DE4104096A1

DE4104096A1 - Spread-spektrum-empfangsvorrichtung

Info

Publication number: DE4104096A1
Application number: DE4104096A
Authority: DE
Inventors: Nobuo Mikoshiba; Kazuo Tsubouchi
Original assignee: Individual
Current assignee: Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Priority date: 1990-02-14
Filing date: 1991-02-11
Publication date: 1991-08-22
Also published as: GB9102697D0; FR2659510A1; JPH0810841B2; FR2659510B1; JPH03236643A; CA2035838A1; GB2241136A; GB2241136B

Description

Die Erfindung befaßt sich mit der Beseitigung einer Störwelle in einer Spread-Spektrum-Empfangsvorrichtung, die verschiedene Arten von Informationen unter Verwendung eines gedehnten Spektrums empfängt.

Als Nachrichtenverbindungssystem sind bisher verschiedenartige Systeme untersucht und entwickelt worden. Das Spread-Spektrum-Nachrichtenverbindungssystem ist als ein System mit hoher Zuverlässigkeit bekannt.

Bei einem derartigen Spread-Spektrum-Nachrichtenverbindungssystem wird auf der Senderseite die Information dadurch übertragen, daß primär modulierte Signale wie beispielsweise Schmalbandsignale der Basisbandinformation, des Tones usw. auf eine Vielzahl von Frequenzen in einem Breitband mit hoher Geschwindigkeit (FH- oder Frequenz-Sprungsystem) springen gelassen werden, oder daß das Spektrum auf ein Breitband unter Verwendung eines Hochgeschwindigkeitspseudorauschcodes (PN-Code) gedehnt wird (DS- oder Direktsequenzsystem) oder daß das Spektrum dadurch gedehnt wird, daß beide Systeme kombiniert werden (FH/DS-System), und werden auf der Empfängerseite die Breitbandsignale in die ursprünglichen primär modulierten Schmalbandsignale über einen Korrelator umgewandelt, um die Informationssignale wiederzugeben. Dieses Spread-Spektrum-Nachrichtenverbindungssystem hat in der jüngsten Zeit als Nachrichtenverbindungssystem mit extrem hoher Zuverlässigkeit hinsichtlich seiner Unempfindlichkeit gegenüber äußeren Störungen und Interferenzen, aufgrund der Tatsache, daß es eine hohe Geheimhaltung hat usw. Beachtung gefunden.

Ein besonders wichtiger Aspekt dieses Spread-Spektrum-Nachrichtenverbindungssystems ist der Aufbau des Korrelators auf der Empfängerseite. Ein Korrelator, der am einfachsten aufgebaut, am zweckmäßigsten zu handhaben ist und eine hohe Zuverlässigkeit bei einem drahtlosen Spread-Spektrum-Nachrichtenverbindungssystem hat, ist ein mit akustischen Oberflächenwellen arbeitendes Bauelement, d. h. ein sogenannter SAW-Korrelator.

Als SAW-Korrelatoren sind allgemein korrelatorartige (Verzögerungsleitung mit Abgriff) und konvolverartige bekannt. Die korrelatorartigen Korrelatoren haben einen einfachen Aufbau und im allgemeinen einen hohen Wirkungsgrad und eine hohe Leistungsfähigkeit, sie werden jedoch stark durch den Temperaturkoeffizienten des Substrates beeinflußt. Obwohl andererseits die konvolverartigen Korrelatoren kaum durch Temperaturänderungen beeinflußt werden, ist ihr Wirkungsgrad oder ihre Leistungsfähigkeit im allgemeinen gering. Wenn jedoch der o. g. PN-Code variabel ist, dann kann das korrelatorartige Bauelement damit nicht umgehen, da der PN-Code festliegt. Die Art des PN-Code kann im Gegensatz dazu bei einem konvolverartigen Korrelator verändert werden. Wenn daher die Leistungsfähigkeit oder der Wirkungsgrad einen in der Praxis brauchbaren Pegel hat, dann ist es zweckmäßiger, den korrelatorartigen Konvolver zu verwenden.

Bei einem Spread-Spektrum-System in Form eines DS-Systems wird ein Hochgeschwindigkeits-PN-Code mit der Basisbandinformation über einen Mischer gemischt, um sie in eine Breitbandinformation umzuwandeln, so daß dieses System sehr einfach verwirklicht werden kann. Es hat jedoch Schwächen bezüglich der Störung oder der Trennung von anderen Kanälen und ist mit Entfernungsproblemen verbunden.

