DE19842712C1

DE19842712C1 - Verfahren und Anordnung zur Minimierung des Autokorrelationsfehlers bei der Demodulation eines Spreizspektrum-Signals unter Mehrwegeausbreitung

Info

Publication number: DE19842712C1
Application number: DE19842712A
Authority: DE
Inventors: Bertram Gunzelmann; Arkadi Molev-Shteiman
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Intel Deutschland GmbH
Priority date: 1998-09-17
Filing date: 1998-09-17
Publication date: 2000-05-04
Anticipated expiration: 2018-09-18
Also published as: US6532255B1; JP3380499B2; JP2000101480A

Abstract

Es ist ein Verfahren um eine Anordnung zum Minimieren des Autokorrelationsfehlers der Demodulation eines Spreizspektrum-Signals unter Mehrwegeausbreitung offenbart. Das Empfangssignal wird von einem Sender über mehrere Ausbreitungswege empfangen. Ein Demodulator erzeugt eine lokale Spreizfolge, die mit der empfangenen Spreizfolge in einer ersten Regelschleife an einem ersten Phasenlagenpaar, das einen ersten Früh-Spät-Abstand 2 DELTA¶1¶ aufweist korreliert wird und die mit der empfangenen Spreizfolge in einer zweiten Regelschleife an einem zweiten Phasenlagenpaar, das einen zweiten Früh-Spät-Abstand 2 DELTA¶2¶ aufweist, korreliert wird. Die erste und die zweite Regelschleife geben im eingeschwungenen Zustand einen ersten punktualen Phasenwert T¶1¶ beziehungsweise einen zweiten punktualen Phasenwert T¶2¶ aus, die die Phasenlagen der empfangenen Spreizfolgen gegenüber der lokalen Spreizfolge am ersten beziehungsweise am zweiten Phasenlagenpaar ausdrücken. Der einem Demodulationskorrelator zugeführte Phasenwert T¶0¶ der lokalen Spreizfolge gegenüber der empfangenen Spreizfolge wird nach der Formel T¶0¶ = (DELTA¶2¶ T¶1¶ - DELTA¶1¶ T¶2¶)/(DELTA¶2¶ - DELTA¶1¶) berechnet, wobei DELTA¶2¶ kleiner DELTA¶1¶ gewählt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Minimierung des Au tokorrelationsfehlers bei der Demodulation eines Spreizspek trum-Signals unter Mehrwegeausbreitung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 und eine Anordnung zum Demodulieren ei nes Spreizspektrum-Signals unter Mehrwegeausbreitung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 5.

In der DE 37 43 731 C2 ist ein gattungsgemäßes Verfahren zur Regelung der Phasenlage zwischen einem erzeugten Code und einem in einem empfangenen spektral gespreizten Signal enthaltenen empfangenen Code bekannt. Dort wird jeweils eine Bitperiode gegeneinander phasenverschobener Codes erzeugt und Mischern zugeführt, deren Ausgangssignale bei Überlagerung umso höher bewertet werden, je weiter der jeweils erzeugte Code von einer mittleren Phasenlage der erzeugten Codes abweicht.

Drahtlose Übertragungsverfahren auf der Grundlage eines ge spreizten Spektrums finden seit vielen Jahren Anwendung in der Datenkommunikation zwischen erdgebundenen Sende- oder Empfangsstationen und satellitengebundenen Sende- oder Emp fangsstationen. In vielen Fällen wird als Spreizverfahren das Direct-Sequenceverfahren bevorzugt, bei dem ein niederratiges digitales Nachrichtensignal mit einer hochratigen, pseudozu fälligen Binärfolge moduliert wird. Der Empfänger kann aus dem dabei entstehenden Pseudorauschsignal bei Kenntnis der im Sender zur Modulation verwendeten pseudozufälligen Binärfolge das ursprüngliche digitale Nachrichtensignal extrahieren.

