DE4005322A1

DE4005322A1 - Pseudozufallsrauschcodegenerator

Info

Publication number: DE4005322A1
Application number: DE4005322A
Authority: DE
Inventors: Masaaki Harada
Original assignee: Clarion Co Ltd
Current assignee: Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Priority date: 1989-02-20
Filing date: 1990-02-20
Publication date: 1990-08-23
Also published as: US5111416A

Description

Die Erfindung betrifft einen Pseudozufallsrauschcodegenerator, der auf einem Gebiet verwandt wird, auf dem ein Codemultiplexsignal benötigt wird, wie es beispielsweise bei der Spread-Spektrum-Nachrichtenverbindung SSC usw. der Fall ist.

Auf einem Gebiet, auf dem ein Codemultiplexsignal benötigt wird, wie es beispielsweise bei der Spread-Spektrum- Nachrichtenverbindung usw. der Fall ist, wird ein Pseudozufallsrauschcodegenerator benötigt, der im folgenden einfach als Codegenerator bezeichnet wird und sein Ausgangscodemuster ändern kann. Bisher wurde der in Fig. 6 der zugehörigen Zeichnung dargestellte Schaltungsaufbau für einen Codegenerator verwandt, der einen beliebigen m-Ablaufcode nach Maßgabe einer äußeren Steuerung der Codeperiode, des Codemusters und der Codephase erzeugen kann.

In Fig. 6 sind Flip-Flop-Schaltungen SR₁ bis SR _{n -1} und SR _f sowie exklusive logische Additionsglieder E₂ bis E _n dargestellt, wobei diese beiden Arten von Bauelementen ein modulares Schieberegister bilden. Der Multiplexer MUX 1 steuert die Anzahl der Stufen des oben angegebenen modularen Schieberegisters, und UND-Glieder AN₂ bis AN _n bestimmen das Vorliegen oder Fehlen eines Rückkopplungssignals vom letzten Ausgang zu jeder Stufe des modularen Schieberegisters. Datenwählschaltungen DS₁ bis DS _n legen einen Anfangswert des oben beschriebenen modularen Schieberegisters fest. Das heißt, daß Daten c₁ bis c _i die Adressenzuordnung des Multiplexers MUX 1 bewirken und die Anzahl der Stufen des modularen Schieberegisters und somit die Codeperiode bestimmen. Daten a₂ bis a _n bestimmen andererseits den Rückkopplungszustand des Signals von der letzten Stufe zu jeder Stufe des modularen Schieberegisters und somit das Codemuster. Daten b₁ bis b _n bestimmen schließlich den Anfangswert des modularen Schieberegisters und somit die Codephase. In dieser Weise können die Codeperiode, das Codemuster und die Codephase unabhängig voneinander so gesteuert werden, daß ein willkürlicher m-Ablaufcode erzeugt werden kann. Diese drei Arten von Daten, die zum Steuern des Codes notwendig sind, werden zeitlich verzahnt über gemeinsame Datenleitungen DAT₁ bis DAT _n eingegeben, um die Anzahl der Anschlüsse zu verringern. Verriegelungs- oder Halteschaltungen LAT 1, LAT 3 und LAT 4 dienen zum Eingeben und Halten der Codemusterdaten a₂ bis a _n, der Codephasendaten b₁ bis b _n und der Codeperiodendaten c₁ bis c _i jeweils. Eine Dekodierschaltung DEC 1 wählt die Halteschaltungen, in die die Daten geschrieben werden sollen, indem sie 2-Bit-Signale SEL 0 und SEL 1 verwendet. Da der Ausgang der Dekodierschaltung nur dann aktiv wird, wenn ein Haltefreigabesignal LE einen hohen logischen Pegel H hat, ist es möglich, das Einschreiben der Daten in die Halteschaltung unter Verwendung des Haltefreigabesignals zeitlich zu steuern. Nach der Festlegung der Codedaten wird mit der Ausgabe eines neuen Codes über ein STB-Signal, d. h. ein Austastsignal, begonnen. Damit zu diesem Zeitpunkt während der Festlegung der Codedaten der Code nicht umgeschaltet wird, werden die Codemusterdaten und die Codeperiodendaten in Halteschaltungen mit Doppelaufbau LAT 2 und LAT 5 gehalten. In Fig. 6 sind weiterhin ein Taktsignaleingang CLK und ein Codeausgang CODE dargestellt.