Das direkt durch den PN-Code gedehnte Signal wird einer Korrelation mit einem Bezugssignal über einen Korrelator in der Zwischenfrequenzstufe auf der Empfängerseite unterworfen. Wenn der PN-Code der Empfängerseite dem PN-Code der Senderseite entspricht, dann wird vom Korrelator ein Korrelationsspitzenwert ausgegeben. Wenn jedoch das Verhältnis der Gesamtleistung des Spread-Spektrum-Signals zur Gesamtleistung des Spektrums der Störungen usw. nahe am Prozeßverstärkungs- oder Übertragungsfaktor des Konvolvers auch oder darüber liegt, dann werden bei der Spread-Spektrum-Nachrichtenverbindung Nachrichtenverbindungsfehler nur durch das DS-System erzeugt.

Die Fig. 7A, 7B und 7C sowie die Fig. 8A, 8B und 8C zeigen die problematischen Stellen bekannter Systeme. Diese Figuren zeigen ein Beispiel, bei dem das Modulationsverfahren des Systems so festgelegt ist, daß bei Verwendung eines SAW-Konvolvers als Korrelator durch das DS-System und einer Basisbandinformation "1" ein Faltungsspitzenwert ausgegeben wird und bei einer Basisbandinformation "0" kein Faltungsspitzenwert ausgegeben wird.

Wenn gemäß Fig. 7A, 7B und 7C keine Störungen usw. vorhanden sind, dann wird der Faltungsspitzenwert fehlerfrei in Abhängigkeit davon wiedergebildet, ob die Information "1" oder "0" ist. Wenn jedoch das Verhältnis der Gesamtleistung des Spread-Spektrum-Signals zur Gesamtleistung des Spektrums der Störungen usw. nahe am Prozeßübertragungsfaktor des Konvolvers oder darüber liegt, ist es nicht möglich zu beurteilen, ob die Information "1" oder "0" ist, so daß ein Fehler erzeugt wird.

Es ist daher notwendig, diese Störwelle usw. durch eine weitere Signalverarbeitung zu beseitigen, um die Störfreiheit zu erhöhen.

Eines der wirksamsten Verfahren besteht dazu darin, das Störspektrum, das in Fig. 8A dargestellt ist, über ein Filter zu entfernen. Da vorher jedoch nicht bekannt ist, wo das Störspektrum erzeugt wird, ist ein programmierbares Filter notwendig, das in Echtzeit arbeitet. Es ist bisher jedoch noch kein zufriedenstellendes Filter dieser Art entwickelt worden.

Da in der oben beschriebenen Weise vorher nicht beurteilt werden kann, an welcher Frequenzposition des gewünschten Spektrums bei der Spread-Spektrum-Nachrichtenverbindung Störungen usw. auftreten, ist es erwünscht, eine Beeinträchtigung des Signalrauschverhältnisses aufgrund einer Störung zu vermeiden, gleichgültig an welcher Frequenzposition die Störwelle auch immer auftritt.

Die erfindungsgemäße Ausbildung ist darauf gerichtet und hat zum Ziel, eine Störwelle usw. über ein einfaches Verfahren zu entfernen, ohne daß ein kompliziertes programmierbares Filter benötigt wird, so daß dadurch eine Nachrichtenverbindung mit hoher Zuverlässigkeit sichergestellt ist.

Dazu weist die erfindungsgemäße Spread-Spektrum-Nachrichtenverbindungsvorrichtung eine Einrichtung auf, die über die gewünschten Korrelationsspitzenwerte hinaus alle übermäßig großen Anteile, die durch Störungen usw. erzeugt werden, wirksam und einfach nach der Umkehrumwandlung des Spread-Spektrum-Signals auf der Empfängerseite entfernt.

Dazu ist bei einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Mischer mit Quadrierungscharakteristik vorgesehen.

Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Korrelator FM-moduliert und bei einem dritten Ausführungsbeispiel ist ein derartiger Aufbau vorgesehen, daß die Mitte des Spektrums des Spread-Spektrum-Signals, die gegenüber Störungen empfindlich ist, über ein Filter entfernt wird. Jeder Aufbau des ersten bis dritten Ausführungsbeispiels ist an sich wirksam, Kombinationen daraus haben jedoch einen noch höheren Wirkungsgrad.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel werden Störwellenanteile dadurch entfernt, daß das Korrelationsausgangssignal, dem die Störwelle überlagert ist, quadriert wird, und Bandpaßfilter in zwei Gruppen getrennt vorgesehen sind. Der Grund dafür besteht darin, daß aufgrund der Tatsache, daß die Störwellenanteile in der Nachbarschaft der Gleichspannung und in der Nachbarschaft einer Frequenz zweimal so hoch wie die Frequenz der Störwellenanteile durch Quadrieren konzentriert sind, die Störwellenanteile dadurch entfernt werden, daß diese Frequenzanteile in der Nachbarschaft der Gleichspannung und die Frequenzanteile, die zweimal so hoch wie die Störwellenanteile sind, über die Bandpaßfilter entfernt werden, so daß in dieser Weise der gewünschte Spread-Spektrum-Signalanteil mit einem hohen Signalrauschverhältnis erfaßt werden kann.

Bei dem FM-Modulationsverfahren mit einem Bezugssignal, das bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwandt wird, weicht die Mittenfrequenz des am Korrelator liegenden Bezugssignals zeitlich immer vom Frequenzanteil der Störfrequenz ab, da eine Einrichtung zur FM-Modulation vorgesehen ist, so daß es in dieser Weise möglich ist, zu verhindern, daß am Ausgang des Korrelators bei der Korrelationsverarbeitung Störwellenanteile ausgegeben werden.

Obwohl weiterhin bei dem Filterverfahren, das beim dritten Ausführungsbeispiel verwandt wird, die Nachbarschaft der Mitte besonders empfindlich gegenüber einer Störwelle ist, da die elektrische Leistung in der Nachbarschaft der Mitte konzentriert ist, ist es möglich, ein Korrelationsausgangssignal mit hohem Signalrauschverhältnis dadurch zu erhalten, daß vorher Störwellenanteile, die in die Nachbarschaft der Mitte eintreten, mittels eines Filters entfernt werden, bevor sie in den Korrelator eingegeben werden, um sie dadurch zu unterdrücken.

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

Fig. 1 in einem Blockschaltbild ein Ausführungsbeispiel einer Signalverarbeitungsschaltung zum Entfernen einer Störwelle mit dem Aufbau eines einstufigen Ringmischers gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 2A und 2B schematisch das Korrelationsausgangssignalspektrum und eine Wellenform gegenüber der Zeit vor der in Fig. 1 dargestellten Signalverarbeitung,

Fig. 3A und 3B schematisch ein Korrelationsausgangssignalfrequenzspektrum und eine Wellenform gegenüber der Zeit nach der in Fig. 1 dargestellten Signalverarbeitung,

Fig. 4 das Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Signalverarbeitungsschaltung zum Entfernen einer Störwelle mit dem Aufbau eines mehrstufigen Ringmischers gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 5 in einem Blockschaltbild ein Ausführungsbeispiel einer Signalverarbeitungsschaltung zum Entfernen einer Störwelle nach dem FM-Modulationsverfahren mit Korrelatorbezugssignal gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 6 in einem Blockschaltbild ein Ausführungsbeispiel einer Signalverarbeitungsschaltung zum Entfernen einer Störwelle nach dem Kerbfilterverfahren gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 7A, 7B und 7C Wellenformen des Korrelationsausgangssignals bei einem bekannten System, wenn keine Störwellen auftreten,

Fig. 8A, 8B, 8C die Verschlechterung der Wellenformen des Korrelationsausgangssignals bei dem bekannten System, wenn Störwellen auftreten,

Fig. 9 in einem Blockschaltbild ein abgewandeltes Beispiel, das eine Kombination des in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiels mit dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel darstellt,

Fig. 10 das Blockschaltbild eines abgewandelten Beispiels, das eine Kombination des in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiels mit dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel darstellt,

Fig. 11 das Blockschaltbild eines abgewandelten Beispiels, das eine Kombination der in den Fig. 1, 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiels darstellt,

Fig. 12 das Blockschaltbild eines abgewandelten Beispiels, das eine Kombination des in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiels mit dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist,

Fig. 13 das Blockschaltbild eines abgewandelten Beispiels, das eine Kombination des in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiels mit dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist, und

Fig. 14 das Blockschaltbild eines abgewandelten Beispiels, das eine Kombination der in den Fig. 5, 6 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiele ist.