Derartige Verfahren werden in der Datenkommunikation, Ortung und Navigation eingesetzt. Ein wichtiges Einsatzgebiet ist beispielsweise die Echtzeit-Satelliten-Navigation nach dem System NAVSTAR GPS (Navigation System with Timing and Ran ging, Global Positioning System), das beispielsweise in SCHRÖDTER, GPS Satelliten-Navigation, Franzis-Verlag, Mün chen, 1994 beschrieben ist. Dabei gibt eine Vielzahl von in unterschiedlichen Umlaufbahnen umlaufenden Satelliten eine Vielzahl unterschiedlicher Ortungssignale ab, von denen an jedem Punkt der Erdoberfläche wenigstens eine bestimmte Min destanzahl empfangen werden kann. Aus dem empfangenen Or tungssignalen kann der Standort des Empfängers in einem übli chen Koordinatensystem berechnet und ausgegeben werden.

Damit ein Empfänger einen Satellitensender identifizieren und die von diesem gesendete Ortungsinformation auswerten kann, muß er die senderspezifische pseudozufällige Binärfolge (Gold-Code) kennen, die als periodische Signalfolge vorgebe ner Länge übertragen wird. Zum Auffinden des Codes werden im Empfänger alle Codes der in Frage kommenden Sender gespei chert. Da die Phasenlage jedes ankommenden Signals nicht be kannt ist, wird in einem Akquisitionsverfahren die Überein stimmung zwischen der empfangenen Spreizfolge (Gold-Code) und einer lokal erzeugten Spreizfolge festgestellt. Der Vergleich erfolgt über die Korrelationsfunktion des Signals, die dann maximal wird, wenn die empfangene Spreizfolge mit der lokal erzeugten Spreizfolge synchronisiert ist.

Da sich der Sender und der Empfänger relativ zueinander bewe gen, wird die Synchronisation dadurch aufrecht erhalten, daß die Phasenlage der lokal erzeugten Spreizfolge der empfange nen Spreizfolge nachgeführt wird. Dies erfolgt dadurch, daß der Takt der lokal erzeugten Spreizfolge in Abhängigkeit von der ermittelten Phasenabweichung geregelt wird.

Als Regelkreis wird dazu bisher eine Verzögerungsregelschlei fe (Delay Locked Loop, DLL) eingesetzt, wie sie beispielswei se von J. K. Holmes in "Coherent Spread Spectrum Systems", Ro bert E. Krieger, 1990, beschrieben ist. Eine ähnliche Dar stellung gibt auch Helmuth Lemme in dem Aufsatz "Schnelles Spread-Spectrum-Modem auf einem Chip" in Elektronik 15/1996, Seiten 38 bis 45, dort insbesondere Fig. 7. Das Verfahren einer DLL beruht darauf, daß die lokal erzeugte Spreizfolge um den gleichen Betrag vor und nach dem erwarteten pünktli chen Zeitpunkt phasenverschoben wird und die empfangene Spreizfolge mit den Spreizfolgen dieses früheren und späteren Zeitpunktes in zwei Korrelatoren getrennt voneinander korre liert wird. Die von den Korrelatoren abgegebenen Korrelati onswerte werden dann voneinander subtrahiert. Der Regelkreis ist derart eingestellt, daß im eingeschwungenen Zustand das Subtraktionsergebnis null wird.

In einer realen Empfangsumgebung kommt es jedoch häufig dazu, daß der Empfänger das Sendesignal nicht nur auf dem direkten Wege empfängt, sondern daß ein Teil des empfangenen Signals auf eine Reflexion des Sendesignals an einem nahegelegenen Geländeprofil oder einem nahegelegenem Gebäude zurück geht. Diese Empfangssituation wird mit Mehrwegeausbreitung bezeich net. Der Empfänger empfängt demnach ein Signalgemisch beste hend aus einer Überlagerung des Sendesignals in mehreren Pha senlagen mit jeweils unterschiedlicher Amplitude. Dies er schwert einerseits die Signalakquisition im Empfänger und verfälscht darüber hinaus das Ortungsergebnis, da die Or tungsberechnungen auf den Signalempfangszeitpunkten des di rekt empfangenen Sendesignals beruhen.

Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit der die Phasenlage der lokal erzeugten Spreizfolge nach erfolgter Signalakquisition möglichst präzise dem direkt empfangenen Signal nachgeführt wird.

Das Problem wird gelöst mit einem Verfahren mit den Merkmalen von Patentanspruch 1. Das Problem wird ferner gelöst mit ei ner Anordnung mit den Merkmalen von Patentanspruch 5. Vor teilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und der Anordnung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.

