DE19933813A1 - Verfahren und Anordnung zur Code-Feinsynchronisation, Anordnung für einen Teilnehmer eines drahtlosen Informationssystems sowie Informationssystem für eine Vielzahl von Sensoren und/oder Aktoren aufweisende Maschine - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Code-Feinsynchronisation eines in Spread Spectrum-Übertragungstechnik modulierten breitbandigen Hochfrequenzsignals unter Einsatz einer Tau-Dither-Early-Late-Code-Tracking-Schleife zur Code-Synchronisation vorgeschlagen, wobei das Korrelations-Ergebnis zusätzlich zur Daten-Demodulation herangezogen wird. DOLLAR A Ferner wird eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagen, bei der der Eingang eines Demodulators (24) permanent an den Ausgang eines Tiefpaßfilters (21) der Tau-Dither-Early-Late-Code-Tracking-Schleife angeschlossen ist. DOLLAR A Alternativ hierzu wird eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagen, bei der ein lokaler Code-Generator (28) der Tau-Dither-Early-Late-Code-Tracking-Schleife drei Ausgänge aufweist, welche mittels eines ersten Umschalters (29) alternativ in die Korrelationsschleife einschaltbar sind, wobei an einem der Ausgänge eine Kopie synchron zum Spreading Code ansteht und daß der Eingang eines Demulators (24) über einen zweiten Umschalter (22) an den Ausgang eines Tiefpaßfilters (21) der Korrelationsschleife anschließbar ist, wobei dieser zweite Umschalter (22) gleichzeitig die Korrelationsschleife bei Zuschaltung des Demodulators (24) auftrennt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Anordnung zur Code- Feinsynchronisation, auf eine Anordnung für einen Teilnehmer eines mindestens eine Basisstation und eine Vielzahl von Teilnehmern aufweisenden Informationssystems sowie auf ein Informationssystem für eine eine Vielzahl von Sensoren und/oder Aktoren aufweisende Maschine.

Die Erfindung kann insbesondere zur drahtlosen Informationsübertragung mittels Hochfrequenzsignalen bei einem Industrieroboter, einem Herstellungsautomaten oder Fertigungsautomaten verwendet werden, welcher eine Vielzahl von Näherungssenso­ ren/Näherungsschaltern und/oder Aktoren aufweist. Die Erfindung ermöglicht eine drahtlose Informationsübertragung zwischen einer Basisstation mit angeschlossenem Prozeßrechner und einer Vielzahl von Teilnehmern, hier Näherungssensoren/Nähe­ rungsschaltern und/oder Aktoren. Als Teilnehmer können beispielsweise auch Tempe­ raturmeßsensoren, Druckmeßsensoren, Strommeßsensoren oder Spannungsmeßsen­ soren, mikromechanische, piezoelektrische, elektrochemische, magnetostriktive, elek­ trostriktive, elektrostatische oder elektromagnetische Aktoren oder Anzeigeelemente verwendet werden.

Außer bei Industrierobotern, Herstellungsautomaten und Fertigungsautomaten kann die Erfindung auch bei Automationssystemen, Steuer/Regelsystemen, Fernsteuersyste­ men, Schutz- und Sicherheitssystemen (beispielsweise bei Freiluft- oder Innenraum- Schaltanlagen), Alarmsystemen, Zustandsüberwachungs-Systemen, in der Roboter­ technik oder ganz allgemein bei Maschinen/Maschinensystemen zum Einsatz gelan­ gen.

Aus dem Fachbuch Savo Glisic/Branka Vucetic "Spread Spectrum CDMA Systems for Wireless Communications" 1997, Artech House, Inc. Boston, London, Seiten 120 bis 128, insbesondere Seite 124 bis 126, Kapitel 3.2.3. Tau Dither Early-Late Noncoherent Tracking Loop mit Fig. 3.14 und 3.15 sind ein Verfahren und eine Anordnung zur Code-Feinsynchronisation eines in Spread Spectrum-Übertragungstechnik modulierten breitbandigen Hochfrequenzsignales unter Einsatz einer Tau-Dither-Early-Late-Code- Tracking-Schleife zur Code-Synchronisation bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zur Code-Feinsynchronisation anzugeben, das bzw. die zusätzlich die Daten-Demodulation erleichtert.

