DE69219307T2

DE69219307T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Multiplexen von Datensignalen

Info

Publication number: DE69219307T2
Application number: DE69219307T
Authority: DE
Inventors: Riccardo Nl-2312 Bb Leiden De Gaudenzi; Carlo Nl-2343 Cl Oegstgeest Elia; Roberto Nl-2343 Sx Oegstgeest Viola
Original assignee: Agence Spatiale Europeenne
Current assignee: Agence Spatiale Europeenne
Priority date: 1991-09-11
Filing date: 1992-08-28
Publication date: 1997-11-06
Anticipated expiration: 2012-08-29
Also published as: DE69219307D1; JP3224541B2; EP0556361B1; FR2681199B1; EP0556361A1; JPH06502754A; WO1993005589A1; FR2681199A1; CA2095257C; CA2095257A1; US5327455A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Satellitenkommunikationssysteme und insbesondere auf ein Kommunikationssystem mit Vielfachzugriff durch Codetrennung (CDMA), das die Übertragung von Daten in einer begrenzten Bandbreite ermöglicht.
Die Kommunikationssatelliten werden bereits in großem Umfang für die Datenübertragung verwendet. Nun eröffnen die durch die Mikroelektronik gebotenen Möglichkeiten neue Anwendungen für die Kommunikationssatelliten, z. B. den digitalen Hörfunk und die Kommunikationen über mobile Endgeräte und über individuelle Endgeräte mit sehr geringem Öffnungswinkel (VSAT). Insbesondere erweist sich der digitale Hörfunk als vielversprechend und ruft in der Telekommunikationsindustrie ein erhebliches Interesse hervor. Der Erfolg dieser neuen Kommunikationsdienste via Satellit hängt indessen mit den Leistungseigenschaften, die verwirklicht werden können, mit einer guten Nutzung mit der an Bord eines Satelliten untergebrachten Anlagen und mit einer geeigneten Technik für die terrestrischen Endgeräte zusammen. Ein wesentliches Element, das die Komplexität und den Wirkungsgrad der Satellitenkommunikationssysteme konditioniert, ist das Netzzugriffssystem.
Aus der FR-A-8910481 ist ein Kommunikationssystem mit Vielfachzugriff durch Codetrennung bekannt, in dem die Übertragungsträgerwelle durch die Stimme des Benutzers aktiviert wird und in dem die Synchronisation mittels eines Führungscodes erfolgt. Der Schlüssel dieses Systems besteht im Synchronisationsmodus der Endgeräte der Benutzer, der in der Hinlaufrichtung anders als in der Rücklaufrichtung ist. In der Hinlaufrichtung wird die Synchronisation durch die Übertragung eines Führungscodes ohne Unterbrechung erhalten. In der Rücklaufrichtung über den Satelliten ist die Synchronisation durch einen Ausrichtprozeß sichergestellt, der auf einer zwangsläufigen Aktivierung der Übertragungsträgerwelle durch die Stimme des Benutzers und auf der Auswahl eines Benutzercodes, der aus der Decodierung eines im Führungscode enthaltenen Elements abgeleitet wird, basiert. Das in diesem bekannten System ausgeführte Vielfachzugriffverfahren erfordert eine Codeperiode, die gleich der Symboldauer ist, wenn das interne Rauschen wirksam reduziert werden soll. Dies zeigt eine Studie "Performance Evaluation of Synchronous Code Devision Multiple Access (S-CDMA) for Satellite Mobile Systems" von R. de Gaudenzi, C. Elia, R. Viola, veröffentlicht in "Proceedings of the IEEE Global Telecommunications Conference GLOBECOM '90", San Diego, Kalifornien, 2.-5. Dezember 1990.
Dieses bekannte Verfahren ermöglicht die Verbesserung des Wirkungsgrades eines Kommunikationssystems mit Vielfachzugriff durch Codetrennung, indem die Erfassungszeit von Signalen mit erweitertem Spektrum in den Empfangsschaltungen reduziert wird. Indessen waren nachher zwei Hauptprobleme zu verzeichnen.