In einer Ausführungsform des Verfahrens zur Minimierung des Autokorrelationsfehlers bei der Demodulation eines Spreiz spektrum-Signals unter Mehrwegeausbreitung wird die empfange ne Spreizfolge einer ersten Regelschleife und einer zweiten Regelschleife zugeführt. Beide Regelschleifen arbeiten nach dem Prinzip einer Verzögerungsregelschleife DLL. Die erste Regelschleife arbeitet mit einem ersten Phasenlagenpaar, das einen ersten Phasenabstand beziehungsweise Früh-Spät-Abstand beziehungsweise Early-Late-Spacing 2Δ₁ aufweist. Die zweite Regelschleife arbeitet mit einem zweiten Phasenlagenpaar, das einen zweiten Früh-Spät-Abstand 2Δ₂ aufweist. Beiden Regel schleifen wird zur Korrelation mit der empfangenen Spreizfol ge eine lokal erzeugte Spreizfolge zugeführt. Die erste Re gelschleife gibt im eingeschwungenen Zustand einen ersten punktualen Phasenwert T₁ aus, und die zweite Regelschleife gibt im eingeschwungenen Zustand einen zweiten punktualen Phasenwert T₂ aus. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß der einem Demodulationskorrelator zugeführte Phasenwert T₀ der lokalen Spreizfolge gegenüber der empfangenen Spreiz folge nach der Formel

T₀ = (Δ₂T₁ - 2Δ₁T₂)/(Δ₂ - Δ₁)

berechnet wird, wobei Δ₂ kleiner Δ₁ gewählt ist. Das Verfahren erlaubt mit dem Einsatz einer zusätzlichen Regelschleife ei nen in jeder einzelnen Regelschleife aufgrund des durch Mehr wegeausbreitung verzerrten Signals enthaltenen Regelfehler mittels einer einfachen Vorschrift zu eliminieren und so auf den korrekten Zeitpunkt des direkt empfangenen Signals zurück zurechnen. Die Vorschrift kann vorteilhafterweise fortlaufend eingestzt werden und liefert korrekte Ergebnisse, ohne das der Empfänger erfassen müßte, ob eine Mehrwegeausbreitung vorliegt oder nicht.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens verhält sich der erste Früh-Spät-Abstand 2Δ₁ zum zweiten Früh-Spät- Abstand 2Δ₂ wie Zwei zu Eins. Dies ist besonders vorteil haft, wenn die in Betracht gezogenen Regelschleifen Teile ei ner hierarchischen Regelschleifenstruktur sind. In derartigen hierarchischen Regelschleifenstrukturen verhalten sich die Früh-Spät-Abstände einzelner Regelschleife typischerweise in Vielfachen von Potenzen von 2. Es wird dabei ganz besonders bevorzugt, daß bei Einsatz einer hierarchischen Regelschleife die Korrekturvorschrift auf die innersten Regelschleifen der hierarchischen Regelschleifestruktur angewendet wird. Die in nersten Regelschleifen sind dabei jene mit den geringsten Früh-Spät-Abständen der jeweiligen Verzögerungsregelschleifen DLL.

Es wird ganz besonders bevorzugt, daß wenigstens entweder der erste Früh-Spät-Abstand Δ1 oder der zweite Früh-Spät-Abstand Δ₂ wesentlich kleiner als der erwartete minimale Signallauf zeitunterschied zwischen mehreren Ausbreitungswegen ist. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, daß die Korrektur des Regelfehlers präzise bis zu einer bestimmten Auflösung durch geführt werden kann.

Eine bevorzugte Anordnung zum Demodulieren eines Spreizspek trum-Signals, das von einem Sender über mehrere Ausbreitungs wege empfangen wird, weist einen Generator zum Erzeugen einer lokalen Spreizfolge und eine erste Regelschleife auf, in der die empfangene Spreizfolge an einem ersten Phasenlagenpaar, das einen ersten Früh-Spät-Abstand 2Δ₁ aufweist, mit der lokalen Spreizfolge korreliert wird. Die Anordnung weist dar über hinaus eine zweite Regelschleife auf, in der die empfan gene Spreizfolge an einem zweiten Phasenlagenpaar, das einem zweiten Früh-Spät-Abstand 2Δ₂ ausweist, mit der lokalen Spreizfolge korreliert wird. Die erste und die zweite Regel schleife geben im eingeschwungenen Zustand einen ersten punk tualen Phasenwert T₁ beziehungsweise einen zweiten punktualen Phasenwert T₂ aus. Die Anordnung ist gekennzeichnet durch ei ne Einrichtung zum Bestimmen des einem Demodulationskorrela tor zugeführten Phasenwertes T₀ der lokalen Spreizfolge ge genüber der empfangenen Spreizfolge nach der Formel

