DE2121117C1 - Elektrische Schaltung mit einem Codegenerator - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht, sich auf eine elektrische Schaltung mit einem Codegenerator zur Erzeugung einer periodischen Impulsfolge nach einem linearen Bildungsgesetz mit vorgegebener Verteilung der Impulse innerhalb einer einzelnen Periode.

Schaltungen dieser Art werden insbesondere bei Geräten und Einrichtungen, die von der sogenannten SSMA-Technik Gebrauch machen, verwendet. Unter SSMA-Technik wird ein Übertragungsverfahren verstanden, bei dem die eigentliche Information künstlich im Frequenzband gespreizt wird und das vorgegebene radiofrequente Frequenzgebiet von mehreren Stationen gleichzeitig für Übertragungszwecke ausgenutzt wird. Der Ausdruck »SSMA« leitet sich aus dem englischen Fachausdruck »Spread-Spectrum-Multiple-Access-Modulation« ab. Das SSMA-Verfahren findet vor allem bei Satelliten-Übertragungsstrecken mit Vielfachzugriff Anwendung. Beispielsweise ist diese Technik in der Zeitschrift »Proc. of the IEEE«, Vol. 54,1966, S. 763 bis 777, ausführlich beschrieben. Wesentlich bei der SSMA-Technik ist, daß eine größere Anzahl von Sendestationen im gleichen Radiofrequenzbereich arbeitet und die von den Einzelstationen ausgesendeten Zeichen jeweils für sich eine besondere Kennmodulation aufweisen. Diese Kennmodulation hat zweierlei Aufgaben, nämlich einerseits das Einzelsignal auf ein größeres Frequenzgebiet auszudehnen und andererseits als Codesignal für eine bestimmte Einzelstation das Einzelzeichen erkennbar zu machen. Dadurch ist es möglich, bezogen auf den einzelnen Empfänger, eine ganz bestimmte Sendestation aufgrund ihres Codezeichens aus dem Frequenzspektrum, welches empfangen wird, auszusieben. Das Codezeichen der einzelnen Station ist dabei ein relativ langes Zeichen, das beispielsweise 10 Mega Bit umfaßt. Meist wird das einzelne Zeichen durch Phasenänderung der ausgesandten hochfrequenten Schwingung in bezug auf das jeweils vorausgehende Bit zum Ausdruck gebracht.

Dem Codezeichen wird in der Sendestation die eigentliche Information zusätzlich aufgeprägt, und zwa; bei Verwendung von Phasensprungmodulation beispielsweise in der Weise, daß das relativ viele Bit ■ umfassende Codezeichen bezüglich wesentlich weniger Bit in einer Phase invertiert wird, wenn ein Zeichenwechsel im Informationsfluß auftritt. Auf der Empfangsseite wird in einem mit der Sendeseite synchron laufenden Codegenerator das Codesignal erzeugt und

κι mit dem empfangenen Signal in der radiofrequenten oder, was meist der Fall ist, in der zwischenfrequenten Lage einem Multiplikationsvorgang unterworfen. Durch den Multiplikationsvorgang wird bei Empfang des durch keinerlei Zusatzinformation veränderten Code die Signalleistung nur in Form einer Spektrallinie in Erscheinung treten. Wird sendeseitig das Codesignal durch Invertierung einzelner Phasensprünge im Takt der im Vergleich zum Codesignal nur wenige Bit umfassenden Information verändert, so wird aus der

-'() einzelnen Frequenzkomponente bei Empfang des unveränderten Codesignals eine Information erhalten, die alle die Frequenzkomponenten umfaßt, die der sendeseitigen Information entsprechen.

Die bei der SSMA-Technik erforderliche besondere

J'i Kennmodulation für jede der am Verkehr im gleichen Frequenzbereich teilnehmenden Stationen kann darin bestehen, daß jeder Station für die von ihr auszusendenden Zeichen ein besonderer Code zugeordnet ist. Anstelle der Verwendung einer Vielzahl von verschie-

J<) denen Codes kann auch in einem solchen System lediglich von einem eine sehr lange Wiederholungsperiode aufweisenden Code Gebrauch gemacht werden. Die Kennmodulation für die den verschiedenen Stationen zugeordneten ausgesandten Zeichen ergibt

Jj sich hier dadurch, daß dieser Code auf den einzelnen Stationen mit einer vorgegebenen gegenseitigen Zeitverzögerung erzeugt wird. Die beliebige gewünschte Zeitverzögerung eines vorgegebenen Codes kann dadurch erreicht werden, daß dem den Code erzeugenden Generator ein Schieberegister nachgeschaltet ist, dessen Stufenzahl der Anzahl der gewünschten Verzögerung nach Bits entspricht. Sind große Verzögerungen erforderlich, dann müssen derartige Schieberegister einen Umfang annehmen, der praktisch ihre

