die Oberfläche des Korrelators ausbreitet, erhöht sich die Energie in jedem Verzögerungselement um einen Faktor, der sich durch die Phase der Referenzelemente gegenüber der Empfangssignal-Phase bestimmt.
Die Ausgangssignale der Verzögerungselemente, die in Phase sind mit der ersten Phase, werden von Summierern 108 und 110 summiert, während die Elemente, die um 180º gegenüber der ersten Phase gedreht sind, in Summierern 109 und 111 summiert werden. Bei einem nicht-invertierten Codesegment breitet sich ein PSK-moduliertes Signal mit den gleichen PN- Code-Phasenverschiebungen wie denen in dem Korrelator sich durch das Bauelement ausbreitet und der erste Codeabschnitt das Ende der Verzögerungsleitung erreicht, stimmen die Phasenverschiebungen des Empfangssignals sämtlich mit jenen der Elemente des Korrelators überein, und man erhält eine erste Phasen-Maximumenergie. Das Ausgangssignal des Summierers 109 für die invertierte erste Phase wird von einem Phasenumkehrer 112 invertiert und in der Phase mit dem Ausgangssignal des Summierers 108 für die erste Phase in dem Summierer 114 summiert. Überschreitet das Ausgangssignal des Summierers 114 den in dem Schwellenwertdetektor 116 durch den Schwellenwerteinsteller 114 eingestellen Schwellenwert, so wird von dem Schwellenwertdetektor 116 ein erstes Datensymbol- Korrelationssignal erzeugt und dem Datengenerator 119 zugeleitet, der ein erstes Datensymbolsignal erzeugt.
Wenn ein invertiertes Codesegment des PSK-modulierten Signals mit denselben nicht-invertierten PN-Code-Phasenverschiebungen wie jenen, die in dem Korrelator als Referenz dienen, sich durch das Bauelement ausbreitet und der erste Codeabschnitt das Ende der Verzögerungsleitung erreicht, stimmen sämtliche Phasenverschiebungen des Empfangssignals mit jenen sämtlicher Elemente des Korrelators überein, und man erhält eine invertierte erste Phasen-Maximum-Energie. Das Ausgangssignal des Summierers 110 für die erste Phase wird von einem Phasenumkehrer 113 invertiert und in der Phase mit dem Ausgangssignal des Summierers 111 für die invertierte erste Phase in einem Summierer 115 summiert. Wenn das Ausgangssignal des Summierers 115 den in dem Schwellenwertdetektor 114 von dem Schwellenwerteinsteller 118 eingestellten Schwellenwert übersteigt, wird von dem Schwellenwertdetektor 117 ein zweites Datensymbol-Korrelationssignal erzeugt und dem Datengenerator 119 zugeführt, der ein zweites Datensymbolsignal erzeugt.
Ein Unterschied zwischen dem Verfahren und der Vorrichtung der Erfindung und dem Stand der Technik besteht darin, daß der Korrelationsimpuls dazu benutzt wird, direkt die Datensymbole abzuleiten, wohingegen andere Systeme den Impuls möglicherweise dazu benutzen, ein viel längeres Referenz-Codesignal mit dem ankommenden Empfangs-Codesignal zu synchronisieren.
Ein Unterschied zwischen SAW-Bauelementen und Digital-Korrelatoren liegt in den Frequenzbändern, in denen sie betrieben werden. Die SAW- Bauelemente werden normalerweise bei ZF betrieben, allerdings können sie auch bei HF betrieben werden. Die Digital-Korrelatoren werden üblicherweise im Basisband eingesetzt. Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß SAW-Bauelemente Phasenverschiebungs-Vergleiche durchführen, während digitale Korrelatoren Spannungspegel-Vergleiche ausführen. Außerdem summieren SAW-Bauelemente die Ausgangssignale anders als digitale Korrelatoren. Wenn außerdem die Erfindung mit Hilfe eines SAW-Korrelators realisiert wird, ist kein Empfangscodetakt erforderlich, um mit dem PN-Code zu korrelieren. Die Erfindung läßt sich bei Verwendung eines SAW-Korrealtors mit weniger Bauelementen realisieren.
Die vorliegende Erfindung umfaßt außerdem Verfahren, die einen Korrelator zum Dekodieren eines empfangenen PSK-Bandspreizungssignals verwenden, welches ein mit einem PN-Code moduliertes Datensignal beinhaltet und mit einem HF-Träger moduliert ist, um ein Bandspreizungs-HF- Signal zu erzeugen. Das erste Verfahren enthält die Schritte, unter Verwendung des digitalen Korrelators obere und untere Schwellenwertpegel mit Hilfe einer Schwellenwerteinstelleinrichtung einzustellen, ein Pseudorauschsignal in einer Referenzsequenz-Speichereinrichtung zu speichern, das empfangene Bandspreizungssignal in der Empfangssequenz- Speichereinrichtung zu speichern, das empfangene Bandspreizungssignal zu korrelieren mit dem Pseudorauschsignal, um ein Korrelationsignal zu erzeugen, das Korrelationssignal mit einem oberen und einem unteren Schwellenwertpegel zu vergleichen und ansprechend darauf ein erstes Datensymbol zu erzeugen, daß das Korrelationssignal größer als der obere Schwellenwertpegel ist, und ein zweites Datensymbol ansprechend darauf zu erzeugen, daß das Korrelationssignal kleiner als der untere Schwellenwertpegel ist.
Das zweite Verfahren sieht vor, unter Verwendung eines Analog- Korrelators, zum Beispiel eines SAW-Korrelators, zwei Schwellenwertpegel, die möglicherweise äquivalent sind, unter Verwendung einer Schwellenwerteinstelleinrichtung einzustellen, ein Pseudorauschsignal in einer Referenzsequenz-Speichereinrichtung abzuspeichern, das empfangene Bandspreizungssignal in einer Empfangssequenz-Speichereinrichtung zu speichern, das empfangene Bandspreizungssignal mit dem Pseudorauschsignal zu korrelieren, um zwei Korrelationssignale zu erzeugen, das erste Korrelationssignal mit einem ersten Schwellenwertpegel und ein inverses Korrelationssignal mit einem zweiten Schwellenwertpegel zu vergleichen und ein erstes Datensymbol zu erzeugen, wenn das erste Korrelationssignal größer als der erste Schwellenwertpegel ist, und ein zweites Datensymbol zu erzeugen, wenn das inverse Korrelationssignal größer als der zweite Schwellenwertpegel ist.

