DE19525428A1 - Spektrum-Aufspreiz-Kommunikationssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Spektrum-Aufspreiz- Kommunikationssystem.

Ein Kommunikationssystem mit Spektrum-Aufspreizung ("spectrum spread", SS) ist aus dem Stand der Technik bekannt und ein gerichtetes Aufspreizsystem ("direction spread", im folgenden als "DS-System" bezeichnet) ein Frequenz-Sprungsystem ("fre­ quence hopping", im folgenden als "FH-System" bezeichnet), sowie ein hybrides DS/FH-System mit einer Kombination aus ei­ nem DS-System und einem FH-System und ähnliches wurde für die Spektrum-Aufspreiz-Kommunikation vorgeschlagen.

Das DS-System ist geeignet, ursprüngliche Daten einer DS-Mo­ dulation mittels einer Kodesequenz zu unterwerfen, die Auf­ spreiz-Kodesequenz genannt wird, wodurch eine Kommunikation zustande kommt. Für diesen Zweck ist sie so aufgebaut, daß das Spektrum eines Signal durch DS-Modulation aufgespreizt wird, um die Rausch-Widerstandseigenschaften zu verbessern.

Als eine Kodesequenz zum Aufspreizen des Spektrums des Si­ gnals wird im allgemeinen eine Pseudorausch-Sequenzkode ("pseudo noise", PN) verwendet.

Das FH-System ist geeignet, eine Kommunikation durch Umschal­ ten der Frequenzkanäle in einem vorbestimmten Zyklus in einer pseudostatistischen Reihenfolge und in einer vorbestimmten Reihenfolge durchzuführen. Es wird klassifiziert in ein schnelles FH-System und in ein langsames FH-System. Das schnelle FH-System ist geeignet, Daten von einem Bit während der Beibehaltung von einem Frequenzkanal zu übertragen und das langsame FH-System ist geeignet, Daten mit mehreren Bits (Rahmen) während einer Frequenzkanal-Beibehaltung zu- übertra­ gen.

Das Hybrid-DS/FH-System ist geeignet, die Vorteile sowohl des DS-Systems wie auch des FH-Systems zu vereinen und wird im allgemeinen in einer solchen Weise aufgebaut, wie es in Fig. 7 gezeigt ist.

In Fig. 7 bezeichnet Bezugszeichen 102 einen DS-Aufspreiz-Ko­ degenerator zum Erzeugen eines Aufspreizkodes wie beispiels­ weise ein PN-Kode oder ähnliches; 103 ist ein DC-Aufspreiz- Vervielfacher zum Vervielfachen einer Eingangsdatensequenz 101 durch den DS-Aufspreizkode, um die Sequenz einer DS-Modu­ lation zu unterwerfen; 104 ist ein FH-Aufspreiz-Kodegenerator zum Erzeugen eines FH-Aufspreizkodes für jeden Frequenzkanal einer pseudostatistischen Reihenfolge; 105 ist ein FH-Auf­ spreiz-Vervielfacher zum Vervielfachen der DS-modulierten Da­ tensequenz durch den FH-Aufspreizkode, um sie einer FH-Modu­ lation zu unterwerfen; und 106 ist eine Übertragungsantenne, die als Übertragungseinrichtung dient. Alle Komponenten, vom DS-Aufspreiz-Kodegenerator 102 bis zur Übertragungsantenne 106, wirken zusammen und bilden einen Senderabschnitt 100.

Bezugszeichen 111 bezeichnet eine Empfangsantenne; 112 einen inverseen FH-Aufspreiz-Vervielfacher zum Vervielfachen eines Empfangssignals durch einen FH-Aufspreizkode, um diesen einer FH-Modulation zu unterwerfen; 113 ist ein FH-Aufspreiz-Kode­ generator zum Erzeugen eines FH-Aufspreizkodes, identisch zu dem von dem FH-Aufspreiz-Kodegenerator 104; 114 ist ein DS- Aufspreiz-Kodegenerator zum Erzeugen eines DS-Aufspreizkodes, identisch zu dem von dem DS-Aufspreiz-Kodegenerator 102; und 115 ist ein inverser DS-Aufspreiz-Vervielfacher für eine FH- modulierte Datensequenz durch eine DS-Aufspreiz-Kodesequenz, um diese einer DS-Demodulation zu unterwerfen. Alle Komponen­ ten, von der Empfangsantenne 111 bis zur DS-Invers-Aufspreiz- Vervielfacher 115, wirken zusammen und bilden einen Empfangs­ abschnitt 110.

Nun wird die Betriebsweise des Kommunikationssystems von Fig. 7, das wie oben beschrieben aufgebaut ist, mit Bezug auf die Fig. 8A bis 8D und 9 beschrieben.

Die Eingangsdatenfrequenz 101 umfaßt Rahmen, wie es in Fig. BA gezeigt ist, die jeweils aus einer Anzahl von Bits und Ru­ heperioden, die zwischen den Rahmen definiert sind, gebildet werden. Die Ruheperiode wird später beschrieben.

Die Eingangsdatenfrequenz 101 wird modifiziert durch einen DS-Aufspreizkode (Fig. 8B) in einem Zyklus für jedes Bit in dem DS-Aufspreiz-Vervielfacher 103, wodurch ein DS-modulier­ tes Signal C erhalten wird, wie in Fig. 8C gezeigt ist. Der DS-Aufspreizkode, wie er in Fig. 8B vergrößert gezeigt ist, ist so aufgebaut, daß ein Zyklus desselben in einem Muster einer Pulswellenform mit einer Anzahl von Bits gebildet ist und durch eine PN-Kodesequenz dargestellt wird. Die PN-Ko­ desequenz hat eine Spektrumsaufspreizung in einer Weise, ähn­ lich zu der des weißen Rauschens, so daß die DS-Modulation dazu führt, daß die Eingangsdatensequenz spektrumaufgespreizt wird.

