DE102007014997A1

DE102007014997A1 - Redundante Signalübertragung

Info

Publication number: DE102007014997A1
Application number: DE102007014997A
Authority: DE
Inventors: Herbert Froitzheim; Martin Opitz
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2007-03-28
Filing date: 2007-03-28
Publication date: 2008-10-02
Anticipated expiration: 2027-03-29
Also published as: US20100215076A1; DE102007014997B4; WO2008116717A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (10) zur Übertragung einer aus einer vorgegebenen Anzahl von Einzelsignalen bestehenden digitalen Signalfolge über im Verhältnis zur Sendeleistung große Entfernungen. Hierbei wird die digitale Signalfolge von einer ersten Kommunikationseinrichtung (1, 1a) wiederholt gesendet. Eine zweite Kommunikationseinrichtung (2, 2a) empfängt die wiederholt gesendete Signalfolge, wobei zunächst eine erste Abfolge von aufeinander folgenden Einzelsignalen der wiederholt gesendeten digitalen Signalfolge empfangen wird (S1), bei der die Anzahl der Einzelsignale der für die digitale Signalfolge vorgegebenen Anzahl aufeinander folgender Einzelsignale entspricht. Diese Abfolge von Einzelsignalen wird in eine Folge von die Einzelsignalfolge repräsentierenden Symbolwerten umgewandelt und in einem Register (24) gespeichert. Nachfolgen in definiertem zeitlichen Abstand zur ersten Abfolge von Einzelsignalen empfangene weitere Abfolgen von Einzelsignalen der wiederholt gesendeten digitalen Signalfolge werden ebenfalls in Symbolwertfolgen umgewandelt und der im Register (24) gespeicherten Folge überlagert.

Description

Die Erfindung betrifft die Übertragung von Signalen, deren Energieinhalt sich beim Empfänger nahe dem Hintergrundrauschen befindet oder im Hintergrundrauschen verschwindet. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine bidirektionale Signalübertragung zwischen einer zum Teil mobilen Sende-und-Empfangseinrichtung und einer weiteren meist in einem Fahrzeug angeordneten Basisstation einer funkbasierenden Zugangsanordnung.
Für moderne Zugangsberechtigungssysteme bzw. Zugangskontrollsysteme werden zunehmend elektronische Sicherungssysteme bzw. Zugangsanordnungen verwendet, bei denen die Authentifizierung eines Zugangsberechtigten mithilfe einer Datenkommunikation erfolgt, die zwischen einer zumeist am Zugangsobjekt angeordneten ersten Kommunikationseinrichtung und einer im Besitz der zugangsberechtigten Person befindlichen zweiten, meist mobilen Kommunikationseinrichtung stattfindet. Die Reichweite derartiger Systeme ist auf wenige Meter beschränkt, da die Verifikation der Zugangsberechtigung nur in unmittelbarer Nachbarschaft des Fahrzeugs erfolgen sollte, um nichtberechtigten Personen keine Möglichkeit zum Eindringen in das Fahrzeug zu bieten. Einige Anbieter offerieren Systeme mit einer Reichweite von bis zu etwa 100 Metern.
Zur Steuerung oder Regelung anderer Fahrzeugsysteme, wie z. B. einer Motor- oder Innenraumheizung, ist jedoch eine Fernbedienung über größere Entfernungen wünschenswert, damit diese Systeme beim Eintreffen des Zugangsberechtigten am Fahrzeug bereits mit der gewünschten Wirkung in Funktion sind. Ferner besteht oftmals das Problem, dass der Zugangsberechtigte sich nicht mehr sicher ist, ob er das Fahrzeug verriegelt hat oder nicht. Bei den bisherigen Zugangssystemen ist er, um die Verriegelung zu überprüfen, gezwungen in die Nähe des Fahrzeugs zurückzukehren. Es ist daher auch für solche Fälle wünschens wert, bestimmte Zustände von Fahrzeugsystemen über größere Entfernungen abfragen zu können.
Um dies zu ermöglichen, muss die Kommunikationsreichweite zwischen erster und zweiter Kommunikationseinrichtung auf bis zu 500 m oder darüber ausgedehnt werden. Da die maximal zulässige Sendeleistung derartiger Kommunikationseinrichtungen in vielen Ländern durch gesetzliche Vorgaben beschränkt ist, erhält man für die geforderten Entfernungen an der jeweils anderen Kommunikationseinrichtung eine Signalleistung, die in etwa dem Niveau des Hintergrundrauschens entspricht. Eine Übertragung über derart große Entfernungen erfordert daher besondere Maßnahmen zum fehlerarmen Empfang des übertragenen Signals.
Die Fehleranfälligkeit einer Signalübertragung wird aber auch durch andere Störeinflüsse bestimmt. Bei Reifendruckkontrollsystemen in Kraftfahrzeugen befindet sich z. B. an jedem Rad des Fahrzeugs eine mit dem Ventil des Radreifens verbundene Sendeeinrichtung, die bestimmte Betriebsdaten des Reifens, wie z. B. Fülldruck, Temperatur und dergleichen mehr, per Funk an eine im Bereich der Fahrzeugkarosserie angeordnete Empfangseinrichtung überträgt. Die reifenseitige Sendeeinrichtung ist batteriebetrieben. Für möglichst lange Intervalle zwischen den Batteriewechseln muss die Sendeenergie gering gehalten werden ohne die Funktionssicherheit der Übertragung zu gefährden. Zusätzlich zur geringen Sendeleistung wird die Übertragung jedoch auch durch die Drehung des Rades und den Einfluss des Reifens beeinträchtigt. Bei Reifenkontrollsystemen liegen daher in der Regel stark gestörte Übertragungs- bzw. Nachrichtenkanäle vor. Diese Störungen sind weniger auf Rauscheinflüsse zurückzuführen, sondern äußern sich eher in mehr oder weniger zyklischen, durch die Raddrehung bedingten Bitausfällen in den übertragenen Telegrammen. Eine Reduktion der Bitausfälle durch eine höhere Sendeleistung verbietet sich jedoch nach dem oben Ausgeführten.
Zum fehlerarmen Empfangen von Signalen, deren Energieinhalt in etwa dem Rauschniveau entspricht oder die wie oben ausgeführt durch andere Einflüsse gestört sind, werden so genannte Spreiztechniken verwandt, die die Redundanz einer Informationsübertragung erhöhen. Ein bekanntes derartiges Verfahren ist das DSSS-Verfahren (von Direct Sequence Spread Spectrum), bei dem das Nutzsignal mit einem Spreizkode multipliziert wird. Jedes Bit des Nutzsignals wird dabei durch einen Kode ersetzt, der das jeweilige Bit repräsentiert. Der Kode besteht seinerseits aus einer Folge von Bits, die in dieser Schrift zur besseren Unterscheidbarkeit als Symbole bezeichnet werden. Durch diese Kodierung wird jedes Nachrichtenbit, d. h. jedes Bit des Nutzsignals, entsprechend der Kodelänge vervielfacht. Daher werden die zur Darstellung der Nachrichtenbits verwendeten Kodes als Spreizkodes und die Anzahl der Symbole in einem Kode, d. h. die Kodelänge, als Spreizfaktor bezeichnet. Übertragen wird schließlich die aus der Kodierung resultierende Folge von Symbolsequenzen.
