DE10143303A1

DE10143303A1 - Verfahren zur Übertragung bandbegrenzter Signale

Info

Publication number: DE10143303A1
Application number: DE2001143303
Authority: DE
Inventors: Werner Zuehlke
Original assignee: Technische Universitaet Ilmenau
Current assignee: Technische Universitaet Ilmenau
Priority date: 2001-09-04
Filing date: 2001-09-04
Publication date: 2003-03-20

Abstract

Ein Verfahren zur Übertragung bandbegrenzter Signale soll geschaffen werden, bei welchem die Mehrbenutzerstörung so gering wie möglich ist. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird zur Abtastung des bandbegrenzten analogen Signals die Distanzcodierung eingesetzt und die dabei entstehenden positiven und negativen Impulse werden durch zwei Codeworte CW¶1¶ und CW¶2¶ spektral gespreizt und asynchron codemultiplex übertragen. DOLLAR A Vor der Distanzcodierung erfolgt zweckmäßigerweise eine bandbreiten- und grenzfrequenzreduzierende Verarbeitung des Signals oder eine Bandbreitenkompression mittels Zeitbasiskompandierung. DOLLAR A Dieses erfindungsgemäße Verfahren findet beim Mobilfunk und Satellitenfunk Anwendung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung bandbegrenzter Signale und kommt beim Mobilfunk und Satellitenfunk zur Anwendung.
Beim Mobilfunk mit Direct-Sequence Code Division Multiple Access (Codemultiplex) werden die Datenbits eines Teilnehmers mit einem Spread-Spectrum-Signal spektral gespreizt und mit anderen gespreizten Signalen überlagert übertragen. Dabei hat jeder Teilnehmer ein anderes Spread-Spectrum-Signal (Pseudo- Noise-Folge).
Alle vergebenen Pseudo-Noise-Folgen sind orthogonal oder wenigstens fast orthogonal und sind deshalb mittels Korrelator oder Optimalfilter im Empfänger trennbar.
Infolge nicht perfekter Orthogonalität, Mehrwegeausbreitungen, zeitlicher Versetzungen, Bandbegrenzungen, unterschiedlicher Empfangsamplituden und weiterer Störungen ist die Trennung der Anteile in den Empfängern nicht fehlerfrei.
Die dadurch entstehenden Bitfehler sind umso häufiger je mehr Teilnehmer aktiv sind. Umgekehrt sinkt die Fehlerrate durch Mehrbenutzerstörungen, wenn die Anzahl der zu übertragenden Spread-Spectrum-Signale geringer wird. [Goiser, M.: Handbuch der Spread-Spectrum Technik, Springer-Verlag, 1998]
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zur Übertragung bandbegrenzter Signale zu schaffen, bei welchem die Mehrbenutzerstörung so gering wie möglich gehalten wird.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit dem im Anspruch 1 beschriebenen Verfahren und den dazu aufgeführten Merkmalen gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert.
Zur Umwandlung des bandbegrenzten analogen Signals, z. B. eines Sprachsignals, für die codemultiplexe Übertragung wird die Distanzcodierung (DIC) angewendet. Die Abtastung eines bandbegrenzten Sprachsignals an den Stützstellen, an denen die Distanz auf der Signalkurve einen vorgegebenen Wert erreicht hat, liefert in vom Signalverlauf abhängigen arhythmischen Abständen relativ seltene Impulse unterschiedlichen Vorzeichens.
Zur codemultiplexen Übertragung werden den positiven und den negativen Impulsen zwei unterschiedliche Codeworte CW₁ und CW₂ zugeordnet. Dabei kann CW₂ die amplitudeninverse Form von CW₁ sein. Zwischenliegende Pausen werden nicht durch Codeworte übertragen.
Für Bildsignale bekommt man ähnliche Impulsfolgen durch Anwendung einer zweidimensionalen Distanzcodierung.
[Zühlke, W., Schubert, H.: Distance coding and time-basis companding for speech and image coding. COST 229, Budapest 1993, SS. 77-81] Die Impulslagen und damit die Codeworte werden ungerastert oder auch feingerastert im asynchronen Codemultiplex übertragen. Die feingerasterte Übertragung eines Impulses kann durch die Übertragung von zwei oder mehr zeitabstandscodierten bzw. zeitlagecodierten Impulsen im Groberen zeitlichen Raster ersetzt werden.
Zur Verminderung der Redundanz und Irrelevanz des Signals und damit zur weiteren Verringerung der bei der folgenden Distanzcodierung entstehenden Impulsdichte ist es zweckmäßig, vor der Distanzcodierung eine bandbreiten- und grenzfrequenzreduzierende Verarbeitung des Signals durchzuführen. Dabei ist darauf zu achten, dass nur wenig Seiten- und Steuerinformationen übertragen werden müssen. Eine weitere Verringerung der Impulsdichte wird durch die Bildung der amplitudenmäßigen Differenz zwischen dem Signal und einem nichtlinear prädizierten Verlauf erreicht.
Zur nichtlinearen Bandbreitenkompression des Signals wird die Zeitbasiskompandierung eingesetzt. Dabei werden die zeitlichen Abstände nichtlinear so manipuliert, dass bestimmte Abstände für die Übertragung von Steuersignalen frei gehalten werden. [Zühlke, W.: Arhythmische Signalcodierungen und Kompandierung ihrer Zeitbasis. Nachrichtentechnik-Elektronik, Berlin 39 (1989) H.4, SS. 134-136].
Da die Anzahl der Impulse bei der Distanzcodierung mit arhythmischer Abtastung geringer ist als bei Analog/Digital- Wandlern mit rhythmischer Abtastung, ist auch die Aktivität des jeweiligen Teilnehmers bei der codemultiplexen Übertragung und damit die Mehrbenutzerstörung vergleichsweise gering.

Claims

1. Verfahren zur Übertragung bandbegrenzter Signale, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abtastung des bandbegrenzten analogen Signals die Distanzcodierung eingesetzt wird und die dabei entstehenden positiven und negativen Impulse durch zwei Codeworte CW₁ und CW₂ spektral gespreizt und asynchron codemultiplex übertragen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Distanzcodierung eine bandbreiten- und grenzfrequenzreduzierende Verarbeitung des Signals erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Distanzcodierung eine Bandbreitenkompression des Signals mittels Zeitbasiskompandierung erfolgt.