Claims

1. Vorrichtung zum Dekodieren eines empfangenen Signals mit Bandspreizung, welches ein mit einem PN-Code moduliertes Datensignal aufweist, umfassend:

eine erste Referenzsequenz-Speichereinrichtung (33) zum Speichern eines ersten Pseudorauschsignals (PN-Signals);

eine Empfangssequenz-Speichereinrichtung (39) zum Speichern des empfangenen Signals mit Bandspreizung, gekennzeichnet durch:

eine erste Abschnittsvergleichereinrichtung (40), die mit der ersten Referenzsequenz-Speichereinrichtung (33) und mit der Empfangssequenz- Speichereinrichtung (39) gekoppelt ist, wobei die erste Abschnittsvergleichereinrichtung (40) jeden Abschnitt des empfangenen Signals mit Bandspreizung vergleicht mit jedem entsprechenden Abschnitt des ersten Pseudorauschsignals, um eine erste Mehrzahl von Abschnittsvergleichssignalen zu erzeugen;

eine erste Summiereinrichtung (41), die an die erste Abschnittsvergleichereinrichtung gekoppelt ist und auf die erste Mehrzahl der Abschnittsvergleichssignale anspricht, indem sie die erste Mehrzahl der Abschnittsvergleichssignale kombiniert, um ein erstes Korrelationssignal zu erzeugen;

eine Schwellenwerteinstelleinrichtung (45) zum Erzeugen eines oberen und eines unteren Schwellenwertpegels für das erste Korrelationssignal;

eine erste Korrelationsvergleichereinrichtung (42, 43) zum Vergleichen des ersten Korrelationssignals mit dem oberen und dem unteren Schwellenwertpegel von der Schwellenwerteinstelleinrichtung (45), wobei die erste Korrelationsvergleichereinrichtung (42, 43) ein erstes Datensymbol in Abhängigkeit davon erzeugt, daß das erste Korrelationssignal größer ist als der obere Schwellenwertpegel, und die erste Korrelationsvergleichereinrichtung (42, 43) ein zweites Datensymbol ansprechend darauf erzeugt, daß das erste Korrelationssignal niedriger ist als der untere Schwellenwertpegel.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die erste Referenzsequenz- Speichereinrichtung (33) und die Empfangssequenz-Speichereinrichtung (39) ein Akustische-Oberflächenwellen-Bauelement (106) enthält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei dem das Akustische-Oberflächenwellen-Bauelement (106) die erste Abschnittsvergleichereinrichtung (40) und die erste Summiereinrichtung (41) beinhaltet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der die Korrelationsvergleichereinrichtung (42, 43) einen mit der ersten Summiereinrichtung (41) gekoppelten oberen Schwellenwertpegel aufweist, wobei die Korrelationsvergleichereinrichtung (42, 43) ein erstes Datensymbol dann erzeugt, wenn das erste Korrelationssignal größer als der obere Schwellenwertpegel ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiterhin umfassend:

eine zweite Referenzsequenz-Speichereinrichtung (73) zum Speichern eines zweiten Pseudorauschsignals;

eine zweite Abschnittsvergleichereinrichtung (80), die an die zweite Referenzsequenz-Speichereinrichtung (73) und an die Empfangssequenz- Speichereinrichtung (39) gekoppelt ist, wobei die zweite Abschnittsvergleichereinrichtung (80) jeden Abschnitt des empfangenen Signals mit Bandspreizung vergleicht mit jedem entsprechenden Abschnitt des zweiten Pseudorauschsignals, um eine zweite Mehrzahl von Abschnittsvergleichssignalen zu erzeugen;

eine zweite Summiereinrichtung (81), die an die zweite Abschnittsvergleichereinrichtung (80) gekoppelt ist, um die zweite Mehrzahl der Abschnittsvergleichssignale zu kombinieren und ein zweites Korrelationssignal zu erzeugen;

wobei die Schwellenwerteinstelleinrichtung (45) einen oberen und einen unteren Schwellenwertpegel für das zweite Korrelationssignal erzeugt; und

eine zweite Korrelationsvergleichereinrichtung (97), die an die erste Summiereinrichtung (41) und die zweite Summiereinrichtung (81) gekoppelt ist, um das zweite Korrelationssignal mit dem oberen und dem unteren Schwellenwertpegel von der Schwellenwerteinstelleinrichtung (45) zu vergleichen, wobei die erste Korrelationsvergleichereinrichtung (97) und die zweite Korrelationsvergleichereinrichtung (97) gemeinsam ein erstes Datensymbol ansprechend darauf erzeugen, daß das erste Korrelationssignal größer als der obere Schwellenwertpegel ist, wobei die erste Korrelationsvergleichereinrichtung (97) und die zweite Korrelationsvergleichereinrichtung (97) gemeinsam ein zweites Datensymbol ansprechend darauf erzeugen, daß das erste Korrelationssignal kleiner ist als der untere Schwellenwertpegel, und wobei ansprechend darauf, daß das zweite Korrelationssignal kleiner ist als der untere Schwellenwertpegel, die erste Korrelationsvergleichereinrichtung (97) und die zweite Korrelationsvergleichereinrichtung (97) gemeinsam ein drittes Datensymbol erzeugen, wobei ansprechend darauf, daß das zweite Korrelationssignal größer ist als der obere Schwellenwertpegel, die erste Korrelationsvergleichereinrichtung (97) und die zweite Korrelationsvergleichereinrichtung (97) gemeinsam ein viertes Datensymbol erzeugen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5 in Abhängigkeit von Anspruch 2 oder 3, wobei das Akustische-Oberflächenwellen-Bauelement die zweite Ab schnittsvergleichereinrichtung und die zweite Summiereinrichtung beinhaltet.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der oder die Schwellenwertpegel analoge Schwellenwertpegel sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der:

die erste Referenzsequenz-Speichereinrichtung (33) mehrere erste Referenzsequenz-Speichereinrichtungen zum Speichern einer Mehrzahl von Pseudorauschsignalen enthält;

die Abschnittsvergleichereinrichtung (40) eine Mehrzahl erster Abschnittsvergleichereinrichtungen aufweist, die an eine Mehrzahl von den Referenzsequenz-Speichereinrichrungen (33) gekoppelt sind, wobei die mehreren ersten Chipvergleichereinrichtungen (40) jeden Abschnitt des empfangenen Signals mit Bandspreizung vergleichen mit dem entsprechenden Abschnitt der mehreren Pseudorauschsignale, um Sätze aus mehreren Abschnittsvergleichssignalen zu erzeugen;