Auf der Empfängerseite wird die übertragene Folge von Symbolsequenzen unter Verwendung des auch als Chip-Sequenz oder Chipping-Sequenz bezeichneten Spreizkodes zum Extrahieren des Nutzsignals demoduliert. Die zur Demodulation am Empfänger verwendete Multiplikation des empfangenen Signals mit der Chipping-Sequenz macht das DSSS-Signal unempfindlich gegenüber schmalbandigen Störungen, da das Störsignal hierdurch gespreizt wird und sich seine Leistungsdichte dementsprechend um den Spreizfaktor verringert.
Bei der Übertragung digitaler Daten kann die Spreizung durch zwei Symbolsequenzen erreicht werden, von denen eine die logische Null, die andere die logische Eins repräsentiert. Üblicherweise sind die beiden Bitfolgen zueinander invers, so dass die Autokorrelation nur unbedeutende Spitzen enthält.
Die zur Spreizung verwendete Chipping-Sequenz vervielfacht jedes zu übertragende Bit zu einer Folge von miteinander korrelierten Symbolen. Die Korrelation der nacheinander oder ü ber verschiedene Kanäle übertragenen Symbole macht das empfangene Signal gegenüber dem unkorrelierten Rauschen und anderen nicht entsprechend kodierten Störeinflüssen unterscheidbar, so dass eine Erhöhung der Empfangsempfindlichkeit erreicht wird.
Soll die Bitübertragungsrate trotz Bitspreizung beibehalten werden, so müssen die gespreizten Bits (die Symbole) mit einer höheren Symbolrate übertragen werden, wodurch sich eine Spektrumsspreizung ergibt. Bei einer höheren Übertragungsrate nimmt die Empfangsempfindlichkeit jedoch hardwarebedingt ab. Durch die mittels der Bitspreizung des Signals erhaltene Koderedundanz wird dieser Verlust kompensiert. Eine Verbesserung der Empfangsempfindlichkeit erhält man nur für Symbolübertragungsraten, die kleineren Bitraten als der vormals ungespreizt zu übertragenden Bitrate entsprechen. Die Erhöhung der Empfangsempfindlichkeit geht daher zu Lasten der Geschwindigkeit der Nutzinformationsübermittlung.
Um die übertragene Information aus dem Spreizsignal extrahieren zu können, muss der Beginn der einzelnen Spreizkodes auf der Empfängerseite bestimmt werden, d. h. der Empfänger muss sich auf die Spreizkodes synchronisieren. Bei den üblicherweise verwendeten Spreizfaktoren von 200 bis 500 ist hierzu ein enormer Rechenaufwand mit großen Registern erforderlich, der den Stromverbrauch der Empfangseinrichtung wesentlich mitbestimmt.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, die mit einem geringeren Rechen- und Energieaufwand dennoch eine sichere Übertragung von Daten ermöglicht, die deutlichen Störeinflüssen unterworfen sind und/oder deren Energieinhalt beim Empfang innerhalb des Rauschniveaus liegt.
Die Aufgabe wird gemäß den unabhängigen Ansprüchen der Erfindung gelöst.
Die Erfindung umfasst ein Verfahren zur Übertragung einer, aus einer vorgegebenen Anzahl von Einzelsignalen bestehenden, digitalen Signalfolge, das Schritte aufweist zum Wiederholtes Senden einer aus einer vorgegebenen Anzahl aufeinander folgender Einzelsignale bestehenden digitalen Signalfolge, zum Empfangen einer ersten Abfolge von aufeinander folgenden Einzelsignalen der wiederholt gesendeten digitalen Signalfolgen, wobei die Anzahl der Einzelsignale in der ersten empfangenen Abfolge der für die digitale Signalfolge vorgegebenen Anzahl aufeinander folgender Einzelsignale entspricht, zum Bestimmen einer für die erste empfangene Abfolge repräsentativen ersten Folge von Symbolwerten, wobei jeder Symbolwert der ersten Folge von Symbolwerten genau ein Einzelsignal der ersten empfangenen Abfolge repräsentiert, und zum Speichern der für die erste empfangene Abfolge repräsentativen Folge von Symbolwerten in einer ersten Registerspeichereinrichtung so, dass jeder Symbolwert der Folge von Symbolwerten in einem separaten Speicherbereich der ersten Registerspeichereinrichtung gespeichert wird. Das Verfahren umfasst weiterhin Schritte zum Empfangen zumindest einer weiteren Abfolge von aufeinander folgenden Einzelsignalen der wiederholt gesendeten digitalen Signalfolgen in definiertem zeitlichen Abstand zur vorangehend empfangenen Abfolge von aufeinander folgenden Einzelsignalen, wobei die Anzahl der Einzelsignale in der weiteren empfangenen Abfolge wiederum der für die digitale Signalfolge vorgegebenen Anzahl aufeinander folgender Einzelsignale entspricht, zum Bestimmen einer für die weitere empfangene Abfolge repräsentativen weiteren Folge von Symbolwerten, wobei jeder Symbolwert der weiteren Folge von Symbolwerten genau ein Einzelsignal der empfangenen weiteren Abfolge repräsentiert, zum Ausführen einer mathematischen Operation mit der ersten Folge von Symbolwerten und der weiteren Folge von Symbolwerten als Argument, wobei die mathematische Operation auf jeweils einander entsprechende Symbolwerte der beiden Folgen von Symbolwerten angewandt wird und ein Symbolwert der ersten Folge von Symbolwerten genau dann einem Symbolwert der weiteren Folge von Symbolwerten entspricht, wenn beide in der jeweiligen Folge von Symbolwerten dieselbe Position ein nehmen, und zum Speichern des Ergebnisses der mathematischen Operation in der ersten Registerspeichereinrichtung.
In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass die in dieser Beschreibung und den Ansprüchen zur Aufzählung von Merkmalen verwendeten Begriffe "umfassen", "aufweisen", "beinhalten", "enthalten" und "mit", sowie deren grammatikalische Abwandlungen, generell als nichtabschließende Aufzählung von Merkmalen, wie z. B. Verfahrensschritten, Einrichtungen, Bereichen, Größen und dergleichen aufzufassen ist, die in keiner Weise das Vorhandensein anderer oder zusätzlicher Merkmale oder Gruppierungen von anderen oder zusätzlichen Merkmalen ausschließt.