Das DS-modulierte Signal C wird dann eingespeist in den FH- Aufspreizkode-Vervielfacher 105, worin es vervielfacht wird mit einem FH-Aufspreizkode, der durch Umänderung der Fre­ quenzkanäle f1 bis f5 in einer vorbestimmten Pseudoordnung erzeugt wird. Diese Ergebnisse in dem FH-Aufspreiz-Multipli­ zierer 105 erzeugen ein FH-moduliertes Signal, das einem Fre­ quenzspringen unterworfen wird, wie es in Fig. 7D gezeigt ist. Insbesondere ein erster Rahmen der Eingangsdatensequenz 101 wird moduliert durch den Frequenzkanal f1 und dann ausge­ geben. Ähnlich wird ein zweiter Rahmen moduliert durch den Frequenzkanal f2, bin dritter Rahmen wird moduliert durch den Frequenzkanal f3, ein vierter Rahmen wird moduliert durch den Frequenzkanal f4 und ein fünfter Rahmen wird moduliert durch den Frequenzkanal f5 (nicht gezeigt).

Die FH-Modulation, die so ausgeführt wurde, führt dazu, daß das Spektrum der Eingangsdatenfrequenz weiter aufgespreizt wird.

Der FH-Aufspreizkode, der die Frequenzkanäle f1 bis f5 um­ faßt, wird in einem vorbestimmten Zyklus und Muster wieder­ holt, in welchem die Frequenzkanäle, die umgeändert werden, vorbestimmt sind in einer Weise, die jeweils unterschiedlich ist, abhängig von den Stationen. Weiterhin sind Ruheperioden zwischen den Frequenzkanälen definiert, die jeweils vorgese­ hen sind, um sicherzustellen, daß die Ausgabe einer Frequenz von jedem der Frequenzkanäle stabil umgeändert wird, während des Umänderns der Frequenzkanäle.

Die DS-Modulation durch den DS-Aufspreizkode wird in einer solchen Weise ausgeführt, wie es in Fig. 9 gezeigt ist. Ins­ besondere werden die Grundbanddaten, die Eingangsdaten 101 so definiert, daß sie beispielsweise "010011---" sind, deren Pulswellenform durch die Vergrößerung A in Fig. 9 gezeigt ist. Weiterhin wird der DS-Aufspreizkode wiederholt erzeugt, so daß eine Pulsperiode eines Bits der Grundbanddaten einen Zyklus bildet, wie durch die Vergrößerung B in Fig. 9 gezeigt ist.

Der DS-Aufspreiz-Multiplizierer 103 umfaßt im allgemeinen ein Exklusiv-ODER-Schaltkreis (EX-OR), so daß der DS-Aufspreiz­ kode davon erzeugt wird, wenn die Grundbanddaten gleich "0" sind, wohingegen er einer Phaseninversion unterworfen wird, wenn die Daten gleich "1" sind. Auf diese Weise erzeugt der DS-Aufspreiz-Multiplizierer 103 eine DS-modulierte Datense­ quenz, wie durch die Vergrößerung C in Fig. 9 angezeigt ist, die nur invertiert ist, wenn die Grundbanddaten gleich "1" sind.

In dem Empfangsabschnitt 110 wird das Signal, das von dem FH- Aufspreiz-Multiplizierer 105 durch die Übertragungsantenne 106 erzeugt wird, von der Empfangsantenne 111 empfangen und in den inversen FH-Aufspreiz-Multiplizierer 112 eingespeist, welcher das Signal mit einem FH-Aufspreizkode multipliziert, der von dem FH-Aufspreiz-Kodegenerator 113 erzeugt wird. Der FH-Aufspreizkode ist identisch mit dem FH-Aufspreizkode, der von dem FH-Aufspreiz-Kodegenerator 104 des Senderabschnittes 100 erzeugt wird, was zu einer FH-Demodulation durch den in­ versen FH-Multiplizierer 112 führt.

Die so ausgeführte FH-Modulation führt dazu, daß der FH-Auf­ spreizkode in ein Signal demoduliert wird, auf welchem eine DS-Modulation ausgeführt wird. Die Signal- oder Datensequenz, die man so erhält, wird dann in den inversen DS-Aufspreiz- Multiplizierer 115 eingespeist, und mit einem DS-Aufspreiz­ kode multipliziert. Insbesondere in dem inversen DS-Auf­ spreiz-Multiplizierer 115 wird das Signal mit einem DS-Auf­ spreizkode multipliziert, der von dem DS-Aufspreiz-Kodegene­ rator 115 erzeugt wird, und identisch mit dem DS-Aufspreiz­ kode ist, der von dem DS-Aufspreiz-Kodegenerator 102 des Sen­ derabschnittes 100 erzeugt wird.

Der inverse DS-Aufspreiz-Multiplizierer 112 umfaßt im allge­ meinen einen Multiplizierer, der von einem EX-OR gebildet wird, und eine Korrelationseinheit, die von einem Integrator zum Integrieren eines Ausgangs des Multiplizierers in einem Zyklus des Aufspreiz-Kodes gebildet wird. Wenn daher die DS- Aufspreizkodes identisch in Phase zueinander sind, erzeugt der Multiplizierer ein Korrelationssignal mit negativer Spitze; wenn dagegen beide in Bezug zueinander in Phase in­ vertiert sind, wird ein Korrelationssignal mit einer positi­ ven Spitze erzeugt. Dies wird verwendet zur Ausgabe einer "0" als demodulierte Daten, wenn eine negative Korrelationsspitze ausgegeben wird, und "1", wenn eine positive Korrelations­ spitze ausgegeben, wird. Dadurch können die Grundbanddaten, die von dem Sendeabschnitt 100 übertragen werden, regeneriert werden.