Bei einer Codemultiplexnachrichtenverbindung wird oftmals aus Gründen der Geheimhaltung der Signale, der Vermeidung eines Übersprechens und der Verwendung von Mehrfachkanälen ein GOLD-Code verwandt, der eine Anzahl von Mustern hat, die wesentlich größer als die des m-Ablaufcodes mit der gleichen Codeperiode ist. Der GOLD-Code ist ein Code, der dadurch erhalten wird, daß eine Vielzahl von m-Ablaufcodes mit der gleichen Periode, jedoch verschiedenen Mustern mod. 2 addiert wird. Es ist bekannt, daß (2^{n -1}) · (r -1) Arten von Mustern von r m-Ablaufcodes erhalten werden können. Fig. 7 zeigt ein Beispiel des Schaltungsaufbaus für den Fall, daß der GOLD-Code unter Verwendung bekannter Codegeneratoren erhalten wird. In Fig. 7 sind Codegeneratoren PNG 1 und PNG 2 mit dem in Fig. 6 dargestellten Aufbau gezeigt. Ein exklusives logisches Additionsglied E 1 bewirkt eine Addition mod. 2, und eine Flip-Flop-Schaltung FE 1 ist dazu vorgesehen, Zufallsfehler zu beseitigen, die im exklusiven logischen Additionsglied E 1 aufgrund des Unterschiedes in der Verzögerungszeit zwischen den Codegeneratoren PNG 1 und PNG 2 erzeugt werden, damit ein Ausgangscode synchron mit dem Takt erhalten wird. Im allgemeinen können (2^{n -1}) GOLD-Codes, ausgehend von 2 m-Ablaufcodes mit einer Periode von (2^{n -1}) dadurch erhalten werden, daß der gegenseitige Phasenunterschied dazwischen verändert wird. Mittels der in Fig. 7 dargestellten Schaltung kann noch eine größere Anzahl von GOLD-Codes dadurch erhalten werden, daß das Muster der m- Ablaufcodes verändert wird.

Wie es oben beschrieben wurde, kann ein Codegenerator mit dem in Fig. 6 dargestellten Aufbau bei einer Codemultiplexnachrichtenverbindung, wie beispielsweise bei der Spread- Spektrum-Nachrichtenverbindung usw. verwandt werden, da eine willkürliche Anzahl von m-Ablaufcodes dadurch erhalten werden kann, daß Codedaten von außen festgelegt werden. Er hat jedoch den Nachteil, daß er zwar als Mehrzweckbauelement eingesetzt werden kann, daß jedoch die drei Arten von Daten von außen immer dann gegeben werden sollten, wenn der Code umgeschaltet wird. Da insbesondere bei einer Spread-Spektrum- Nachrichtenverbindung mit einem Convolver usw., wie sie in Fig. 8 dargestellt ist, ein empfangendes Signal P₁ und ein Bezugssignal P₂ über zwei äußere Enden des Convolvers eingegeben werden, um dazwischen eine Korrelation zu erhalten, ist die Richtung des Codes P₁ auf der Senderseite der Richtung des Codes P₂ auf der Empfängerseite engegengesetzt, so daß es notwendig ist, einen spiegelbildlichen Code beim Senden und Empfangen zu verwenden. Folglich hat der bekannte Codegenerator den Nachteil, daß verschiedene Codedaten zum Senden und zum Empfangen gegeben werden müssen.

Auf dem Gebiet der Codemultiplexnachrichtenverbindung, beispielsweise bei der Spread-Spektrum-Nachrichtenverbindung usw. ist es aus Gründen der Geheimhaltung der Signale, der Vermeidung eines Übersprechens und der Verwendung von Mehrfachkanälen vorteilhaft, den GOLD-Code zu verwenden, der eine Anzahl von Codemustern hat, die wesentlich größer als die des m-Ablaufcodes mit der gleichen Codeperiode ist.

Im folgenden wird der Aufbau eines Codegenerators betrachtet, der sich mit der Codeumtastung CSK befaßt. Die CSK ist ein Nachrichtenverbindungssystem, bei dem zwei Arten von Codes gebildet werden, die den Informationen "0" und "1" entsprechen. Damit die CSK bewirkt werden kann, sollten zwei Arten von GOLD-Codes gleichzeitig erzeugt werden. Ein Verfahren, mit dem mehrere GOLD-Codes gleichzeitig mit m-Ablaufcodes-Generatoren erzeugt werden können, ist beispielsweise aus der japanischen Patentanmeldung 63-20 0825 bekannt. Bei diesem Verfahren zum Bilden von GOLD-Codes mit verschiedenen Mustern wird neben einem Ausgangscode von einem m-Ablaufcode-Generator ein Code mit einer verzögerten Phase verwandt, der dadurch erhalten wird, daß der Ausgangscode in eine Flip-Flop-Schaltung eingegeben wird, und der auf einem Ausgangscode von einem anderen m-Ablaufcode-Generator basiert. Fig. 9 zeigt ein Beispiel des Aufbaus eines Codegenerators für die CSK mittels dieses Verfahrens.

In Fig. 9 sind modulare Schieberegisterschaltungen MSRG 1 und MSRG 2, von denen jede aus n Stufen besteht, exklusive logische Additionsglieder E 1 und E 2, die einen GOLD-Code dadurch erzeugen, daß sie zwei m-Ablaufcodes mod. 2 addieren, Flip-Flop-Schaltungen FF 1, FF 2 und FF 3 zum Beseitigen von Zufallsfehlern, die in den exklusiven logischen Additionsgliedern erzeugt werden, um einen Ausgangscode synchron mit einem Taktsignal zu erhalten, Speicherschaltungen PTN 1 und PTN 2 zum Halten von Codemusterdaten, die das Rückkopplungseinschreibverfahren für die modularen Schieberegisterschaltungen MSRG 1 und MSRG 2 festlegen, und eine Halteschaltung LAT 1 dargestellt, in die Codephasendaten, die den Anfangszustand des Schieberegisters MSRG 2 bestimmen, von außen eingegeben und gehalten werden. Eine Datenwählschaltung DS 1 wählt einen der Ausgänge der Glieder E 1 und E 2, um das entsprechende Ausgangssignal an die Flip-Flop-Schaltung FF 3 auszugeben, und eine Datenwählschaltung DS 2 versorgt eine Flip-Flop-Schaltung FF 4 mit einem Anfangswert, wenn mit der Ausgabe des Codes über ein STB-Signal begonnen wird. Die Flip-Flop-Schaltung FF 4 dient weiterhin dazu, einen Ausgangscode zu erhalten, der um ein Chip bezüglich des Ausgangscodes vom Schieberegister MSRG 2 über den Anschluß SI _n phasenverzögert ist.

