DE3825742A1

DE3825742A1 - Spread-spektrum- nachrichtenuebertragungsverfahren

Info

Publication number: DE3825742A1
Application number: DE3825742A
Authority: DE
Inventors: Masaharu Mori; Masahiro Hamatsu
Original assignee: Clarion Co Ltd
Current assignee: Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Priority date: 1987-07-31
Filing date: 1988-07-28
Publication date: 1989-02-09
Also published as: FR2618964A1; GB8817775D0; GB2208461A; US4866735A; GB2208461B; JPS6436233A

Description

Die Erfindung betrifft ein Spread-Spektrum-Nachrichtenüber tragungsverfahren und befaßt sich insbesondere mit einem Ver fahren zum Erzeugen eines Zeitsignals, das für die Hochge schwindigkeitsintegration eines Korrelationsnadelsignals be nötigt wird.

Fig. 2 der zugehörigen Zeichnung zeigt einen Spread-Spektrum- Empfänger, der einen Konvolver, d.h. ein Signalfaltungsbau element als Korrelator verwendet. In Fig. 2 sind der Konvol ver 1, eine Hüllkurvendetektorschaltung 2, eine Hochgeschwin digkeitsintegrationsschaltung 3, beispielsweise eine bekannte PDI-Schaltung oder Nachintegrationsschaltung, eine Datende modulationsschaltung 4 und eine Integrationszeitsignalgenera torschaltung 5 dargestellt, die eine Frequenzteilerschaltung usw. aufweist.

An einem der Eingänge des Konvolvers 1 liegt ein empfangenes Signal S 1, das ein Spread-Spektrumsignal ist, das dadurch er halten wird, daß ein Breitbandsignal und ein Informations signal multipliziert und von einem nicht dargestellten Spread- Spektrum-Sender übertragen wird. Am anderen Eingang des Kon volvers 1 liegt ein Bezugssignal S 2, das aus einem Spread- oder Streucode erzeugt wird, der einen PN-Code usw. ein schließt. Ein Korrelationsausgangssignal vom Konvolver 1 wird durch die Hüllkurvendetektorschaltung 2 erfaßt und ein Korrelationsnadelsignal S 3 mit scharfer Wellenform, das in Fig. 3 dargestellt ist, wird ausgegeben und dazu benutzt, eine Codesynchronisation, eine Datendemodulation und andere Arbeitsvorgänge auszuführen.

In Fig. 3 bezeichnet T 1 eine Periode eines Taktsignals zum Erzeugen einer Spreadcodierung, das im folgenden als PN-Takt signal bezeichnet wird, und bezeichnet T 2 das regelmäßige Zeitintervall, in dem die Korrelationsnadelsignale ausgegeben werden. Wenn die Codelänge des Spreadcodes N Chips oder Bau steine beträgt, besteht die folgende Beziehung:

Fig. 3 zeigt die Wellenform des Korrelationsnadelsignals im idealen Zustand. Tatsächlich erfolgt eine derartige Spread-Spektrum-Nachrichtenübertragung jedoch unter Mehrweg schwundbedingungen oder unter anderen ungünstigen Bedingungen und hat das Korrelationsnadelsignal eine Wellenform, wie sie beispielsweise in Fig. 4 dargestellt ist. Um unter diesen Umständen eine normale Codesynchronisation, eine normale Datendemodulation und andere normale Arbeitsvorgänge selbst dann sicherzustellen, wenn das Korrelationsnadelsignal eine derartige unerwünschte Wellenform hat, wird gewöhnlich als Gegenmaßnahme das Korrelationsnadelsignal S 3 mit der in Fig. 4 dargestellten Wellenform in der PDI-Schaltung, d.h. in der Hochgeschwindigkeitsintegrationsschaltung 3 von Fig. 2 integriert, so daß ein Signal S 4 erzeugt wird, das die in Fig. 5 dargestellte Wellenform hat,und wird dieses Signal an die Datendemodulationsschaltung gelegt, um ein Datenaus gangssignal S 5 zu erhalten.