Die Erfindung umfasst ferner eine Vorrichtung zur Übertragung einer aus einer vorgegebenen Anzahl von Einzelsignalen bestehenden digitalen Signalfolge mit einer ersten Kommunikationseinrichtung zum Senden und Empfangen von aus jeweils einer vorgegebenen Anzahl von Einzelsignalen bestehenden digitalen Signalfolge und einer zweiten Kommunikationseinrichtung zum Senden und Empfangen von aus jeweils einer vorgegebenen Anzahl von Einzelsignalen bestehenden digitalen Signalfolge. Zumindest die erste Kommunikationseinrichtung ist dabei zum wiederholten Senden einer aus einer vorgegebenen Anzahl aufeinander folgender Einzelsignale bestehenden digitalen Signalfolge ausgebildet und zumindest die zweite Kommunikationseinrichtung umfasst eine Empfangseinrichtung die zum Empfangen einer ersten und zumindest einer weiteren Abfolgen von aufeinander folgenden Einzelsignalen der wiederholt gesendeten digitalen Signalfolgen ausgebildet ist, wobei die Anzahl der Einzelsignale in der ersten und der zumindest einen weiteren empfangenen Abfolge der für die digitale Signalfolge vorgegebenen Anzahl aufeinander folgender Einzelsignale entspricht und die weiteren empfangenen Abfolgen in definiertem zeitlichen Abstand zur vorangehend empfangenen ersten oder weiteren Abfolge empfangen werden, eine Symbolwert-Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen einer für die erste empfangene Abfolge repräsentativen ersten Folge von Symbolwerten und einer für die zumindest eine weitere empfangene Abfolge repräsentative weitere Folge von Symbolwerten, wobei jeder Symbolwert der ersten Folge von Symbolwerten genau ein Einzelsignal der ersten empfangenen Abfolge repräsentiert und jeder Symbolwert der zumindest einen weiteren Folge von Symbolwerten genau ein Einzelsignal der zumindest einen weiteren empfangenen Abfolge repräsentiert, eine Recheneinrichtung zum Ausführen einer mathematischen Operation mit der ersten Folge von Symbolwerten und der zumindest einen weiteren Folge von Symbolwerten als Argument, wobei die mathematische Operation auf jeweils einander entsprechende Symbolwerte der beiden Folgen von Symbolwerten angewandt wird und ein Symbolwert der ersten Folge von Symbolwerten genau dann einem Symbolwert der zumindest einen weiteren Folge von Symbolwerten entspricht, wenn beide Symbolwerte in der jeweiligen Folge von Symbolwerten dieselbe Position einnehmen, und eine erste Registerspeichereinrichtung zum Speichern der für die erste empfangene Abfolge repräsentativen Folge von Symbolwerten und zum Speichern des Ergebnisses der mathematischen Operation so, dass jeder Symbolwert der Folge von Symbolwerten und jedes auf einzelne Symbolwerte bezogenen Einzelergebnis der mathematischen Operation in einem separaten Speicherbereich der ersten Registerspeichereinrichtung gespeichert wird.
Die Erfindung ermöglicht die fehlerarme Übertragung von digitalen Signalen über störungsbehaftete Übertragungskanäle. Insbesondere ermöglicht sie die Übertragung von Daten über so große Entfernungen, dass sich die Empfangssignalstärke im Bereich des Hintergrundrauschens befindet und die Übertragung von Daten über Übertragungsstrecken, die erheblichen Störeinflüssen unterliegen. Durch den im Vergleich zu Spreiztechniken geringen Rechenaufwand ist auch der für die Übertragung benötigte Energieaufwand wesentlich geringer.
Die Erfindung wird in ihren abhängigen Ansprüchen weitergebildet.
Die Bestimmung eines, ein Einzelsignal einer empfangenen Abfolge repräsentierenden, Symbolwerts erfolgt günstigerweise durch Vergleichen einer Eigenschaftsgröße des Einzelsignals mit einem Schwellwert so, dass der Symbolwert einen ersten Wert annimmt, wenn die Eigenschaftsgröße größer als der Schwellwert ist, und ansonsten einen zweiten Wert annimmt. Die Bestimmung kann auch so ausgeführt werden, dass der Symbolwert einen zweiten Wert annimmt, wenn die Eigenschaftsgröße kleiner als der Schwellwert ist, und ansonsten einen ersten Wert annimmt.
In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung kann die Bestimmung eines, ein Einzelsignal einer empfangenen Abfolge repräsentierenden, Symbolwerts durch Vergleichen einer Eigenschaftsgröße des Einzelsignals mit zumindest zwei Schwellwerten so erfolgen, dass der Symbolwert einen Wert annimmt, der dem Schwellwert der beiden oder mehr Schwellwerte zugeordnet ist, der die geringste Differenz zur Eigenschaftsgröße des Einzelsignals aufweist.
Um eine einfache Überlagerung der Folgen von Symbolwerten zu erhalten, die über die empfangenen Signalfolgen mittelt, umfasst die mathematische Operation vorteilhaft eine Addition. Bedarfsweise kann die mathematische Operation auch eine gewichtete Addition umfassen, die z. B. eine genaue Mittelwertbildurig ermöglicht oder die Qualität bzw. Güte der jeweils empfangenen Folge von Einzelsignalen berücksichtigen kann. In einer vorteilhaften Sausführungsform der Erfindung wird die mathematische Operation gemäß der Formel {Erg_neu = [(i – 1)·Erg_alt + SW_neu]/i} vorgenommen, wobei Erg_neu das neue Ergebnis der Operation, Erg_alt das vorangehende Ergebnis der Operation, SW_neu den neuen Symbolwert und i die Anzahl der empfangenen Abfolgen von aufeinander folgenden Einzelsignalen der wiederholt gesendeten digitalen Signalfolgen darstellen.
Vorteilhaft wird die in der ersten Registerspeichereinrichtung gespeicherte Folge von Symbolwerten oder das in der ersten Registerspeichereinrichtung gespeicherte Ergebnis einer vorangehenden mathematischen Operation mit dem Ergebnis der aktuellen mathematischen Operation überschrieben, um die Größe des Register klein halten zu können.
Da die zeitliche Lage der Flanken der Einzelsignale im Allgemeinen nicht bekannt ist, wird in einer bevorzugten Ausführungsform für jede Abfolge von aufeinander folgenden Einzelsignalen zumindest eine zusätzliche Folge von Symbolwerten bestimmt, die jeweils eine gegenüber der ersten und den weiteren Folgen von Symbolwerten um weniger als eine Bitbreite verschobene Repräsentation der Abfolge von aufeinander folgenden Einzelsignalen darstellt. Diese zusätzliche Folge von Symbolwerten wird in einer der zumindest einen weiteren Registerspeichereinrichtungen der Vorrichtung gespeichert.
Zur Verbesserung der Qualität des Übertragungsspektrums wird die digitale Signalfolge vorzugsweise von einem gespreizten Signal gebildet.
Zur Bestimmung des Anfangs der digitalen Signalfolge in der im Register gespeicherten Folge von Symbolwerten, kann die digitale Signalfolge bedarfsweise eine vorgegebene Präambel enthalten.
Zum Erzielen einer guten Übertragungsqualität bei einer Sendeleistung von circa 10 dBm über eine Übertragungsstrecke von ungefähr 500 m und darüber wird die aus einer vorgegebenen Anzahl aufeinander folgender Einzelsignale bestehenden digitalen Signalfolge in einer bevorzugten Ausführungsform in etwa 500-mal wiederholt gesendet.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Ansprüchen sowie den Figuren. Die einzelnen Merkmale können bei einer Ausführungsform gemäß der Erfindung je für sich oder zu mehreren verwirklicht sein. Bei der nachfolgenden Erläuterung einiger Ausführungsbeispiele der Erfin dung wird auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen, von denen
1 eine Vorrichtung zur Übertragung einer aus einer vorgegebenen Anzahl von Einzelsignalen bestehenden digitalen Signalfolge, zeigt,
2 die Signalverarbeitung an der Empfangsstelle in einer vereinfachten schematischen Darstellung veranschaulicht und
3 die grundlegenden Schritte des von einer Vorrichtung nach 1 ausgeführten Verfahrens zur Übertragung einer aus einer vorgegebenen Anzahl von Einzelsignalen bestehenden digitalen Signalfolge zeigt.