Zur Erläuterung der Arbeitsweise werden die m-Abfolgecodes, die über die Anschlüsse CO der Schieberegister MSRG 1 und MSRG 2 erhalten werden, mit u und v in einer Vectordarstellung und einer Zustandsübergangsmatrix T dargestellt. Da der Anschluß SI _n jedes Schieberegister MSRG 1 und MSRG 2 ein Eingangssignal für die Flip-Flop-Schaltung der letzten Stufe des zugehörigen modularen Schieberegisters, d. h. der Flip-Flop-Schaltung liefert, mit deren Ausgang der Anschluß CO verbunden ist, sind die an den Anschlüssen SI _n erhaltenen Codes die Codes Tu + Tv, deren Phasen um ein Chip bezüglich u und v jeweils voreilen. Das Ausgangssignal des Gliedes E 1 ist daher Tu + Tv, das Ausgangssignal der Flip-Flop-Schaltung FF 4 ist v und das Ausgangssignal des Gliedes E 2 ist Tu + v. Es versteht sich, daß in dieser Weise GOLD-Codes mit verschiedenen Mustern u + v und u + T ^-1 v an den Anschlüssen GOLD 1 und GOLD 2 erhalten werden, wobei die Phase um ein Chip durch jede jeweilige Flip-Flop-Schaltung verzögert ist. Ein Code u + v oder u + T ^-1 v wird weiterhin über einen Anschluß CSK in Abhängigkeit vom Zustand eines Signals CSKI ausgegeben, so daß ersichtlich ist, daß eine Codeumtastung CSK möglich ist.

Da bei einer derartigen Anordnung die Phase des vom Schieberegister MSRG 2 ausgegebenen Codes über eine äußere Steuerung geändert werden kann, können die Codepaare für die Codeumtastung CSK allgemein mit u + T ⁱ und T ^i-1 u ausgedrückt werden, wobei i eine willkürliche ganze Zahl ist. Damit der Code eines Kanals den Code eines anderen Kanals bei der Codeumtastung CSK nicht überlappt, sollte folglich eine Bedingung erfüllt sein, die beispielsweise durch die folgende Gleichung ausgedrückt wird:

i = 2m (0 m 2^{n -1}-1) (1),

wobei m eine ganze Zahl ist.

Da jedoch ein m-Abfolgecode-Generator, der aus n Stufen besteht, als eine Zählschaltung angesehen werden kann, die willkürlich Zahlen von 1 bis 2^{n -1} (Dezimal) zählt, ist es ersichtlich, daß es nicht ausreicht, ihm nur eine gerade Zahl als Anfangszustand zu geben. Um Codephasendaten zu liefern, die die Bedingung erfüllen, die durch die Gleichung 1 ausgedrückt ist, ist es notwendig, eine Zustandsgleichung vom Aufbau des Codegenerators abzuleiten und den Anfangszustand zu analysieren.

Wie es oben beschrieben wurde, ist es möglich, ohne Probleme einen Codegenerator zu konstruieren, der mit einer Codeumtastung CSK umgehen kann, indem das oben erwähnte System verwandt wird. Für die Anwendung des obengenannten Systems ist es jedoch notwendig, die gegebenen Codedaten zu analysieren. Es besteht daher ein Nachteil insofern, als der Vorteil verloren geht, daß die Codedaten des Codegenerators mit dem in Fig. 10 dargestellten Aufbau der Kanalnummer zugeordnet werden können.

Obwohl weiterhin der Codegenerator bei dem bekannten System in der Lage ist, verschiedenartige Codes zu erzeugen, hat er, wenn seine Benutzung in der Praxis in Betracht gezogen wird, die folgenden Nachteile:

(1) Für jede Wahl eines Kanales, d. h. für jede Festlegung des Codes, ist es notwendig, mehreren Codegeneratoren drei Arten von Codedaten, d. h. die Codeperiode, das Codemuster und die Codephase, zu geben.
(2) Es ist notwendig, vorher die Codedaten, die für die Festlegung eines gewünschten Kanals notwendig sind, d. h. den gewünschten Code über eine Analyse usw. zu gewinnen.

In gewisser Hinsicht war es daher für die Benutzer, die mit dem Aufbau des Codegenerators und seiner Benutzung nicht so sehr vertraut waren, sehr schwierig, ihn in der besten Weise einzusetzen.

Durch die Erfindung soll ein Codegenerator geschaffen werden, in dem die gleichen Codedaten selbst bei einem Nachrichtenverbindungssystem verwandt werden können, bei dem Codes beim Senden und Empfangen benötigt werden, die spiegelbildlich zueinander sind.