Fig. 1 zeigt den Aufbau eines Ausführungsbeispiels des Hauptteils, d. h. des Ringmischersignalverarbeitungsteils einer Spread-Spektrum-Nachrichtenverbindungsvorrichtung mit einem Aufbau, der einen Ringmischer verwendet, der als Mischer mit Quadrierungscharakteristik gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung arbeitet. In Fig. 1 sind ein Verstärker 1, ein Ringmischer 2 und ein Dämpfungsglied 3 dargestellt. Ein Spread-Spektrum-Korrelatorausgangssignal vom Korrelator 17, das von Störwellen begleitet wird, wird in zwei Teile aufgeteilt, nachdem es durch den Verstärker 1 verstärkt ist. Ein Teil liegt direkt am Ringmischer 2, während der andere Teil am anderen Eingang des Ringmischers 2 nach dem Durchgang durch das Dämpfungsglied 3 liegt, um den Signalpegel zu regulieren. Danach wird das Ausgangssignal des Ringmischers 2 durch ein Bandpaßfilter 4 geführt, um die Störwellen zu entfernen, so daß in dieser Weise das gewünschte Korrelationsausgangssignal mit ausgezeichnetem Signalrauschverhältnis herausgeführt werden kann.

Ein Beispiel dieser Ringmischersignalverarbeitung ist in den Fig. 2A und 2B sowie in den Fig. 3A und 3B dargestellt.

Fig. 2A zeigt das Frequenzspektrum des Ausgangssignals des Korrelators auf der Empfängerseite. Eine scharfe Spitze aufgrund einer Störwelle findet sich in einem Bereich S₁ neben einem breiten Spektrum, das das gewünschte Spread-Spektrum-Korrelationsausgangssignal ist.

Die Wellenform gegenüber der Zeit für diesen Fall ist in Fig. 2B dargestellt. In dieser Wellenform S₂ befindet sich die gewünschte Korrelationsspitze und wird die Störwelle in-Form einer großen Welligkeit S₃ in der Grundlinie beobachtet. Wie es oben angegeben wurde, ist aufgrund der Tatsache, daß die Korrelationsspitze der Störwelle überlagert ist, das Signalrauschverhältnis niedrig und wird bei der Wiederherstellung der Basisbandinformation durch das Erfassen der Korrelationsspitze ein Fehler erzeugt.

Wenn jedoch die Signalverarbeitungsschaltung mit dem Aufbau eines Ringmischers gemäß Fig. 1 zusammen mit einem Bandpaßfilter mit der in Fig. 3A angegebenen Charakteristik verwandt wird, ist es möglich, eine Wellenform der Korrelationsspitze S₄ bezüglich der Zeit mit hohem Signalrauschverhältnis zu erhalten, in der die Störwelle unterdrückt ist, wie es in Fig. 3B dargestellt ist. Das höhere Signalrauschverhältnis ergibt sich aufgrund der Tatsache, daß das Korrelationsausgangssignal, das dieser Störwelle überlagert war, so quadriert wurde, daß die Frequenzanteile der Störwelle in die Nähe der Gleichspannung und in die Nähe einer Frequenz verschoben wurden, die zweimal so hoch wie die des Anteils der ursprünglichen Störwelle ist, und es möglich ist, nur den Frequenzanteil der Korrelationsspitze über das Bandpaßfilter 4 auszuwählen.

Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel ist dann zweckmäßig, wenn nur eine Störwelle vorliegt. Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel hat einen mehrstufigen Aufbau, wobei jede Stufe aus einem Ringmischer und einem Bandpaßfilter besteht, so daß mindestens zwei Störwellen entfernt werden können, wenn mehr als eine Störwelle auftreten. In Fig. 4 sind Verstärker 5, 9, 13, Ringmacher 6, 10, 14, Dämpfungsglieder 7, 11, 15 und Bandpaßfilter 8, 12, 16 jeweils dargestellt. Wenn nicht weniger als zwei Störwellen vorhanden sind und das Korrelationsausgangssignal des Korrelators 17, das nicht weniger als zwei Störwellen enthält, quadriert wird, dann tritt ein Frequenzanteil Δf des Frequenzunterschiedes zwischen den verschiedenen Störwellen im Frequenzband des Korrelationsspitzenwertes auf, das auch als Korrelationsspitzenwertinformationsband bezeichnet wird. Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist es möglich, die Störwellen zu entfernen, gleichgültig welchen Wert der Frequenzanteil Δf des Frequenzunterschiedes zwischen den verschiedenen Störwellen hat.