Zunächst mußte festgestellt werden, daß die Leistungseigenschaften der Vielfachzugriffstechnik mit Codetrennung verbessert werden könnten, wenn die Technik der Synchronisation mittels Führungscodes, die etwa in dem obenerwähnten bekannten Verfahren vorgeschlagen worden ist, mit der Verwendung von synchronisierten Gold-Codes kombiniert wird. Es erweist sich jedoch, daß die Verwendung eines synchronisierten Codes die Nutzung eines wirksamen Fehlerkorrektursystems behindert, weil die Ausführung eines Fehlerkorrektursystems mit einem Verarbeitungskapazitätsverlust aufgrund der Reduzierung der Codeperiode und folglich der Anzahl der verfügbaren Codes äquivalent ist.
Außerdem haben Studien (J. L. Massey, T. Mittelholzer, Technical Assistance for the CDMA Communication System Analysis, Final Report, Institute for Signal and Information Processing CH-8092 ETH, Zürich, September 1990) gezeigt, daß die Verwendung von vorzugsweise in Phase befindlichen Gold-Codes, d. h. von Gold-Codes, die eine minimale gegenseitige Korrelation besitzen, die optimale Wahl im Fall eines Punkt-Mehrpunkt-Kommunikationsnetzes ist. Obwohl jedoch die Verwendung von vorzugsweise in Phase befindlichen Gold-Codes eine einfache Weise darstellt, die Leistung zu verbessern, ohne den Verarbeitungsgewinn zu reduzieren und ohne die Bandbreite in einem herkömmlichen asynchronen System mit Vielfachzugriff durch Codetrennung (A-CDMA) zu reduzieren, trifft dies unglücklicherweise nicht mehr zu, wenn es sich um ein synchronisiertes, quasiorthogonales Vielfachzugriffssystem handelt.
Die Codierung reduziert nämlich in diesem Fall die Anzahl der verfügbaren quasiorthogonalen Verbreiterungscodes, weil der Symboldurchsatz bei einer gegebenen Bandbreite ansteigt, weshalb die Anzahl der Kommunikationskanäle reduziert wird.
Diese Beschränkungen machen die Verwendung des Systems mit Vielfachzugriff durch Codetrennung mit Codesynchronisation für die kommerziellen Anwendungen eines Satellitenkommunikationssystems, beispielsweise für den digitalen Hörfunk oder für die Kommunikationen mittels terrestrischer Mikroendstat ionen, schwierig.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, die beim Einsatz von synchronisierten Codes in einem System mit Vielfachzugriff durch Codetrennung auferlegten Beschränkungen zu vermeiden und schlägt hierzu ein vollkommen neues System mit Vielfachzugriff durch Codetrennung vor.
Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung erreicht durch ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Multiplexieren von Signalen für deren Übertragung mit einem gegebenen Durchsatz durch ein Satellitenkommunikation.ssystem mit Vielfachzugriff durch Codetrennung in einem Frequenzband mit minimaler Breite mit Geräten, die sich am Boden befinden oder an Bord eines Satelliten untergebracht sind und einen reduzierten Platzbedarf sowie eine geringe Leistung besitzen.