Der Erfindung liegt des weiteren die Aufgabe zugrunde, eine dementsprechende An­ ordnung für einen Teilnehmer eines mindestens eine Basisstation und eine Vielzahl von Teilnehmern aufweisenden Informationssystems anzugeben.

Des weiteren soll ein Informationssystem für eine eine Vielzahl von Sensoren und/oder Aktoren aufweisende Maschine angegeben werden.

Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens zur Code-Feinsynchronisation erfin­ dungsgemäß durch ein Verfahren zur Code-Feinsynchronisation eines in Spread Spectrum-Übertragungstechnik modulierten breitbandigen Hochfrequenzsignales unter Einsatz einer Tau-Dither-Early-Late-Code-Tracking-Schleife zur Code-Synchronisation dadurch gelöst, daß das Korrelations-Ergebnis zusätzlich zur Daten-Demodulation her­ angezogen wird.

Diese Aufgabe wird bezüglich der Anordnung zur Code-Feinsynchronisation gemäß einer ersten Variante erfindungsgemäß durch eine Anordnung gelöst, bei der der Ein­ gang eines Demodulators permanent an den Ausgang eines Tiefpaßfilters der Tau- Dither-Early-Late-Code-Tracking-Schleife angeschlossen ist.

Diese Aufgabe wird bezüglich der Anordnung zur Code-Feinsynchronisation gemäß einer zweiten Variante erfindungsgemäß durch eine Anordnung gelöst, bei der ein lo­ kaler Code-Generator der Tau-Dither-Early-Late-Code-Tracking-Schleife drei Ausgänge aufweist, welche mittels eines ersten Umschalters alternativ in die Korrelationsschleife einschaltbar sind, wobei an einem der Ausgänge eine Kopie synchron zum Spreading Code ansteht und bei der der Eingang eines Demodulators über einen zweiten Um­ schalter an den Ausgang eines Tiefpaßfilters der Korrelationsschleife anschließbar ist, wobei dieser zweite Umschalter gleichzeitig die Korrelationsschleife bei Zuschaltung des Demodulators auftrennt.

Diese Aufgabe wird bezüglich der Anordnung für einen Teilnehmer eines Informations­ systems erfindungsgemäß durch eine Anordnung für einen Teilnehmer eines minde­ stens eine Basisstation und eine Vielzahl von Teilnehmern aufweisenden drahtlosen Informationssystems gelöst, wobei ein Demodulator/Decodierer vorgesehen ist, welcher eine Code-Feinsynchronisation eines empfangenen, von der Basisstation in Spread Spectrum-Übertragungstechnik modulierten breitbandigen Hochfrequenzsignales unter Einsatz einer Tau-Dither-Early-Late-Code-Tracking-Schleife zur Code-Synchronisation durchführt, wobei das Korrelations-Ergebnis zusätzlich zur Daten-Demodulation heran­ gezogen wird und wobei ein Modulator/Codierer zur Bildung von entsprechend einer zu übermittelnden Information modulierten Antwortsignalen vorgesehen ist.

Diese Aufgabe wird bezüglich des Informationssystems erfindungsgemäß durch ein Informationssystem für eine eine Vielzahl von Sensoren und/oder Aktoren aufweisende Maschine, insbesondere Fertigungsautomat gelöst,