Um das Hochgeschwindigkeitsintegrationsausgangssignal von Fig. 5 durch eine Hochgeschwindigkeitsintegration des Korre lationsnadelsignals zu erhalten, das durch einen Mehrweg schwund gestreut ist, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, muß die Integrationszeit mT 1 länger als T 1 sein, wobei m eine natürliche Zahl ist. Wenn die Hochgeschwindigkeitsintegra tionsausgangssignale in Intervallen mT 1 jeweils erhalten werden, können Integrationszeitsignale in einfacher Weise über eine Frequenzteilerschaltung mit einfachem Aufbau er zeugt werden, die so ausgebildet ist, daß sie ein PN-Takt signal ganzzahlig frequenzteilt.

Wenn die Codesynchronisation, die Datendemodulation oder die anderen Arbeitsvorgänge unter Verwendung eines derartigen Hochgeschwindigkeitsintegrationsausgangssignals ausgeführt werden, müssen der Zeitpunkt der Erzeugung des Korrelations nadelsignals und der Zeitpunkt der Erzeugung des Hochgeschwin digkeitsintegrationsausgangssignals entsprechend dem Korre lationsnadelsignal so synchronisiert werden, wie es in Fig. 6 für das Beispiel m = 2 dargestellt ist.

Es ist insbesondere die folgende Beziehung erforderlich:

T 2 = n · (mT 1)
= mn · T 1 (2)

wobei m und n natürliche Zahlen sind und m · n 2 ist.

Durch einen Vergleich der Gleichungen (1) und (2) wird die notwendige Bedingung für die Codelänge N (Chips) des Spreadcodes erhalten, wobei N der folgenden Gleichung genügen muß:

N = 2mn (3)

Das heißt, daß der Spreadcode eine gerade Anzahl von Chips haben muß.

Wenn jedoch ein PN-Code mit einer Periodenlänge Nm gemäß Gleichung (4), d.h. beispielsweise ein linear und sequentiell auftretender Maximallängencode als Spread code verwandt wird, wird die Codelänge des Spreadcodes gleich einer Periode Nm des PN-Codes Ersichtlich ist dadurch die Gleichung (3) nicht erfüllt, wie sich aus der folgenden Gleichung (4) ergibt:

Nm = 2ⁱ - 1 (ungerade Zahl) (4)

wobei i eine ganze Zahl größer oder gleich 3 ist.

Wenn, wie oben erläutert, ein PN-Code als Spreadcode ver wandt wird, und die Periodenlänge des PN-Codes in der ur sprünglichen Form als Codelänge des Spreadcodes in einem Spread-Spektrum-Empfänger verwandt wird, dann wird der Schal tungsaufbau umfangreich, da i) die Schaltung einen zusätz lichen komplizierten Frequenzteiler benötigt, um ein Zeit signal für die Arbeit der Hochgeschwindigkeitsintegrations schaltung zu erzeugen, und ii) die Schaltung eine Taktsignal generatorschaltung benötigt, um ein Taktsignal zu erzeugen, dessen Frequenz von der Frequenz des PN-Taktsignals zum Er zeugen der PN-Codes verschieden ist.

Durch die Erfindung soll daher ein Spread-Spektrum-Nachrich tenübertragungsverfahren geschaffen werden, das die Schwie rigkeiten bekannter Verfahren dadurch beseitigt, daß ein Spread-Code verwandt wird, der die PN-Code Gleichung (3) erfüllt.

Dazu wird gemäß der Erfindung ein PN-Code als Spread-Code in einem Spread-Spektrum-Empfänger verwandt, der eine Codelän ge mit einer geraden Anzahl von Chips hat.

Ein PN-Codesignal zu Erzeugen des Spread-Codes wird frequenz geteilt, um ein Zeitsignal zur Durchführung der Hochgeschwin digkeitsintegration eines Korrelationsnadelsignals zu erzeugen.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein beson ders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher be schrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in einem Diagramm die Beziehungen zwischen dem Spread-Code N, der PN-Codelänge Nm und einer zu sätzlichen Codelänge 4P + 1,

Fig. 2 in einem Blockschaltbild den Grundaufbau eines Spread-Spektrum-Empfängers, mit dem sich das er findungsgemäße Verfahren befaßt,

Fig. 3 die Wellenform eines Korrelationsnadelsignals,

Fig. 4 die Wellenform des Korrelationsnadelsignals beim Vorliegen eines Mehrwegschwundes,

Fig. 5 die Wellenform eines Hochgeschwindigkeitsinte grationsausgangssignals und

Fig. 6 in einem Zeitdiagramm die Beziehungen zwischen einem PN-Taktsignal, einem Korrelationsnadel signal und einem Hochgeschwindigkeitsintegra tionssignal.