1 zeigt zwei Kommunikationseinrichtungen 1 und 2 einer Vorrichtung 10 zur Übertragung 3 von digitalen Signalen über große Entfernungen. Die digitalen Signale werden dabei über die den jeweiligen Kommunikationseinrichtungen 1 und 2 zugeordneten Antennen 1a bzw. 2a gesendet bzw. empfangen. Für eine Funkübertragung des digitalen Signals sind die Antennen 1a und 2a bevorzugt für eine Wandlung des magnetischen oder des elektrischen Feldanteils der Freiraumwellen ausgebildet. Bei einer optischen Signalübertragung sind die Antennen 1a und 2a dagegen zweckmäßig zur Wandlung von Licht in eine elektrische Größe und umgekehrt ausgebildet.
Im Folgenden ist ohne Einschränkung der Allgemeinheit angenommen, dass die digitalen Signale von der ersten Kommunikationseinrichtung ausgesendet und von der zweiten Kommunikationseinrichtung empfangen werden. Selbstverständlich kann die Übertragung auch in der entgegengesetzten Richtung erfolgen, insbesondere bei einer bidirektionalen Kommunikation zwischen den beiden Kommunikationseinrichtungen. Ferner können auch weitere Kommunikationseinrichtungen in die Kommunikation mit eingebunden sein.
Die maximale Sendeleistung der sendenden Kommunikationseinrichtung 1 ist üblicherweise auf einen bestimmten, meist gesetzlich festgelegten Wert, beispielsweise auf 10 dBm, begrenzt. Bei großen Abständen D zwischen der ersten Kommunikationseinrichtung 1 und der zweiten Kommunikationseinrichtung 2 kann die Empfangssignalstärke damit Werte im Bereich im Rauschniveau annehmen; mit anderen Worten 'verschwindet' das digitale Signal an der empfangenden Kommunikationseinrichtung im Rauschniveau.
Digitale Signale setzen sich aus einer Folge von Einzelsignalen zusammen, von denen jedes ein Binärzeichen, ein so genanntes Bit, repräsentiert. Im Folgenden wird ein digitales Signal daher auch als digitale Signalfolge bezeichnet. Die Datenkommunikation zwischen den Kommunikationseinrichtungen der Vorrichtung 10 erfolgt mithilfe von als Telegrammen bezeichneten digitalen Signalen, die eine vorgegebene Anzahl zeitlich nacheinander übertragener Binärzeichen enthalten, wodurch die von der ersten Kommunikationseinrichtung gesendeten Signale eine festgelegte Bitlänge aufweisen, die für alle zu übertragenden Telegramme identisch ist. Die Kommunikationseinrichtung 2 ist zur Verarbeitung von Telegrammen bzw. digitalen Signalen dieser festgelegten Bitlänge, z. B. 100 bit, eingerichtet.
Um eine Detektion des im Rauschniveau verschwundenen Signals zu ermöglichen, sendet die erste Kommunikationseinrichtung das digitale Signal mehrmals hintereinander aus. Die dadurch erzielte Erhöhung der Redundanz wird auf der Empfängerseite zur Verbesserung der Empfangsempfindlichkeit genutzt.
In der 2 sind die für den Empfang einer digitalen Signalfolge fester Bitlänge und geringer Signalstärke erforderlichen Komponenten der zweiten Kommunikationseinrichtung dargestellt. Auf die Darstellung weiterer, für den Betrieb der Kommunikationseinrichtung erforderlicher oder deren weiteren Funktionsumfang bestimmender Komponenten, wurde im Interesse einer übersichtlichen Darstellung verzichtet. Dennoch sind diese Komponenten als vorhanden angenommen.
Nach der Wandlung eines digitalen Freiraumsignals 3 in eine leitungsgebundenes Signalfolge mittels der Antenne 2a, wird die Signalfolge zunächst in der Empfangseinrichtung 21 der zweiten Kommunikationseinrichtung 2 demoduliert. Die demodulierte Signalfolge, d. h. streng genommen die von Störeinflüssen überlagerte Signalfolge, wird im Weiteren an die Symbolwert-Bestimmungseinrichtung 22 geleitet, worin für jedes Einzelsignal der empfangenen Signalfolge ein Symbolwert bestimmt wird. Der Symbolwert repräsentiert dabei eine Eigenschaft des Einzelsignals, die mit dessen Informationsgehalt, beispielsweise der Darstellung einer logischen Null oder Eins verknüpft wird. Da im Allgemeinen die Signalstärke eines Einzelsignals dessen Informationsgehalt bestimmt, wird der Symbolwert vorzugsweise aus der Amplitude oder dem Energieinhalt des Einzelsignals abgeleitet. Ergebnis der beschriebenen Signalfolgenverarbeitung durch die Symbolwert-Bestimmungseinrichtung 22 ist eine Folge von Symbolwerten, die eine Repräsentation der durch Rauschen und Störsignale beeinflussten Binärzeichenfolge der ursprünglich gesendeten Signalfolge darstellen.
Die von der Symbolwert-Bestimmungseinrichtung 22 erzeugte Folge von Symbolwerten wird in einer ersten Registerspeichereinrichtung 24 gespeichert, wobei jedes Symbol einzeln in einer Speicherzelle abgelegt wird. Vor dem Abspeichern wird von der Recheneinrichtung 23 festgestellt, wie oft die digitale Signalfolge bereits empfangen, in eine Symbolwertfolge umgewandelt und zum Register 24 hinzugefügt oder diesem überlagert wurde. Streng genommen wird nicht die digitale Signalfolge empfangen, sondern eine von Störeinflüssen überlagerte Signalfolge. Dass die Abfolge von empfangenen Einzelsignalen die von Störungen überlagerte Signalfolge bzw. Telegramms repräsentiert, ergibt sich aus der festgelegten Bitlänge des Telegrams. Wurde die Signalfolge zum ersten Mal empfangen, so wird der Registerinhalt mit der neuen Symbolwertfolge über schrieben. Alternativ kann der Registerinhalt zunächst gelöscht bzw. auf Null gesetzt und die Symbolwertfolge dann dazu addiert werden. Statt einer Addition kann auch eine andere geeignete mathematische Operation mit der Symbolwertfolge und dem auf Null gesetzten Registerinhalt ausgeführt werden. Bei einem Überschreiben, einer Addition oder einer auf eine Mittelwertbildung gerichteten mathematischen Operation entspricht der Registerinhalt nach der Aufnahme der ersten von der Recheneinrichtung 23 prozessierten Symbolwertfolge der Symbolwertfolge selbst.
Da das digitale Signal bzw. das Telegramm von der ersten Kommunikationseinrichtung 1 wiederholt ausgesandt wird, erhält die Empfangseinrichtung 21 nach dem Empfang des ersten Telegramms ein weiteres, dem zur Verbesserung der Erkennungsgenauigkeit noch weitere folgen können. Diese wie eventuell nachfolgenden Telegramme werden nach der Demodulation in der Empfangseinrichtung 21 von der Symbolwert-Bestimmungseinrichtung 22 in eine Symbolwertfolge umgewandelt, die schließlich der Recheneinrichtung 23 zugeführt wird.