Ein SS-Kommunikationssystem wie beispielsweise ein-hybrides DS/FH-Kommunikationssystem, das oben beschrieben wurde, oder andere Systeme ergeben einen Kommunikationsweg, der ein brei­ tes Frequenzband einnimmt, aufgrund der Aufspreizung eines Spektrums eines Signals. Jedoch ergibt sich eine Verbesserung des S/N aufgrund der Verwendung einer Korrelation zwischen dem FH-Aufspreizkode und dem DS-Aufspreizkode. Weiterhin er­ laubt eine Anordnung der Kodes senkrecht zueinander zwischen Stationen zu den FH-Aufspreizkode und DS-Aufspreizkode, daß das SS-Kommunikationssystem ein Frequenzband in einer Weise verwendet, die einer Anzahl von Stationen gemeinsam ist. Wei­ terhin zeigt das SS-Kommunikationssystem verbesserte Rausch­ widerstandseigenschaften aufgrund der Aufspreizung eines Spektrums eines Signals.

Jedoch besteht bei dem SS-Kommunikationssystem die Möglich­ keit, daß Daten gelöscht werden, wenn Rauschen in einer be­ stimmten Frequenz in dem Übertragungsweg auftritt. Dieser Nachteil wird mit Bezug auf Fig. 10 im folgenden beschrieben.

Es wird angenommen, daß eine Datensequenz von einem Sendeab­ schnitt 100 einer FH-Modulation ausgesetzt wird, was zu einem Springen der Frequenzkanäle führt, wie durch f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7, f8 ,f9, f10, f11, --- in Fig. 10 gezeigt ist.

Wenn Rauschen bei einer bestimmten Frequenz in einem Fre­ quenzband des Frequenzkanals f5 in einem Übertragungsweg auf­ tritt, bildet das Rauschen ein Interferenzsignal mit Bezug auf den Frequenzkanal f5, wie in Fig. 10 gezeigt ist.

Das Auftreten der Interferenz (im folgenden als "Hit" be­ zeichnet) führt zu einem Bitfehler, wodurch die Fehlerrate erhöht wird. In dieser Hinsicht führt das Auftreten von Hits in dem langsamen FH-System oder hybriden DS/FH-System zur Übertragung einer Anzahl von Bits eines Rahmes in einem Fre­ quenzkanal; wenn daher beispielsweise Rauschen mit dem Fre­ quenzkanal f5 interferiert, dann löscht das System alle Daten in einem Rahmen des Frequenzkanals f5.

Daher ist es erforderlich, Daten identisch zu den gelöschten Daten erneut zu übertragen. Dies erhöht jedoch den Aufwand und führt zu einer Absenkung der Geschwindigkeit, wodurch die Übertragungseffizienz hochgradig beeinträchtigt wird.

Um dieses Problem zu lösen, wurde vorgeschlagen, die Fehler­ korrektur unter Verwendung eines "read-solomon (RS)"-Kodes oder ähnliches durchzuführen, so daß ein falsches Bit für die Regeneration korrigiert wird. Jedoch ist dies nicht möglich, wenn Daten in dem ganzen Rahmen falsch sind. Außerdem führt ein Fehlerkorrekturkode zur Addition von fehlerkorrigierten Daten zu den übertragenen Daten, wodurch die Redundanz erhöht wird und die Übertragungsgeschwindigkeit vermindert wird.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Spektrum-Aufspreiz- Kommunikationssystem anzugeben, welches eine Erhöhung in der Fehlerrate von modulierten Daten unabhängig vom Auftreten von Interferenzen oder Hits vermeidet.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Spektrum-Auf­ spreiz-Kommunikationssystem anzugeben, welches eine Verminde­ rung der Übertragungsgeschwindigkeit verhindert.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Spektrum-Aufspreiz-Kommuni­ kationssystem mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 3 oder 5. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfin­ dung in Bezug zu den begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm ist, das eine Ausführungsform eines Spektrum-Aufspreiz-Kommunikationssystemes gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 2 ein Zeitdiagramm ist, das eine DS-Modulation in dem Spektrum-Aufspreiz-Kommunikationssystem von Fig. 1 zeigt;

Fig. 3 eine diagrammatische Ansicht ist, die eine Feldkon­ version in dem Spektrum-Aufspreiz-Kommunikationssy­ stem von Fig. 1 zeigt;

Fig. 4 eine diagrammatische Absicht ist, die eine inverse Feldkonversion in dem Spektrum-Aufspreiz-Kommunikati­ onssystem von Fig. 1 zeigt;

Fig. 5 ein Zeitdiagramm ist, das eine DS-Modulation in dem Spektrum-Aufspreiz-Kommunikationssystem von Fig. 1 zeigt;

Fig. 6(a) und 6(b) jeweils diagrammatische Ansichten sind, die einen Feldkonverter zeigen;

Fig. 7 ein Blockdiagramm ist, das ein konventionelles Spek­ trum-Aufspreiz-Kommunikationssystem;

Fig. 8 ein Zeitdiagramm ist, das eine DS-Modulation in dem konventionellen Spektrum-Aufspreiz-Kommunikationssy­ stem von Fig. 7 zeigt;

Fig. 9 ein Zeitdiagramm ist, das eine DS/FH-Modulation in dem konventionellen Spektrum-Aufspreiz-Kommunikati­ onssystem von Fig. 7 zeigt; und

Fig. 10 eine graphische Darstellung ist, die eine Interferenz in dem konventionellen Spektrum-Aufspreiz-Kommunika­ tionssystem zeigt.

Mit Bezug auf Fig. 1 bezeichnet Bezugszeichen 2 einen DS-Auf­ spreiz-Multiplizierer zum Multiplizieren einer Eingangsdaten­ frequenz 1 mit einem DS-Aufspreizkode-Untersequenz B, um sie einer DS-Modulation zu unterwerfen; Bezugszeichen 3 ist ein DS-Aufspreiz-Kodegenerator zum Erzeugen der DS-Aufspreizko­ desequenz B, wie beispielsweise ein PN-Kode oder ähnlichem; Bezugszeichen 4 ist ein Feldkonverter zum Konvertieren eines Datenfeldes der DS-modulierten Datensequenz; Bezugszeichen 5 bezeichnet einen FH-Aufspreiz-Kodegenerator zum Erzeugen ei­ ner FH-Aufspreiz-Kodesequenz mit Frequenzkanälen in einer pseudostatistischen Ordnung; Bezugszeichen 6 ist ein FH-Auf­ spreiz-Multiplizierer zum Multiplizieren der Datensequenz, von welcher ein Feld konvertiert wird durch die FH-Aufspreiz- Kodesequenz, um die Datensequenz einer FH-Modulation zu un­ terwerfen; und Bezugszeichen 7 ist eine Sendeantenne, die als eine Sendeeinrichtung wirkt. Auf diese Weise wirken die Kom­ ponenten von dem DS-Aufspreiz-Multiplizierer 2 bis zur Sende­ antenne 7 zusammen und bilden einen Senderabschnitt.

