DE69326268T2 - Kommunikationssystem mit gespreiztem Spektrum - Google Patents

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung:
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung eines Spreizspektrum-Modulations/Demodulationssystems, insbesondere eines sogenannten "synchronisierten Spreizspektrumsystems". Ein Spreizspektrum-Kommunikationssystem (SS-Kommunikationssytem) ist anderen Systemen in Bezug auf Rauschstabilität überlegen und kann Intelligenz mit wenig elektrischer Energie senden. Daher wird dieses System als zukunftsfähige Kommunikationseinrichtung von dem Standpunkt einer effektiven Verwendung von Radiowellen aus betrachtet.
• Das Hauptproblem beim SS-Kommunikationssytem ist jedoch der komplizierte Schaltungsaufbau des Empfängers, der zur Wiedergabe des Spreizkodes (d. h. des Pseudo-Rausch-Kodes bzw. PN-Kodes) benötigt wird, der gespreizt wird, wenn von dem Sender gesendet wird. Das synchronisierte Spreizspektrumsystem ist als Mittel zur Vereinfachung der Wiedergabe des Spreizkodes in dem Empfänger entwickelt worden, während die Eigenschaften des SS- Kommunikationssytem aufrechterhalten werden.
2. Beschreibung des verwandten Standes der Technik:
• Bei der SS-Kommunikation sind sowohl Einfangen der Synchronisierungszeit als auch das Halten der Synchronisierungsbedingung notwendige Techniken. Vielfältige Verfahren sind vorgeschlagen und eingesetzt worden.
• Ein Beispiel des synchronen SS-Modulations/Demodulationssystems wird unter Bezugnahme auf Fig. 14 bis 18 beschrieben, die ein früher in JP-A-5 199 205 vorgeschlagenes System zeigen, das am 06.08.1993 also nach dem Prioritätsdatum der vorliegenden Anmeldung veröffentlicht wurde. Fig. 14 zeigt einen Sender, und Fig. 15 zeigt einen Empfänger.
• In Fig. 14 liefert ein Oszillator 649 ein Trägersignal Fi(t) zu einem Eingangsanschluß einer Winkelmodulationseinrichtung 609. Ein Datensignal d(t) wird von einem Eingangsanschluß In10 dem anderen Eingangsanschluß der Winkelmodulationseinrichtung 609 zugeführt. Die Winkelmodulationseinrichtung 609 erzeugt beispielsweise durch Phasenumtastung (PSK) ein winkelmoduliertes Signal fi(t).
• Das Trägersignal Fi(t) wird auch einer Teile-Durch-N&sub1;- Schaltung 625 zugeführt, wodurch die Frequenz des Trägersignals Fi(t) durch N&sub1; geteilt wird. Dieses geteilte Signal wird einer Spreizkode-Erzeugungseinrichtung (PNG) 648 als dessen Taktsignal zugeführt. Die PNG 648 erzeugt einen Spreizkode P(t) im Ansprechen auf dieses Taktsignal und sendet ihn zu einer Mischeinrichtung 610.
• Die Mischeinrichtung 610 führt eine Spreizspektrummodulation (SS-Modulation) durch Multiplizieren des winkelmodulierten Signals fi(t) mit dem Spreizkode P(t) aus. Eine Ausgabe fi(t)*P(t) der Mischeinrichtung 610 wird einem BPF 611 zugeführt und von einem Ausgangsanschluß Out 10 ausgegeben.
• In Fig. 15 wird ein empfangenes SS-Modulationssignal von einem Eingangsanschluß In11 in ein BPF 612 eingegeben, wobei unnötige Bandkomponenten entfernt werden. Danach wird das Signal zu einer automatischen Verstärkungssteu ereinrichtung (AGC) 602 gesendet. Diese AGC 602 ist notwendig, um ein Signal auf einen vorbestimmten Pegel einzustellen, der für eine später beschriebene Synchronisierungs-Zeiterfassung geeignet ist.
• Das SS-modulierte Signal wird in dieser AGC 602 auch auf einen vorbestimmten Pegel verstärkt. Eine Ausgabe der AGC 602 wird separat einer Mischeinrichtung 603 und einer Synchronisierungs-Einfangschaltung 636 einer Verzögerungsregelkreis-Bauart (DLL-Bauart) zugeführt.