Wie es in Fig. 4 dargestellt ist, ist aus diesem Grunde für den mehrstufigen Aufbau aus Ringmischern und Bandpaßfiltern der Bandpaß des Bandpaßfilters in jeder Stufe so gewählt, daß die folgenden Beziehungen erfüllt sind.

n ≧ 2 (2)

f_L i < 0 (3)

i = 1, 2, . . . n (4)

wobei f_L die Grenzfrequenz auf der Niederfrequenzseite des Bandpaßfilters bezeichnet, f_H die Grenzfrequenz auf der Hochfrequenzseite bezeichnet, n bei f_L n oder f_H n die Nummer der letzten Stufe bezeichnet, und i bei f_L i die Position jeder Stufe bezeichnet. Der Bandpaß für das Bandpaßfilter in jeder Stufe ist so gewählt, daß die Gleichungen (1) bis (4) erfüllt sind. Der Pegel des Eingangssignals am Ringmischer in jeder Stufe wird weiterhin durch die Dämpfungsglieder 7, 11 oder 15 so reguliert, daß das Ausgangssignal eine Quadratcharakteristik bezüglich des Eingangssignals hat.

Zunächst werden durch das Bandpaßfilter 8 in der ersten Stufe Störwellen mit Frequenzunterschieden

Δf f_L1 (5)

auf der niederfrequenten Seite entfernt. Störwellen mit Frequenzunterschieden

Δf f_L1 (6)

werden durch die Kombinationen der Ringmischer 10, 14 und der Bandpaßfilter 12, 16 in der zweiten Stufe und den folgenden Stufen entfernt. Der Grund dafür besteht darin, daß dann, wenn die Bandpässe so festgelegt sind, wie es durch die Gleichung 1 angegeben ist, die Anteile der Frequenzunterschiede zwischen den verschiedenen Störwellen die Gleichung erfüllen:

2^n-1 × Δf < f_Hn (7)

und durch ein Abschneiden der hochfrequenten Anteile mittels des Bandpaßfilters 16 in der letzten Stufe entfernt werden. Die Bedingung, die sich durch die Gleichung (3) ergibt, ist notwendig, um das Rauschen des Gleichspannungsanteils nach dem Durchgang durch den Ringmischer in jeder Stufe abzuschneiden.

Die Grenzfrequenz f_H des Bandpaßfilters in jeder Stufe kann irgendeinen Wert haben, vorausgesetzt, daß das Bandpaßfilter das Informationsband des Korrelationsspitzenwertes durchläßt. Es ist jedoch bevorzugt, daß dieser Wert f_H etwas größer als f_Hn des Bandpaßfilters der letzten Stufe ist. Im folgenden wird ein Beispiel des Bandpasses jedes Bandpaßfilters bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung gegeben. Wenn ein SAW-Konvolver mit einer Eingangsmittenfrequenz von 215 MHz und einer Bandbreite von 23 MHz als Korrelator im Empfänger benutzt wird, dann wird das Ausgangssignal des Korrelators mit einer Mittenfrequenz von 430 MHz und einer Bandbreite von 46 MHz in der Zwischenfrequenzstufe des Empfängers ausgegeben. Die nachfolgende Stufe am Ausgang dieses Korrelators ist eine Signalverarbeitungsschaltung mit mehrstufigem Aufbau aus n=3 Stufen, von denen jede aus einem Ringmischer und einem Bandpaßfilter besteht, so daß f_H 3=30 MHz und f_L 1=8 MHz.

Bei einem derartigen Aufbau der Empfangsvorrichtung ist es möglich, die Störwelle zu entfernen, gleichgültig welchen Wert der Frequenzanteil Δf des Frequenzunterschiedes zwischen den verschiedenen Störwellen hat. Dabei besteht der Unterschied zwischen dem Fall, in dem nur der Korrelator benutzt wird, und dem Fall, in dem die erfindungsgemäße Signalverarbeitungsschaltung in der dem Korrelator folgenden Stufe vorgesehen ist, darin, daß dann, wenn das Verhältnis der Gesamtleistung des gewünschten Spread-Spektrumsignals zur Gesamtleistung der Störung usw., die in das Spread-Spektrum-Nachrichtenverbindungsband eintritt, mit D/U bezeichnet wird, die Störbeständigkeit für die gleiche Fehlerrate relativ um mehr als 15 dB im D/U-Verhältnis durch die erfindungsgemäße Schaltung verbessert ist.