Gemäß der Erfindung werden die eintretenden Datensignale zunächst individuell in der Weise codiert, daß jedes von ihnen durch ein unterschiedliches Symbol repräsentiert wird, das zu einer Konstellation aus N Symbolen gehört, die N unterschiedlichen Punkten zugeordnet sind, wodurch ein Bitzug, der mit dem eintretenden Signal in Phase ist, und ein Bitzug, der mit dem eintretenden Signal um 900 phasenverschoben ist, erzeugt werden. Jedem der obengenannten Bitzüge wird mittels eines unterschiedlichen Verbreiterungscodes, der durch eine binäre Folge mit vorgegebener Länge gebildet ist, die vorzugsweise aus einem vorzugsweise in Phase befindlichen Gold-Code abgeleitet wird, gebildet ist, wobei die unterschiedlichen Verbreiterungscodes der obengenannten Bitzüge quasiorthogonale Codes sind. Die Bandbreite der resultierenden Signale wird dann durch Filterung begrenzt, anschließend werden die zwei Signale im Grundband in einen herkömmlichen Modulator eingeleitet, in dem sie eine Trägerwelle in an sich bekannter Weise modulieren. Am Empfangsende einer Verbindung kann das Signal in einem digitalen Empfänger mit geringer Komplexität empfangen werden, der eine lokale Replik der obengenannten Verbreiterungscodes verwendet, um Abtastwerte mit rückgängig gemachter Verbreiterung zu erzeugen, die decodiert werden können. Die Frequenz der Trägerwelle und die Phase des Codes werden mittels einer beliebigen, geeigneten Synchronisationstechnik aufrechterhalten, es sei denn, daß eine Punkt- Mehrpunkt-Verbindung wie etwa beim Hörfunk vorliegt, da in diesem Fall die Synchronisation automatisch sichergestellt wird.
Das System gemäß der Erfindung weist die folgenden Vorteile auf:
1. Sie ermöglicht die optimale Verwendung der Leistung und der Bandbreite von Sendern/Empfängern für Satelliten mit einem Strahlenbündel oder mehreren Strahlenbündeln.
2. Sie stellt bei mobilen oder tragbaren Stationen unabhängig von den Ausbreitungsbedingungen infolge eines geringen Störpegels selbst unter widrigen Bedingungen eine hohe Übertragungsqualität sicher.
3. Sie paßt sich an sehr stark veränderliche Verkehrszustände an, d. h., die Leistungseigenschaften sind die gleichen unter Bedingungen eines starken Verkehrs und eines geringen Verkehrs und im wesentlichen ohne Verschlechterung bei Nichtnennbedingungen.
4. Sie empfiehlt sich für verschiedene digitale Stimm- oder Schallsendungen, Datenübertragungen und gemischte Übertragungen.
5. Sie ist an verschiedene Netzkonfigurationen angepaßt: Sternnetz, Mehrfachsternnetz oder teilweise vermaschtes Netz.
6. Sie erfüllt die Dichteanforderungen der Energieströme (PFD) für Benutzerendgeräte, die mit anderen Diensten eine minimale HF-Störung sicherstellen.
Das Vielfachzugriffsystem gemäß der Erfindung findet eine besonders vorteilhafte Anwendung im Rahmen des digitalen Rundfunksystems. Von anderen Anwendungen können insbesondere die Satellitenkommunikationsnetze mit Mikroendgeräten (Endgeräte mit sehr geringem Öffnungswinkel) und die Zellenfunksysteme erwähnt werden.
Die Erfindung wird im folgenden mit Hilfe der beigefügten Zeichnungen genauer erläutert.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer beispielhaften Multiplexierungsschaltung gemäß der Erfindung.
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild eines beispielhaften digitalen Empfängers.
Fig. 3 veranschaulicht schematisch eine beispielhafte, typische Anwendung des Mehrfachzugriffsystems gemäß der Erfindung.
Fig. 4 ist ein Diagramm, das die Leistungseigenschaften eines Systems gemäß der Erfindung veranschaulicht.
Das Prinzip auf der Grundlage des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, jedes Informationsbit des eingehenden Datensignals einem unterschiedlichen Punkt einer Signalkonstellation aus N Punkten zuzuordnen. In der Praxis wird dieses Prinzip mittels einer Schaltung umgesetzt, die im wesentlichen einen linearen Codierer, gefolgt von einem Modulator durch Impulsverschiebung der Ordnung N (N-PSK), enthält. Fig. 1 zeigt ein funktionales Blockschaltbild einer beispielhaften Schaltung. Der Codierer 11 empfängt den Zug aus p/m log&sub2;N Bits des Eingangssignals DS und erzeugt log&sub2;N Symbole für jedes der p/m log&sub2;N Eingangsbits. Der Ausgang des Codierers 11 wird gemäß einem vorgegebenen Codierungsprogramm in einen Modulator N-PSK 12 mit einem Symboldurchsatz Rs' eingegeben. Am Ausgang des Modulators 12 werden zwei komplexe Grundband-Bitzüge I und Q erzeugt, die mit einem Symboldurchsatz
laufen, wobei Rb der Bitdurchsatz ist.