• - wobei mindestens eine Basisstation in Spread Spectrum-Übertragungstechnik modu­ lierte breitbandige Hochfrequenzsignale an die Sensoren und/oder Aktoren aussendet,
• - wobei in der Basisstation ein Spreading Code für jeden Sensor und/oder Aktor im Sinne einer Code-Einteilung getrennt festgelegt ist,
• - wobei die einzelnen Sensoren und/oder Aktoren jeweils einen Demodulator/Decodie­ rer aufweisen, welcher eine Code-Feinsynchronisation des empfangenen breitbandigen Hochfrequenzsignales unter Einsatz einer Tau-Dither-Early-Late-Code-Tracking- Schleife zur Code-Synchronisation durchführt, bei der das Korrelations-Ergebnis zu­ sätzlich zur Daten-Demodulation herangezogen wird und
• - wobei die einzelnen Sensoren und/oder Aktoren jeweils einen Modulator/Codierer zur Bildung von entsprechend einer zu übermittelnden Information modulierten Antwortsi­ gnalen aufweisen.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die Synchronisation Interferenzen zwischen den unterschiedlichen Spreading Codes einer Vielzahl von Teilnehmern eines Netzes in befriedigendem Maße unterbunden werden. Zusätzlich wird mit der Synchronisations-Einrichtung ohne signifikante Erhöhung der Kosten die Daten-Demodulation bewirkt. Vorteilhaft können einige der Komponenten der vorgeschlagenen Korrelationsschleife zusätzlich bei einer erforderlichen Sendeein­ richtung verwendet werden.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen ferner darin, daß die vorgeschla­ genen drahtlosen Informationssysteme eine sehr hohe Teilnehmer-Dichte mit hoher Informationsübertragungs-Dichte ermöglichen und gleichzeitig eine zuverlässige Da­ tenübertragung ohne störende Interferenzen, eine hohe Daten-Integrität und eine kurze Daten-Latenzzeit sicherstellen. Die einzelnen Teilnehmer weisen eine niedrige Komple­ xität, niedrige Verluste und einen niedrigen Leistungsverbrauch auf und sind kosten­ günstig herstellbar. Schwund tritt nur in relativ geringem Maß auf. Insgesamt ist die Fä­ higkeit zur Störungsunterdrückung in hohem Maß gegeben.

Die Erfindung ist insbesondere bei einem aus mindestens einer Basisstation und einer Vielzahl von Teilnehmern bestehenden Netz von großem Vorteil, denn sie erlaubt eine hohe Teilnehmerdichte und eine hohe Signaldichte und gewährleistet eine hohe Ge­ nauigkeit und hohe Zuverlässigkeit bei der Datenübertragung.

Weitere Vorteile sind aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeich­ net.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiele erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Anordnung zur drahtlosen Informationsübertragung zwischen einer Ba­ sisstation und einer Vielzahl von Teilnehmern,

Fig. 2 einen Sensor als Beispiel eines Teilnehmers mit zugeordneter Basisstation,

Fig. 3 eine Tau-Dither-Early-Late-Code-Tracking-Schleife gemäß einer ersten Vari­ ante mit der Möglichkeit einer Daten-Demodulation,

Fig. 4 die Umgebung um den Korrelations-Peak einer Pseudo Random Kreuz- Korrelations-Funktion,

Fig. 5 eine Tau-Dither-Early-Late-Code-Tracking-Schleife gemäß einer zweiten Variante mit der Möglichkeit einer Daten-Demodulation.

In Fig. 1 ist eine Anordnung zur drahtlosen Informationsübertragung zwischen einer Basisstation 2 und einer Vielzahl von Teilnehmern 1.1, 1.2, 1.3. . .1.s, vorzugsweise Sensoren oder Aktoren, dargestellt. Die Basisstation 2 sendet ein breitbandiges Hoch­ frequenzsignal zu den Teilnehmern 1.1 bis 1.s. Als breitbandiges Hochfrequenzsignal wird ein DSSS-(Direct Sequence Spread Spectrum)-Signal verwendet.

Wenn vorstehend von "Hochfrequenzsignalen" die Rede ist, sind hierbei selbstver­ ständlich auch Very-High-Frequency-Signale, Extremely-High-Frequency-Signale, Ul­ tra-High-Frequency-Signale und Super-High-Frequency-Signale eingeschlossen.