Weiterhin bezeichnet Bezugszeichen 8 eine Empfangsantenne, Bezugszeichen 9 einen inversen FH-Aufspreiz-Multiplizierer zum Multiplizieren eines Empfangssignals mit einer FH-Auf­ spreiz-Kodesequenz, um dieses einer FH-Demodulation zu unter­ werfen; Bezugszeichen 11 ist ein inverser Feldkkonverter zur Umkehr eines Datenfeldes, das von dem Feldkonverter 4 konver­ tiert wurde, in ein ursprüngliches Datenfeld F; 12 ist ein DS-Aufspreiz-Kodegenerator zum Erzeugen einer DS-Aufspreiz- Kodesequenz H, identisch mit der des DS-Aufspreiz-Kodegenera­ tors 3 des Senderabschnitts; und 13 ist ein inverser DS-Auf­ spreiz-Multiplizierer zum Multiplizieren der Datensequenz, die auf das ursprüngliche Datenfeld F durch die DS-Aufspreiz- Kodesequenz H zurückgeführt wurde, um diese einer DS-Modula­ tion zu unterwerfen, so daß die Komponenten von der Empfangs­ antenne 8 bis zum DS-Invers-Multiplizierer zusammenwirken, um einen Empfangsabschnitt zu bilden.

Nun wird die Betriebsweise des Spektrum-Aufspreiz-Kommunika­ tionssystems der beschriebenen Ausführungsform mit Bezug auf die Fig. 2 bis 6 wie auch Fig. 1 beschrieben. In der be­ schriebenen Ausführungsform kann die DS-Aufspreizung und die FH-Aufspreizung der Datensequenz im wesentlichen in der glei­ chen Weise ausgeführt werden, wie bei einem konventionellen Spektrum-Aufspreiz-Kommunikationssystem, wie es mit Bezug auf die Fig. 7-10 schon beschrieben wurde.

Fig. 2 zeigt eine DS-Aufspreizung, die an einer Eingangsda­ tensequenz oder einer Grundbanddatensequenz (Vergrößerung A) ausgeführt wurde. In Fig. 2 bezeichnet die Abszissenachse die Zeit und ist vergrößert dargestellt aus Gründen der Klarheit, so daß nur die ersten zwei Bits der Grundbanddatensequenz ge­ zeigt sind.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, erzeugt der DS-Aufspreiz-Kodegene­ rator 3 eine DS-Aufspreiz-Kodesequenz an einem Zyklus, wäh­ rend der Periode von einem Bit der Grundbanddatensequenz und der DS-Aufspreiz-Multiplizierer 2 multipliziert die Grund­ banddatensequenz mit der DS-Aufspreiz-Kodesequenz. Der DS- Aufspreiz-Multiplizierer 2 kann beispielsweise einen EX-OR- Schaltkreis umfassen. Ein erstes Bit der Grundbanddatense­ quenz ist "0", wie es in Fig. 2 gezeigt ist, so daß die DS- Aufspreiz-Kodesequenz von dem Multiplizierer 2 so wie sie ist ausgegeben wird (Vergrößerung C in Fig. 2); dahingegen ist ein zweites Bit der Grundbanddatensequenz gleich "1", so daß der Multiplizierer 2 die DS-Aufspreiz-Kodesequenz erzeugt, wobei eine Phase der Sequenz invertiert wird, wie es durch die Ver­ größerung A in Fig. 2 gezeigt ist.

Wenn daher die DS-Aufspreiz-Kodesequenz definiert ist, bei­ spielsweise als "110010", dann führt die DS-Modulation der zwei Bits "01" der Grundbanddatensequenz durch den DS-Auf­ spreiz-Multiplizierer 2 zu einer Datensequenz von "11100100001101" wie durch die Vergrößerung C in Fig. 2 ge­ zeigt ist. Insbesondere führt die DS-Modulation dazu, daß ein Bit der Grundbanddatensequenz wiedergegeben wird durch sieben Bits der DS-Aufspreiz-Kodesequenz.

Der Ausdruck "ein Chip", der hier verwendet wird, bedeutet ein Bit der DS-Aufspreiz-Kodesequenz, wie durch die Vergröße­ rung B in Fig. 2 gezeigt ist und daher wird ein Bit der Grundbanddatensequenz wiedergegeben durch sieben Chips.

Im folgenden wird die Datenfeldkonversion, die vom dem Feld­ konverter 4 durchgeführt, mit Bezug auf Fig. 3 beschrieben. Fig. 3 zeigt eine DS-modulierte Datensequenz, welche in Feld­ konverter 4 eingespeist wird, wie durch die Vergrößerung c gezeigt ist. In dem Feldkonverter 4 wird das erste von jedem der sieben Chips der DS-Aufspreizsequenz, welches einen Bit der DS-modulierten Grundbanddatensequenz wiedergibt, gesam­ melt, um einen ersten FH-Rahmen I zu ergeben.

In der gezeigten Ausführungsform umfaßt der FH-Rahmen 8 Bits, so daß zur Konversion des Feldes der Datensequenz, um einen ersten FH-Rahmen I herzustellen, Daten auf dem ersten Chip der DS-modulierten Datensequenz bei jedem der acht Zyklen er­ halten werden durch Unterwerfen der acht Bits der Grundband­ datensequenz einer DS-Modulation gesammelt werden, um einen FH-Rahmen zu ergeben.