Die Weise, in der die codierten Symbole den Punkten der PSK-Konstellation zugeordnet werden, wird so gewählt, daß die Leistung des Systems optimiert wird. Das Ziel besteht darin, den euklidischen Abstand zwischen den übertragenen Signalen maximal zu machen. Es kann beispielsweise eine Trelliscodierung verwendet werden. Es ist besonders nützlich anzumerken, daß es bei Übernahme des von der Erfindung vorgeschlagenen Codierungs-/Modulationsverfahrens für die Herbeiführung eines Vielfachzugriffs möglich ist, einen großen Bereich von besonderen Anwendungsbedingungen zu berücksichtigen, um die Bandbreite und/oder die spektrale Ausbeute zu vergrößern, und dies praktisch ohne oder mit minimaler Modifikation der Modems.
Eine Konstellation mit 8-PSK-Trelliscodierung mit acht Zuständen führt beispielsweise zu einer Erhöhung der Ausbeute von ungefähr 3 dB mit einem binären Fehleranteil BER von 10&supmin;&sup5;, d. h. ohne Kapazitätsverlust. Ein weiterer Vorteil dieser Codierung ist eine bessere Unempfindlichkeit gegenüber nichtlinearen Verzerrungen der Verstärker und gegenüber den Störeffekten. Außerdem entstehen die Fehler am Ausgang des Decodierers durch zufällige Bitfehler. Dieser Fehlertyp kann im Decodierer leicht korrigiert werden. Komplexere Konstellationen wie etwa 16-PSK, die beispielsweise mit r = 2/3 codiert sind, können zu einem Leistungsgewinn in bezug auf eine uncodierte 8-PSK- Konstellation mit der gleichen Kapazität führen.
Die am Ausgang des Modulators 12 sich ergebenden Signale sind die in Phase befindliche Komponente 1 und die um 900 phasenverschobene Komponente Q. In zwei Multiplizierern 13 und 13' werden die Bitzüge I und Q einzeln mittels zweier getrennter, quasiorthogonaler Verbreiterungscodes CI bzw. CQ, die von einem Codegenerator 14 erzeugt werden, markiert, um zwei verbreiterte Bitzüge zu erzeugen, die zwei Blöcke bilden. Diese Verbreiterungscodes sind binäre Folgen der Länge L. Um die gegenseitige Kreuzkorrelation zwischen den verschiedenen Nutzern zu minimieren, wird vorzugsweise eine Codeperiode L/Rc gewählt, die gleich der Symbolperiode 1/Rs ist. Der Takt und die Frequenz im Modulator werden durch eine Referenzsynchronisation (an sich bekannt) des Kommunikationssystems gesteuert. Dieses Synchronisationssignal, das sämtlichen in der Bandbreite übertragenen Signalen gemeinsam ist, repräsentiert eine präzise Referenz, die, wenn sie nicht moduliert wird, durch die Modulationsverluste der Daten nicht beeinflußt wird.
Die Länge der Verbreiterungscodes CI und CQ ist ein wichtiger Parameter, der die Leistungseigenschaften des Systems hinsichtlich des internen Rauschens und der zeitlichen Verzögerung eines verbreiterten Blocks bedingt. Um das interne Rauschen gering zu halten, ist es wichtig, die Zeitverzögerung auf ±0,1 Tc (Tc repräsentiert die Dauer eines verbreiterten Blocks) zu begrenzen. Eine Untersuchung, die unter Vertrag für die Anmelderin ausgeführt wurde, hat gezeigt, daß der optimale Verbreiterungscode aus den Familien des Gold-Codes, die eine minimale gegenseitige Kreuzkorrelation besitzen, gewählt werden muß.