Zur Spread Spectrum-Übertragungstechnik (gespreiztes Spektrum) wird auf das Fach­ buch "Digitale Kommunikation über Funk: Methoden und Meßtechnik digitaler Nach­ richtenübermittlung", von P. Hatzold, Franzis-Verlag, 1999, Seite 171 bis 182 hinge­ wiesen. Mit Spread Spectrum Signalen wird eine Breitbandigkeit der Aussendungen erzeugt. Eine herausragende Eigenschaft dieser Signale ist es, daß die zu ihrer Über­ tragung verwendete Hochfrequenz-Bandbreite wesentlich größer ist als die Symbolrate des Datensignals. Dies führt zu einer Verteilung der Sendeleistung über einen weiten Frequenzbereich und damit zu einer äußerst geringen spektralen Leistungsdichte. Da­ durch sind die Signale im Rauschen schwer zu erkennen. Die Kapazität, d. h. die Men­ ge der übertragbaren Informationen, wächst linear mit der Bandbreite. Eine weitere Ei­ genschaft dieser Signale ist ihre große Ähnlichkeit mit weißem Rauschen, die von der Verknüpfung der Basisbandsignale mit Pseudo-Random-Folgen rühren.

Die Aufspreizung der Bandbreite kann dabei grundsätzlich auf zwei Arten erfolgen. Entweder wird die Trägerfrequenz während der Dauer der Übertragung eines Symbols nach einer Pseudo-Zufallsfolge verändert (Fast Frequency Hopping) oder es werden die zu übertragenden Symbole, bevor sie den Hochfrequenz-Träger modulieren, mit einer Pseudo Random Bit Sequence (PRBS, Pseudo Zufallsfolge, Spreading Code, Spreizfunktion) erheblich höherer Taktrate verknüpft (DSSS). Natürlich muß in beiden Fällen den Teilnehmern die jeweils verwendete Pseudo Zufallsfolge bekannt sein, so daß sie bei Fast Frequency Hopping die Empfangsfrequenz der Zufallsfolge des Sen­ ders nachführen bzw. bei DS Spread Spectrum mittels Korrelationstechniken sich das für sie bestimmte Signal aus dem Rauschspektrum aussieben können.

Die Pseudo Zufallsfolge (Spreading Code) wird für jeden Teilnehmer 1.1 bis 1.s im Sin­ ne einer Code-Einteilung getrennt festgelegt.

Die einzelnen Teilnehmer 1.1 bis 1.s des Netzes antworten und senden mit entspre­ chenden Informationen (beispielsweise detektierte Sensorinformationen) versehende Antwortsignale A an die Basisstation 2 zurück, indem sie das empfangene Breitbandsi­ gnal zunächst demodulieren/decodieren und anschließend entsprechend der zu über­ tragenden Information modulieren/codieren. Die Übertragung zwischen den Teilneh­ mern und der Basisstation (Antwortsignale A) kann gemäß FDMA (Frequency Domain Multiple Access, Frequenzmultiplex), TDMA (Time Division Multiple Access, Zeitmulti­ plex) oder CDMA (Code Division Multiple Access, Codemultiplex) erfolgen.

Fig. 2 zeigt hierzu einen Sensor, insbesondere Näherungssensor, als Beispiel eines Teilnehmers 1.1 mit zugeordneter Basisstation 2. Der Sensor weist eine Empfangsein­ richtung 3, einen Demodulator/Decodierer 4, einen Modulator/Codierer 5, einen Sen­ sorkopf 6 und eine Sendeeinrichtung 7 auf. Weitere, hier nicht interessierende Einhei­ ten des Sensors, beispielsweise eine zur Energieversorgung geeignete Energieeinheit, sind nicht dargestellt. Die Basisstation 2 weist neben hier nicht interessierenden Ein­ heiten einen Modulator/Codierer 8, eine Sendeeinrichtung 9, eine Empfangseinrichtung 10 und einen Demodulator/Decodierer 11 auf.

Der Sensor empfängt das von der Basisstation abgestrahlte breitbandige Hochfre­ quenzsignal s(t), erkennt aufgrund der jedem Teilnehmer 1.1 bis 1.s zugeordneten Pseudo Zufallsfolge (Spreading Code, Spreizfunktion c(t)) das ihm übermittelte Daten­ signal d(t) und demoduliert dieses Datensignal, um die übermittelte Information zu er­ halten. Gleichzeitig nimmt der Sensor alle anderen, für die weiteren Teilnehmer be­ stimmte Signale als Summen-Störleistung wahr. Dabei kann die Summen-Störleistung wesentlich größer sein als die Empfangsleistung des zu empfangenen Signals. Das einzelne Signal geht nur scheinbar im Rauschen des Summen-Störleistung unter.