Dazu zeichnet sich der erfindungsgemäße Codegenerator dadurch aus, daß er Bitumkehrungseinrichtungen, in die die zum Festlegen eines Codes u notwendigen Codedaten eingegeben werden und die spiegelbildlichen Codedaten zum Festlegen des spiegelbildlichen Codes des Codes u erzeugen und ein Schieberegister umfaßt, das einen Pseudozufallsrauschcode auf der Grundlage der spiegelbildlichen Codedaten ausgibt.

Wenn der erfindungsgemäße Codegenerator benutzt wird, dann wird ein Code, der das Spiegelbild des Codes auf der Senderseite ist, automatisch auf der Empfängerseite, ausgehend von den gleichen Codedaten, dadurch gebildet, daß ein T/ -Signal auf den hohen logischen Pegel H auf der Senderseite und auf den niedrigen logischen Pegel L auf der Empfängerseite gesetzt wird. Bei einem Spread-Spektrum- Nachrichtenverbindungssystem mit Mischer usw., bei dem gleiche Codes beim Senden und Empfangen benötigt werden, können dann, wenn das T/ -Signal in den Codegeneratoren im Sender und Empfänger in gleicher Weise entweder auf den hohen logischen Pegel H oder den niedrigen logischen Pegel L gesetzt wird, ausgehend von den gleichen Daten, die gleichen Codes festgelegt werden. Durch die Verwendung des Codegenerators gemäß der vorliegenden Erfindung ist es in allen Fällen möglich, gleiche Codedaten für einen Nachrichtenverbindungskanal zu verwenden.

Durch die Erfindung soll weiterhin ein Codegenerator für die Codeumtastung CSK geschaffen werden, in dem Codedaten unverändert der Kanalnummer zugeordnet werden können.

Dazu zeichnet sich der erfindungsgemäße Codegenerator dadurch aus, daß er ein erstes Schieberegister, in das erste Codemusterdaten eingegeben werden und dessen Anfangszustand festliegt, ein zweites Schieberegister, in das zweite Codemusterdaten, die von den ersten Codemusterdaten verschieden sind, eingegeben werden, und dessen Anfangszustand an einer bestimmten Stufe festliegt, während die anderen Stufen so aufgebaut sind, daß sie variabel sind, ein drittes Schieberegister, in das die zweiten Codemusterdaten eingegeben werden, und dessen Anfangszustand an einer bestimmten Stufe gleichzeitig festliegt, während die anderen Stufen so aufgebaut sind, daß sie variabel sind, wobei das dritte Schieberegister einen Code mit dem gleichen Muster, jedoch einer anderen Phase bezüglich des zweiten Schieberegisters erzeugt, eine Einrichtung, die die Ausgangssignale des ersten und des zweiten Schieberegisters mod. 2 addiert, und eine Einrichtung umfaßt, die die Ausgangssignale des ersten und des dritten Schieberegisters mod. 2 addiert, um verschiedene GOLD-Codes zu erzeugen.

Da bei einem Codegenerator für die Codeumtastung CSK 1 bis 2ⁿ-1 aufeinanderfolgende Serien von Codedaten benutzt werden können, ist weder eine Mikrocomputersteuerung noch eine komplizierte Treiberschaltung beim Festlegen der Codes notwendig.

Durch die Erfindung soll weiterhin ein Pseudozufallsrauschcodegenerator geschaffen werden, bei dem keine Analyse der Codedaten durch den Benutzer notwendig ist und der Code in einfacher Weise festgelegt werden kann.

Dazu zeichnet sich der erfindungsgemäße Codegenerator dadurch aus, daß er Einrichtungen zum Übertragen fester Codemusterdaten, wenigstens zwei Schieberegister, von denen jedes aus n Stufen besteht, wobei ein Datensignal, das den übertragenen Codemusterdaten entspricht, über einen Codedateneingang eingegeben wird, und Einrichtungen umfaßt, die die Ausgangssignale der wenigstens zwei Schieberegister mod. 2 addiert, wobei der Anfangszustand eines der Schieberegister festliegt und das andere so aufgebaut ist, daß der Anfangszustand variabel ist.

Die in Fig. 6 dargestellte Anordnung kann verschiedene Arten von Codes erzeugen, da drei Arten von Codedaten, d. h. die Codeperiode, das Codemuster und die Codephase, unabhängig voneinander gesteuert werden können. Sie hat andererseits den Nachteil, daß das Verfahren zum Festlegen der Codes kompliziert ist. Gemäß der Erfindung liegt daher die Periode der erzeugten Codes fest und wird das Verfahren zum Festlegen der Codes durch eine Beschränkung auf die GOLD-Codes vereinfacht.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 das schematische Schaltbild des Aufbaus eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Pseudozufallsrauschcodegenerators,

Fig. 2 und 3 in schematischen Schaltbildern den Aufbau einer Bitumkehrungsschaltung und eines modularen Schieberegisters jeweils,

Fig. 4 und 5 in Schaltbildern den Aufbau eines zweiten und eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Pseudozufallsrauschcodegenerators,

Fig. 6 in einer schematischen Darstellung den Aufbau eines bekannten Zufallsrauschcodegenerators,

Fig. 7 in einer schematischen Darstellung den Aufbau einer GOLD-Code-Generatorschaltung, die bekannte Pseudozufallsrauschcodegeneratoren verwendet,