Indem unterschiedliche Polynome vorgesehen werden, um die Code-Familien zu erzeugen, ist es möglich, mehrere Familien von Gold-Codes zu erzeugen, die eine quasiorthogonale Kreuzkorrelation mit den Codes derselben Familie und eine pseudozufällige Korrelation mit den Codes einer anderen Familie besitzen. Dieses Vorgehen ist besonders vorteilhaft im Fall eines Kommunikationssatelliten mit mehreren Strahlenbündeln, weil es dann möglich ist, jedem Strahlenbündel einen Code zuzuweisen, der zu einer anderen Familie gehört, um so das durch ein benachbartes Strahlenbündel eingeführte Rauschen zu reduzieren.
Unglücklicherweise hängt die Anzahl von Familien, die so erzeugt werden können, von der Länge des Codes ab. Mit einem Code mit geringer Länge ist es jedoch möglich, die Anzahl der Codes zu erhöhen, indem eine inverse Version jeder Signatur wiederverwendet wird. Es kann gezeigt werden, daß der neue Code die gleichen Eigenschaften wie der Gold-Code und die gleichen pseudozufälligen Kreuzkorrelationseigenschaften wie die ursprüngliche Familie besitzt.
Die Fähigkeit, Reihen von Codes zu erzeugen, ist beispielsweise bei einem Funksignal nützlich. Es ist nämlich möglich, eine quasiorthogonale Untermenge dem Zweig I und eine andere quasiorthogonale Untermenge dem Zweig Q zuzuweisen. Die Trennung zwischen den Zweigen I und Q ist somit in gleicher Weise wie bei der Kreuzkorrelation der Zufallscodes sichergestellt.
Die verbreiterten Bitzüge I und Q, die sich am Ausgang der Multiplizierer 13 und 13' ergeben, sind Mehrpegelsignale. Diese werden in zwei Signalformungsfiltern 15, 15' geformt, anschließend werden sie getrennt in (an sich bekannte) Modulatoren 16 bzw. 16' eingegeben, in denen sie die in Phase befindliche Komponente bzw. die um 90º phasenverschobene Komponente einer von einem lokalen Generator 17 erzeugten Trägerwelle modulieren. Die beiden modulierten Signale werden dann in einem Addierer 18 addiert, bevor sie in an sich bekannter Weise in das Zwischenfrequenzband umgesetzt werden.
Am Empfangsende einer Verbindung ist der Empfang der Signale mittels eines digitalen Empfängers mit geringer Komplexität sichergestellt. Es sind verschiedene Ausführungsformen möglich. Fig. 2 zeigt ein beispielhaftes Blockschaltbild. Die Schaltung des Empfängers enthält einen mit dem Takt Rc des Blockdurchsatzes arbeitenden Teil und einen mit dem Takt Rs des Symboldurchsatzes arbeitenden Teil.
Der Empfänger enthält im wesentlichen zwei unterschiedliche Demodulationsketten, wovon eine, 301, das Führungssignal verarbeitet und die andere, 302, das Nutzdatensignal verarbeitet, wobei diese zwei Ketten einen gemeinsamen Eingang besitzen. Nach einer kohärenten Transposition im Grundband mit Hilfe eines Demodulators 31 wird jedes Signal in einem angepaßten Filter 32 gefiltert und dann in einer Abtasteinrichtung 33 im Takt eines Abtastwerts pro Block digitalisiert Die Rückgängigmachung der Verbreiterung des Signals erfolgt anschließend durch Multiplikation der Abtastwerte mit den lokalen Repliken der Verbreiterungscodes CI und CQ in den Multiplizierern 34, wodurch komplexe Folgen von Abtastwerten geliefert werden. Dieser Generator 38 für lokale Codes wird von einer Nachlauf- und Erfassungs-Logikeinheit 39 in Phase gesteuert, wie in Chips Timing Synchronization in All- Digital Band-Limited DS/SS Modem" von R. de Gaudezi, M. Luise, R. Viola, Proceedings of IEEE, International Comm. Conference ICC '91, Denver, Colorado, USA, 23.-26. Juni 1991, beschrieben ist.