T₀ = (Δ₂T₁ - 2Δ₁T₂)/(Δ₂ - Δ₁),

wobei Δ₂ kleiner Δ₁ gewählt ist. Die Anordnung eignet sich besonders vorteilhaft zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung ei nes Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der schematischen Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Verzögerungsregelschleife (DLL) nach dem Stand der Technik;

Fig. 2 ein Diagramm mit dem Verlauf der Ausgabe eines Kor relators abhängig von der Phasenlage der lokalen Spreizfolge;

Fig. 3 einen Beispielfall einer Umgebung mit Mehrwegeaus breitung;

Fig. 4 ein Diagramm mit dem Verlauf des Ausgabesignals ei nes Korrelators abhängig von der Phasenlage der lo kalen Spreizfolge bei einer Mehrwegeausbreitungsum gebung;

Fig. 5 einen detaillierten Ausschnitt aus dem Diagramm in Fig. 4;

Fig. 6 eine geometrische Darstellung einer Rechenvor schrift der Erfindung; und

Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung gemäß der Erfindung zum Demodulieren eines Spreizspektrum- Signals.

Fig. 1 zeigt eine Verzögerungregelschleife (Delay Locked Lo op, DLL) nach dem Stand der Technik. Das von einer Antenne empfangene, gespreizte Signal in Form einer Direct Sequence wird mit Hilfe eines Quadraturdemodulators in das Basisband gemischt, wobei die In-Phasekomponente I sowie die Quadratur komponente Q entstehen. Die In-Phasekomponente I und die Qua draturkomponente Q werden einem Phasenschieber 101 zugeführt, der mit einem Doppler-Generator 102 verbunden ist. Der Pha senschieber 101 eleminiert die durch die Relativbewegung von Sender und Empfänger verursachte Doppler-Verschiebung in der Frequenz des Empfangssignals. Die auf diese Weise korrigierte In-Phasekomponente I' und die Quadraturkomponente Q' werden parallel an drei Korrelatoren 103, 104 und 105 geführt, in denen das empfangene Basisbandsignal mit der von einem Code- Generator 109 erzeugten Spreizfolge korreliert wird. Der Code- Generator 109 erzeugt den charakteristischen Code des Senders (den Gold-Code), wodurch das im Sendesignal enthaltene Daten signal wiedergewonnen werden kann.

Der Demodulationskorrelator 103 gibt an seinem Ausgang die demodulierten Daten aus, wenn das empfangene Signal mit dem im Code-Generator 109 lokal erzeugten Gold-Code in der Phase übereinstimmt. Die Überstimmung in der Phase wird sicherge stellt durch die Verzögerungsregelschleife DLL bestehend aus den Korrelatoren 104 und 105, einem Subtrahierer 106, einem Schleifenfilter (Loop Filter) 107, einem numerisch gesteuer ten Oszillator (NCO) 108 und den festeingestellten Verzöge rungsgliedern 110 und 111. Mit den festeingestellten Verzöge rungsgliedern 110 und 111 wird den Korrelatoren 105 und 104 der Gold-Code mit einer festgelegten negativen Phasenver schiebung -Δ beziehungsweise einer positiven Phasenverschie bung +Δ zugeführt. Mit dem Subtrahierer 106 werden die Aus gangssignale der Korrelatoren 104 und 105 voneinander subtra hiert, und das Ergebnis wird dem Schleifenfilter 107 zuge führt. Das Schleifenfilter 107 gibt ein Signal an den NCO 108, das einer Phasenlage T0 zwischen empfangener Spreizfolge und lokal erzeugter Spreizfolge entspricht. Der NCO 108 steu ert den Gold-Code-Generator 109 derart an, daß das Ausgangs signal des Substrahiers 106 zu Null wird. Bei einer idealen Empfangssituation wird dann der Demodulationskorrelator 103 phasenrichtig mit dem Gold-Code versorgt, der genau zeitlich in der Mitte der beiden verschobenen Gold-Codes liegt.