Fig. 8 schematisch die Beziehung zwischen den Codes, die beim Senden und Empfangen bei einem Spread-Spektrum-Nachrichtenverbindungssystem mit Convolver verwandt werden,

Fig. 9 schematisch den Aufbau eines Codegenerators für die Codeumtastung CSK, und

Fig. 10 schematisch den Aufbau eines GOLD-Codegenerators.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Codegenerators mit Halte- oder Verriegelungsschaltungen LAT 1 und LAT 2, die Codemusterdaten pt₂ bis pt _n und Codephasendaten ph₁ bis ph _n zeitlich verzahnt von Datenleitungen DAT 1 bis n jeweils empfangen und halten, und mit Bitumkehrungsschaltungen TRS 1 und TRS 2, von denen jede das Eingangssignal unverändert ausgibt, wenn ein Steuersignal trc den hohen logischen Pegel H hat, und von denen jede ein umgekehrtes Signal ausgibt, so daß das niedrigstwertige Bit LSB und das höchstwertige Bit MSB vertauscht sind, wenn das Steuersignal trc den niedrigen logischen Pegel L hat. Eine Dekodierschaltung DEC 1 dient dazu, die Dateneingabe für die Halteschaltung auf ein Haltewählsignal SEL und ein Haltefreigabesignal LE ansprechend zu steuern, und eine modulare Schieberegisterschaltung MSRG 1 hat einen Aufbau aus n Stufen. Eine Halte- oder Verriegelungsschaltung LAT 3 ist dazu vorgesehen, die Bitumkehr synchron mit einem Tastsignal STB auszuführen.

Die Fig. 2 und 3 zeigen konkrete Ausführungsbeispiele der Bitumkehrungsschaltung und der modularen Schieberegisterschaltung jeweils. In Fig. 2 sind Datenwählschaltungen DS₁ bis DS _n dargestellt. In Fig. 3 sind UND-Glieder AN₂ bis AN _n, Flip-Flop-Schaltungen SR 1 bis SRn, die das Schieberegister bilden und exklusive logische Addierschaltungen E₂ bis E _n dargestellt.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des obigen Ausführungsbeispiels beschrieben.

Wenn Codegeneratoren, deren Aufbau in Fig. 6 dargestellt ist, beim Senden und Empfangen benutzt werden, und spiegelbildliche Codes beim Senden und Empfangen erzeugt werden, dann besteht die im folgenden beschriebene Beziehung zwischen den beiden Gruppen von Codedaten. Wenn jedoch die beiden Codes spiegelbildlich zueinander sind, kann angenommen werden, daß die Anzahl der Stufen der beiden modularen Schieberegister n ist, da es klar ist, daß ihre Codeperioden gleich sind. Zum Zweck der Erläuterung werden weiterhin die Codemusterdaten a₂ bis a _n durch einen Vector [a₂ a₃ . . . a _{n -1} a _n] definiert und werden die Codephasendaten b₁ bis b _n durch einen Vector [b₁ b₂ . . . b _{n -1} b _n] definiert. Die beim Senden und Empfangen gegebenen Codedaten lassen sich dann in der folgenden Weise ausdrücken:

Auf der Senderseite:

Codemusterdaten
[ta₂ ta₃ . . . ta _{n -1} ta _n]

Codephasendaten
[tb₁ tb₂ . . . tb _{n -1} tb _n]

Auf der Senderseite:

Codemusterdaten
[ra₂ ra₃ . . . ra _{n -1} ra _n]

Codephasendaten
[rb₁ rb₂ . . . rb _{n -1} rb _n].

Wie es bei der Erläuterung des bekannten Systems beschrieben wurde, sind die Codemusterdaten Daten, die das Rückkopplungsschaltungs- oder -verdrahtungsverfahren angeben, und sind die Codephasendaten Daten, die den Anfangszustand des modularen Schieberegisters angeben.

Was zunächst das Rückkopplungsschaltungsverfahren zum Erzielen des spiegelbildlichen Codes anbetrifft, so ist aus R. C. Dixon, Spread Spectrum Systems, Seiten 86-92, John Wiley & Sons (1984) bekannt, daß ein Rückkopplungsschaltungsverfahren, [n, n-r, . . ., n-p ] · m für [n, r, . . ., p ] · m benutzt werden kann. Es ist folglich bekannt, daß die Codemusterdaten auf der Empfängerseite so festgesetzt werden können, wie es die folgende Gleichung (1) angibt:

[ra₂ ra₃ . . . ra _{n -1} ra _n] = ta _n ta _{n -1} . . . ta₃ ta₂]. (1)

Das Verfahren zum Bestimmen des Anfangszustandes des modularen Schieberegisters zum Erzielen des spiegelbildlichen Codes ist in Hamatsu, et al., National Meeting of the Electric Communication Society 48 (1986) (in japanisch) und in der JP-A-63-9 5744 beschrieben. Insbesondere in dem Fall, in dem der Ausgangscode von der letzten Stufe des modularen Schieberegisters kommt, wie es gemäß der japanischen Patentanmeldung 63-25 5396 der Fall ist, ist es bekannt, daß die Codephasendaten so festgelegt werden können, wie es durch die folgende Gleichung (2) gegeben ist:

[rb₂ rb₃ . . . rb _{n -1} rb _n] = tb _n tb _{n -1} . . . tb₃ tb₂]. (2)

Gemäß Gleichung (1) und (2) ist es folglich bekannt, daß gleiche Codedaten gemeinsam beim Senden und Empfangen mittels einer Bitumkehrungsschaltung benutzt werden können, die das niedrigstwertige und das höchstwertige Bit LSB und MSB miteinander vertauscht.