Dann werden nur die Daten des zweiten Chips der DS-modulier­ ten Datensequenz an jedem der acht Zyklen gesammelt, um einen zweiten FH-Rahmen II zu ergeben. Ähnlich werden die Daten auf jedem dritten der sieben Chips der DS-modulierten Datenzse­ quenz bei jeder der acht Zyklen gesammelt, um einen dritten bis siebten FH-Rahmen III bis VII jeweils zu ergeben.

Die so aus geführte Feldkonversion der DS-modulierten Datense­ quenz erlaubt es, einen ersten bis siebten FH-Rahmen I-VII herzustellen, die den FH-Aufspreiz-Multiplizierer 6 nachein­ ander zugeführt werden, so daß der FH-Aufspreiz-Multiplizie­ rer 6 die FH-Rahmen mit einer FH-Aufspreiz-Kodesequenz 6 mul­ tipliziert, welche von dem FH-Aufspreiz-Kodegenerator 5 er­ zeugt wird. Dies führt dazu, daß der FH-Aufspreiz-Multipli­ zierer 6 ein FH-moduliertes Signal ergibt, welches einem Fre­ quenzspringen unterworfen wird, wie durch E in Fig. 3 ange­ zeigt ist.

Insbesondere wird der erste FH-Rahmen I moduliert durch eine Kanalfrequenz f1 und der zweite FH-Rahmen II wird moduliert durch eine Kanalfrequenz f2. Ähnlich werden die dritten bis siebten FH-Rahmen III bis VII moduliert durch die Kanalfre­ quenzen f3 bis f7, wodurch ein Frequenzkanalmuster mit einer pseudostatistischen Reihenfolge erzeugt wird, wie es in Fig. 3 gezeigt ist.

Ein FH-moduliertes Signal, das von jedem der Kanalfrequenzen f1 bis f7 springen, wird dann von der Sendeantenne 7 des Sen­ derabschnittes übertragen.

Das FH-modulierte Signal wird dann von der Empfangsantenne 8 empfangen, wobei das Signal durch Bezugszeichen E′ in Fig. 4 bezeichnet ist. Das Signal wird dann in den FH-Inverser-Auf­ spreiz-Multiplizierer 9 eingespeist, welcher das Signal mit einer FH-Aufspreiz-Kodesequenz multipliziert, die die Kanal­ frequenzen f1 bis f7 umfaßt, welche von den FH-Aufspreiz-Ko­ degenerator 10 zugeführt wird. Der FH-Aufspreizkode-Multipli­ zierer läuft gleich zu dem FH-Aufspreizkode, der von dem FH- Aufspreiz-Kodegenerator 5 erzeugt wird, so daß eine FH-demo­ dulierte Datensequenz von dem FH-inversen Aufspreiz-Multipli­ zierer 9 erzeugt wird. Die FH-demodulierte Datensequenz wird dann ,in einen inversen Feldkonverter 11 eingespeist.

Der inverse Feldkonverter 11 sammelt nur die ersten Bits der sieben FH-Rahmen, um sie in die ursprüngliche DS-modulierte Datensequenz (DS-Aufspreiz-Kodesequenz für einen Zyklus) ein­ zuordnen mittels der so gesammelten sieben Chips. Weiterhin wird nur jedes zweite Bit aufgesammelt, um die sieben Chips einzuordnen, wodurch die ursprüngliche DS-modulierte Datense­ quenz erhalten wird. In ähnlicher Weise werden nur die vier­ ten Bits, fünften Bits, sechsten Bits und siebten Bits je­ weils gesammelt, um die sieben Chips neu, wodurch die ur­ sprüngliche DS-modulierte Datensequenz erhalten wird.

Die so neuerhaltene Datensequenz ist durch Bezugszeichen F in Fig. 4 angezeigt, worin nur zwei Bits der Grundbanddatense­ quenz oder vierzehn Chips aus Gründen der Kürze gezeigt sind.

Die so neuangeordnete Datensequenz wird mittels des inversen Feldkonverters 11 dann in den inversen DS-Aufspreiz-Multipli­ zierer 13 eingespeist, wodurch die mit einer DS-Aufspreizko­ desequenz H multipliziert wird, die von dem DS-Aufspreizkode­ generator 12 erzeugt wird. Dadurch wird die Datensequenz DS- demoduliert, so daß die demodulierten Daten 14 regeneriert werden.

Die DS-Aufspreizkodesequenz, die von dem DS-Aufspreizkodege­ nerator 12 erzeugt wird, ist identisch mit der DS-Aufspreiz­ kodesequenz B, die von dem DS-Aufspreizkodegenerator 3 er­ zeugt wird, und der inverse DS-Aufspreiz-Multiplizierer 13 umfaßt eine Korrelationseinheit mit einem EX-OR und einem In­ tegrator zum Integrieren eines Ausgangs des EX-OR für einen Zyklus der DS-Aufspreiz-Kodesequenz.

Im folgenden wird die Betriebsweise des inversen DS-Auf­ spreiz-Multiplizierers 13 mit Bezug auf Fig. 5 beschrieben.

Die Multiplikation der neuangeordneten Datensequenz F mit der DS-Auf spreizkodesequenz H, die von dem DS-Aufspreizkodegene­ rator 12 erzeugt wird, in dem EX-OR führt zu einem negativen Ausgang, wenn beide identisch in Kode und Phase miteinander sind. Folglich integriert der Integrator den so erhaltenen negativen Wert, so daß eine Korrelationspitze G am Ende eines Zyklus der DS-Aufspreizkodesequenz negativ wird. Eine solche Erzeugung der negativen Korrelationspitze ergibt sich daraus, daß die DS-Aufspreizkodesequenzen multipliziert werden, die identisch in Phase zueinander sind. Weiterhin wird eine Über­ tragung der selben Phase ausgeführt, wenn die Grundbanddaten­ sequenz gleich "0" ist, so daß die demodulierte Grundbandda­ tensequenz gleich "0" ist.

