DE69020606T2

DE69020606T2 - Spreizspektrumidentifikationssignal für Kommunikationssysteme.

Info

Publication number: DE69020606T2
Application number: DE69020606T
Authority: DE
Inventors: Jean-Jacques Werner
Original assignee: AT&T Corp
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1989-03-31
Filing date: 1990-03-21
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2010-03-22
Also published as: EP0390417A2; EP0390417A3; JPH02288522A; CA2010478A1; EP0390417B1; CA2010478C; DE69020606D1; US4943973A

Description

Kommunikationsnetzwerke übertragen Informationssignale über eine komplizierte Anordnung von Bauteilen. Solche Informationssignale umfassen Sprache und Daten, wobei die Daten von einer scheinbar unbegrenzten Anzahl von Informationsquellen ausgehen, beispielsweise in Form von Faksimile-Text-Video-Signalen usw. Die Kommunikationsmedien, die in solchen Netzwerken verwendet werden, können homogen oder diversifiziert sein und umfassen gegenwärtig drahtförmige Leitungen, optische Fasern, Funkwellen, Satelliten und Unterwasserkabel.
Die unterschiedlichen Arten von Informationssignalen, die über das Netzwerk geführt werden, in Verbindung mit der sehr großen Zahl von unähnlichen Typen von Netzwerkeinrichtungen führt zu Situationen, in denen die Güte der Anlage beeinträchtigt wird. In der Hauptsache ergeben sich solche Situationen bei der Übertragung von Daten im Gegensatz zu Sprachsignalen und insbesondere bei der Übertragung von Datensignalen hoher Geschwindigkeit. Beispielsweise enthalten die Kommunikationsnetzwerke Echosperren und -auslöscher, die für Sprachübertragungen über große Entfernungen erforderlich sind, die aber mit bestimmten Typen von Datenübertragungen inkompatibel sind. Außerdem enthält beispielsweise das Netzwerk bestimmte Codier- und Decodiergeräte (Codecs), die mit Datenübertragungen oberhalb einer bestimmten Rate nicht harmonisch zusammenarbeiten. Bei einem weiteren Beispiel enthalten digitale Netzwerke Einrichtungen, die ankommende Gruppen von Digitalkanälen, die Sprach- und Dateninformationen führen, in unterschiedliche abgehend Gruppen neu ordnen. Solche Einrichtungen erfordern eine komplizierte Signalbearbeitung für die Daten führenden Digitalkanäle, wenn solche Kanäle mehr als einen vorbestimmten Prozentsatz der ankommenden Digitalkanäle darstellen.
Eine Lösung für das Problem der Inkompatibilität zwischen bestimmten Informationssignalen und bestimmten Typen von Kommunikationseinrichtungen besteht darin, die lästigen Informationssignale über getrennte Netzwerke zu übertragen, die auch als private Netzwerke bekannt sind und die besonders für solche Signale konditioniert und reserviert sind. Bei der Konditionierung handelt es sich um einen Fachausdruck, der angibt, daß eine Kommunikationseinrichtung so ausgelegt ist, daß ein vorgewählter Betrag der Signalstörung mit Sicherheit nicht auftritt. Eine solche Auftrennung stellt zwar eine befriedigende Lösung dar, die Kosten solcher Netzwerke und insbesondere die Kosten der Konditionierung können jedoch die Zielsetzungen bei bestimmten Systemanwendungen übersteigen.
Eine andere Lösung für bestimmte Arten des erwähnten Inkompatibilitätsproblems besteht darin, einen Ton zur Identifizierung von Datensignalen zu übertragen. Beispielsweise wird entsprechend der augenblicklichen Definition in CCITT V.25 ein Ton mit 2100 Hz übertragen, um ein Datensignal zu identifizieren, und abhängig von den Phaseneigenschaften dieses Tons Echounterdrücker auszuschalten oder sowohl Echounterdrücker als auch Echoauslöscher auszuschalten. Dieses Verfahren arbeitet zwar befriedigend für bestimmte Anwendungen, der Ton muß jedoch für eine minimale Zeitperiode übertragen werden, um zwischen dem Ton und einer natürlich auftretenden Sprachharmonischen unterscheiden zu können. Diese minimale Zeitperiode macht die Verwendung von Tönen in Verbindung mit Schnellstart- Modemprozeduren inkompatibel. Außerdem erfordert die Verwendung des Tons als Informationssignal-Identifizierer in Verbindung mit vielen augenblicklichen "Standard"- Übertragungsverfahren eine Überarbeitung solcher Verfahren, um eine Anpassung bei der Übertragung eines Tons in einem bereits belegten Zeitintervall zu ermöglichen. Eine solche Überarbeitung ist schwierig oder sogar unmöglich.