In Fig. 2, ist die Funktionsweise der Anordnung von Fig. 1 veranschaulicht. Es werden dabei ein ideales rechteckförmiges Empfangssignal I' und Q' und ein rechteckförmiger Gold-Code angenommen. Tc ist die Bitperiode des Gold-Codes. Die drei eckförmige Kurve veranschaulicht das Ausgangssignal eines Korrelators in Abhängigkeit von der Phasendifferenz zwischen dem empfangenen Spreizcode und dem lokal erzeugten Code. Wenn die Phasendifferenz Null ist, also im eingeregelten Zustand, wird der Ausgang des Korrelators zu Eins (durch Normalisie rung wird ein Höchstwert von 1 erzielt). Die Korrelationsaus gabe fällt linear ab, bis sie bei einer Phasendifferenz von 1 Tc auf 0 angelangt und für größere Werte einer Phasenver schiebung bei 0 bleibt. Das Verhalten der Korrelationsausgabe ist symmetrisch für positive und negative Phasenverschiebun gen. Dem Korrelator 105 von Fig. 1 wird der Gold-Code mit einer Phasenverschiebung von -Δ zugeführt, das heißt, der Korrelator 105 erzeugt eine Korrelationsausgabe entsprechend der Stelle E (Early) von Fig. 2. Demgegenüber wird dem Kor relator 104 der Gold-Code mit einer positiven Phasenverschie bung von +Δ zugeführt, so daß dieser eine Korrelationsausga be entsprechend der Stelle L (Late) gemäß Fig. 2 erzeugt. Der Früh-Spät-Abstand der an die Korrelatoren 104 und 105 ge führten Gold-Codes 2Δ wird in der englischsprachigen Litera tur auch als Early-Late-Spacing bezeichnet. Durch die Regel schleife von Fig. 1 wird sichergestellt, daß die Korrelato ren 104 und 105 eine betragsmäßig gleich hohe Ausgabe erzeu gen. Der Demodulationskorrelator 103 wird mit einem lokalen Gold-Code betrieben, dessen Phase genau in der Mitte zwischen den Phasenlagen E und L liegt. Unter idealen Bedingungen ist damit die Verzögerungsregelschleife von Fig. 1 in der Lage, die im empfangenen Signal enthaltenen Daten präzise zu demo dulieren.

Fig. 3 zeigt eine Empfangssituation, wie sie in der Realität sehr häufig angetroffen wird. Ein Satellitensender 301 sendet ein Signal aus, das von einem Empfänger 302 auf der Erdober fläche über mehrere Ausbreitungswege empfangen wird. Der Emp fänger 302 empfängt einerseits ein Signal einer direkten Sichtlinie zum Sender 304. Darüber hinaus empfängt der Emp fänger 302 ein Signal, das an einer naheliegenden Geländefor mation 303 oder an einem nahegelegenem Gebäude 303 reflek tiert wurde. Das reflektierte Signal 305 und das direkte Si gnal 304 überlagern sich im Empfänger 302. Aufgrund der un terschiedlich langen Ausbreitungswege erfolgt die Überlage rung jedoch nicht in der gleichen Phasenlage. Dies ist pro blematisch bei der Satellitenortung nach GPS, weil sich die Koordinatenausgabe des Empfängers 302 auf die Laufzeit des empfangenen Signals stützt.