Die o. a. numerischen Werte sind nur als Beispiele anzusehen. Es reicht aus, daß die Signalverarbeitungsschaltung aus mehreren Stufen besteht, von denen jede aus einem Ringmischer und einem Bandpaßfilter aufgebaut ist, derart, daß eine willkürliche Anzahl von Stufen die Gleichungen (1) bis (4) erfüllt. Statt des Ringmischers kann weiterhin irgendein Mischer benutzt werden, so lange er eine Quadrierungscharakteristik hat. Als Bandpaßfilter kann irgendein Filter verwandt werden, falls es die durch die Gleichungen (1) bis (4) ausgedrückten Bedingungen erfüllt.

Das in Fig. 5 dargestellte Beispiel entspricht dem eingangs genannten zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, das so aufgebaut ist, daß das Bezugssignal für den Korrelator FM-moduliert wird. In Fig. 5 sind ein Konvolver 17, ein Mischer 18, ein FM-modulierender Oszillator 19, ein PN-Codegenerator 20 und ein Taktsignalgenerator 21 dargestellt. Obwohl das empfangene Signal eine Störwelle in der Zwischenfrequenzstufe im Empfänger enthält, liegt es als übertragenes Signal am SAW-Konvolver 17, der als Korrelator arbeitet.

Ein PN-Code, der zeitlich bezüglich des PN-Codes des empfangenen Signals invertiert ist, wird andererseits durch den PN-Codegenerator 20 dadurch erzeugt, daß ein Taktsignal vom Taktsignalgenerator 21 am PN-Codegenerator 20 liegt. Dabei wird ein FM-modulierter Träger unter Verwendung des FM-modulierenden Oszillators 19 erzeugt und mit dem oben beschriebenen PN-Code durch den Mischer 18 multipliziert, um das Bezugssignal auszugeben, das wiederum am Konvolver 17 liegt. Was die Frequenzverschiebung der FM-Modulation anbetrifft, so kann bei einem SAW-Konvolver 17 ein Effekt auch dann erzielt werden, wenn diese willkürlich bis zum Kehrwert der Zeit τg verschoben wird, während der sich die akustische Oberflächenwelle über die Faltungselektrode fortpflanzt.

Im folgenden wird ein Beispiel konkreter numerischer Werte gegeben. Wenn die Mittenfrequenz des Konvolvers 215 MHz beträgt und die Verzögerungszeit des Faltungsgatters bei 9 µs liegt, dann ist bei einer Frequenzverschiebung des Bezugssignals (auf einer Seite der Mittenfrequenz) von 50 kHz und einer modulierten Welle, die die Geschwindigkeit der Verschiebung wiedergibt, von 20 kHz die Störungsbeständigkeit auf mehr als etwa 10 dB bezüglich des Falles verbessert, in dem das Bezugssignal nicht FM-moduliert wird.

Die oben beschriebenen Werte sind lediglich als Beispiel anzusehen. Das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung zeichnet sich nämlich dadurch aus, daß das Bezugssignal so FM-moduliert wird, daß seine Mittenfrequenz nicht den Frequenzanteilen der Störwelle entspricht, und dann ein Effekt erzielt wird, wenn die Frequenzverschiebung kleiner als 1/τg ist. Das FM-Modulationsverfahren kann irgendein Verfahren sein und der Effekt kann durch irgendein Verfahren erzielt werden, falls die Frequenzverschiebung unter 1/τg sein kann und eine modulierte Welle verwandt wird.

Das in Fig. 6 dargestellte Ausführungsbeispiel entspicht dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Mitte des Spektrums des Spread-Spektrum-Signals, die insbesondere für Störungen anfällig ist, über ein festes Kerbfilter entfernt wird. In Fig. 6 sind das feste Kerbfilter 22, ein Verstärker 23 und ein SAW-Konvolver 24 dargestellt. Obwohl das DS-System, das ein Spread-Spektrum-System ist, ein einfaches System ist, hat es den Nachteil, daß die elektrische Leistung in der Nachbarschaft der Mitte des Spektrums des Spread-Spektrum-Signals konzentriert ist. Wenn die Störwelle in der Mitte liegt, hat dieses System daher eine geringe Störungsbeständigkeit aufgrund der Charakteristik des Konvolvers.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nur die Nachbarschaft der Mitte des gedehnten Spektrums des empfangenen Signals in der Zwischenfrequenzstufe vorher herausgenommen und das Signal anschließend als Empfangssignal an den Konvolver gelegt, nachdem es durch den Verstärker hindurchgegangen ist. In dieser Weise ist es möglich, den Nachteil einer hohen Störempfindlichkeit gegenüber einer Störwelle zu beseitigen, die in der Nachbarschaft der Mitte des Frequenzspektrums des Spread-Spektrum-Signals auftritt. Dadurch ist der oben beschriebene Mangel beseitigt.