• Die Mischeinrichtung 603 multipliziert das SS-modulierte Signal mit einem Spreizkode, der von einer PNG 647 zugeführt wird, um die Entspreizungsoperation durchzuführen. Ein spannungsgesteuerter Oszillator (VCO) 621 führt ein Taktsignal der PNG 647 zu. Dieses Taktsignal ist etwas höher als das in der Synchronisierungsbedingung. Die Gleitkorrelation und die Entspreizungsdemodulation werden sequentiell ausgeführt.
• Die Gleitkorrelation ist hier eine Technik zum Aufholen des Spreizkodes, um die Synchronisierungsbedingung zu erfüllen. Zunächst wird der Spreizkodetakt des Empfängers von dem des Senders etwas geändert. Beispielsweise ist der Spreizkodetakt des Senders 1 MHz und der des Empfängers 1,1 MHz. Beide Takte stimmen alle 909 us miteinander überein. Die Phasen beider Kodes sind jedoch nicht immer gleich. Das bedeutet gegenseitiges Phasengleiten.
• Wenn die Taktphase und die Kodephase identisch sind, nimmt das Demodulationssignal abrupt zu. Indem die Taktsignalfrequenz des Empfängers auf den regulären Wert zurückkehrt, wird daher die normale Entspreizungsoperation nach dieser Zeit stabil durchgeführt.
• Die Mischeinrichtung 603 gibt ein Entspreizungssignal P(t)*ρ(t)*fi(t) an die Mischeinrichtungen 604 und 605 in einer Trägersignal-Wiederherstellungsschaltung 650 aufgrund einer Multiplikation eines SS-modulierten Signals P(t)*fi(t) und des Spreizkodes ρ(t) aus. Ein VCO 622 ist ein Oszillator, der dem Trägersignal Fi(t) des Oszillators 649 folgt. Eine Ausgabe des VCO 622 wird der Mischeinrichtung 604 direkt zugeführt und andererseits über einen Phasenschieber 623 der Mischeinrichtung 605 zugeführt. Der Phasenschieber 623 erzeugt ein Signal mit einem Phasenunterschied von π/2.
• Diese Mischeinrichtungen 604, 605 multiplizieren derartig zugeführte VCO-Werte mit der Ausgabe der Mischeinrichtung 603. Ausgaben dieser Mischeinrichtungen 604, 605 werden einem LPF 617 und einem LPF 618 jeweils zugeführt und in einer Mischeinrichtung 606 miteinander multipliziert. Eine Ausgabe der Mischeinrichtung 606 wird einem Schleifenfilter (LF) 624 zugeführt. Folglich erzeugt das LF 624 einen Durchschnittsfehler zwischen dem VCO 622 und dem winkelmodulierten Signal. Im Ansprechen auf diesen Durchschnittsfehler wird der VCO 622 gesteuert, so daß der VCO 622 dem winkelmodulierten Signal folgt.
• Auf diese Weise wird das Trägersignal durch den VCO wiederhergestellt. Mit dieser Funktion dient die Mischeinrichtung 604 als Synchronisierungszeit- Erfassungseinrichtung bezogen auf das winkelmodulierte Signal. Ihre Ausgabe wird dem LPF 617 zugeführt und von einem Ausgangsanschluß Out11 ausgegeben und auch einer Schwellenwert-Erfassungseinrichtung 634 als Erfassungssignal zur Erfassung der Synchronisierungszeit des Spreizkodes zugeführt, was nachstehend beschrieben ist.
• Als nächstes wird die Synchronisierungs-Einfangoperation erklärt. Das über das BPF 612 und die AGC 602 eingegebene, SS-modulierte Signal wird der Synchronisierungs- Einfangschaltung 636 der DLL-Art zugeführt. Fig. 16 zeigt den detaillierten Aufbau der Synchronisierungs- Einfangschaltung 636 der DLL-Art. In Fig. 16 wird das über einen Eingangsanschluß In12 eingegebene, SSmodulierte Signal zu den Mischeinrichtungen 607 und 608 addiert. Ein Spreizkode P(t - Δt), dessen Phase in Bezug auf den regulären Spreizkode P(t) um 1 Bit des Kodes fortgeschritten ist, und ein Spreizkode P(t + Δt), dessen Phase in Bezug auf den regulären Spreizkode P(t) um 1 Bit des Kodes verzögert ist, werden diesen Mischeinrichtungen 607, 608 über Eingangsanschlüsse In 13 und In 14 zugeführt.
• Wenn dementsprechend der Spreizkode wiederhergestellt ist, wird eine Ausgabe jeder Mischeinrichtung 607 oder 608 ein winkelmoduliertes Signal fi(t) aufgrund der Entspreizungsoperation des SS-modulierten Signals. Die maximalen Werte werden an den Punkten erhalten, wo die Phasen des Spreizkodes um ± 1 Bit versetzt sind. Diese zwei Ausgaben werden über das BPF 613, 614 Absolutwertschaltungen 638, 639 zugeführt.