Fig. 4 zeigt die linearisierte Korrelatorausgabe bei einer Empfangssituation gemäß Fig. 3. Die dreieckförmige Kurve 404 geht dabei auf den Anteil des direkt empfangenen Signals 304 zurück und entspricht dem in Fig. 2 dargestellten Verlauf. Die dreieckförmige Kurve 405 entspricht dem reflektierten Si gnal 305, das einerseits eine schwächere Amplitude aufweist und andererseits um die zusätzliche Ausbreitungszeit L später im Empfänger 302 eintrifft. Das Maximum der Kurve 405 ist da her gegenüber dem Maximum der Kurve 404 um die Zeit L ver schoben. Da sich die Signale beider Ausbreitungswege 304 und 305 im Empfänger linear überlagern, gibt ein Korrelator im Empfänger, der die empfangene Spreizfolge mit dem lokal er zeugten Gold-Code korreliert, abhängig von der Phasenver schiebung zwischen der empfangenen Spreizfolge und dem lokal erzeugten Gold-Code ein Signal aus, das dem Verlauf der Kurve 400 entspricht. Tc ist dabei wiederum die Bitperiode des Gold-Codes. Der Verlauf der Kurve 400 ist nunmehr unsymme trisch gegenüber der von dem Empfänger gesuchten Phasenlage des direkten Empfangsweges 304. Eine Verzögerungsregelschlei fe nach dem Stand der Technik von Fig. 1 würde den Demodula tionskorrelator 103 aufgrund der Unsymmetrie nicht auf den gesuchten Phasennullpunkt des direkten Empfangsweges 304 füh ren.

Fig. 5 veranschaulicht im Detail einen Ausschnitt des Kur venverlaufs 400 von Fig. 4. Die Kurve 400 ist abschnittswei se symmetrisch gegenüber einer gedachten Mittellinie, die um die Phasendifferenz mpe = Tk - T0 (mpe: multiphase error) von der gesuchten Phasenlage T0 des direkten Empfangsweges 304 abweicht. Die Stellen E1, L1; E2, L2; E3, L3 und E4, L4 zei gen das Verhalten einer Verzögerungsregelschleife DLL nach dem Stand der Technik für unterschiedliche Early-Late- Abstände Δ1, Δ2, Δ3 beziehungsweise Δ4 im eingeschwungenen Zustand der Regelschleife. Die Kurve 500 veranschaulicht da bei den Verlauf der Phasenlage abhängig von unterschiedlichen Early-Late-Abständen, die eine Verzögerungsregelschleife im eingeschwungenen Zustand als Phasenmittelpunkt (die punktuale Phasenlage) zwischen den Phasenlagen E und L ausgibt. Für große unterschiedliche Early-Late-Abstände, wie etwa Δ1 und Δ2, weicht der so sich einstellende Phasenmittelpunkt auf grund der teilweisen Symmetrie der Kurve 400 um jeweils den gleichen Wert mpe vom gesuchten Wert T0 ab. Bei sehr kleinen Early-Late-Abständen, wie etwa Δ3 oder Δ4, ist der Phasen fehler mpe direkt proportional mit dem gewählten Early-Late- Abstand. L bezeichnet in dem Diagramm von Fig. 5 den Lauf zeitunterschied zwischen dem direkt empfangenen Signal 304 und dem reflektierten Signal 305, wie er auch in Fig. 4 ver anschaulicht ist.

Fig. 6 veranschaulicht die Vorgehensweise der Erfindung bei der Suche nach dem Phasennullpunkt des direkt empfangenen Si gnals 304. Es wird das Vorhandensein zweier Verzögerungsre gelschleifen mit unterschiedlichen Early-Late-Abständen vor ausgesetzt. Wenn die Early-Late-Abstände ausreichend klein gewählt werden, kann der Zeitpunkt T0 präzise aus den in je der einzelnen Regelschleife im eingeschwungenen Zustand er mittelten Zeitpunkten T1 und T2 präzise ermittelt werden. Durch Vergleich ähnlicher Dreiecke erhält man dazu:

T0 = (Δ2T1 - Δ1T2)/(Δ2 - Δ1).

Die Formel liefert ein genaues Ergebnis, wenn die Early-Late- Abstände beider Regelschleifen so klein gewählt sind, daß sie sich in der oberen, unsymmetrischen Spitze der Kurve 400 ein schwingen (z. B. Δ3 und Δ4 in Fig. 5). Da der durch Mehrwe geausbreitung verursachte Fehler mpe typischerweise sehr klein gegenüber dem Laufzeitunterschied L ist, muß dazu der Early-Late-Abstand beider Regelschleifen kleiner als der noch tolerierbare Laufzeitunterschied L der Mehrwegeausbreitung gewählt werden. Wenn demgegenüber der Early-Late-Abstand bei der Regelschleifen größer als der Laufzeitunterschied L ge wählt wird, so schwingen beide Verzögerungsregelschleifen auf T1 = T2 = Tk ein, was nach oben angegebener Formel zur Folge hat, daß für diesen Fall keine Korrektur erfolgt, weil dann T0 = Tk.