Entsprechend DE-A 3644175 ist ein Spreizspektrumsignal einem Informationssignal in einer Satelliten- Kommunikationsanlage überlagert, bei der der Satellit mit einer Anzahl von Basisstationen in Nachrichtenverbindung steht. Das Spreizspektrumsignal liefert einen Dienstkanal, der zur Übertragung von Hilfsinformationen zu einer Basisstation genutzt wird. Diese Hilfsinformation betrifft vorher von der Basisstation zum Satelliten übertragene Signale und spricht auf diese an. Wenn beispielsweise der Signalpegel zu hoch ist, kann er Nachrichtenübertragungen von anderen Basisstationen stören. Der Dienstkanal überträgt dann diesen Umstand zu der jeweiligen Basisstation zusammen mit dem für diese Station bestimmten Informationssignal.
In der WO 85/05745 ist ein Verfahren zur Erhöhung der Informationsübertragungskapazität einer Datenübertragungsanlage offenbart. Zur Erreichung dieses Ziels wird ein Spreizspektrumsignal einem Informationssignal überlagert. Dieses überlagerte Signal liefert zusätzliche Kanäle zur Informationsübertragung.
Im Lichte der vorstehenden Ausführung läßt sich erkennen, daß das Problem der Inkompatibilität zwischen bestimmten Typen von Informationssignalen und Netzwerkeinrichtungen noch nicht optimal gelöst worden ist, und es ist eine Vielzahl von Lösungen entwickelt worden, die nicht für alle Systemanwendungen brauchbar sind. Bei dem starken Anwachsen von Daten, die über Kommunikationsnetzwerke übertragen werden, ist es außerordentlich wünschenswert, wenn ein universell anwendbares Verfahren entwickelt würde, das die augenblickliche Situation verbessern kann.
Entsprechend einem Aspekt der Erfindung ist eine Kommunikationsanlage gemäß Anspruch 1 vorgesehen.
Entsprechend einem anderen Aspekt der Erfindung ist ein Kommunikationsverfahren gemäß Anspruch 19 vorgesehen.
Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung wird ein Spreizspektrum-Kennzeichensignal zur Identifizierung eines Informationssignals benutzt. Die Identifizierung kann eine Unterscheidung zwischen Sprach- und Datensignalen sowie auch eine Unterscheidung zwischen unterschiedlichen Arten von Datensignalen umfassen. Die Identifizierung kann dann benutzt werden, um das identifizierte Informationssignal einer von einer Vielzahl von Kommunikationsarten zuzuordnen. Eine solche Zuordnung kann viele Auswirkungen haben. Beispielsweise kann eine Zuordnung benutzt werden, um ein Informationssignal über die am besten kompatible Kommunikationseinrichtung oder verfügbare Ausrüstung zu übertragen, oder um selektiv Ausrüstungen als Funktion der zugeordneten Betriebsart zu umgehen oder abzuschalten, oder um die Betriebseigenschaften solcher Ausrüstungen zu steuern, usw.
Das Kennzeichensignal ist dem zugeordneten Informationssignalspektrum überlagert. Mit Vorteil ändert eine solche Überlagerung das Zeitschema des Informationssignals nicht. Daher kann ein Spreizspektrum- Kennzeichensignal einem "Standard" -Übertragunsschema hinzugefügt werden, ohne dieses Schema abzuändern und ohne merkbare Verschlechterung der Güte.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Prinzips der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ein Blockschaltbild, das die verschiedenen möglichen Anwendungen der Erfindung erläutert;
Fig. 3 das Blockschaltbild einer Grundband- Kommunikationsanlage unter Anwendung der Erfindung;
Fig. 4 und 5 grafische Darstellungen von beispielhaften Kurvenformen, die für das Verständnis der Betriebsweise nach der Erfindung zweckmäßig sind;
Fig. 6 das Blockschaltbild einer Durchlaßband- Kommunikationsanlage unter Verwendung der Erfindung.