Wenn die DS-Aufspreizkodesequenzen sich voneinander unter­ scheiden, dann tritt keine Korrelationsspitze auf. Folglich werden keine demodulierten Daten erzeugt.

Wenn die neuangeordnete Datensequenz F und die DS-Aufspreiz­ kodesequenz H einen identischen Kode, aber eine zu einander inverse Phase haben, wird der Multiplikationsausgang des EX- OR positiv, so daß der Indikator den positiven Wert inte­ griert.

Wenn die neuangeordnete Datensequenz F und die DS-Aufspreiz­ kodesequenz H einen identischen Kode haben, aber invers in Phase zueinander sind, wird der Ausgang des EX-OR durch Mul­ tiplikation positiv, und daher integriert der Integrator den so erhaltenen positiven Wert. Dieses Ergebnis ist eine posi­ tive Korrelationsspitze G, die am Ende eines Zyklus der DS- Aufspreizkodesequenz auftritt, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Eine solche positive Korrelationsspitze wird erzeugt, wenn DS-Aufspreizkodesequenzen miteinander multipliziert werden, die eine inverse Phase zueinander haben. Die Übertragung der Sequenzen, die invers zueinander sind, wird ausgeführt, wenn die Grundbanddatensequenz gleich "1" ist, so daß die demodu­ lierte Grundbanddatensequenz gleich "1" ist.

Wenn die DS-Aufspreizkodesequenzen verschieden sind, tritt keine Korrelationsspitze auf, so daß keine demodulierten Da­ ten erzeugt werden.

Nun wird der Fall besprochen, daß eine Interferenz oder ein Hit in einem bestimmten Frequenzkanal auftritt, und dadurch die Daten des Frequenzkanals verfälscht werden.

Selbst wenn alle Daten in einem FH-Rahmen, die von dem Hit betroffen sind, verfälscht sind, geht nur eine der sieben Chips mit Bezug auf die Grundbanddatensequenz von einem Bit, die nach der inversen Feldkonversion sieben Chips enthält, verloren, weil der FH-Rahmen gebildet wird aus einem Chip für jeden der acht Bits der Grundbanddatensequenz, wie in Fig. 3 gezeigt ist.

Wenn falsche Daten in einem FH-Rahmen demoduliert werden, ohne vorher korrigiert zu sein, tritt eine Korrelationsspitze auf, wie sie durch C in Fig. 5 gezeigt ist, doch ist der Spitzenwert etwas vermindert, weil ein Chip in Bezug auf ein Bit der neuangeordneten Grundbanddatensequenz falsch ist, so daß die Demodulation ausgeführt werden kann, ohne einen Feh­ ler der Grundbanddatensequenz.

Auf diese Weise erlaubt die beschriebene Ausführungsform, daß ein Bündel Fehler zu einem zufälligen Fehler wird, so daß selbst beim Auftreten eines Hits in einer Anzahl von Fre­ quenzkanälen und einer Verfälschung einer Anzahl von FH-Rah­ men die Erhöhung der Fehlerrate der domodulierten Datense­ quenz ermäßigt wird.

Zusätzlich wird ein Fehlerkorrekturkode ausgeführt, um einen Fehler der Datensequenz nach der inversen Feldkonversionsbe­ handlung in dem inversen Feldkonverter 11 des Empfangsab­ schnittes durchzuführen. Diesbezüglich erlaubt die beschrie­ bene Ausführungsform, daß ein Bündelfehler zu einem statisti­ schen Fehler wird, so daß selbst ein einfacher Fehlerkorrek­ turkode zu einer verbesserten Fehlerrate führt.

Die Eingangsdaten können so aufgebaut sein, daß hohe Perioden zwischen dem Rahmen liegen. Jedoch wird eine solche Anordnung von Ruheperioden eliminiert, wenn die Änderung der Fre­ quenzkanäle mit einer erhöhten Geschwindigkeit ausgeführt wird.

Der Feldkonverter 4 kann in einer solchen Weise aufgebaut sein, wie es beispielsweise in Fig. 6(a) gezeigt ist. In Fig. 6(a) bezeichnen die Bezugszeichen 41 und 42 jeweils einen Random Access Memory (RAM), in welchem 56 Chips einer DS-mo­ dulierten Datensequenz, die dem Feldkonverter 4 zugeführt werden, abwechselnd gespeichert werden. 43 ist eine R/W-Steu­ erschaltung zum Steuern des Lesens und Schreibens des RAMs 41 und 42. 44 ist eine Adressentabelle, worin eine Anzahl von Sätzen von Leseradressen oder Schreibadressen, auf welche Be­ zug genommen wird, während des Lesens oder Schreibens der Rahmen 41 und 42, gespeichert ist.

In dem so aufgebauten Feldkonverter 4 wird eine DS-modulierte Datensequenz beispielsweise in das RAM 41 eingespeist, so daß 56 Chips der Datensequenz in dem RAM 41 in Reihenfolge ge­ speichert werden unter der Steuerung des R/W-Steuerschalt­ kreises 43. Die Speicherung führt dazu, daß das RAM 41 eine Speicheranordnung hat, wie es in Fig. 6(b) gezeigt ist. In Fig. 6(b) sind a₁₁, a₁₂, . . . a₁₇; a₂₁, a₂₂ . . . a₂₇; . . . ; a₈₁, a₈₂ . . . a₈₇ in Längsrichtung für jedes entsprechende Bit der Eingangsdatensequenz angeordnet und umfassen 7 Chips, und 8 Chips sind in vertikaler Richtung angeordnet. Auf diese Weise werden 8 Bits der Eingangsdatensequenz in dem RAM 41 gespei­ chert.

Wenn 56 Chips der Datensequenz so in dem RAM 41 gespeichert sind, wird die nachfolgende Datensequenz in RAM 42 gespei­ chert, so daß 56 Chips der Datensequenz ebenfalls in RAM 41 gespeichert sind. Die Speicherung wird gesteuert von dem R/W- Steuerschaltkreis.