Wie es oben beschrieben wurde, ist es bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung möglich, zwei Codes zu erhalten, die spiegelbildlich zueinander sind, und zwar ausgehend von gleichen Codedaten, was somit den Vorteil hat, daß gleiche Codedaten beim Senden und Empfangen verwandt werden können, wenn der gleiche Code beim Senden und Empfangen benutzt wird, und selbst dann, wenn spiegelbildliche Codes verwandt werden.

Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Codegenerators. In Fig. 4 haben die modularen Schieberegisterschaltungen MSRG 1, MSRG 2 und MSRG 3 einen Aufbau aus n Stufen, wofür ein konkretes Beispiel in Fig. 3 dargestellt ist. Speicherschaltungen PTN 1 und PTN 2 halten Codemusterdaten, die das Rückkopplungsschaltungsverfahren für die modularen Schieberegisterschaltungen aus MSRG 1 und MSRG 2 sowie MSRG 3 bestimmen. Eine Verriegelungs- oder Halteschaltung LAT 1 empfängt von außen Daten aus n -1 Bits für den Anfangszustand der n Bits für die Schieberegisterschaltungen MSRG 2 und MSRG 3, um diese Daten zu halten. Exklusive logische Additionsglieder E 1 und E 2 dienen dazu, die Ausgangscodes der Schieberegisterschaltungen MSRG 1 und MSRG 2 und die Ausgangscodes der Schieberegister MSRG 1 und MSRG 3 jeweils mod. 2 zu addieren. Flip-Flop-Schaltungen FF 1, FF 2 und FF 3 sind dazu vorgesehen, Zufallsfehler zu beseitigen, die in den exklusiven logischen Additionsgliedern erzeugt werden, und einen Ausgangscode synchron mit einem Taktsignal zu erhalten. Eine Datenwählschaltung DS 1 wählt entweder den vom logischen Glied E 1 erzeugten GOLD-Code oder den vom logischen Glied E 2 erzeugten GOLD-Code, und zwar auf den Zustand eines CSKI-Signals ansprechend, das von außen kommt, und gibt den jeweils gewählten Code an die Flip-Flop- Schaltung FF 3 aus.

Wenn gemäß Fig. 4 den Speicherschaltungen PTN 1 und PTN 2 verschiedene Codemusterdaten geliefert werden, ist es möglich, zwei Arten von m-Ablaufcodes in den Schieberegisterschaltungen MSRG 1 und MSRG 2 sowie MSRG 3 zu erhalten. Da weiterhin das gleiche Codemuster den Schieberegisterschaltungen MSRG 2 und MSRG 3 geliefert wird, kann dort die gleiche Art von m-Ablaufcodes erhalten werden. Da bezüglich der Anfangsphase jedoch die n -1 Bits an den Anschlüssen B₂ bis B _n für die beiden Schieberegisterschaltungen gemeinsam sind, und das verbleibende eine Bit am Anschluß B 1 fest auf dem hohen Pegel H für das Schieberegister MSRG 2 und fest auf dem niedrigen logischen Pegel L für das Schieberegister MSRG 3 liegt, werden Codes mit verschiedenen Phasen erzeugt. Die GOLD-Codes, die an den logischen Gliedern E 1 und E 2 erzeugt werden, sind folglich immer verschieden. Da weiterhin alle Anfangszustände der Schieberegisterschaltung MSRG 1 fest auf dem hohen logischen Pegel H liegen, ist es dann, wenn der Anfangszustand der n -1 Bits an den Anschlüssen B 2 bis Bn der Schieberegisterschaltungen MSRG 2 und MSRG 3 geändert wird, möglich, zwei GOLD-Codes zu erhalten, die Muster haben, die einander nicht überlappen, die jedoch voneinander verschieden sind.

Obwohl es 2^{n -1} Arten von Daten, d. h. 0 bis 2^{n -1}-1 (dezimal) Daten gibt, die von Datenleitungen mit n -1 Bits DAT 1 bis DATn -1 eingegeben werden, weil für 0 (dezimal) alle Anfangszustände der Schieberegisterschaltung MSRG 3 auf dem niedrigen logischen Pegel L liegen, kann kein m-Ausgangsablaufcode von der Schieberegisterschaltung MSRG 3 erhalten werden. Es gibt folglich 2^{n -1}-1 Arten von Codedaten, die bei der Codeumtastung wirklich benutzt werden können. Für den Benutzer ist es möglich, ohne die Steuerung über einen Mikrocomputer oder komplizierte Treiberschaltungen auszukommen, indem die Codedaten von 1 bis 2^{n -1}-1 (dezimal) der Kanalnummer unverändert zugeordnet werden.