Detaillierte Beschreibung

Die Erfindung läßt sich am besten unter Bezugnahme auf die beispielhafte Kommunikationsanlage gemäß Fig. 1 verstehen. Das Telefonnetzwerk 100 stellt einen doppelt gerichteten Kommunikationsweg zwischen einem Informationssignal-Sendeempfänger 101 (Sender/Empfänger) an einem ersten Ort 102 und einem Informationssignal- Sendeempfänger 103 an einem zweiten Ort 104 dar. Der Aufbau der Sendeempfänger 101 und 103 kann eine Vielzahl bekannter Formen haben. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß sich die vorliegende Erfindung auf jeden Typ von Informationssignalen anwenden läßt, d.h., Sprach- oder Datensignale, und jede Form solcher Signale, d.h., analoge oder digitale Signale. Darüber hinaus besteht keine Einschränkung auf ein bestimmtes Modulationsformat oder darauf, daß die Kommunikationsanlage eine Grundband- oder Durchlaßband-Anlage oder doppelt gerichtet oder einseitig gerichtet ist.
Die jeweilige Kommunikationseinrichtung (nicht gezeigt) im Netzwerk 100, über die die Informationssignale zwischen den Sendeempfängern 101 und 103 übertragen werden, wird in typischer Weise durch das Netzwerk gewählt und es ist eine große Zahl unterschiedlicher Wege möglich. Darüber hinaus soll angenommen werden, daß einige der möglichen Wege nicht optimal für die Übertragung der speziellen Informationssignale ist, die von den Sendeempfängern 101 und 103 verarbeitet werden. Die Übertragungsbeeinträchtigungen, die sich mit Wahrscheinlichkeit aus der Auswahl eines solchen, nicht optimalen Weges für die speziellen Informationssignale ergeben, werden durch Übertragung eines Spreizspektrum-Kennzeichensignals zusammen mit jedem Informationssignal zu dessen Identifizierung vermieden. Eine Identifizierung umfaßt minimal die Unterscheidung zwischen Sprach- und Dateninformationssignalen und kann außerdem eine Unterscheidung zwischen Datensignalen auf der Grundlage einer oder mehrerer, im voraus gewählter Eigenschaften umfassen, beispielsweise die Datenrate und/oder eine Voll- Duplex-Übertragung von einer Halb-Duplex-Übertragung usw.
An einem Empfänger wird das übertragene Spreizspektrum-Kennzeichensignal wiedergewonnen und kann benutzt werden, um das entsprechende Informationssignal einer von einer Vielzahl von Kommunikations-Betriebsarten zuzuordnen. Eine solche Zuordnung kann viele Auswirkungen haben und einige beispielhafte Auswirkungen sollen nachfolgend beschrieben werden. An diesem Punkt läßt sich jedoch sagen, daß die Zuordnung des Informationssignals unter Verwendung des entsprechenden Spreizspektrumsignals eine Kommunikationsentscheidung bezüglich des Informationssignals trifft.
Jeder Sendeempfänger einer Vielzahl von Kennzeichen- Sendeempfängern 105-108 in Fig. 1 kann Spreizspektrum- Kennzeichensignale aussenden und empfangen. Am Standort 102 erzeugt der Kennzeichen-Sendeempfänger 105 ein Spreizspektrum-Kennzeichensignal, das dem durch den Informationssignal-Sendeempfänger 101 übertragenen Informationssignal zugeordnet ist. Dieses Spreizspektrumsignal wird dem vom Standort 102 übertragenen Informationssignal über einen Addierer im Knoten 109 überlagert. Das Kennzeichensignal vom Sendeempfänger 105 wird durch einen Kennzeichen-Sendeempfänger 107 im Netzwerk 100 und/oder vom Kennzeichen-Sendeempfänger 106 am Standort 104 empfangen, und zwar abhängig von der Anwendung, in der es benutzt wird, um das zugeordnete Informationssignal einer von einer Vielzahl von Kommunikations-Betriebsarten zuzuordnen. Aufähnliche Weise erzeugt der Sendeempfänger 106 ein Spreizspektrumsignal, das dem vom Informationssignal-Sendeempfänger 103 erzeugten Informationssignal zugeordnet und diesem unter Verwendung eines Addierers im Knoten 112 überlagert ist. Das Kennzeichensignal wird abhängig von der Anwendung durch einen Kennzeichen-Sendeempfänger 108 im Netzwerk 100 und/oder einem Kennzeichen-Sendeempfänger 105 am entfernten Standort 102 empfangen und benutzt, um das Informationssignal vom Standort 104 einer von einer Vielzahl von Kommunikations-Betriebsarten zuzuordnen. Der Kennzeichen-Sendeempfänger an beiden Standorten 102 und 104 kann außerdem Spreizspektrumsignale empfangen und eine Zuordnung eines entsprechenden Informationssignals zu einer von einer Vielzahl von Kommunikations-Betriebsarten unter Ansprechen auf ein Spreizspektrum-Kennzeichensignal empfangen, das durch den Kennzeichen-Sendeempfänger 107 oder 108 im Netzwerk erzeugt worden ist und über den Knoten 110 oder 111 übertragen wird. Demgemäß läßt sich ein Spreizspektrumsignal so ansehen, daß es einen Anreiz zum oder vom Netzwerk 100 und zum oder vom Standort 102 und 104 bereitstellt.