Durch den individuellen Spreading Code wird jedem Teilnehmer eine lokale Adresse zugeteilt. Dabei werden vorzugsweise orthogonale Spreading Codes, insbesondere Walsh-Sequenzen (Walshfunktionen) zur Spreizung der übertragenen Information ver­ wendet.

Der Sensorkopf 6 gibt die detektierte Sensorinformation S an den Modulator/Codierer 5, welcher entsprechende Modulationssignale generiert und der Sendeeinrichtung 7 zuleitet. Der Demodulator/Decodierer 11 der Basisstation 2 bildet aus den über die Funkverbindung Sendeeinrichtung 7 - Empfangseinrichtung 10 empfangenen Antwort­ signalen A die von den einzelnen Teilnehmern, hier Sensoren, übermittelten Sensorin­ formationen S.

Eine wesentliche Idee der Erfindung besteht darin, gleichzeitig mit der Übertragung des DSSS-Signals von der Basisstation 2 zu den Teilnehmern 1.1 bis 1.s die Teilnehmer zu synchronisieren. Es wird eine Synchronisation der Symbol-Flanken innerhalb eines Rahmens eines Chip-Intervalls bei einem synchronen, gespreizten, orthogonalen Sy­ stem (Verwendung von Walshfunktionen) und innerhalb einiger Chip-Intervalle bei ei­ nem quasi-synchronen CDMA-System (Code Division Multiple Access mit Pseudo Random Bit Sequenzen) bewirkt. Dabei wird eine einzige Korrelationsschleife für die Code-Synchronisation und Daten-Demodulation benutzt.

In Fig. 3 ist eine Tau-Dither-Early-Late-Code-Tracking-Schleife gemäß einer ersten Va­ riante mit der Möglichkeit einer Daten-Demodulation dargestellt. Die Schleife ist inte­ graler Bestandteil des Demodulators/Decodierers 4. Das vom Teilnehmer empfangene breitbandige Hochfrequenzsignal s(t) ist das Produkt aus dem Datensignal d(t), der Spreizfunktion c(t) und dem Trägerfrequenzsignal cos(ωt). Das Signal s(t) wird einem Mischer 20 (Multiplizierglied) zugeleitet, dessen Ausgangssignal einem Tiefpaßfilter 21 zugeführt wird. Der Ausgang des Tiefpaßfilters 21 ist mit einem Square-Law-Detector 23 und einem Demodulator 24 verbunden.

Das ausgangsseitige Signal des Square-Law-Detectors 23 wird in einem Addierer 25 mit einem rechteckförmigen Hilfssignal -q(t) summiert. Das Hilfssignal q(t) nimmt im Abstand periodischer Zeitintervalle die Werte +1 und -1 an. Das aufsummierte Signal des Addierers 25 wird einem Schleifenfilter 26 zugeführt. Dem Ausgang des Schleifen­ filters 26 ist ein Fehlersignal ε(t) entnehmbar, welches einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 27 ansteuert. Weist das Fehlersignal ε(t) den Wert Null auf, so sind die korrelierten Signale synchron zueinander. Weist das Fehlersignal ε(t) einen Wert ≠ Null auf, so beeinflußt das Ausgangssignal des spannungsgesteuerten Oszillators 27 einen lokalen Code-Generator 28 dementsprechend. Dieser lokale Code-Generator 28 gene­ riert Kopien des individuellen Spreading Codes des Teilnehmers.

Der lokale Code-Generator 28 weist zwei Ausgänge auf, nämlich einen ersten Ausgang "Late" mit dem Spreading Code bzw. der Funktion c(t - Δ/2 . T_c - τ_d) und einen zweiten Ausgang "Early" mit dem Spreading Code bzw. der Funktion c(t + Δ/2 . T_c - τ_d). Über einen Umschalter 29 ist abwechselnd eine dieser zwei Funktionen einem Mischer 30 zuleit­ bar. Der Term Δ . T_c entspricht dem zeitlichen Abstand zwischen dem "Early"-Signal (Early-Referenz-Kurvenform) und dem "Late"-Signal (Late-Referenz-Kurvenform), wäh­ rend τ_d die geschätzte Code-Phase ist. T_c ist die Chipdauer (= reziproke PRBS-Takt­ rate). Die Chiprate (Pulsrate) ist 1/T_c. Der den Versatz zwischen "Early"-Signal und "Late"-Signal bestimmende Wert für Δ liegt üblicherweise zwischen 0 und 1.