Im einfachsten Fall addiert die Recheneinrichtung 23 die neu erhaltene Symbolwertfolge symbolwertweise zum aktuellen Inhalt des Registers 24 und speichert das Ergebnis in der Registerspeichereinrichtung 24 ab. Nimmt man an, dass das Telegramm korrekt empfangen worden wäre, so enthielte jede der Speicherzellen des Registers nun einen Wert, der jeweils dem Doppelten eines Binärzeichens der von dem digitalen Signal repräsentierten Binärzeichenfolge entspricht. Aufgrund der dem Telegramm überlagerten Rausch- und Störungsanteile weicht der tatsächliche Inhalt des Registers jedoch mehr oder weniger von der ursprünglich mit dem Telegramm übermittelten Binärzeichenfolge ab. Da das Rauschen und die Störsignale nicht mit der Signalübertragung korreliert sind, sind die Abweichungen von der ursprünglichen Binärzeichenfolge nun aber in der Regel geringer als nach dem Abspeichern der ersten Symbolwertfolge. Durch weiteres Hinzuaddieren von aus nachfol gend gesendeten Telegrammen gewonnenen Symbolwertfolgen ähnelt der Inhalt der Registerspeichereinrichtung 24 mit der Zeit bis auf einen der Anzahl der empfangenen Telegramme entsprechenden Faktor immer mehr der mit den Telegrammen übertragenen ursprünglichen Binärzeichenfolge.
Im Folgenden werden die wesentlichen Schritte des von der Vorrichtung 10 durchgeführten Verfahrens unter Bezugnahme auf die 3 noch einmal zusammengefasst. Das Verfahren beginnt in Schritt S0 mit dem wiederholten Senden einer aus einer vorgegebenen Anzahl aufeinander folgender Einzelsignale bestehenden digitalen Signalfolge durch die erste Kommunikationseinrichtung 1. Die digitale Signalfolge kann beispielsweise von einem Telgramm zur Datenkommunikation zwischen einer Basisstation und einer mobilen Station einer elektronischen Zugangsanordnung für Kraftfahrzeuge gebildet werden.
Auf Seiten der zweiten Kommunikationseinrichtung 2 wird in Schritt S1 eine erste Abfolge von aufeinander folgenden Einzelsignalen der wiederholt gesendeten digitalen Signalfolge empfangen. Die Reihenfolge der Einzelsignale in der empfangenen Signalfolge muss nicht mit der Reihenfolge der Einzelsignale in der wiederholt gesendeten Signalfolge übereinstimmen, da die Empfangseinrichtung nicht den Beginn der Signalfolge erkennen kann. Üblicherweise wird daher zunächst nur ein Rest einer ersten Signalfolge empfangen, dem sich der fehlende Beginn aus einer weiteren empfangenen Signalfolge anschließt. Der Beginn der übertragenen Signalfolge liegt daher im Allgemeinen im Inneren der empfangenen Signalfolge.
Im folgenden Schritt S2 wird für diese erste empfangene Abfolge von Einzelsignalen eine diese repräsentierende erste Folge von Symbolwerten so bestimmt, dass jeder Symbolwert dieser ersten Folge von Symbolwerten genau ein Einzelsignal der ersten empfangenen Abfolge von aufeinander folgenden Einzelsignalen repräsentiert. Diese erste Folge von Symbolwerten wird dann in Schritt S3 in einem Register 24 abgespeichert, wobei jeder Symbolwert der ersten Folge von Symbolwerten in einem eigenen separaten Speicherbereich der Registerspeichereinrichtung 24 abgelegt wird.
In Schritt S4 des Verfahrens wird eine weitere Abfolge von aufeinander folgenden Einzelsignalen der wiederholt gesendeten Signalfolge empfangen. Dieser Schritt S4 folgt logisch dem Schritt S3, doch kann er sich zeitlich unmittelbar an die Ausführung des Verfahrensschrittes S1 anschließen, so dass eine ununterbrochene Folge von Einzelsignalen aus einer ununterbrochenen Folge von digitalen Signalfolgen empfangen werden kann. Der wiederholte Empfang der Einzelsignalfolgen kann jedoch auch in zeitlich voneinander getrennten Intervallen erfolgen, wobei sowohl die Zeitdauer zwischen zwei Empfangsintervallen als auch die Dauer der Empfangsintervalle selbst der Übertragungszeit oder einem mehrfachen der Übertragungszeit für eine der wiederholt gesendeten digitalen Signalfolge entspricht.
Wie zuvor für die erste empfangene Abfolge von aufeinander folgenden Einzelsignalen, wird in Schritt S5 für die weitere empfangene Abfolge von aufeinander folgenden Einzelsignalen eine weitere Folge von Symbolwerten bestimmt, von der jeder Symbolwert genau ein Einzelsignal der empfangenen weiteren Abfolge repräsentiert. Im folgenden Schritt S6 wird diese weitere Folge von Symbolwerten dem Registerinhalt überlagert, wobei die Überlagerung in form einer mathematischen Operation mit dem Registerinhalt und der weiteren Folge von Symbolwerten als Argument ausgeführt wird. Das Ergebnis der Operation wird schließlich in Schritt S7 in dem Register 24 abgespeichert.
Erfüllt der Registerinhalt die an ihn gestellten Anforderungen, so wird in Schritt S8 entschieden, dass er an eine Einrichtung 25 der Vorrichtung 10 zur weiteren Verarbeitung weiter geleitet wird. Sind die Anforderungen nicht erfüllt, fährt das Verfahren mit Schritt S4 fort. Als zu prüfende Anforderung eignen sich das Erreichen einer vorbestimmten Anzahl des Empfangens der wiederholt gesendeten Signalfolge, ein Empfang der aufeinander folgenden Einzelsignale mit ausreichender Güte, eine bestimmte Güte des Registerinhalts und dergleichen mehr.
Da die Länge der wiederholt gesendeten Telegramme und insbesondere die Anzahl der in ihnen enthaltenen Binärzeichen konstant ist, können die einzelnen Telegramme unmittelbar hintereinander gesendet werden. Zur Detektion der in den wiederholt gesendeten Telegrammen enthaltenen Binärzeichenfolge ist es nicht erforderlich den Anfang eines jeden Telegramms zu bestimmen. Vielmehr kann der Empfang der Telegramme an einer beliebigen Stelle in der Abfolge von Telegrammübermittlungen begonnen werden, so dass der in der logischen Reihenfolge erste Registerspeicherplatz nicht unbedingt das erste Symbol bzw. Binärzeichen des Telegramms enthalten muss. Vielmehr kann die gespeicherte Zeichenfolge an einer beliebigen Stelle der Binärzeichenfolge des Telegramms beginnen. Wichtig ist nur, dass die Länge des zum Abspeichern verwendeten Registerspeicherplatzes genau der Länge der Binärzeichenfolge der übertragenen Telegramme entspricht, so dass jedem Symbol der Bitfolge ein Speicherplatz in dem Register 24 zugeordnet ist und bis auf den Übergang vom letzten zum ersten Bit der Folge die einzelnen Symbolwerte (logisch) in der der Binärzeichenfolge entsprechenden Reihenfolge angeordnet sind. Bei Verwendung von Pausen zwischen dem wiederholten Senden eines Telegramms muss, da bei den empfangenen Einzelsignalen nicht unterschieden werden kann, ob es sich um ein Signal der übertragenen Signalfolge oder nicht handelt, die Registerlänge auch die 'Pausensignale' umfassen, die selbst keine Informationsträger sind, sondern lediglich das Ende der digitalen Signalfolge von derem Anfang trennen.