Schließlich sei angemerkt, daß, während ein Spreizspektrum-Kennzeichensignal von einem der Kennzeichen- Sendeempfänger 105-108 zu einem zugeordneten Informationssignal durch einen Addierer im Knoten 109, 112, 10 bzw. 111 addiert wird, ein von diesen Kennzeichen- Sendeempfänger empfangenes Signal den Addierer in dem jeweiligen Knoten nicht durchläuft. In dieser Hinsicht ist zu beachten, daß die Signalader 113 im Knoten 110 direkt über die Ader 114 mit dem Kennzeichen-Sendeempfänger 107 verbunden ist und nicht den Addierer im Knoten 110 durchläuft.
Es sei jetzt auf Fig. 2 Bezug genommen, die genauer sechs beispielhafte Ergebnisse durch die Zuordnung eines Informationssignals zu einer bestimmten Kommunikations- Betriebsart darstellt. Die Leitung 209 stellt die Kommunikationseinrichtung dar, die direkt mit dem Knoten 112 verbunden ist. Bei dieser ersten Anordnung wird das "Entspreizungs" -Kennzeichensignal am Ausgang des Sendeempfängers 107 zur Steuerung eines Schalters 201 benutzt, der das Informationssignal vom Sendeempfänger 101 über einen ADPCM-Codec 202 oder alternativ um ihn herum führt. Eine solche Umleitung ist wünschenswert für Datensignale mit Datenraten von 12 Kilobit/s oder mehr. Bei der zweiten Anordnung wird das Kennzeichensignal vom Sendeempfänger 107 benutzt, um selektiv einen Echoauslöscher 203 und/oder einen Echounterdrücker 204 abzuschalten. Diese selektive Abschaltung kann in Verbindung mit Modems benutzt werden, die eine Schnellstart-Prozedur beinhalten oder an einige bestehende Kommunikationsstandards angepaßt sind, und daher den im Standard CCITT V.25 definierten Ton nicht aufnehmen oder aufnehmen können. Solche Echo- Steuereinrichtungen sind wesentlich für Sprachverbindungen über große Entfernungen, da sie im Netzwerk erzeugte und für Fernsprechteilnehmer störende Echos beseitigen. Diese Einrichtungen erzeugen jedoch Probleme beispielsweise bei Übertragungsanwendungen unter Verwendung von Modems, die intern eine solche Unterdrückung bereitstellen. Eine andere Anwendung ist die Verwendung des Kennzeichensignals für Verkehrsstudien im Netzwerk, die routinemäßig für eine Vielzahl von Zwecken durchgeführt werden, beispielsweise für einen Lastausgleich und für die Vorhersage bezüglich der Nachfrage nach unterschiedlichen Kommunikationsdiensten und -einrichtungen. Diese Anwendung wird durch die Anschaltung des Kennzeichensignals an ein Klassifizierungsgerät 205 dargestellt, das das entsprechende Informationssignal identifiziert und es einer Anzahl von vorgewählten Kategorien zuordnet. Das Gerät 205 speichert außerdem einen Zählwert für die Anzahl von Informationssignalen, die jeder Kategorie zugeordnet sind. Bei einer weiteren Anwendung wird das Kennzeichensignal vom Sendeempfänger 107 benutzt, um Datensignale an n unterschiedliche Sätze von Digitalzugriff- Kreuzverbindungssystemen-(DACS)-Ausrüstungen 207-1 bis 207-n zu verteilen, die eine Vielzahl von Digitalkanälen aufnehmen und diese Kanäle für eine Vielzahl von digitalen Ausgangseinrichtungen neu ordnet. Solche Kreuzverbindungsausrüstungen verwenden Signalgabeverfahren, die zwar für Sprachverbindungen nicht schädlich sind, aber die Übertragungsgüte beeinträchtigen, wenn der Prozentsatz von Datenkanälen in dem Gemisch von ankommenden Sprach- und Datenkanälen eine vorgeschriebene Grenze übersteigt und keine Signalkonditionierung vorgesehen ist. Demgemäß kann das Kennzeichensignal von einem DACS-Steuergerät, dargestellt durch einen Schalter 206, benutzt werden, um Datensignale auf unterschiedliche DACS's so zu verteilen, daß der vorgeschriebene Grenzwert nicht überschritten wird und die Notwendigkeit einer Signalkonditionierung vermieden wird. In einem anderen Zusammenhang kann eine Wartungsausrüstung 208, die die Netzwerkgüte überwacht, ein Übertragungssperrsignal erzeugen, wenn ein schwerwiegender Kommunikationsfehler entdeckt worden ist. Dieses Fehlersignal