Nach der Ansammlung während einer Symbolperiode in den Summierern 35 werden die Abtastwerte mit rückgängig gemachter Verbreiterung in einer Abtasteinrichtung 36 mit dem Takt eines Abtastwerts pro Symbol abgetastet. Die erhaltenen Abtastwerte I und Q werden anschließend in einem N-PSK-Trellis-Decodierer 37, der mit dem Takt der Symbole arbeitet, decodiert.
Um die Leistungseigenschaften nicht zu verschlechtern, wenn die verbreiterten Gold-Codes verwendet werden, ist es wichtig, eine Synchronisation der Endgeräte mit einem Fehler von weniger als ±0,3 Blöcken sicherzustellen.
Im Fall einer Punkt-Mehrpunkt-Übertragung (wie im Fall des Hörfunks) wird die Synchronisation durch die Übertragung einer Referenz an sämtliche Endgeräte sichergestellt. In der Hinlaufverbindung könnte der Nutzer-Demodulator 38 beispielsweise den zentralen Takt als Zeitreferenz für den Nutzkanal verwenden. Der Korrelationsverlust infolge einer unvollkommenen Synchronisation zwischen dem zentralen Takt und dem Nutzer-Signal muß minimal gehalten werden. In der Rücklaufverbindung wird jeder Verbreiterungscode einzeln im Empfänger verfolgt. Die Frequenz muß in einem vorgegebenen Bereich (z. B. ±6 10&supmin;² Rb) sehr eng gesteuert werden.
Im Fall einer Mehrpunkt-Mehrpunkt-Übertragung, beispielsweise in einem Mikroendgerät-Netz (M-VSAT) wird eine höherentwickelte Synchronisationstechnik verwendet. Im allgemeinen hat sich die Synchronisationstechnik in der Praxis als nicht kritisch erwiesen. Der Takt der Blöcke (Rc) wird nämlich normalerweise gering gehalten (< 3 MBlöcke/s). Darüber hinaus hat die Tatsache, daß einige Endgeräte nicht synchron sind, für das Netz keine katastrophalen Folgen.
In einem quasisynchronen System können verschiedene Synchronisationstechniken verwendet werden. Das Vorhandensein einer für sämtliche Endgeräte des Netzes verfügbaren Referenz legt die Verwendung einer Master-Slave- Synchronisationstechnik nahe, wie sie beispielsweise in der Arbeit "Telecommunication System Engineering" von W. C. Lindsley und M. K. Simon, Prentice Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1973, beschrieben ist.
Die Überwachung des Pegels des Führungssignals an die Endgeräte ist ein nützliches Mittel, um die Regelung der Leistung in einer offenen Schleife sicherzustellen. Sobald der Führungscode mit dem Nutzer-Demodulator korrekt synchronisiert ist, wird der Synchronisationsprozeß durch die Korrektur des Sender-Takts fortgesetzt, um die Veränderungen der Ausbreitungsverzögerung zu kompensieren.