Obwohl ein Codegenerator mit einem Aufbau aus modularen Schieberegistern als Ausführungsbeispiel bei den obigen Ausführungen herangezogen wurde, stimmen diese auch für einen Aufbau aus einfachen Schieberegistern insofern, als verschiedene Arten von GOLD-Codes dadurch erhalten werden, daß der Anfangszustand verändert wird, so daß die erfindungsgemäße Ausbildung natürlich auch auf einen Codegenerator angewandt werden kann, der einen derartigen Aufbau aus einfachen Schieberegistern hat.

Wie es oben beschrieben wurde, ist es bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung möglich, einen Codegenerator für die Codeumtastung CSK zu verwirklichen, bei dem die Codedaten unverändert der Kanalnummer zugeordnet werden können.

Fig. 5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Codegenerators. In Fig. 5 sind modulare Schieberegisterschaltungen MSRG 1 und MSRG 2 dargestellt. Ein konkretes Ausführungsbeispiel dieser Schaltungen ist in Fig. 3 dargestellt. Der Unterschied gegenüber dem modularen Schieberegisterteil von Fig. 4 besteht darin, daß die Anzahl der Stufen fest bei n liegt. Ein exklusives logisches Additionsglied E 1 dient dazu, zwei m-Ablaufcodes mod. 2 zu addieren. Eine Flip-Flop-Schaltung FF 1 dient zum Entfernen von Zufallsfehlern. Da das Eingangssignal an der Flip-Flop- Schaltung der n-ten Stufe über den Anschluß SR _n der modularen Schieberegisterschaltungen kommt, wird am Anschluß GOLD ein GOLD-Code mit einer Phase erhalten, die vollständig identisch mit der Phase der m-Ablaufcodes ist, die über die Anschlüsse CODE 1 und CODE 2 ausgegeben werden. In Speicherschaltungen PTN 1 und PTN 2 werden Codemusterdaten der Schieberegisterschaltungen MSRG 1 und MSRG 2 gespeichert, und an einer Halte- oder Sperrschaltung LAT 1 liegen die Codephasendaten der Schieberegisterschaltung MSRG 2 von außen, um diese Daten zu halten. Bitumkehrungsschaltungen TRS 1, TRS 2 und TRS 3 können ausgehend von den gleichen Codedaten zwei Codes erzeugen, die spiegelbildlich zueinander sind. Ein konkretes Ausführungsbeispiel dieser Schaltungen ist in Fig. 2 dargestellt.

Es ist bekannt, daß 2^{n -1} GOLD-Codes ausgehend von zwei m-Ablaufcodes mit einer Periode von 2^{n -1} dadurch erhalten werden können, daß der Phasenunterschied dazwischen verändert wird (R. C. Dixon, Spread Spectrum Systems, Seiten 53-92, John Wiley & Sons (1984)). Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung liegen folglich die Anzahl der Stufen und die Codemusterdaten der beiden Schieberegisterschaltungen fest und werden nur die Codephasendaten von außen festgelegt. Da in Fig. 5 alle Anfangsstufen der Schieberegisterschaltung MSRG 1 fest auf dem hohen logischen Pegel H liegen, kann der Phasenunterschied zwischen zwei m-Ablaufcodes dadurch verändert werden, daß der Anfangszustand der Schieberegisterschaltung MSRG 2 verändert wird. Die Anfangszustände, die modulare Schieberegister mit einem Aufbau aus n Stufen einnehmen können, sind alle binäre Werte aus n Bits mit der Ausnahme des Anfangszustandes, in dem alle Bits gleich 0 sind. Es versteht sich somit, daß es in den von außen gegebenen Codedaten 2^{n -1} Arten von 1 bis 2^{n -1} (dezimal) gibt, und daß verschiedene GOLD-Ausgangscodes für verschiedene Arten erhalten werden. Der Benutzer kann den Code dadurch festlegen, daß er nur die Kanalnummer angibt, ohne den Aufbau des Codegenerators zu kennen, wie es bei bekannten Anordnungen der Fall ist, indem er die Codedaten von 1 bis 2^{n -1} (dezimal), die den Anfangszuständen der Schieberegisterschaltung MSRG 2 entsprechen, der Kanalnummer zuordnet.

Da die in Fig. 10 dargestellte Schaltung Bitumkehrungsschaltungen umfaßt, kann auch bei der Spread-Spektrum- Nachrichtenverbindung, die spiegelbildliche Codes beim Senden und Empfangen verwendet, d. h. bei einer Convolveranordnung, eine Nachrichtenverbindung einfach dadurch bewirkt werden, daß die gleiche Kanalnummer sowohl für das Senden als auch für das Empfangen angegeben wird und zwischen dem Senden und Empfangen über ein T/ -Signal umgeschaltet wird. Es ist weiterhin möglich, die Anzahl der Kanäle unter Verwendung von RAM-, EPROM-Speicherschaltungen oder Sperr- und Halteschaltungen für die Speicherschaltungen PTN 1 und PTN 2 in Fig. 10 zu erhöhen, so daß die Codemusterdaten rückgeschrieben werden können.

Obwohl ein Codegenerator mit einem Aufbau aus modularen Schieberegistern als Beispiel beschrieben wurde, versteht es sich, daß die erfindungsgemäße Ausbildung auch bei einem Codegenerator verwendet werden kann, der einen Aufbau aus einfachen Schieberegistern hat.