wird zu Kennzeichen-Sendeempfängern, beispielsweise 107 und 109 gegeben und zurück zu den Standorten der Informationssignalquelle übertragen. An diesen Standorten entnehmen Kennzeichen-Sendeempfänger, beispielsweise 105 und 106, das Übertragungssperrsignal und geben es an ihre zugeordneten Informationssignal- Sendeempfänger, die daraufhin die Übertragung sperren, bis der Fehler korrigiert ist. Schließlich wird bei der letzten, durch die Linie 210 dargestellten Anordnung das Kennzeichensignal zwischen entfernten Standorten 102 und 104 übertragen und dort benutzt, um den Typ des verwendeten Informationssignal-Sendeempfängers zu identifizieren. Eine möglich Anwendung für diese Ausrüstungsidentifizierung liegt auf dem Gebiet der Sprachband-Modems. Bei dieser Anwendung sind die Informationssignal-Sendeempfänger 101 und 103 Modems und die Identifizierung jedes Modems für das jeweils andere Modem mittels der Kennzeichen-Sendeempfänger 105 und 106 gibt diesen Modems die Möglichkeit, ihre Betriebsrate auf eine andere Datenrate umzustellen, wenn die Modems eine solche Fähigkeit besitzen. Eine andere Anwendung für eine Ausrüstungsidentifizierung findet sich bei Kommunikationsdiensten, beispielsweise DDS (Digitaler Datendienst), bei denen die Informationssignal- Sendeempfänger 101 und 103 digitale Kommunikationseinheiten (DCUs) sind. Bei der DDS-Anwendung kann das Kennzeichensignal zwischen einem entfernten Standort und dem Netzwerk übertragen werden, beispielsweise zwischen den Kennzeichen-Sendeempfängern 105 und 107, um eine Anforderung zur Änderung der augenblicklichen Datenrate anzuzeigen. Diese Anforderung ermöglicht dem Netzwerk, seine Kommunikationseinrichtungen wirksamer auszunutzen mit der Möglichkeit verringerter Kosten für den Teilnehmer.
Die oben beschriebenen Figuren 1 und 2 zeigen eine etwas vereinfachte Darstellung einer Kommunikationsanlage, die die Erfindung beinhaltet. Eine genauere Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung für Grundband- Kommunikationen ist in Fig. 3 dargestellt. Aus Gründen der Übereinstimmung mit früheren Figuren tragen Bauteile, die die oben in Verbindung mit Fig. 1 und 2 beschriebenen Funktionen ausführen, die gleichen Bezugszeichen. Die Grundband-Kommunikationsanlage 300 in Fig. 3 beinhaltet ein Spreizspektrum-Kennzeichensignal zusammen mit der Übertragung eines zugeordneten Informationssignals zwischen den entfernten Standorten 102 und 104 über das Netzwerk 100. Wie oben erläutert, überträgt das Spreizspektrum- Kennzeichensignal eine Identifizierung des zugeordneten Informationssignals. Sowohl das Spreizspektrum- Kennzeichensignal als auch das zugeordnete Informationssignal übertragen "Informationen". Um zwischen dem Inhalt der durch das Kennzeichensignal übertragenen Identifizierung und dem Inhalt des zugeordneten Informationssignals zu unterscheiden, wird nachfolgend bei einer Bezugnahme auf den Inhalt der durch das Spreizspektrum-Kennzeichensignal übertragenen Identifizierung die Bezeichnung "untergeordnete" Information und bei einer Bezugnahme auf den Inhalt des zugeordneten Informationssignals die Bezeichnung "Haupt" -Information benutzt.
Das Spreizspektrum-Kennzeichensignal wird im Sender 301 des Kennzeichen-Sendeempfängers 105 dadurch gebildet, daß zuerst über die Quelle 302 für untergeordnete Informationen ein Grundband-Signal erzeugt wird, das die untergeordnete Information trägt, die letztlich durch das Spreizspektrum-Kennzeichensignal übertragen wird. Die Quelle 302 liefert die untergeordnete Information mit einer Symbolrate 1/T. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist dieses Grundbandsignal ein mit d(t) bezeichnetes Binärsignal, dessen Amplitude zwischen vorgewählten Werten +A und -A schwankt. Dieses Signal wird dann in der Zeitebene mit einer Pseudozufallsfolge multipliziert, die das Spektrum des Grundbandsignals über ein wesentlich größeres Frequenzband "spreizt". Eine solche Folge, die mit p(t) bezeichnet ist und eine "Chip"-Rate fs besitzt, wird durch den Pseudozufallsfolgengenerator 308 bereitgestellt, und ein Multiplizierer 304 liefert die Multiplikation dieser Folge mit d(t) . Das sich ergebende Spreizspektrumsignal am Ausgang des Multiplizierers 304 wird dann unter Verwendung des Addierers 305 im Knoten 109 zu dem zugeordneten Informationssignal addiert. Dieses zugeordnete Informationssignal überträgt die Hauptinformation und wird durch den Informationssignal-Sendeempfänger 101 erzeugt. Das Ausgangssignal des Addierers 305 wird über das Netzwerk 100 übertragen.