Fig. 7 zeigt eine Anordnung gemäß der Erfindung. Ein In- Phasekomponente I und eine Quadraturkomponente Q des Emp fangssignals wird einem Demodulationskorrelator 1 zugeführt. Ein lokaler Gold-Code-Generator 4 wird von einem numerisch gesteuerten Oszillator (NCO) 3 angesteuert, so daß dem Demo dulationskorrelator ein phasenangepaßter Gold-Code zugeführt wird. Der Demodulationskorrelator kann so durch Korrelation einen Ausgangsbitstrom erzeugen. Die Steuerung des NCO 3 er folgt dabei mittels eines Mikroprozessors 2, der dem NCO 3 einen Phasenwert T₀ mitteilt. Die Anordnung der Erfindung weist eine Verzögerungsregelschleife 5 (DLL1) und eine Verzö gerungsregelschleife 6 (DLL2) auf, denen ebenfalls die In- Phasekomponente I und die Quadraturkomponente Q des Empfangs signals zugeführt werden. Die Verzögerungsregelschleifen 5 und 6 entsprechen der in Fig. 1 durch gestrichelte Umrandung dargestellte Verzögerungsregelschleife DLL. Jede Verzöge rungsregelschleife weist damit die in Fig. 1 entsprechend dar gestellten Merkmalsblöcke auf. Dabei ist jeder Verzögerungs regelschleife 5 und 6 der Wert des darin zur Anwendung kom menden Früh-Spät-Abstandes Δ₁ bzw. Δ₂ zuführbar. Die Werte Δ₁ und Δ₂ werden gemäß der in Fig. 7 veranschaulichten Anordnung der Erfindung vom Mikroprozessor 2 festgelegt. Jede Verzöge rungsregelschleife gibt eine Phasenlage T₁ bzw. T₂ aus, die jeweils der in Fig. 1 dargestellten, vom Schleifenfilter 107 ausgebenen Phasenlage T₀ entsprechen.

Der Mikroprozessor 2 berechnet aus den von ihm vorgegebenen Früh-Spät-Abständen Δ₁ und Δ₂ und den von den Phasenregel schleifen DLL1 beziehungsweise DLL2 ermittelten Phasenlagen T1 beziehungsweise T2 nach der oben angegebenen Formel die optimale Phasenlage T0, mit der der NCO 3 den Gold-Code- Generator ansteuert. Mit der Erfindung kann sichergestellt werden, daß durch ausreichend kleine Wahl der Früh-Spät- Abstände Δ1 und Δ2 eine präzise Phasenlage T0 für den di rekten Empfangsweg 304 gemäß oben angegebener Formel ermit telt wird.

Die Erfindung ist besonders vorteilhaft einsetzbar, in einer Umgebung, bei der neben dem Demodulationskorrelator 1 eine Vielzahl von Verzögerungsregelschleifen DLL1, DLL2, ... DLLn vorgesehen ist. Während die Regelschleifen mit großem Early- Late-Abstand ein stabiles Regelverhalten des Gesamtsystems gewährleisten, können die Regelschleifen mit den beiden kleinsten Early-Late-Abständen (die innersten Regelschleifen) herangezogen werden, um präzise die Phasenlage T0 des direk ten Empfangsweges 304 zu ermitteln. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Anordnung erwiesen, bei denen eine Vielzahl von Regelschleifen vorgesehen ist, deren Early-Late-Abstände sich bei kleiner werdenden Early-Late-Abständen jeweils halbieren. Wenn sichergestellt ist, daß die Early-Late-Abstände der in nersten Regelschleifen kleiner als der Laufzeitunterschied der Mehrwegeausbreitung ist, kann eine präzise Korrektur ge währleistet werden. Falls der Early-Late-Abstand nur einer Regelschleife kleiner als der minimale Laufzeitunterschied Lmin ist, so erfolgt zumindest noch eine teilweise Korrektur in Richtung auf die präzise Phasenlage T0.