Der erste Ausgang des lokalen Code-Generators 28 wird bei q(t) = -1 und der zweite Ausgang bei q(t) = +1 an den Mischer 30 gelegt. Auf diese Art und Weise wird das breitbandige Hochfrequenzsignal s(t) mit gegenseitig verzögerten Kopien des Codes korreliert.

Der Mischer 30 wird über seinen weiteren Eingang von einem lokalen Oszillator 31 be­ aufschlagt. Der Ausgang des Mischers 30 führt zum weiteren Eingang des Mischers 20.

Zur allgemeinen Funktionsweise einer Code-Sychronisations-Schleife (Code Tracking Loop) wird auf das Fachbuch Savo Glisic/Branka Vucetic "Spread Spectrum CDMA Sy­ stems for Wireless Communications" 1997, Artech House, Inc. Boston, London, Seiten 120 bis 128, insbesondere Seite 124 bis 126, Kapitel 3.2.3. Tau Dither Early-Late Non­ coherent Tracking Loop mit Fig. 3.14 und 3.15 hingewiesen.

Zur Funktionsweise der Anordnung gemäß Fig. 3 sei zunächst auf Fig. 4 hingewiesen, in der die Umgebung um den Korrelations-Peak einer Pseudo Random Kreuz-Korrela­ tions-Funktion gezeigt ist. In der y-Achse steht der Wert 1 für eine hundertprozentige Korrelation (Synchronisation), der Wert 0,5 bedeutet eine 50%-Übereinstimmung. Die x-Achse ist in Chip-Abschnitten der Pseudo Random Bit Sequence dargestellt. Wie gut zu erkennen ist, ergibt sich bei x = 3000 eine 100%-Übereinstimmung der korrelierten Sequenzen. Das ist verständlich, denn die Sequenz wird mit 3000 Chip Perioden wie­ derholt. Wenn sich die Sequenz nur um ein Chip verschiebt, beispielsweise zu x = 2999 oder x = 3001, fällt die Übereinstimmung auf einen sehr niedrigen Wert ab. Dies ist ebenfalls verständlich, da die Übereinstimmung auf den Kehrwert der Sequenz-Länge, im Beispiel auf 1/3000 abfällt.

Bei der ersten Variante gemäß Fig. 3 wird nun ein genügend "zeitlich schmaler" Term Δ . T_c, d. h. zeitlicher Versatz (Delta-Offset) zwischen den an den Ausgängen des loka­ len Code-Generators 28 anstehenden Kopien des Spreading Codes am Early-Gate- Loop und Late-Gate-Loop ausgewählt, welcher bewirkt, daß der absolute Wert des Kor­ relations-Ergebnisses genügend nahe am Korrelations-Peak (y = 1) liegt (siehe Fig. 4), so daß noch eine genügend hohe Übereinstimmung vorliegt. Dann kann das am Aus­ gang des Tiefpaßfilters anstehende Signal (Korrelation zwischen den Early/Late Sprea­ ding Codes und dem empfangenen Spreading Code) nicht nur zur Synchronisation (Ast über das Schleifenfilter 26), sondern zusätzlich auch zur Demodulation verwendet wer­ den, was durch Zuleitung zum Demodulator 24 erfolgt. Die Demodulation ist gleichartig wie bei jedem herkömmlichen DSSS-System.