• In diesen Absolutwertschaltungen 638, 639 wird die Einhüllende des Signals erfaßt. Eine Subtraktionsschaltung 640 erzeugt eine Differenz von Ausgangswerten dieser zwei Absolutwertschaltungen 638, 639. Eine Ausgabe der Subtraktionsschaltung 640 wird einem LF 628 zugeführt und über einen Ausgangsanschluß Out12 ausgegeben.
• Diese Ausgabe wird in den Addierer 642 eingegeben, und zurück zu dem VCO gesendet, um diesen VCO 621 mit dem Differenzwert der Subtraktionsschaltung 640 zu steuern. Die Regelungseigenschaften dieses Regelkreises sind in Fig. 17 gezeigt, dessen Abszisse eine Phase des in der PNG 647 erzeugten Spreizkodes darstellt. Punkte (A) und (B) entsprechen Phasenverschiebungen von jeweils ± 1 Bit. Ein Punkt (C) entspricht der regulären Phase und ist ein Synchronisierungs-Einfangpunkt.
• Da es keinen Unterschied zwischen dem Takt der PNG 647 und dem regulären Takt gibt, erscheint ein Punkt, wobei beide Phasen zusammenfallen, an einem Intervall, das dieser Differenz entspricht. Wenn die Phase des in der PNG 647 erzeugten Spreizkodes mit der des regulären Spreizkodes übereinstimmt, wird die Entspreizungsoperation durchgeführt. Die Mischeinrichtung 603 erzeugt ein winkelmoduliertes Signal fi(t). Die Wiederherstellung des Trägersignals wird in der Trägersignal- Wiederherstellungsschaltung 650 durchgeführt. Folglich nimmt die Demodulationsausgabe abrupt zu. Fig. 18 zeigt die rasante Zunahme des Pegels der Demodulationsausgabe, deren maximaler Wert zur Zeit t0 erreicht wird.
• Die Schwellenwertpegel-Erfassungseinrichtung 634 erfaßt diese steile Zunahme, indem sie die Demodulationsausgabe mit einem vorbestimmten Schwellenwert (SHL) vergleicht. Auf der Grundlage dieser Erfassung gibt die Schwellenwert-Erfassungseinrichtung 634 ein Steuersignal an eine Formungsschaltung 635 aus, die einen Gleichstrom erzeugt, der eine Frequenzverschiebung zu dem VCO 621 ausgibt. Dieser Gleichstrom wird zu dem Steuersignal der Synchronisierungs-Einfangschaltung 636 der DLL-Art in dem Addierer 642 addiert. Der von der PNG 647 zugeführte Takt wird dann mit dem regulären Takt abgeglichen. Die Synchronisierungsbedingung ist dann aufgeholt. Danach wiederholt das Demodulationsgerät die stetige Operation.
• Wie in der vorstehenden Beschreibung erklärt ist hängt in diesem synchronen SS-Modulations/Demodulationssystem die Synchronisierungs-Zeiterfassung stark von einem Signalpegel ab. Daher ist die AGC 602 definitiv auch notwendig. Ferner sind zwei VCO-Regelkreise notwendig. Somit ist Schaltung tendenziell kompliziert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• Dementsprechend hat die vorliegende Erfindung das Ziel, in Anbetracht der vorstehend beschriebenen Probleme oder Nachteile, ein verbessertes SS- Modulations/Demodulationssystem bereitzustellen, das den Schaltungsaufbau vereinfachen kann.
• Um dieses Ziel zu erreichen, stellt eine erste Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung einen Sender für ein Spreizspektrum-Kommunikationssystem bereit, mit
• einer Winkelmodulationseinrichtung zur Durchführung einer Winkelmodulation von Intelligenzsignalen,
• einem Frequenzteiler zum Empfangen eines von der Winkelmodulationseinrichtung ausgegebenen, winkelmodulierten Signals und zum Teilen der Frequenz dieses winkelmodulierten Signals durch eine Teilungszahl, um ein Modulationstaktsignal zu erzeugen,
• einer Spreizkode-Erzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines Spreizkodes auf der Grundlage des Modulationstaktsignals, und
• einer Spreizkode-Erzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines Spreizkodes auf der Grundlage der Modulationseinrichtung zur Modulation des winkelmodulierten Signals durch den Spreizkode, um ein Spreizspektrum- Modulationssignal auszugeben.