Gleichzeitig ist das RAM 41 bereit zum Lesen der Datense­ quenz, so daß die Datensequenz, die in der Leseradresse des R/W-Schaltkreises 43 gespeichert ist, ausgelesen wird. Die hier verwendete Leseradresse ist eine Adresse, welche das Auslesen in vertikaler Richtung ausführt oder eine Adresse, welche das Auslesen der Datensequenz in der Reihenfolge a₁₁, a₂₁, . . . a₈₁; a₁₂, a₂₂ --- a₈₂; . . . ; a₁₇, a₂₇ . . . a₈₇ wie es in Fig. 6(b) gezeigt ist. Beispielsweise umfaßt die Datense­ quenz a₁₁, a₂₁ . . . a₈₁ einen ersten Chip für jeden der acht Bits der Eingangsdatensequenz; a₁₂, a₂₂ --- a₈₂ umfassen je­ weils einen zweiten Chip desselben; ---; und a₁₇, a₂₇ . . . a₈₇ umfaßt einen siebten Chip derselben.

Folglich ist zu erkennen, daß die ausgelesene Datensequenz verschieden ist in Bezug auf die Datenanordnung von der ge­ schriebenen und die Feldkonversion der Datensequenz wird aus­ geführt in Abhängigkeit von der Reihenfolge der Adressierung der Leseadresse.

Im folgende wird der FH-Rahmen ausführlicher beschrieben in Bezug auf Fig. 3. Der erste Rahmen des FH-Rahmens umfaßt den ersten Chip von jedem der acht Bits der Eingangsdatensequenz, der zweite Rahmen des FH-Rahmens umfaßt den zweiten Chip von jedem der acht Bits, --- und der siebte Rahmen umfaßt den siebten Chip von jedem der acht Bits. Wenn daher die Datense­ quenz, die aus dem RAM 41 ausgelesen wird, für jeden der 8 Chips von oben unterteilt ist und der FH-Rahmen aus jedem der unterteilten Datensequenzen gebildet wird, können die sieben FH-Rahmen erhalten werden, die in Fig. 3 gezeigt sind.

Die Bildung der sieben FH-Rahmen zeigt an, daß alle Datense­ quenzen aus dem RAM 41 ausgelesen sind. Dies führt dazu, daß die Datensequenz der 56 Chips in das RAM 42 geschrieben wird. Auf diese Weise wird die oben beschriebene Verarbeitung wie­ derholt, wobei die RAMs 41 und 42 jeweils in den Schreib- und Lesezustand versetzt werden.

Die gezeigte Anordnung der zwei RAMs 41 und 42 erlaubt einen Betrieb, bei welchem eines in einem Lesezustand ist, wohinge­ gen das andere RAM in einem Schreibzustand ist, so daß die Datensequenz, die nacheinander eingegeben wird, ohne Unter­ brechung ausgelesen werden kann. Auf diese Weise kann die ge­ speicherte Datensequenz in einer Weise aus gelesen werden, die eine Ausgabe ohne Unterbrechung erlaubt.

Weiterhin umfaßt die Adressentabelle in Form einer Tabelle die Adressen, die in der Lage sind, die oben beschriebene Feldkonversion auszuführen. Zudem umfaßt die Adressentabelle Adressen in einer vorbestimmten zufälligen Anordnung als ver­ schiedene Sorten von Tabellen. Die Konversion des Datenfeldes unter Verwendung von jeder der Adressen einer zufälligen An­ ordnung als eine Leseadresse, erlaubt es, daß ein Bündelfeh­ ler, der möglicherweise erzeugt wird, aufgrund der Aus­ löschung des FH-Rahmens, zu einem zufälligen Fehler durch die inverse Feldkonversion wird.

Jede aus der Anzahl von Tabellen kann wahlweise durch ein Ta­ bellenbestimmungssignal bestimmt werden.

Der inverse Feldkonverter 11 des Empfangsabschnittes kann im wesentlichen in der gleichen Weise aufgebaut werden, wie der oben beschriebene Konverter 4. In dem inversen Feldkonverter 11 umfaßt ein R/W-Steuerabschnitt eine Schreib/Leseadresse, die in umgekehrter Weise zu der Lese/Schreibadresse auf der Seite des Feldkonverters 4 aufgebaut ist. Weiterhin können verschiedene Arten von Adressentabellen als Adressentabelle in dem inversen Feldkonverter 11 im wesentlichen in der glei­ chen Weise aufgebaut sein, wie in dem Feldkonverter 4.

Zudem kann der Feldkonverter 4 beispielsweise mit Schreibadressen in einer zufälligen Reihenfolge versehen wer­ den. Dies erlaubt eine statistische Ausführung des Schrei­ bens, , um eine Feldkonversion der Datensequenz während des Schreibens sicherzustellen.

Wie aus dem Vorangegangenen ersichtlich ist, stellt die Er­ findung eine positive Demodulation von Daten ohne Fehler si­ cher, selbst wenn Interferenzen oder Hits in einem bestimmten Frequenzkanal auftreten, wodurch die Auslöschung von Daten in dem ganzen Rahmen entstehen kann. Auf diese Weise kann eine Erhöhung der Fehlerrate der demodulierten Daten wirksam ver­ hindert werden.

Weiterhin wird eine Erhöhung der Fehlerrate abgeschwächt, selbst wenn die Anzahl der Frequenzkanäle, die von dem Hit betroffen sind, erhöht ist, was eine schnelle Erhöhung der Fehlerrate wirksam verhindert.

Weiterhin verhindert die Erfindung vorteilhaft eine Absenkung der Übertragungsgeschwindigkeit, da die Vorsehung eines Bil­ derkorrekturkodes oder ähnliches vermieden wird.

Selbst wenn ein Fehlerkorrekturkode zugefügt wird, hat die Erfindung die vorteilhaften Eigenschaften einer beträchtli­ chen Verbesserung der Fehlerrate, selbst mit einem einfachen Korrekturverfahren, weil ein Bündelfehler zu einem statisti­ schen Fehler werden kann.