Dieses erste Verfahren gemäß Fig. 3 hat den Vorteil, daß während der Daten-Demodu­ lation keine Unterbrechung des Synchronisations- bzw. Korrelations-Ablaufes erfolgt. Allerdings können Gleichlauffehler das Nutz/Rauschsignal-Verhältnis am Eingang des Demodulators 24 signifikant herabsetzen. Durch Forward Error Correction (FEC) be­ züglich der Signalübertragung von der Basisstation zum Teilnehmer kann diesem Sachverhalt entgegengewirkt werden. FEC ist ein Fehlersicherungsverfahren bei der Datenübertragung, bei dem die Daten zusätzliche Kontrollbits erhalten, was die Über­ tragung sehr sicher macht.

In Fig. 5 ist eine Tau-Dither-Early-Late-Code-Tracking-Schleife gemäß einer zweiten Variante mit der Möglichkeit einer Daten-Demodulation dargestellt. Bei dieser Variante kann im Unterschied zur ersten Variante der Ausgang des Tiefpaßfilters 21 über einen Umschalter 22 wahlweise mit dem Square-Law-Detector 23 und damit der Korrelations­ schleife oder dem Demodulator 24 verbunden werden.

Der lokale Code-Generator 28 weist im Unterschied zur ersten Variante drei Ausgänge auf, nämlich einen ersten Ausgang "Late" (Late-Referenz-Kurvenform) mit dem Sprea­ ding Code bzw. der Funktion c(t - Δ/2 . T_c - τ_d), einen zweiten Ausgang mit dem Spreading Code bzw. der Funktion c(t - τ_d), und einen dritten Ausgang "Early" (Early-Referenz- Kurvenform) mit dem Spreading Code bzw. der Funktion c(t + Δ/2 . T_c - τ_d). Über den Um­ schalter 29 ist eine dieser drei Funktionen dem Mischer 30 zuleitbar. Die am zweiten Ausgang anstehende Kurvenform ist synchron mit dem empfangenen Spreading Code.

Wie bei jeder herkömmlichen Tau-Dither-Early-Late-Code-Tracking-Schleife werden abwechselnd der erste Ausgang des Code-Generators 28 bei q(t) = -1 und der dritte Ausgang bei q(t) = +1 an den Mischer 30 gelegt. Befindet sich der Umschalter 29 in seiner ersten und dritten Stellung, so ist mittels des Umschalters 22 die Signalverbin­ dung zwischen Tiefpaßfilter 21 und Square-Law-Detector 23 und damit der Korrelati­ onsschleife durchgeschaltet. Auf diese Art und Weise wird das breitbandige Hochfre­ quenzsignal s(t) wiederum mit gegenseitig verzögerten Kopien des Spreading Codes korreliert.

In festgelegten Zeitabständen und mit vorgegebener Zeitspanne legt der Umschalter 29 den zweiten Ausgang des lokalen Code-Generators 28 an den Mischer 30. Gleichzeitig verbindet der Umschalter 22 den Signalweg zwischen Tiefpaßfilter 21 und dem Demo­ dulator 24. Während dieses Symbols speist der Korrelator den Demodulator 24 und nicht die Synchronisations- bzw. Korrelationsschleife. Da während der Demodulation des Symbols keine weiteren Eingaben in die Synchronisations- bzw. Korrelations­ schleife erfolgen, ist die Leistungsfähigkeit der Taui-Dither-Early-Late-Code-Tracking- Schleife während der vorgegebenen Zeitspannen herabgesetzt. Da nicht alle Symbole während der vorgegebenen Zeitspanne demoduliert werden können, erfordert dieses zweite Verfahren gemäß Fig. 5, daß die Symbole von der Basisstation 2 mehrere Male wiederholt werden, wobei sich diese Wiederholungsrate nach dem Zeitraum bemißt, der zwischen den Demodulations-Zeitspannen liegt.

Der übrige Aufbau bzw. die übrige Funktionsweise ist wie unter Fig. 3 beschrieben.

Bei beiden Verfahren gemäß Fig. 3 oder Fig. 5 kann vorteilhaft ein- und dasselbe Übertragungsformat verwendet werden.