Im Empfänger 320 des Kennzeichen-Sendeempfängers 106 wird das ankommende Informationssignal in üblicher Weise im Informationssignal-Sendeempfänger 103 zur Wiedergewinnung der Hauptinformation verarbeitet. Der Ausdruck "in üblicher Weise" weist auf bekannte Verfahren hin und bedeutet außerdem eine Betonung der Hauptvorteile bei der Verwendung eines Spreizspektrum-Kennzeichensignals. Dieser Vorteil besteht darin, daß eine solche Verwendung die Verarbeitung zur Erzeugung oder zum Empfang des zugeordneten Informationssignals nicht ändert. Demgemäß beinhaltet der Informationssignal-Sendeempfänger 103 alle Schritte, die auch bei Nichtverwendung eines Spreizspektrum- Kennzeichensignals ausgeführt werden. Zur Wiedergewinnung der untergeordneten, durch das Kennzeichensignal übertragenen Informationen durchläuft das ankommende Signal, d.h. das zugeordnete Informationssignal und das überlagerte Spreizspektrum-Kennzeichensignal eine sogenannte "Entspreizungs" -Operation, die das Spektrum des Spreizspektrum-Kennzeichensignals über das zugeordnete Informationssignal anhebt. Diese Entspreizungsoperation ist bekannt und wird in Fig. 3 durch den Pseudozufallsgenerator 307, dem Multiplizierer 308 und die Integrier- und Speichervorrichtung 309 ausgeführt. Der Generator 307 ist mit seinem Gegenstück 303 im Kennzeichen-Sendeempfänger 105 unter Verwendung bekannter Verfahren synchronisiert, um die Folge p(t) im Empfänger zu erzeugen. Die Integrier- und Speichervorrichtung 309 akkumuliert das Ausgangssignal des Multiplizierers 308, bis ein vorgeschriebener Pegel erreicht ist, und gibt dann sein Ausgangssignal an das Entscheidungsgerät 310. Dieses gewinnt die untergeordnete Information durch Vergleich seines Eingangssignals mit einem oder mehreren, vorgewählten Schwellenwerten wieder. Beispielsweise ist es im Fall des Binärsignals zu bevorzugen, Schwellenwerte ±k zu benutzen, wobei k eine geeignet gewählte, skalare Menge ist. Die untergeordnete Information, die das zugeordnete Informationssignal identifiziert, kann dann für einen der hier beschriebenen zahlreichen Zwecke benutzt werden. Der Generator 307, der Multiplizierer 308 und die Speichervorrichtung 309, die gemeinsam als Entspreizungsvorrichtung 313 bezeichnet werden, können durch ein "angepaßtes" Filter mit einem Impulsansprechen P(-t) ersetzt werden. Die Verwendung eines solchen Filters erfordert keine Synchronisation zwischen den Kennzeichen-Sendeempfängern 105 und 106.
Fig. 4 und 5 zeigen Kurvenformen, die für das Verständnis der Betriebsweise der vorliegenden Erfindung zweckmäßig sind. Die Kurvenform 401 zeigt das Signal d(t) für die untergeordnete Information auf der Zeitebene mit einem Amplitudenwert +A während der dargestellten Bitperiode. Während dieser Periode ändert sich die Pseudozufallsfolge p(t) auf dieser Ebene zwischen Amplitudenwerten von +1 oder -1. Diese Folge wird in den nachfolgenden Bitperioden wiederholt. Die Dauer 1/fs des kürzesten Impulses auf der Zeitebene wird als "Chip" bezeichnet und bestimmt den Spreizungsgrad auf der Frequenzebene. In Fig. 5 zeigen die Kurven 501 und 502 die Frequenzspektren D(f) und D(f)*P(F) des untergeordneten Informationssignals d(t) und des gespreizten Signals d(t) multipliziert mit p(t) . Der Stern (*) bezeichnet eine mathematische Konvolution in der Frequenzebene zwischen dem Spektrum D(f) und dem Spektrum P(f) von p(t). Man beachte den wesentlich niedrigeren Energiepegel des gespreizten Signals und die Tatsache, daß es sich über einen wesentlich größeren Frequenzbereich als das untergeordnete Informationssignal erstreckt. Man beachte außerdem, daß der Amplitudenpegel des gespreizten Signals 502 wesentlich kleiner als der des Hauptinformationssignals 503 ist. Dieser niedrige Amplitudenpegel des gespreizten Signals ermöglicht auf vorteilhafte Weise, daß der zugeordnete Informationssignalempfänger ohne wesentliche Beeinträchtigung arbeiten kann.