Es können zwei Typen von Synchronisation in geschlossener Schleife unterschieden werden. In einer zentralisierten geschlossenen Schleife wird die Synchronisation im entfernten Endgerät durch eine Steuerstation unterstützt. In einer lokalen geschlossenen Schleife stellt das Endgerät selbständig die Ausrichtung sicher, indem es sein vom Satelliten zurückgeschicktes eigenes Echo empfängt. Das Echo wird mit der lokalen Replik verglichen, wobei das erzeugte Fehlersignal zur geschätzten Verzögerung proportional ist. Um die Anzahl der Verfolgungsschaltungen auf ein Minimum zu reduzieren, kann die Verfolgung der Verzögerung in einer geschlossenen Schleife erfolgen. Der Synchronisationsfehler wird in der zentralen Station bestimmt und an das bewegliche Endgerät mittels des Kommunikationskanals übertragen. Für kleine terrestrische Stationen ist die Synchronisation nicht kritisch und kann entweder im lokalen Modus oder im zentralisierten Modus ausgeführt werden.
Das Multiplexierungsverfahren gemäß der Erfindung ermöglicht die Verwirklichung von Satellitenkommunikationssystemen, die perfekt an die künftigen kommerziellen Anwendungen mittels weniger komplexer und weniger teurer Modems, mit denen die Endstationen ausgerüstet sind und die eine kohärente Demodulation der empfangenen Signale bei geringen Verlusten (nur 1-2 dB) verwirklichen, angepaßt sind. Außerdem ermöglicht das Verfahren gemäß der Erfindung kraft einer erhöhten spektralen und energetischen Ausbeute die Einführung von Netzen, die kleine Endstationen umfassen, die Daten mit einem Durchsatz von einigen Hundert kB/s pro Kanal verarbeiten können, beispielsweise die kleinen V-SAT-Endgeräte und die Mobilstationen.
Fig. 3 zeigt schematisch ein beispielhaftes typisches Netz, das bei Ausführung des Multiplexierungsverfahrens gemäß der Erfindung verwirklicht werden kann. Das Netz ermöglicht die Verbindung einer großen Anzahl von Mikroendgeräten MT mit mehreren Zentralstationen V-SAT über Kommunikationskanäle, die durch einen geostationären Satelliten GSAT gestützt sind. Die Steuerung und die Koordination des Netzes erfolgt durch eine Koordinationsstation NCS. Bestimmte der Mikroendgeräte MT können Mobilstationen sein. Die Kommunikationen können kraft der Erfindung mit ausgezeichneten Leistungseigenschaften geschaffen werden.
Eine Simulation hat die Analyse der Leistungseigenschaften ermöglicht, die von der Erfindung erwartet werden können. Das Diagramm der beigefügten Fig. 4 zeigt die Veränderung der Fehlerwahrscheinlichkeit in Abhängigkeit vom Rauschabstand für eine quasiorthogonale, uncodierte 8-PSK-CDM-Multiplexierung (8UQO-CDM), eine quasiorthogonale, uncodierte 4-PSK-CDM-Multiplexierung (4UQO-CDM) und eine quasiorthogonale CDM-Multiplexierung mit Trelliscodierung mit acht Zuständen (8TCQO-CDM) im Fall eines Verarbeitungsgewinns von 15,5 mit N = 1,7 und 14 (N ist die Anzahl der Sender). Diese Kurven werden an den quasiunteren Grenzen (QLB), die für N = 1, 7 und 14 berechnet werden, verglichen. Es ist festgestellt worden, daß die erhaltenen Leistungseigenschaften unabhängig von den Längen des Verbreiterungscodes relativ konstant bleiben.
Es ist hinzuzufügen, daß die einfache Aufrechterhaltung der Synchronisation zwischen den Sender- und Empfängerendgeräten die Verwirklichung von weniger komplexen Modems ermöglicht, die sich besonders für kleine Endgeräte eignen. Darüber hinaus sind die Einfachheit und die Kompaktheit der Endgerät-Modems, die sich besonders für eine sehr hohe Integration eignen, bei der Implantation eines digitalen Hörfunknetzes besonders vorteilhaft, weil bei einer typischen Anwendung eines Punkt-Mehrpunkt- Netzes die Synchronisation durch Verwendung einer dem Übertragungssystem selbst eigenen Referenz, insbesondere des Führungscodes des Vielfachzugriffsystems CDMA wie oben beschrieben, sichergestellt werden kann.