Claims (10)

1. Verfahren zur Code-Feinsynchronisation eines in Spread Spectrum- Übertragungstechnik modulierten breitbandigen Hochfrequenzsignales unter Einsatz einer Tau-Dither-Early-Late-Code-Tracking-Schleife zur Code-Synchronisation, dadurch gekennzeichnet, daß das Korrelations-Ergebnis zusätzlich zur Daten-Demodulation herangezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein genügend schmaler zeitlicher Versatz zwischen den beiden zur Korrelation generierten Kopien des Spreading Codes gewählt wird, wodurch bewirkt wird, daß der absolute Wert des Korrelations-Ergebnisses genügend nahe am Korrelations-Peak liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Forward Error Correc­ tion (FEC) bezüglich der Signalübertragung.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außer den bei­ den zur Korrelation mit zeitlichem Versatz gegeneinander generierten Kopien des Spreading Codes eine Kopie synchron zum Spreading Code generiert wird und daß letztere in festgelegten Zeitabständen und mit vorgegebener Zeitspanne in die Korrela­ tionsschleife an Stelle der Kopien mit zeitlichem Versatz eingeführt wird, wobei das Kor­ relations-Ergebnis zur Daten-Demodulation herangezogen und gleichzeitig die Korrela­ tionsschleife aufgetrennt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine mehrmalige Wie­ derholung der Symbole.

6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang eines Demodulators (24) permanent an den Ausgang eines Tiefpaßfilters (21) der Tau-Dither-Early-Late-Code-Tracking- Schleife angeschlossen ist.

7. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein lokaler Code-Generator (28) der Tau-Dither-Early- Late-Code-Tracking-Schleife drei Ausgänge aufweist, welche mittels eines ersten Um­ schalters (29) alternativ in die Korrelationsschleife einschaltbar sind, wobei an einem der Ausgänge eine Kopie synchron zum Spreading Code ansteht und daß der Eingang eines Demodulators (24) über einen zweiten Umschalter (22) an den Ausgang eines Tiefpaßfilters (21) der Korrelationsschleife anschließbar ist, wobei dieser zweite Um­ schalter (22) gleichzeitig die Korrelationsschleife bei Zuschaltung des Demodulators (24) auftrennt.

8. Anordnung für einen Teilnehmer eines mindestens eine Basisstation und eine Vielzahl von Teilnehmern aufweisenden drahtlosen Informationssystems,

• - wobei ein Demodulator/Decodierer (4) vorgesehen ist, welcher eine Code- Feinsynchronisation eines empfangenen, von der Basisstation in Spread Spectrum- Übertragungstechnik modulierten breitbandigen Hochfrequenzsignales unter Einsatz einer Tau-Dither-Early-Late-Code-Tracking-Schleife zur Code-Synchronisation durch­ führt, wobei das Korrelations-Ergebnis zusätzlich zur Daten-Demodulation herangezo­ gen wird und
• - wobei ein Modulator/Codierer (5) zur Bildung von entsprechend einer zu übermittelnden Information (S) modulierten Antwortsignalen (A) vorgesehen ist.

9. Informationssystem für eine eine Vielzahl von Sensoren und/oder Aktoren aufweisende Maschine, insbesondere Fertigungsautomat,

• - wobei mindestens eine Basisstation (2) in Spread Spectrum-Übertragungs­ technik modulierte breitbandige Hochfrequenzsignale an die Sensoren und/oder Akto­ ren (1.1 bis 1.s) aussendet,
• - wobei in der Basisstation ein Spreading Code für jeden Sensor und/oder Aktor im Sinne einer Code-Einteilung getrennt festgelegt ist,
• - wobei die einzelnen Sensoren und/oder Aktoren jeweils einen Demodula­ tor/Decodierer (4) aufweisen, welcher eine Code-Feinsynchronisation des empfange­ nen breitbandigen Hochfrequenzsignales unter Einsatz einer Tau-Dither-Early-Late- Code-Tracking-Schleife zur Code-Synchronisation durchführt, wobei das Korrelations- Ergebnis zusätzlich zur Daten-Demodulation herangezogen wird und
• - wobei die einzelnen Sensoren und/oder Aktoren jeweils einen Modula­ tor/Codierer (5) zur Bildung von entsprechend einer zu übermittelnden Information (S) modulierten Antwortsignalen (A) aufweisen.

10. Informationssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Nä­ herungssensoren als Sensoren eingesetzt sind.