Wie es oben beschrieben wurde, ist bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung nicht nur die Kanalwahl, d. h. das Verfahren zum Festlegen des Codes, vereinfacht, sondern wird auch der weitere Vorteil erhalten, daß es möglich ist, die Kanalnummer als Codedaten unverändert zu verwenden.

Claims

1. Pseudozufallsrauschcodegenerator, der einen gewünschten Pseudozufallsrauschcode auf der Grundlage von Codedaten zum Festlegen eines bestimmten Codes bildet, gekennzeichnet durch Bitumkehrungseinrichtungen (TRS 1, TRS 2), an denen die Codedaten liegen und die spiegelbildliche Codedaten zum Festlegen eines zu dem Code spiegelbildlichen Codes erzeugen, und durch ein Schieberegister (MSRG 1), das einem Pseudozufallsrauschcode auf der Grundlage der spiegelbildlichen Codedaten ausgibt.

2. Pseudozufallsrauschcodegenerator, der einen gewünschten Pseudozufallsrauschcode auf der Grundlage von Codemusterdaten über Schieberegistereinrichtungen zum Erzeugen verschiedener GOLD-Codes erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Codemusterdaten aus ersten und zweiten Codemusterdaten bestehen, und die Schieberegistereinrichtungen aus einem ersten, einem zweiten und einem dritten Schieberegister (MSRG 1, MSRG 2, MSRG 3) bestehen, wobei am ersten Schieberegister (MSRG 1) die ersten Codemusterdaten liegen und der Anfangszustand des ersten Schieberegisters (MSRG 1) festliegt, am zweiten Schieberegister (MSRG 2) zweite Codemusterdaten, die von den ersten Codemusterdaten verschieden sind, liegen, und der Anfangszustand einer bestimmten Stufe des zweiten Schieberegisters (MSRG 2) festliegt, während die anderen Stufen so ausgebildet sind, daß sie variabel sind, am dritten Schieberegister (MSRG 3) die zweiten Codemusterdaten liegen, wobei gleichzeitig der Anfangszustand einer bestimmten Stufe des dritten Schieberegisters (MSRG 3) festliegt, während die anderen Stufen so ausgebildet sind, daß sie variabel sind, und wobei das dritte Schieberegister (MSRG 3) einen Code mit dem gleichen Muster, jedoch einer anderen Phase bezüglich des zweiten Schieberegisters (MSRG 2) erzeugt, und eine erste Addiereinrichtung (E 1), die die Ausgangssignale des ersten und zweiten Schieberegisters (MSRG 1, MSRG 2) mod. 2 addiert, und eine zweite Addiereinrichtung (E 2) vorgesehen sind, die die Ausgangssignale des ersten und dritten Schieberegisters (MSRG 1, MSRG 3) mod. 2 addiert.

3. Pseudozufallsrauschcodegenerator, der einen gewünschten Pseudozufallsrauschcode auf der Grundlage von Codemusterdaten über Schieberegistereinrichtungen erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Codemusterdaten wenigstens zwei Arten von festen Codemusterdaten sind, und die Schieberegistereinrichtungen aus wenigstens zwei Schieberegistern (MSRG 1, MSRG 2) bestehen, von denen jedes mehrere Stufen umfaßt, und daß weiterhin eine Einrichtung (E 2) vorgesehen ist, die die Ausgangssignale der wenigstens zwei Schieberegister (MSRG 1, MSRG 2) mod. 2 addiert, wobei der Anfangszustand eines der Schieberegister (MSRG 1, MSRG 2) festliegt, und das wenigstens eine andere so ausgebildet ist, daß der Anfangszustand variabel ist.

4. Codemustergenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bitumkehrungseinrichtung (TRS 1, TRS 2) Ausgangswähleinrichtungen (DS _1-n einschließen, dann, wenn die für die Festlegung eines Codes u notwendigen Codedaten unter Verwendung eines Steuersignals eingegeben werden, die für die Festlegung eines Codes u notwendigen Daten unverändert ausgeben, wenn das Steuersignal einen ersten Zustand hat, und die Bits der spiegelbildlichen Ausgangscodedaten zum Festlegen des spiegelbildlichen Codes des Codes u dann umkehren, wenn das Steuersignal einen zweiten Zustand hat, so daß es möglich ist, eines von zwei Signalen, die spiegelbildlich zueinander sind, aus gemeinsamen Codedaten auf das Steuersignal ansprechend auszugeben.

5. Codegenerator nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine erste und eine zweite Flip-Flop-Schaltung (FF 1, FF 2), die einen ersten und einen zweiten GOLD-Code auf die Ausgangssignale der ersten und der zweiten Addiereinrichtung (E 1, E 2) jeweils ausgeben.

6. Codegenerator nach Anspruch 1 oder 5, gekennzeichnet durch eine Wähleinrichtung (DS 1) zum Wählen eines der Ausgangssignale der ersten oder der zweiten Addiereinrichtung (E 1, E 2) auf ein CSKI-Signal ansprechend, und durch eine dritte Flip-Flop-Schaltung (FF 3), die einen GCSK-Code auf das Ausgangssignal ansprechend erzeugt, das durch die Wähleinrichtung (DS 1) gewählt ist.

7. Codegenerator nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Flip-Flop-Schaltung (FF 1), die auf das Ausgangssignal der Addiereinrichtung (E 1) einen GOLD-Code ausgibt.