Claims

1. Verfahren zur Minimierung des Autokorrelationsfehlers bei der Demodulation eines Spreizspektrum-Signals (I, Q), das von einem Sender (301) über mehrere Ausbreitungswege (304, 305) empfangen wird, wobei eine lokale Spreizfolge bereitge stellt wird, die mit der empfangenen Spreizfolge (I, Q) in einer ersten Regelschleife (5) an einem ersten Phasenlagen paar (E₁, L₁), das einen ersten Früh-Spät-Abstand 2Δ₁ auf weist, korreliert wird und die mit der empfangenen Spreizfol ge (I, Q) in einer zweiten Regelschleife (6) an einem zweiten Phasenlagenpaar (E₂, L₁), das einen zweiten Früh-Spät-Abstand 2Δ₂ aufweist, korreliert wird, wobei die erste und die zweite Regelschleife (5, 6) im eingeschwungenen Zustand einen ersten punktualen Phasenwert T₁ beziehungsweise einen zweiten punk tualen Phasenwert T₂ ausgeben,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Phase T₀, mit der einem Demodulationskorrelator (1) die lokale Spreizfolge zugeführt wird, gegenüber der empfangenen Spreizfolge nach der Formel
T₀ = (Δ₂T₁ - Δ₁T₂)/(Δ₂ - Δ₁)
berechnet wird, wobei Δ₂ < Δ₁ gewählt ist.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von erstem Früh-Spät-Abstand Δ₁ zu zweitem Früh-Spät-Abstand Δ₂ 2 beträgt.

3. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Regelschleife (5) und die zweite Regelschleife (6) die innersten Regelschleifen einer hierarchischen Regel schleifenstruktur zur Bestimmung des Phasenwerts T₀ sind.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens entweder der halbe erste Früh-Spät-Abstand Δ₁ oder der halbe zweite Früh-Spät-Abstand Δ₂ wesentlich kleiner als der erwartete minimale Signallaufzeitunterschied zwischen dem direkten und einem indirekten Ausbreitungsweg ist.

5. Anordnung zum Demodulieren eines Spreizspektrum-Signals (I, Q), das von einem Sender (301) über mehrere Ausbreitungs wege (304, 305) empfangen wird, mit einem Generator (4) zum Erzeugen einer lokalen Spreizfolge, mit einer ersten Regel schleife (5), in der die empfangene Spreizfolge (I, Q) an ei nem ersten Phasenlagenpaar (E₁, L₁), das einen ersten Früh- Spät-Abstand 2Δ₁ aufweist, mit der lokalen Spreizfolge korre liert wird, mit einer zweiten Regelschleife (6), in der die empfangene Spreizfolge (I, Q) an einem zweiten Phasenlagen paar (E₂, L₁), das einen zweiten Früh-Spät-Abstand 2Δ₂ auf weist, mit der lokalen Spreizfolge korreliert wird, wobei die erste und die zweite Regelschleife (5, 6) im eingeschwungenen Zustand einen ersten punktualen Phasenwert T₁ beziehungsweise einen zweiten punktualen Phasenwert T₂ ausgeben,
gekennzeichnet durch
eine Einrichtung (2) zum Bestimmen des Phasenwertes T₀, mit der dem Demodulationskorrelator die lokale Spreizfolge zuge führt wird, gegenüber der empfangenen Spreizfolge (I, Q) nach der Formel
T₀ = (Δ₂T₁ - Δ₁T₂)/(Δ₂ - Δ₁),
wobei Δ₂ < Δ₁ gewählt ist.

6. Anordnung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von erstem Früh-Spät-Abstand Δ₁ zu zweitem Früh-Spät-Abstand Δ₂ 2 beträgt.

7. Anordnung nach einem der Patentansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Regelschleife (5) und die zweite Regelschleife (6) die innersten Regelschleifen einer hierarchischen Regel schleifenstruktur zur Bestimmung des Phasenwerts T₀ sind.

8. Anordnung nach einem der Patentansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens entweder der halbe erste Früh-Spät-Abstand Δ₁ oder der halbe zweite Früh-Spät-Abstand Δ₂ wesentlich kleiner als der erwartete minimale Signallaufzeitunterschied zwischen ei nem direkten und einem indirekten Ausbreitungswegen ist.