Im folgenden wird ein Beispiel konkreter numerischer Werte für das obige Ausführungsbeispiel beschrieben. Bei einem DS-System mit einem PN-Code von 127 Chips, bei dem die Codefrequenz 14 MHz beträgt, und bei einem Konvolver, dessen Mittenfrequenz bei 215 MHz liegt, während seine Faltungsgatterverzögerungszeit 9 µs beträgt, wird ein Kerbfilter benutzt, dessen Mittenfrequenz 215 MHz beträgt, dessen 3-dB-Band etwa 1,5 MHz breit ist und dessen Dämpfung in der Mitte bei etwa 38 dB liegt. Das Frequenzspektrum des Spread-Spektrum-Signals ist etwa 28 MHz breit, wobei selbst dann, wenn ein Teil, der etwa 1,5 MHz entspricht, durch das Kerbfilter herausgefiltert wird, die Beeinträchtigung der Korrelationsspitze gering ist und die Störungsbeständigkeit des störungsanfälligen mittleren Teils gegenüber einer Störwelle mit hohem Wirkungsgrad verbessert werden kann.

Die oben angegebenen numerischen Werte sind nur Beispiele. Das heiß, daß ein zweckmäßiges Verfahren zum Verbessern der Störanfälligkeit darin besteht, den mittleren Teil des Frequenzspektrums des Spread-Spektrum-Signals durch Zwischenschaltung eines Kerbfilters zu dämpfen, wobei entweder eine LCR-Schaltung, eine Bandleitungsschaltung, ein digitales Filter oder ein SAW-Filter als Kerbfilter verwandt werden kann.

Die Störungsbeständigkeit kann merklich gegenüber dem Fall verbessert werden, in dem die verschiedenen Systeme getrennt verwandt werden, wenn das Ringmischersystem, das in Fig. 4 dargestellt ist, und das System von Fig. 5, bei dem das Bezugssignal für den Korrelator FM moduliert wird, oder das Kerbfiltersystem, das in Fig. 6 dargestellt ist, oder alle diese drei Systeme kombiniert werden.

Fig. 9 zeigt eine Kombination des in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiels mit dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem das Korrelationsausgangssignal von einem Konvolver 17 an einem Ringmischer 2 und einem Dämpfungsglied 3 über einen Verstärker 1 liegt.

Fig. 10 zeigt eine Kombination des in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiels mit dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem das Korrelationsausgangssignal von einem Konvolver 24 über den Verstärker 1 am Ringmischer 2 und am Dämpfungsglied 3 liegt.

Fig. 11 zeigt eine Kombination der in den Fig. 1, 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiele.

Fig. 12 zeigt eine Kombination des Ausführungsbeispiels von Fig. 5 mit dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel.

Fig. 13 zeigt eine Kombination des in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiels mit dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel.

Fig. 14 zeigt eine Kombination der in den Fig. 5, 6 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiele.

Wie es oben beschrieben wurde, ist es bei der erfindungsgemäßen Spread-Spektrum-Nachrichtenverbindungsvorrichtung möglich, eine Störwelle mit hohem Wirkungsgrad dadurch zu entfernen, daß beim Empfänger ein einfaches Verfahren angewandt wird, so daß eine Nachrichtenverbindung mit hoher Zuverlässigkeit möglich ist.

Wenn insbesondere eine Nachrichtenverbindung mit einer schwachen elektromagnetischen Welle bewirkt wird, ist dieser Effekt der Entfernung der Störung in der Praxis erheblich.

Das erfindungsgemäße System der Entfernung einer Störwelle kann in weitem Umfang als Störwellenentfernungssystem nicht nur bei der Spread-Spektrum-Nachrichtenverbindung sondern auch dann angewandt werden, wenn eine Information mit einem breiten Frequenzband einer Schmalbandstörwelle ausgesetzt ist.