4) Realisierung in Frage stellt. Entsprechendes gilt dann, wenn die Verzögerung des Codes in beliebiger Weise umschaltbar sein soll, weil dann die Stufenzahl des Schieberegisters gleich der Elementezahl des Codes gewählt werden muß, was bei Codes mit großer

ίο Elementezahl praktisch nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine elektrische Schaltung mit einem Codegenerator der einleitend beschriebenen Art eine einfache Lösung zur beliebigen, auch umschaltbaren Verzögerung des vom

-ü Codegenerator erzeugten Codes anzugeben.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß dem Codegenerator ein mit dem Takt des Codegenerator arbeitendes sequentielles Netzwerk nachgeschaltet ist, daß ferner das sequentielle Netzwerk

W) aus der Kettenschaltung von Schieberegisterstufen mit zwischengeschalteten Halbaddierern sowie Gattern besteht, über die den Halbaddierern und dem Eingang der Kettenschaltung die Impulsfolge des Codegenerators in Abhängigkeit von den an den Steuereingängen b) der Gatter anstehenden Steuersignalen zugeführt ist, und daß die Schieberegisterstufen einen Rückstelleingang aufweisen.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich

ein nach einem linearen Bildungsgesetz erzeugter Code in außerordentlich einfacher und vorteilhafter Weise mit einem rückkopplungsfreien sequentiellen Netzwerk der vorerwähnten Art dann in beliebiger Weise verzögern läßt, wenn der unverzögerte Code diesem Netzwerk über die Gattereingänge sowie dessen Eingang unmittelbar zugeführt wird. Dabei ist wesentlich, daß der für dieses sequentielle Netzwerk erforderliche technische Aufwand in etwa dem Aufwand entspricht, der zur Erzeugungdes unverzögerten Codes notwendig ist.

Bei der Umschaltung des sequentiellen Netzwerks auf eine andere Verzögerung des ihm eingangsseitig zugeführten Codes ist es lediglich erforderlich, in einem ersten Schritt die Schieberegisterstufen auf Null rückzustellen und in einem zweiten Schritt die Einstellung der Gatter neu vorzunehmen. Zweckmäßig geschieht dies dadurch, daß die Gesamtheit der an den Steuereingängen der Gatter anstehenden Steuersignale eine Codeadresse bilden. Mit anderen Worten, die Umschaltung läßt sich unabhängig davon, ob die neue Verzögerung sich von der ursprünglichen um einen größeren oder kleineren Betrag unterscheidet, in einem wenige Grundtakte umfassenden Zeitabschnitt verwirklichen.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung im folgenden noch näher erläutert werden.

In der Figur ist mit 1 ein Codegenerator und mit 2 das seinem Ausgang mit dem Eingang e nachgeschaltete sequentielle Netzwerk bezeichnet. Der Codegenerator 1 erzeugt einen Code nach einem linearen Bildungsgesetz. Er weist einen Satz Steuereingänge Γ auf, an dem die einen Codeschlüssel darstellenden binären Steuersignale Cl, Cl ... C/3-1, Cn anstehen. Mit Hilfe des Codeschlüssels kann der Codegenerator hinsichtlich des von ihm erzeugten Codes programmiert werden. Der Codegenerator 1 und das sequentielle Netzwerk 2 werden über die Leitung 3 mit einem die Bit-Folgefrequenz bestimmenden Grundtakt versorgt. Das Ausgangssignal des Codegenerators 1 wird über den Eingang e des sequentiellen Netzwerks jeweils dem einen Eingang der Gatter 41,42... 4n-1,4/7 zugeführt. Am anderen Eingang der Gatter 41, 42 ... 4/j— 1, 4/7 liegen die eine Codeadresse darstellenden Steuersignale h 1, h 2... hn— 1, hn an. Diese Steuersignale bestimmen je nach ihrer binären Wertigkeit, ob das betreffende Gatter durchgeschaltet oder gesperrt ist. Neben den Gattern weist das sequentielle Netzwerk 2 Schieberegisterstufen 51,52... 5/7-1,5/7 sowie Halbaddierer 61,... 6n— 1, 6n auf, die in wechselnder Aufeinanderfolge miteinander in Kette geschaltet sind. Hierbei bildet die Schieberegisterstufe 51 mit ihrem Eingang den Eingang e und der Halbaddierer 6/7 mit seinem Ausgang den Ausgang a des sequentiellen Netzwerks. Der Eingang der Schieberegisterstufe 51 ist unmittelbar mit dem Ausgang des Gatters 41 verbunden, während die übrigen Gatter mit ihren Ausgängen jeweils auf den zweiten Eingang der Halbaddierer 61, ... 6/7—1, 6/7 arbeiten. Bei Codeadressenwechsel ist die Möglichkeit gegeben, daß das Gatter 4 gesperrt wird. In diesem Falle muß dafür gesorgt werden, daß die Schieberegisterstufe 51 ein »O«-Signal enthält, um am Ausgang des Halbaddierers 61 eine ungewollte Dateninversion zu verhindern. Werden durch eine neu eingegebene "> Codeadresse sowohl die Gatter 41 und 42 gesperrt, dann gilt Entsprechendes für die Schieberegisterstufe 52. Mit anderen Worten, werden bei einem Codeadressenwechsel, ausgehend vom Gatter 41, lückenlos eine bestimmte Anzahl der aufeinanderfolgenden Gatter des sequentiel