Die Recheneinrichtung 23 kann die Überlagerung des Registerinhalts mit einer neuen Symbolwertfolge statt mittels einer Addition auch mithilfe von anderen mathematischen Operationen durchführen, beispielsweise mit einer gewichteten Addition. Diese erfolgt bevorzugt in Form einer sukzessiven arithmetischen Mittelwertbildung, die entsprechend der Gleichung Ergneu = [(i – 1)·Ergalt + SWneu]/i (1)ausgeführt wird, wobei Erg_neu das in der Registerspeichereinrichtung abzuspeichernde Ergebnis der mathematischen Operation, Erg_alt den gegenwärtigen Inhalt der Registerspeichereinrichtung 24, SW_neu die von der Symbolwert-Bestimmungseinrichtung neu bestimmten Symbolwerte und i die Anzahl der bereits inklusive der bzw. dem aktuellen empfangenen Signalfolgen bzw. Telegramme bedeuten. Andere Gewichtungen sind möglich, beispielsweise so, dass Symbolwertfolgen, deren zugrunde liegenden Einzelsignale näher an den Werten für die Darstellung der logischen Null oder Eins liegen als andere, auch mit einem entsprechend höheren Gewichtungsfaktor berücksichtigt werden.
Durch das wiederholte Empfangen und Überlagern der wiederholt gesendeten digitalen Signalfolgen erhöht sich die Redundanz des Signals gegenüber den unkorrelierten Einflüssen wie Rauschen und Störsignale, sodass eine Verbesserung der Empfangsempfindlichkeit erreicht wird.
Wie die Überlagerung der aus den empfangenen Signalfolgen abgeleiteten Symbolwertfolgen kann auch die Bestimmung der Symbolwerte zur Repräsentation der Einzelsignale der Signalfolge von der Symbolwert-Bestimmungseinrichtung auf unterschiedliche Weise umgesetzt werden. In der einfachsten Ausführungsform erfolgt die Symbolwertbestimmung auf der Basis eines Schwellwerts, der zum Vergleich mit einer den binären Gehalt des Einzelsignals repräsentierenden Größe herangezogen wird. Ist diese Größe größer als der Schwellwert, so repräsentiert der Symbolwert die logische Null oder Eins, ist die Größe kleiner als der Schwellwert, so repräsentiert der Symbolwert entsprechend die logische Eins oder Null. Ist die Größe größer gleich dem Schwellwert, so kann die eine Zuordnung zur logischen Null oder alternativ zur logischen Eins erfolgen.
Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, dass Störeinflüsse einen wesentlichen Einfluss auf das individuelle Ergebnis nehmen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die den binären Gehalt des Einzelsignals repräsentierenden Größe daher vorzugsweise mit mehreren Schwellwerten verglichen, wobei als Symbolwert der Schwellwert verwendet wird, der die geringste Abweichung zur herangezogenen Größe des Einzelsignals aufweist. Statt einer Zuordnung eines Binärwerts zu jedem individuellen Einzelsignal, erhält man hierbei eine feinere Abstufung, die den Grad wiedergibt, mit der das Einzelsignal einen Binärwert repräsentiert. Es sei ohne Einschränkung der Allgemeinheit angenommen, dass die logische Null von einem Einzelsignal der Größe '–1' und die logische Eins von einem Einzelsignal der Größe '+1' repräsentiert wird. Der Bereich zwischen '–1' und '+1' sei in zehn gleich große Intervalle unterteilt, so dass man 11 äquidistante Schwellwerte erhält, nämlich –1, –0,8, –0,6, –0,4, –0,2, 0, +0,2, +0,4, +0,6, +0,8, 1. Beträgt die Größe eines aktuellen Einzelsignals 0,38, so erhält man mit 0,4 einen eine mäßige logische Eins repräsentierenden Symbolwert. Beträgt die Größe eines aktuellen Einzelsignals jedoch –0,88, so erhält man mit –0,8 einen eine gute logische Null repräsentierenden Symbolwert. Die erhaltenen Symbolwerte spiegeln die Abweichungen von den idealen Größen und damit den Einfluss von Rauschen und Störsignalen oder anderen Störeinflüssen in einer feineren Auflösung wieder, so dass in der Regel eine bessere Ausmittelung der Störungen bei wiederholter Übertragung erreicht wird. Diese Mehrfachschwellwerte kann man daher als 'weichen' Schwellwert bezeichnen. Die endgültige Beurteilung der im Register 24 gespeicherten Symbolwertfolge kann dann wieder mit einem einzigen, 'harten' Schwellwert vorgenommen werden, der im obigen Beispiel zweckmäßig den Wert '0' annnimmt. In einer alternativen Ausführungsform kann jedoch auch hier wieder ein 'weicher' Schwellwert verwendet werden, so dass eine Wahrscheinlichkeitsaussage über den Registerinhalt getroffen werden kann. Nach Abschluss der Telegrammübertragung oder nachdem die im Register gespeicherte Symbolwertfolge eine ausreichende Repräsentation der in dem wiederholt gesendeten Tele gramm enthaltenen Binärzeichenfolge wiedergibt, wird der Inhalt der Registerspeichereinrichtung 24 zur weiteren Bearbeitung ausgelesen und an die nachfolgende Basisbandverarbeitung 25 weitergeleitet.
Die wiederholte Übertragung der Telegramme zeigt eine hohe Autokorrelation und führt daher zu einem von einem Zufallsspektrum abweichenden Übertragungsspektrum. Zur Realisierung eines zur verbesserten Synchronisation erforderlichen Pseudorandom-Spektrums kann das Telegramm eine mit einem Spreizkode erzeugte Signalfolge enthalten, wobei, um den Rechenaufwand und Energieverbrauch gering zu halten, ein geringer Spreizfaktor gewählt wird. In der Praxis haben sich für eine fehlerarme Übertragung von Telegrammen Spreizfaktoren von etwa 15 kombiniert mit einer Wiederholungsrate von ungefähr 35 als ausreichend erwiesen. Der mit dieser Kombination erzielte Redundanzgewinn beträgt in etwa 500. Als Spreizkodes können bekannte Kodes wie beispielsweise Barker-Kodes, Manchester-Kodes, Miller-Kodes oder dergleichen verwendet werden.
Der Beginn der im Register gespeicherten Binärzeichenfolge kann mithilfe einer vorgegeben Präambel aufgefunden werden, die der Nutzinformation in den Telegrammen vorangestellt wird. Die Nutzinformation kann jeweils eine vollständige Nachricht oder einen Teil davon enthalten. Mit anderen Worten kann eine Nachricht in mehrere Blöcke aufgeteilt werden, die dann auf mehrere Telegramme verteilt mithilfe einer der oben beschriebenen Vorrichtungen übertragen werden.
In den obigen Beispielen wurde die Rekonstruktion der in den übertragenen Signalfolgen enthaltenen Binärzeichenfolge im Basisband beschrieben. Alternativ kann das wiederholt gesendete Telegramm auch vor der Signaldemodulation, auf einer Zwischenfrequenzebene oder auf der Hochfrequenzebene erfolgen. Statt im Basisband kann die Wertentnahme auch an anderer Stelle des Empfängers realisiert werden. Wird das Telegramm beispielsweise unter Verwendung eines zwei Frequenzwerte einsetzenden Frequenzumtastungsverfahren (2-FSK von englisch 2 Frequency Shift Keying) übertragen, so steht eine der beiden Frequenzen für die logische Null und die andere für die logische Eins. Die Überlagerung der Eingangssignale kann dann mithilfe eines Frequenzmessung vorgenommen werden, wobei der eine Frequenzwert der Null, der andere der Eins zugeordnet wird. Diesem Beispiel ist zu entnehmen, dass abhängig von der jeweiligen Empfängerstruktur und des verwendeten Modulationsverfahrens die Werteentnahme auch an anderen Stellen des Empfängers realisiert, also ein andersartiges Signal zur Informationsgewinnung herangezogen werden kann.