Wie oben erwähnt, kann die vorliegende Erfindung entweder in einer Grundband- oder einer Durchlaßband- Kommunikationsanlage verwendet werden. Fig. 6 zeigt eine beispielhafte Durchlaßband-Kommunikationsanlage 600, die die vorliegende Erfindung beinhaltet. Für diese Anwendung umfaßt jeder Kennzeichen-Sendeempfänger 105 und 106 einen Sender 601 und einen Empfänger 610. Diese verwenden Bauteile, die in ihrem Aufbau und ihrer Funktion denen in den vorhergehenden Figuren entsprechen und die gleichen Bezugsbezeichnungen tragen. Hierzu beachte man, daß der Sender 601 in Fig. 6 dem Sender 301 in Fig. 3 ähnelt, abgesehen von der Hinzufügung des Trägersignalgenerators 602, der das sinusförmige Trägersignal cos(wct) erzeugt. Dieses Trägersignal wird durch das Spreizspektrum- Kennzeichensignal am Ausgang des Multiplizierers 304 durch den Multiplizierer 603 moduliert. Das modulierte Trägersignal wird dann unter Verwendung des Addierers 305 zu dem zugeordneten Informationssignal addiert, bevor es über das Netzwerk 100 übertragen wird.
Am entfernten Standort 104 wird das zugeordnete Informationssignal unter Verwendung eines konventionellen Informationssignal-Empfängers für Durchlaßband-Kommunikationen verarbeitet. Das Kennzeichensignal kann dann im Empfänger 610 des Kennzeichen-Sendeempfängers 106 durch Demodulation unter Verwendung des Multiplizierers 308 und des durch den Trägersignalgenerator 605 erzeugten Trägersignals wiedergewonnen werden. Harmonische zweiter Ordnung in diesem demodulierten Signal werden durch ein Tiefpassfilter 606 beseitigt, dessen Ausgangssignal dann unter Verwendung des angepaßten Filters 607 entspreizt wird. Das Filter 607 erfüllt die gleiche Funktion wie der Multiplizierer 308, der Zufallsfolgengenerator 307 und die Integrier- und Speichervorrichtung 308 in Fig. 3, nämlich ein Anheben der Signalenergie für das Signal der untergeordneten Information auf einen Pegel, der wesentlich größer ist als der des zugeordneten Informationssignals. Danach kann die untergeordnete Information unter Verwendung des Entscheidungsgerätes 310 wiedergewonnen werden.
Es sollte natürlich beachtet werden, daß zwar die vorliegende Erfindung anhand verschiedener Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, aber andere Anordnungen für den Durchschnittsfachmann naheliegend sind. Beispielsweise kann, während die Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf diskrete Funktionsbauteile beschrieben worden ist, die Funktion eines oder mehrere dieser Elemente durch einen oder mehrere, geeignet programmierte Allzweckprozessoren oder integrierte Sonderzweckschaltungen oder digitale Signalprozessoren oder ein analoges oder hybrides Gegenstück dieser Bauteile verwirklicht werden kann. Außerdem zeigt zwar Fig. 6 die Spreizung des Ausgangssignals der Signalquelle 302 für das untergeordnete Informationssignal vor der Modulation, aber die Reihenfolge der Spreizung und der Modulation kann vertauscht werden. Diese Vertauschung kann für bestimmte Anwendungen oder zur Vereinfachung eines bestimmten Modulationsverfahrens für das Kennzeichensignal zweckmäßig sein, beispielsweise eine differenzielle Phasenumtastung. Ein Austausch der Reihenfolge für die Spreizung und Modulation entsprechend Fig. 6 kann eine Änderung der Position des Angepaßten Filters 601 gegenüber der in Fig. 6 gezeigten Position zu einem vorhergehenden Multiplizierer 308 erforderlich machen. Außerdem können, während die Schaltungen der Kennzeichen-Sendeempfänger in Fig. 3 und 6 mit Bezug auf entfernte Standorte 102 und 104 beschrieben worden sind, identische Schaltungen in den Kennzeichen- Sendeempfängern im Telefonnetzwerk 100 verwendet werden. Außerdem ist, während die Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 3 und 6 Systeme offenbaren, bei denen Informationssignale in zwei Richtungen über ein Telefonnetzwerk übertragen werden, die vorliegende Erfindung nicht auf solche Netzwerke oder auf eine bestimmte Anlagentopologie beschränkt, beispielsweise auf eine bestimmte Anzahl von entfernten Standorten oder auf doppelt gerichtete Übertragungen zwischen diesen Standorten. Die Erfindung kann in jeder einseitig oder doppelt gerichteten Kommunikationsanlage verwendet werden, und im letztgenannten Fall muß die Informationsrate der übertragenen Informations- und/oder Kennzeichensignale nicht die gleiche in jeder Richtung sein.