Claims (6)

1. Spektrum-Aufspreiz-Kommunikationssystem, gekennzeichnet durch
einen DS-Aufspreiz-Multiplizierer zum Multiplizieren ei­ ner Eingangsdatensequenz mit einem DS-Aufspreiz-Kodese­ quenz;
eine Feldkonversionseinrichtung zum Ausführen einer Kon­ version eines Datenfeldes für jede einer Anzahl von Ein­ gangsdatensequenzen, die von dem DS-Aufspreiz-Multipli­ zierer erzeugt werden, wobei ein Chip der DS-Aufspreiz- Kodesequenz als Einheit verwendet wird; und
FH-Aufspreiz-Multiplizierer zum Multiplizieren einer Da­ tensequenz, die von der Feldkonversionseinrichtung er­ zeugt wird, mit einer FH-Aufspreiz-Kodesequenz;
wobei ein Ausgangssignal des FH-Aufspreiz-Multiplizierers übertragen wird.

2. Spektrum-Aufspreiz-Kommunikationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldkonversionseinrich­ tung die Eingangsdatensequenzen in eine Datensequenz kon­ vertiert, in welche nur ein erster Chip einer Datense­ quenz für jeden n-ten (n: ganze Zahl größer oder gleich 2) Zyklus entsprechend dem n-ten Bit der Eingangsdatense­ quenz gesammelt wird, und in eine Datensequenz konver­ tiert, welcher nur ein zweiter Chip gesammelt wird, ---, und in eine Datensequenz konvertiert, in welcher ein m­ ter (m: Zahl der Bits der DS-Kodesequenz) Chip gesammelt wird.

3. Spektrum-Aufspreiz-Kommunikationssystem, gekennzeichnet durch:
einen inversen FH-Aufspreiz-Multiplizierer zum Multipli­ zieren eines empfangen Signals mit einer FH-Aufspreizko­ desequenz;
eine inverse Feldkonversionseinrichtung zum Konvertieren einer Datensequenz, die von dem inversen FH-Aufspreiz- Multiplizierer erzeugt wird in ein ursprüngliches Daten­ feld; und
ein inverser DS-Aufspreiz-Multiplizierer zum Multiplizie­ ren einer Datensequenz, die von der inversen Feldkonver­ sionseinrichtung neu angeordnet wurde mit einer DS-Auf­ spreiz-Kodesequenz;
wobei eine Grundbanddatensequenz, die von dem inversen DS-Aufspreiz-Multiplizierer demoduliert wurde, geliefert wird.

4. Spektrum-Aufspreiz-Kommunikationssystem nach Anspruch 3, worin die Feldkonversionseinrichtung die Eingangsdatense­ quenzen in einer Datensequenz konvertiert, in welcher nur ein erster Chip einer Datensequenz für jedes n-te (n: ganze Zahl größer gleich 2) Zyklus entsprechend dem n-ten Bit der Eingangsdatensequenz gesammelt wird, und in eine Datensequenz konvertiert, in welcher nur ein zweiter Chip gesammelt wird, ---, und in eine Datensequenz konver­ tiert, in welcher nur ein m-ter (m: Anzahl der Bits der DS-Kodesequenz) Chip gesammelt wird.

5. Spektrum-Aufspreiz-Kommunikationssystem, gekennzeichnet durch:
ein DS-Aufspreiz-Multiplizierer zum Multiplizieren einer Eingangsdatensequenz mit einer DS-Aufspreiz-Kodesequenz;
eine Feldkonversionseinrichtung zum Ausführen einer Kon­ version eines Datenfeldes von jedem einer Anzahl von Ein­ gangsdatensequenzen, die von dem DS-Aufspreiz-Multipli­ zierer erzeugt werden, wobei ein Chip der DS-Aufspreiz- Kodesequenz als Einheit verwendet wird;
ein FH-Aufspreiz-Multiplizierer zum Multiplizieren einer Datensequenz, die von der Feldkonversionseinrichtung er­ zeugt wird, mit einer FH-Aufspreiz-Kodesequenz;
eine Übertragungseinrichtung zum Übertragen eines Si­ gnals, das von dem FH-Aufspreiz-Multiplizierer erzeugt wird;
eine Empfangseinrichtung zum Empfangen des Signals, das von der Übertragungseinrichtung übertragen wurde;
einen inversen FH-Aufspreiz-Multiplizierer zum Multipli­ zieren des empfangenen Signals, das von der Empfangsein­ richtung empfangen wurde, mit einer FH-Aufspreiz-Kodese­ quenz;
eine inverse Feldkonversionseinrichtung zum Konvertieren einer Datensequenz, die von dem inversen FH-Aufspreiz- Multiplizierer erzeugt wurde, in ein ursprüngliches Da­ tenfeld; und
ein inverser DS-Aufspreiz-Multiplizierer zum Multiplizie­ ren einer Datensequenz, die von der inversen Feldkonver­ sionseinrichtung neu angeordnet wurde, mit einer DS-Auf­ spreiz-Kodesequenz;
wobei eine Grundbanddatensequenz, die von dem inversen DS-Aufspreiz-Multiplizierer demoduliert wurde, geliefert wird.

6. Spektrum-Aufspreiz-Kommunikationssystem nach Anspruch 5, worin die Feldkonversionseinrichtung die Eingangsdatense­ quenzen in einer Datensequenz konvertiert, in welcher nur ein erster Chip einer Datensequenz für jedes n-te (n: ganze Zahl < 2) Zyklus entsprechend dem n-ten Bit der Eingangsdatensequenz gesammelt wird, und in eine Datense­ quenz konvertiert, in welcher nur ein zweiter Chip des­ selben gesammelt wird, ---, und in eine Datensequenz, in welcher nur ein m-ter (m: Anzahl der Bits der DS-Kodese­ quenz) Chip gesammelt wird.