Des Weiteren kann das beschriebene System auch in komplexere Strukturen eingebettet werden. Beispielsweise kann durch Bilden des Korrelationsindexes über den Inhalt des Summenregisters 24 erkannt werden, ob in dem Register eine Nachricht, d. h. ein Telegramm enthalten ist. Mithilfe des ermittelten Korrelationsindexes kann die nachgelagerte Signalverarbeitung beispielsweise die nachfolgende Basisbandverarbeitung 25 gesteuert werden. Die nachgelagerte Signalverarbeitung kann aber auch kontinuierlich betrieben werden, um z. B. bei Empfang eines Telegramms ausreichender Güte den weiteren Empfang von Wiederholungssendungen des Telegramms sofort zu beenden, um Rechenleistung und damit Strom zu sparen.
Die oben beschriebene Vorrichtung eignet sich auch als Synchronmechanismus für Spreizspektrumssysteme. In diesem Fall werden nicht die Telegramme selbst überlagert, sondern die gespreizten Symbole, die wie kontinuierlich gesendete Telegramme behandelt werden.
Aufgrund der Tatsache, dass die Empfangsstärke des empfangenen Signals in etwa im Rauschniveau liegt, kann der Empfänger nicht auf eine Flanke des Signals synchronisieren. Im ungünstigsten Fall würde die Flanke des empfangenen Signals genau in der Mitte eines 'Einzelsignalempfangs' liegen. Bei einem Übergang von einem Signalwert 0 zu einem Signalwert 1 wäre der Inhalt des Registerspeicherbereichs für dieses Einzelsignal dann unbestimmt. Um dem vorzubeugen kann die Kommunikati onseinrichtung 2 mit zumindest einer weiteren Registerspeichereinrichtung versehen werden, in der jeweils eine zusätzliche Folge von Symbolwerten gespeichert wird. Jede dieser zusätzlichen Folgen von Symbolwerten stellt eine, gegenüber der in der ersten Registerspeichereinrichtung gespeicherten Folge von Symbolwerten verschobene Repräsentation der Abfolge von Eingangssignalen dar, wobei jede der Verschiebung weniger als eine Bitbreite beträgt.

1: erste Kommunikationseinrichtung
1a: Antenne der ersten Kommunikationseinrichtung
2: zweite Kommunikationseinrichtung
2a: Antenne der zweiten Kommunikationseinrichtung
3: digitales Freiraumsignal
10: Vorrichtung zur Signalübertragung
21: Empfangseinrichtung (Modulation/Demodulation)
22: Symbolwert-Bestimmungseinrichtung
23: Recheneinrichtung
24: Registerspeichereinrichtung
25: Basisbandweiterverarbeitung
D: Abstand zwischen erster und zweiter Kommunikationseinrichtung
S0–S9: Verfahrensschritte

Claims

Verfahren zur Übertragung einer aus einer vorgegebenen Anzahl von Einzelsignalen bestehenden digitalen Signalfolge mit Schritten zum: – Wiederholtes Senden (S0) einer aus einer vorgegebenen Anzahl aufeinander folgender Einzelsignale bestehenden digitalen Signalfolge, – Empfangen einer ersten Abfolge von aufeinander folgenden Einzelsignalen der wiederholt gesendeten digitalen Signalfolge (S1), wobei die Anzahl der Einzelsignale in der ersten empfangenen Abfolge der für die digitale Signalfolge vorgegebenen Anzahl aufeinander folgender Einzelsignale entspricht, – Bestimmen (S2) einer für die erste empfangene Abfolge repräsentativen ersten Folge von Symbolwerten (S2), wobei jeder Symbolwert der ersten Folge von Symbolwerten genau ein Einzelsignal der ersten empfangenen Abfolge repräsentiert, – Speichern der für die erste empfangene Abfolge repräsentativen Folge von Symbolwerten (S3) in einer ersten Registerspeichereinrichtung (24) so, dass jeder Symbolwert der Folge von Symbolwerten in einem separaten Speicherbereich der ersten Registerspeichereinrichtung gespeichert wird, – Empfangen zumindest einer weiteren Abfolge von aufeinander folgenden Einzelsignalen (S4) der wiederholt gesendeten digitalen Signalfolgen in definiertem zeitlichen Abstand zur vorangehend empfangenen Abfolge von aufeinander folgenden Einzelsignalen, wobei die Anzahl der Einzelsignale in der weiteren empfangenen Abfolge wiederum der für die digitale Signalfolge vorgegebenen Anzahl aufeinander folgender Einzelsignale entspricht, – Bestimmen einer für die weitere empfangene Abfolge repräsentativen weiteren Folge von Symbolwerten (S5), wobei jeder Symbolwert der weiteren Folge von Symbolwerten genau ein Einzelsignal der empfangenen weiteren Abfolge repräsentiert, – Ausführen einer mathematischen Operation mit der ersten Folge von Symbolwerten und der weiteren Folge von Symbol werten als Argument (S6), wobei die mathematische Operation auf jeweils einander entsprechende Symbolwerte der beiden Folgen von Symbolwerten angewandt wird und ein Symbolwert der ersten Folge von Symbolwerten genau dann einem Symbolwert der weiteren Folge von Symbolwerten entspricht, wenn beide in der jeweiligen Folge von Symbolwerten dieselbe Position einnehmen, und – Speichern des Ergebnisses der mathematischen Operation in der ersten Registerspeichereinrichtung (S7).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung eines, ein Einzelsignal einer empfangenen Abfolge repräsentierenden, Symbolwerts durch Vergleichen einer Eigenschaftsgröße des Einzelsignals mit einem Schwellwert so erfolgt, dass der Symbolwert einen ersten Wert annimmt, wenn die Eigenschaftsgröße größer als der Schwellwert ist, und ansonsten einen zweiten Wert annimmt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung eines, ein Einzelsignal einer empfangenen Abfolge repräsentierenden, Symbolwerts durch Vergleichen einer Eigenschaftsgröße des Einzelsignals mit einem Schwellwert so erfolgt, dass der Symbolwert einen zweiten Wert annimmt, wenn die Eigenschaftsgröße kleiner als der Schwellwert ist, und ansonsten einen ersten Wert annimmt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung eines, ein Einzelsignal einer empfangenen Abfolge repräsentierenden, Symbolwerts durch Vergleichen einer Eigenschaftsgröße des Einzelsignals mit zumindest zwei Schwellwerten so erfolgt, dass der Symbolwert einen Wert annimmt, der dem Schwellwert der beiden oder mehr Schwellwerte zugeordnet ist, der die geringste Differenz zur Eigenschaftsgröße des Einzelsignals aufweist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mathematische Operation eine Addition umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mathematische Operation eine gewichtete Addition umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mathematische Operation gemäß der Formel {Erg_neu = [(i – 1)·Erg_alt + SW_neu]/i} vorgenommen wird, wobei Erg_neu das neue Ergebnis der Operation, Erg_alt das vorangehende Ergebnis der Operation, SW_neu den neuen Symbolwert und i die Anzahl der empfangenen Abfolgen von aufeinander folgenden Einzelsignalen der wiederholt gesendeten digitalen Signalfolgen darstellen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in der ersten Registerspeichereinrichtung gespeicherte Folge von Symbolwerten oder das in der ersten Registerspeichereinrichtung gespeicherte Ergebnis einer vorangehenden mathematischen Operation mit dem Ergebnis der aktuellen mathematischen Operation überschrieben wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Abfolge von aufeinander folgenden Einzelsignalen zumindest eine zusätzliche Folge von Symbolwerten bestimmt wird, die jeweils eine gegenüber der ersten und den weiteren Folgen von Symbolwerten um weniger als eine Bitbreite verschobene Repräsentation der Abfolge von aufeinander folgenden Einzelsignalen darstellt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aus einer vorgegebenen Anzahl aufeinander folgender Einzelsignale bestehenden digitalen Signalfolge in etwa 500-mal wiederholt gesendet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Signalfolge als gespreiztes Signal ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Signalfolge eine vorgegebene Präambel enthält.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Signalfolge als ein um den Spreizfaktor von etwa 15 gespreiztes Nutsignal ausgebildet ist und in etwa 35mal wiederholt gesendet wird.