wobei die erste Summiereinrichtung (41) eine Mehrzahl erster Summiereinrichtungen enthält, die an die mehreren ersten Abschnittsvergleichereinrichtungen (40) gekoppelt sind, und wobei jeder Satz von Abschnittsvergleichssignalen die mehreren ersten Abschnittsvergleichssignale innerhalb jedes Satzes kombiniert, um mehrere Korrelationssignale zu erzeugen; und

wobei die erste Korrelationsvergleichereinrichtung (42, 43) eine Vergleichereinrichtung aufweist, die mit den mehreren ersten Summiereinrichtungen (41) gekoppelt ist, um auf die mehreren Korrelationssignale und einen der mehreren Schwellenwertpegel anzusprechen und eines der mehreren Datensymbolsignale zu erzeugen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der

die erste Referenzsequenz-Speichereinrichtung (105) eine Coderegistereinrichtung enthält; und

die erste Summiereinrichtung (106, 108-111) eine Einrichtung (106) zum Korrelieren des empfangenen, mit Bandspreizung versehenen Signals mit dem Pseudorauschsignal zum Erzeugen eines Korrelationssignals aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Coderegistereinrichtung (105) und die Empfangssequenz-Speichereinrichtung (106) ein Akustische-Oberflächenwellen-Bauelement enthalten.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei dem die Korrelationseinrichtung (106) ein Akustische-Oberflächenwellen-Bauelement enthält.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, 10 oder 11, bei der:

die Coderegistereinrichtung (105) zum Speichern einer Mehrzahl von Pseudorauschsignalen dient;

die Einrichtung (106) zum Korrelieren des empfangenen, mit Bandspreizung versehenen Signals eine Einrichtung aufweist zum Korrelieren des empfangenen Signals mit Bandspreizung mit einer Mehrzahl von Pseudorauschsignalen, um mehrere Korrelationssignale zu erzeugen; und

die Vergleichereinrichtung (116, 117) eine Vergleichereinrichtung enthält, die auf die mehreren Korrelationssignale anspricht, um eines der mehreren Datensymbolsignale ansprechend darauf zu erzeugen, daß die einzelnen Korrelationssignale eine spezielle Menge aus einer Mehrzahl von Schwellenwertpegeln kreuzt.

13. Verfahren unter Verwendung eines Korrelators zum Dekodieren eines empfangenen Signals mit Bandspreizung, welches ein mit einem PN-Code moduliertes Datensignal enthält, umfassend die Schritte unter Verwendung des Korrelators:

Speichern eines Pseudorauschsignals in einer Coderegistereinrichtung (33);

Speichern des empfangenen Signals mit Bandspreizung in einer Empfangssequenz-Speichereinrichtung (39), gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

Vergleichen jedes Abschnitts des empfangenen Signals mit Bandspreizung mit jedem zugehörigen Abschnitt des Pseudorauschsignals, um eine erste Mehrzahl von Abschnittsvergleichssignalen zu erzeugen;

Summieren der ersten Mehrzahl von Abschnittsvergleichssignalen, um ein erstes Korrelationssignal zu erzeugen;

Vergleichen des Korrelationssignals mit einem oberen Schwellenwertpegel und einem unteren Schwellenwertpegel;

Erzeugen eines 0-Bit-Datensignals ansprechend darauf, daß das Korrelationssignal kleiner ist als der untere Schwellenwertpegel; und

Erzeugen eines 1-Bit-Datensignals ansprechend darauf, daß das Korrelationssignal größer ist als der obere Schwellenwertpegel.

14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem

der Schritt des Speicherns eines Pseudorauschsignals in der Coderegistereinrichtung (33) das Speichern einer Mehrzahl von Pseudorauschsignalen in einer Coderegistereinrichtung umfaßt;

der Schritt des Korrelierens des empfangenen Signals mit Bandspreizung das Korrelieren von empfangenen Signalen mit Bandspreizung mit der Mehrzahl von Pseudorauschsignalen umfaßt, um eine Mehrzahl von Korrelationssignalen zu erzeugen;

der Schritt des Vergleichens des Korrelationssignals mit einem oberen Schwellenwert das Vergleichen der mehreren Korrelationssignale mit einer Mehrzahl von Schwellenwerten beinhaltet; und

der Schritt des Erzeugens eines 1-Bit-Datensignals das Erzeugen eines aus mehreren Datensymbolsignalen ansprechend darauf beinhaltet, daß das Korrelationssignal größer ist als der obere Schwellenwertpegel.