Bei der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungs beispiels der Erfindung sind in der obigen Gleichung (3) m = 2 und N = 4n gewählt.

Wenn der Spread-Code aus einem PN-Code mit einer Codelänge von Nm Chips und einem zusätzlichen Code mit einer Codelänge von 4P + 1 Chips gebildet wird, kann die sich ergebende Code länge Nm′ dargestellt werden als:

Nm′ = Nm + 4 P + 1 (5)

wobei P eine ganze Zahl ist.

Durch Einsetzen der Gleichung (4) in die Gleichung (5) ergibt sich die folgende Gleichung:

Nm′ = 2ⁱ - 1 + 4 P + 1
= 4 (2^i-2 + P) (6)

wenn n = 2^i-2 + P, (7)

fällt Nm′ mit N in Gleichung (3) zusammen.

In Gleichung (7) gibt n das Zeitintervall zum Erzeugen eines Hochgeschwindigkeitsintegrationssignals entsprechend einem Korrelationsnadelsignal an.

Wenn beispielsweise i = 7 und P = 0 sind, dann werden definierte Werte Nm = 127, Nm′ = 128 und n = 32 erhalten. Das heißt, daß durch die Wahl eines Spread-Codes mit einer Codelänge von 128 Chips, bei dem dem PN-Code mit einer Codelänge von 127 Chips ein Ein-Chip-Code zuaddiert wird, das Hochgeschwin digkeitsintegrationsausgangssignal entsprechend dem Korre lationsnadelsignal jeweils beim 32. Hochgeschwindigkeitsintegrationsaus gangssignal erzeugt wird, das in einem Intervall von 2T 1 ausgegeben wird.

Fig. 1 zeigt die Beziehung zwischen der Spread-Codelänge N, der PN-Codelänge Nm und der zusätzlichen Codelänge 4P + 1, die Nm zuaddiert wird.

Die Codelänge und das Codemuster des zusätzlichen Codes können je nach Wunsch aus einem Bereich gewählt werden, der den Störpegel der Selbstkorrelationscharakteristik des Spread- Codes nicht erhöht.

Da in der oben beschriebenen Weise das erfindungsgemäße Ver fahren einen PN-Code als Spread-Code verwendet, der eine Codelänge von einer geraden Anzahl von Chips hat, indem ein Code mit einer geeigneten Anzahl von Chips zum ursprünglichen PN-Code mit einer Codelänge einer ungeraden Anzahl von Chips zuaddiert oder von diesem Code abgezogen wird, und da ein PN- Taktsignal zum Erzeugen des Spread-Codes zu einem Zeitsignal frequenzgeteilt wird, das zur Integration eines Korrelations nadelsignals benutzt wird, wird keine spezielle Zeitsignal generatorschaltung (Frequenzteiler) benötigt, und ist eine Verringerung der Abmessungen und des Gewichtes des Spread- Spektrum-Empfängers möglich.

Claims

Spread-Spektrum-Nachrichtenübertragungsverfahren, bei dem ein Sender ein Spread-Spektrumsignal überträgt, das durch eine Multiplikation eines Spread-Codes und eines Informa tionssignals erhalten wird, und bei dem ein Empfänger das empfangene Spread-Spektrumsignal mit einem Spread-Code korre liert, der darin unter Verwendung eines Korrelators aus einem Konvolver erzeugt wird, um ein Korrelationsnadelsignal zu er zeugen, und die Daten von einem Signal demoduliert, das durch Integration des Korrelationsnadelsignals für ein bestimmtes Zeitintervall auf ein PN-Taktsignal zum Erzeugen des Spread- Codes erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Spread-Code ein PN-Code mit einer Codelänge einer ge raden Anzahl von Chips ist.