Claims

1. Kommunikationsanlage mit einer Einrichtung (102) zur Übertragung eines Spreizspektrum-Kennzeichensignals, das einem zugeordneten Informationssignal, welches einem zugeordneten, kein Spreizspektrumsignal darstellenden Informationssignal überlagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Spreizspektrumsignal Informationen überträgt, die das zugeordnete Informationssignal identifizieren, und

daß eine Einrichtung (104) zum Empfangen des Informationssignals und des überlagerten Spreizspektrum-Kennzeichensignals und eine Einrichtung (106) vorgesehen sind, die unter Ansprechen auf das empfangene Spreizspektrum-Kennzeichensignal die identifizierende Information wiedergewinnt.

2. Anlage nach Anspruch 1, bei der die Wiedergewinnungseinrichtung eine Einrichtung zur Zuordnung des zugeordneten Informationssignals zu einer von einer Vielzahl von Kommunikationsbetriebsarten unter Ansprechen auf die identifizierende, aus dem Spreizspektrum-Kennzeichensignal wiedergewonnene Information umfaßt.

3. System nach Anspruch 2, bei dem die Zuordnungseinrichtung das zugeordnete Informationssignal zu einer von einer Vielzahl von Kommunikationseinrichtungen führen kann.

4. System nach Anspruch 2 oder 3, bei dem die Zuordnungseinrichtung veranlassen kann, daß das zugeordnete Informationssignal eine vorbestimmte Kommunikationseinrichtung umgehen kann.

5. System nach Anspruch 2, 3 oder 4, bei dem die Zuordnungseinrichtung wenigstens eine der Vielzahl von Kommunikationseinrichtungen selektiv abschalten kann.

6. System nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem die Zuordnungeinrichtung eine Aufzeichnung der zugeordneten Kommunikationsbetriebsart vornehmen kann.

7. System nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei dem die Zuordnungseinrichtung in der Lage ist, das zugeordneten Informationssignal zu unterschiedlichen Einrichtungen einer Vielzahl von ähnlichen Kommunikationseinrichtungen führen kann.

8. System nach einem der Ansprüche 2 bis 7, bei dem die Zuordnungseinrichtung ein Signal erzeugen kann, das eine zukünftige Übertragung des zugeordneten Informationssignals verhindert.

9. System nach einem der Ansprüche 2 bis 8, bei dem die Zuordnungseinrichtung eine Betriebseigenschaft der Empfangseinrichtung ändern kann.

10. System nach einem der Ansprüche 2 bis 9, bei dem die Zuordnungseinrichtung eine Betriebseigenschaft der Sendeeinrichtung ändern kann.

11. System nach Anspruch 10, bei dem die Betriebseigenschaft die Rate ist, mit der das Informationssignal und das überlagerte Spreizspektrum-Kennzeichensignal übertragen werden.

12. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Sendeeinrichtung eine Einrichtung (302,303,304) zur Erzeugung des Spreizspektrum-Kennzeichensignals aufweist.

13. System nach Anspruch 12, bei dem die Erzeugungseinrichtung einen Pseudozufallsfolgengenerator (303) umfaßt.

14. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Sendeeinrichtung eine Einrichtung (305) zur Überlagerung des Spreizspektrum-Kennzeichensignals auf das zugeordnete Informationssignal aufweist.

15. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Empfangseinrichtung einen Zufallsfolgengenerator (307) enthält.

16. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Empfangseinrichtung ein Entscheidungsgerät (10) enthält, das ein Signal mit einem vorbestimmten Schwellenwert vergleicht.

17. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Sendeeinrichtung das zugeordnete Informationssignal und das überlagerte Spreizspektrum-Kennzeichensignal als Grundbandsignal überträgt.

18. System nach einem der Anprüche 1 bis 16, bei dem die Sendeeinrichtung das zugeordnete Informationssignal und das überlagerte Spreizspektrum-Kennzeichensignal als Durchlaßbandsignal überträgt.

19. Kommunikationsverfahren mit dem Schritt:

Übertragen eines Spreizspektrum-Kennzeichensignals, das einem zugeordneten Informationssignal überlagert ist, welches kein Spreizspektrum-Signal ist, gekennzeichnet durch die Schritte:

das Spreizspektrum-Signal überträgt Informationen, die das zugeordnete Informationssignal identifizieren, Empfangen des Informationssignals und des überlagerten Spreizspektrum-Kennzeichensignals und Wiedergewinnen der identifizierten Information aus dem empfangenen Spreizspektrum-Signal.