Claims

1. Spread-Spektrum-Empfangsvorrichtung mit einem Korrelator, der eine Korrelation zwischen einem empfangenen Signal und einem Bezugssignal bildet, um ein Korrelationsausgangssignal zu erzeugen, gekennzeichnet durch wenigstens einen Mischer (2, 6, 10, 14) mit Quadrierungscharakteristik, der in der auf den Korrelator (17) folgenden Stufe angeordnet ist, und wenigstens ein Bandpaßfilter (4, 8, 12, 16), das nur einen bestimmten Frequenzbandanteil im Ausgangssignal des Mischers (2) hindurchläßt und in der auf den Mischer (2) folgenden Stufe angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltungen, von denen jede aus einem Mischer (6, 10, 14) und einem Bandpaßfilter (8, 12, 16) besteht, die in Reihe zueinander geschaltet sind, in mehreren Stufen hinter dem Korrelator (17) in Reihe zueinander geschaltet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dämpfungsglied (3) vorgesehen ist, und der Mischer (2) ein Ringmischer mit zwei Eingängen ist, wobei das Korrelationsausgangssignal an einem der Eingänge des Mischers (2) liegt, an dessen anderem Eingang das Korrelationsausgangssignal über das Dämpfungsglied (3) liegt.

4. Spread-Spektrum-Empfangsvorrichtung mit einem Korrelator, der eine Korrelation zwischen einem empfangenen Signal und einem Bezugssignal bildet, um ein Korrelationsausgangssignal zu erzeugen, und mit einem PN-Codegenerator, dadurch gekennzeichnet, daß der PN-Codegenerator (20) einen PN-Code erzeugt, der zeitlich bezüglich des PN-Codes des empfangenen Signals auf der Grundlage eines Taktsignals umgekehrt ist, und das Bezugssignal ein Signal ist, das dadurch erhalten wird, daß ein FM-modulierter Träger, der von einem FM-modulierenden Generator (19) erzeugt, mit dem PN-Code durch einen Mischer (18) multipliziert wird.

5. Spread-Spektrum-Empfangsvorrichtung mit einem Korrelator, der eine Korrelation zwischen einem empfangenen Signal und einem Bezugssignal bildet, um ein Korrelationsausgangssignal zu erzeugen, gekennzeichnet durch ein Kerbfilter (22) in der Zwischenfrequenzstufe der Empfangsvorrichtung, wobei ein bestimmter Bandteil im Spektrum des empfangenen Signals von der Zwischenfrequenzstufe durch das Kerbfilter (22) herausgefiltert wird, und das gefilterte Signal als empfangenes Signal am Korrelator (24) liegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der bestimmte Bandanteil ein Bandanteil in der Nachbarschaft der Frequenzmitte ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch wenigstens einen Mischer (2) mit Quadrierungscharakteristik, der in der dem Korrelator (17) folgenden Stufe angeordnet ist, und wenigstens ein Baßpaßfilter (4), das nur einen bestimmten Frequenzbandanteil im Ausgangssignal des Mischers (2) hindurchgehen läßt und in der auf den Mischer (2) folgenden Stufe angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch wenigstens einen Mischer (2) mit Quadrierungscharakteristik, der in einer auf den Korrelator (24) folgenden Stufe angeordnet ist, und wenigstens ein Baßpaßfilter (4), das nur einen bestimmten Frequenzbandanteil im Ausgangssignal des Mischers (2) hindurchgehen läßt und in einer auf den Mischer (2) folgenden Stufe angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen PN-Codegenerator (20), der einen PN-Code erzeugt, der zeitlich bezüglich des PN-Codes des empfangenen Signals auf der Grundlage eines Taktsignals umgekehrt ist, einen FM-modulierenden Oszillator (19), der einen FM-modulierten Träger erzeugt, einen Mischer (18), der ein Bezugssignal ausgibt, das dadurch erhalten wird, daß der Träger mit dem vom PN-Codegenerator (20) ausgegebenen PN-Code multipliziert wird, und einen Korrelator (24), der eine Korrelation zwischen dem empfangenen Signal und dem Bezugssignal bildet, um ein Korrelationsausgangssignal zu erzeugen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltungen, von denen jede aus einem Mischer (2) und einem Bandpaßfilter (4) besteht, die in Reihe geschaltet sind, in mehreren Stufen geschaltet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltungen, von denen jede aus einem Mischer (2) und einem Bandpaßfilter (4) besteht, die in Reihe geschaltet sind, in mehreren Stufen geschaltet sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltungen, von denen jede aus einem Mischer (2) mit Quadrierungscharakteristik und einem Bandpaßfilter (4) besteht, die in Reihe geschaltet sind, in mehreren Stufen geschaltet sind.