Selbstverständlich sind die obenbeschriebenen Ausführungsformen lediglich als erläuternde Beispiele angegeben worden, wobei die Erfindung in keiner Weise auf diese Beispiele eingeschränkt ist. Jede Modifikation, jede Variante und jede äquivalente Anordnung müssen als im Rahmen der Erfindung enthalten angesehen werden.

Claims

1. Verfahren zum Multiplexieren von Datensignalen in einem Satellitenkommunikationssystem mit Vielfachzugriff durch Codetrennung, wobei die Datensignale dazu vorgesehen sind, an mehrere entfernte Endstationen mittels Modulation einer Trägerwelle durch Phasenverschiebung übertragen zu werden, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Modulation der Übertragungsträgerwelle jedes binäre Datensignal einzeln in ein unterschiedliches Symbol codiert wird, das einer PSK-Konstellation von N Symbolen zugehört, die N verschiedenen Punkten zugeordnet sind, so daß zwei Züge von binären Signalen (I, Q) erzeugt werden, wobei der erste Zug von binären Signalen (I) mit dem eintretenden Signal in Phase ist und der zweite Zug von binären Signalen (Q) zum eintretenden Signal um 90º phasenverschoben ist, und daß jedem der zwei obengenannten Züge von binären Signalen (I, Q) durch Kombination mit einem unterschiedlichen Verbreiterungscode (CI, CQ) eine eigene Signatur zugeordnet wird, so daß zwei verbreiterte, zusammengesetzte Züge von Signalen erzeugt werden, die dazu bestimmt sind, jeweils an einen Modulator angelegt zu werden, wobei die zwei obengenannten Verbreiterungscodes (CI, CQ) in einer quasiorthogonalen Kreuzkorrelationsbeziehung stehen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbreiterungscodes (CI, CQ) vorzugsweise in Phase befindliche Folgen von binären Signalen sind, die aus einem Gold-Code abgeleitet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbreiterungscodes (CI, CQ) mehreren Codefamilien zugehören, wobei di Elemente jeder Familie mit den anderen Elementen derselben Familie in einer quasiorthogonalen Kreuzkorrelationsbeziehung stehen und mit den Codes, die zu einer anderen Familie gehören, in einer pseudozufälligen Korrelationsbeziehung stehen.

4. Vorrichtung zum Multiplexieren von Datensignalen, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen linearen Codierer (11), der so beschaffen ist, daß er die von einer Datenquelle ausgehenden Datensignale empfängt und einen Zug von codierten binären Signalen erzeugt, einen Phasenverschiebungsmodulator mit N Phasen (12), der so beschaffen ist, daß er den Zug von codierten binären Signalen des linearen Codierers (11) empfängt und zwei verschiedene Züge von binären Signalen (I, Q) erzeugt, wobei der erste Zug von binären Signalen (I) mit dem Zug von eintretenden binären Signalen in Phase ist, während der zweite Zug von binären Signalen (Q) zum Zug der eintretenden binären Signale um 900 phasenverschoben ist, zwei Vorrichtungen (13, 13') die jeweils an einen unterschiedlichen Eingang des Phasenverschiebungsmodulators (12) angeschlossen sind, um den Zug von binären Signalen (I, Q) mit einem unterschiedlichen Verbreiterungscode (CI, CQ) zu kombinieren, um so jeweils einen verbreiterten, zusammengesetzten Zug von binären Signalen zu erzeugen, der dazu vorgesehen ist, eine Übertragungsträgerwelle zu modulieren, wobei die Verbreiterungscodes (CI, CQ) in einer quasiorthogonalen Kreuzkorrelationsbeziehung stehen, sowie einen Generator für Verbreiterungscodes (14) enthält, der so beschaffen ist, daß der die zwei Verbreiterungscodes (CI, CQ) erzeugt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang jeder der obengenannten Kombinationsvorrichtungen (13, 13') ein Signalformungsfilter (15, 15') angeschlossen ist.