ι» len Netzwerks gesperrt, dann muß die Schieberegisterstufe, die in Übertragungsrichtung auf den Halbaddierer folgt, dem das genannte Gatter zugeordnet ist, ein »O«-Signal enthalten, wenn die ausschließliche Verzögerungsfunktion, die das sequentielle Netzwerk 2 haben

r> soll, nicht gestört werden soll. Zur Berücksichtigung dieses Sachverhaltes ist die Leitung 7 vorgesehen, über die den Schieberegisterstufen 51, 52 ... 5/7—1 und 5/7 unmittelbar vor einem Codeadressenwechsel ein sie in die »O«-Stellung bringender Rückstellimpuls zugeführt

>o wird.

Die in der Figur angegebene Schaltung nach der Erfindung kann bei beschränkter Anzahl der Schieberegisterstufen einen Linearcode um sehr viele Elemente verzögern. Der Codegenerator 1 läßt sich im allgemei-

2i nen mit Hilfe eines rückgekoppelten sequentiellen Netzwerks realisieren. Rückgekoppelte sequentielle Netzwerke sind zur Bildung linearer Codes — vergleichez. B.Solomon W.Golotnb,»Shift Register Sequences«, Holden-Day Inc., San Francisco, Calif., 1967

jo — besonders geeignet. Besitzt das rückgekoppelte sequentielle Netzwerk des Codegenerators z. B. m Schieberegisterstufen, dann werden im sequentiellen Netzwerk 2 lediglich m— 1 Schieberegisterstufen und Halbaddierer benötigt, um jede beliebige Verzögerung

υ des Codes herbeiführen zu können. Diese Eigenschaft beruht darauf, daß bei Codes mit linearem Bildungsgesetz durch Halbaddition des Codes mit dem gleichen, um eine beliebige Schrittzahl verzögerten Code wiederum der gleiche Code, aber mit einer anderen Verzögerung auftritt. Sind neben einem mit m Schieberegisterstufen erzeugten Codesignal noch m—i verzögerte Signale dieses Codes vorhanden, dann kann bekanntlich durch wahlweise Zusammenaddierung von bis zu m dieser Signale über Halbaddierer der betreffende Code in jeder beliebigen Verzögerung gewonnen werden. Die Zahl der Elemente, um die das Codesignal dabei verzögert wird, ist davon abhängig, welche der m Signale zur Halbaddition herangezogen werden und welches Bildungsgesetz der Code selbst besitzt.

Die in der Figur angegebene Schaltung nach der Erfindung stellt praktisch eine elektronische Realisierung dieser mathematischen Zusammenhänge dar. Die Zahl der Elemente, um die das Codesignal am Ausgang a des sequentiellen Netzwerks 2 gegenüber dem seinem

>■> Eingang e zugeführten Codesignal verzögert ist, ist deshalb sowohl von den den Codeschlüssel für den Codegenerator 1 darstellenden Steuersignalen Cl, C2 ... Cn— 1, Cn als auch von den als Codeadresse bezeichneten binären Steuersignalen hi, h2 ... hn— 1, hn am anderen Eingang der Gatter 41,42 ... 4/7— 1,4/7 abhängig.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Elektrische Schaltung mit einem Codegenerator zur Erzeugung einer periodischen Impulsfolge nach einem linearen Bildungsgesetz mit vorgegebener Verteilung der Impulsfolge innerhalb einer einzelnen Periode, dadurch gekennzeichnet, daß dem Codegenerator ein mit dem Takt des Codegenerators arbeitendes sequentielles Netzwerk nachgeschaltet ist, daß ferner das sequentielle Netzwerk (2) aus der Kettenschaltung von Schieberegisterstufen (51, 52 ... 5/3—1, 5n) mit zwischengeschalteten Halbaddierern (61, 62 ... 6n—1, 6n) sowie Gattern (41,42... An— 1, An) besteht, über die den Halbaddierern und dem Eingang der Kettenschaltung die Impulsfolge des Codegenerators in Abhängigkeit von den an den Steuereingängen der Gatter anstehenden Steuersignalen zugeführt ist, und daß die Schieberegisterstufen einen Rückstelleingang aufweisen.

2. Elektrische Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtheit der an den Steuereingängen der Gatter (41, 42 ... 4/3—1, An) anstehenden Steuersignale (hi, Λ2 ... hn—\, hn) eine Codeadresse darstellt.