Vorrichtung zur Übertragung einer aus einer vorgegebenen Anzahl von Einzelsignalen bestehenden digitalen Signalfolge mit – einer ersten Kommunikationseinrichtung (1, 1a) zum Senden und Empfangen von aus jeweils einer vorgegebenen Anzahl von Einzelsignalen bestehenden digitalen Signalfolge, – einer zweiten Kommunikationseinrichtung (2, 2a) zum Senden und Empfangen von aus jeweils einer vorgegebenen Anzahl von Einzelsignalen bestehenden digitalen Signalfolge, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die erste Kommunikationseinrichtung (1, 1a) zum wiederholten Senden einer aus einer vorgegebenen Anzahl aufeinander folgender Einzelsignale bestehenden digitalen Signalfolge ausgebildet ist und zumindest die zweite Kommunikationseinrichtung (2, 2a) – eine Empfangseinrichtung (21) die zum Empfangen einer ersten und zumindest einer weiteren Abfolgen von aufeinander folgenden Einzelsignalen der wiederholt gesendeten digita len Signalfolgen ausgebildet ist, wobei die Anzahl der Einzelsignale in der ersten und der zumindest einen weiteren empfangenen Abfolge der für die digitale Signalfolge vorgegebenen Anzahl aufeinander folgender Einzelsignale entspricht und die weiteren empfangenen Abfolgen in definiertem zeitlichen Abstand zur vorangehend empfangenen ersten oder weiteren Abfolge empfangen werden, – eine Symbolwert-Bestimmungseinrichtung (22) zum Bestimmen einer für die erste empfangene Abfolge repräsentativen ersten Folge von Symbolwerten und einer für die zumindest eine weitere empfangene Abfolge repräsentative weitere Folge von Symbolwerten, wobei jeder Symbolwert der ersten Folge von Symbolwerten genau ein Einzelsignal der ersten empfangenen Abfolge repräsentiert und jeder Symbolwert der zumindest einen weiteren Folge von Symbolwerten genau ein Einzelsignal der zumindest einen weiteren empfangenen Abfolge repräsentiert, – eine Recheneinrichtung (23) zum Ausführen einer mathematischen Operation mit der ersten Folge von Symbolwerten und der zumindest einen weiteren Folge von Symbolwerten als Argument, wobei die mathematische Operation auf jeweils einander entsprechende Symbolwerte der beiden Folgen von Symbolwerten angewandt wird und ein Symbolwert der ersten Folge von Symbolwerten genau dann einem Symbolwert der zumindest einen weiteren Folge von Symbolwerten entspricht, wenn beide Symbolwerte in der jeweiligen Folge von Symbolwerten dieselbe Position einnehmen, und – eine erste Registerspeichereinrichtung (24) zum Speichern der für die erste empfangene Abfolge repräsentativen Folge von Symbolwerten und zum Speichern des Ergebnisses der mathematischen Operation so, dass jeder Symbolwert der Folge von Symbolwerten und jedes auf einzelne Symbolwerte bezogenen Einzelergebnis der mathematischen Operation in einem separaten Speicherbereich der ersten Registerspeichereinrichtung gespeichert wird, umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Symbolwert-Bestimmungseinrichtung (22) zur Bestimmung eines, ein Einzelsignal einer empfangenen Abfolge repräsentierenden, Symbolwerts durch Vergleichen einer Eigenschaftsgröße des Einzelsignals mit einem Schwellwert in der Art ausgebildet ist, dass der Symbolwert einen ersten Wert annimmt, wenn die Eigenschaftsgröße größer als der Schwellwert ist, und ansonsten einen zweiten Wert annimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Symbolwert-Bestimmungseinrichtung (22) zur Bestimmung eines, ein Einzelsignal einer empfangenen Abfolge repräsentierenden, Symbolwerts durch Vergleichen einer Eigenschaftsgröße des Einzelsignals mit einem Schwellwert in der Art ausgebildet ist, dass der Symbolwert einen zweiten Wert annimmt, wenn die Eigenschaftsgröße kleiner als der Schwellwert ist, und ansonsten einen ersten Wert annimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Symbolwert-Bestimmungseinrichtung (22) zur Bestimmung eines, ein Einzelsignal einer empfangenen Abfolge repräsentierenden, Symbolwerts durch Vergleichen einer Eigenschaftsgröße des Einzelsignals mit zumindest zwei Schwellwerten in der Art ausgebildet ist, dass der Symbolwert einen Wert annimmt, der dem Schwellwert der beiden oder mehr Schwellwerte zugeordnet ist, der die geringste Differenz zur Eigenschaftsgröße des Einzelsignals aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinrichtung (24) für die Durchführung der mathematischen Operation in Form einer Addition ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinrichtung (24) für die Durchführung der mathematischen Operation in Form einer gewichteten Addition ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinrichtung (24) für die Durchführung der mathematischen Operation gemäß der Formel {Erg_neu = [(i – 1)·Erg_alt + SW_neu]/i} ausgebildet ist, wobei Erg_neu das neue Ergebnis der Operation, Erg_alt das vorangehende Ergebnis der Operation, SW_neu den neuen Symbolwert und i die Anzahl der empfangenen Abfolgen von aufeinander folgenden Einzelsignalen der wiederholt gesendeten digitalen Signalfolgen darstellen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinrichtung (24) dazu ausgebildet ist, die in der ersten Registerspeichereinrichtung gespeicherte Folge von Symbolwerten oder das in der ersten Registerspeichereinrichtung gespeicherte Ergebnis einer vorangehenden mathematischen Operation mit dem Ergebnis der aktuellen mathematischen Operation zu überschreiben.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1, 2) zumindest eine weitere Registerspeichereinrichtung zum Speichern einer zusätzlichen Folge von Symbolwerten aufweist, die jeweils eine gegenüber der ersten und den weiteren Folgen von Symbolwerten um weniger als eine Bitbreite verschobene Repräsentation der Abfolge von aufeinander folgenden Einzelsignalen darstellt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die erste Kommunikationseinrichtung ausgebildet ist, die digitale Signalfolge als gespreiztes Signal auszubilden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die erste Kommunikationseinrichtung ausgebildet ist, die digitale Signalfolge einer vorgegebenen Präambel zu versehen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die erste Kommunikationseinrichtung (1, 1a) ausgebildet ist, die aus einer vorgegebenen Anzahl aufeinander folgender Einzelsignale bestehenden digitalen Signalfolge bis zu etwa 500-mal wiederholt zu senden.