• Die Erfindung stellt auch einen entsprechenden Empfänger bereit, um von dem vorstehenden Sender erzeugte Signale zu empfangen und zu demodulieren, und er umfaßt eine Entspreizungseinrichtung zum Empfangen des Spreizspektrum-Modulationssignals und zum Entspreizen des Spreizspektrum-Modulationssignals mittels eines Demodulationsspreizkodes,
• eine Winkeldemodulationseinrichtung zur Erzeugung einer Demodulationsausgabe mittels einer darin enthaltenen Phasenregelkreisschaltung, die eine Winkeldemodulation eines von der Entspreizungseinrichtung ausgegebenen Entspreizungssignals durchführt,
• eine Synchronisierungs-Erfassungseinrichtung zur Erfassung einer Synchronisierungsbedingung auf der Grundlage eines Rauschpegels einer Phasenerfassungseinrichtung, die in der Phasenregelkreisschaltung bereitgestellt ist, und zur Erzeugung eine Synchronisierungs- Erfassungssignals, wenn eine Synchronisierungsbedingung erfüllt ist, und
• eine Taktsignal-Erzeugungseinrichtung zum Antworten auf das Synchronisierungs-Taktsignal, um ein Demodulationstaktsignal des Demodulationsspreizkodes zwischen einem temporären Takt, der zum Einfang einer Synchronisierungszeit verwendet wird, und einem regulären Takt zu schalten, der dem in dem Sender verwendeten Modulationstaktsignal gleicht.
• In einer anderen Ausgestaltung umfaßt der vorstehende Sender einen Frequenzmultiplizierer bzw. eine Frequenzmultiplikationseinrichtung zur Multiplikation eines von der Winkelmodulationseinrichtung ausgegebenen, winkelmodulierten Signals mit einer Multiplikationszahl (N&sub1;).
• Diese Ausgestaltung der Erfindung stellt dementsprechend einen Empfänger zum Empfangen und Demodulieren von Signalen bereit, die von dem Sender nach Anspruch 2 erzeugt werden, mit:
• einem lokalen Oszillator zur Ausgabe eines lokalen Oszillationssignals,
• einer Frequenzumwandlungseinrichtung zur Umwandlung einer Frequenz eines Demodulationsspreizkodes in eine Zwischenfrequenz unter Verwendung des lokalen Oszillationssignals,
• einer Entspreizungseinrichtung zur Multiplikation des in eine Zwischenfrequenz umgewandelten Demodulationsspreizkodes in eine Zwischenfrequenz mit einem Spreizspektrum-Modulationssignal, um ein entspreiztes Signal zu erhalten,
• einer Phasenregelkreiseinrichtung zur Erzeugung eines winkelmodulierten Signals auf der Grundlage des Entspreizungssignals,
• einer Taktsignal-Erzeugungseinrichtung zur selektiven Zufuhr als Demodulationstaktsignal entweder eines regulären Taktsignals, das auf der Grundlage einer Ausgabe eines in der Phasenregelkreiseinrichtung bereitgestellten, spannungsgesteuerten Oszillators und des lokalen Oszillationssignals des lokalen Oszillators ausgebildet wird, oder eines temporären Taktsignals beim Synchronisierungseinfang,
• einer Demodulationsspreizkode-Erzeugungseinrichtung zur Erzeugung des Demodulationsspreizkodes auf der Grundlage des Demodulationstaktsignals, das mittels der Taktsignal-Erzeugungseinrichtung erhalten wird, und
• einer Synchronsierungs-Einfangeinrichtung zur Erzeugung eines Steuersignals auf der Grundlage des winkelmodulierten Signals, um eine Synchronisierungsbedingung bei der Spreizkodedemodulation zu erhalten.
• Die Erfindung stellt auch ein entsprechendes System mit einem Sender und einem Empfänger bereit, wobei der Sender
• eine Winkelmodulationseinrichtung zum Durchführen einer Winkelmodulation eines Intelligenzsignals,
• einen Frequenzteiler zum Empfangen eines von der Winkelmodulationseinrichtung ausgegebenen, winkelmodulierten Signals und zum Teilen der Frequenz dieses winkelmodulierten Signals durch eine erste Teilungszahl, um ein Modulationstaktsignal zu erzeugen,
• eine Spreizkode-Erzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines Spreizkodes auf der Grundlage des Modulationstaktsignals, und
• eine Spreizspektrum-Modulationseinrichtung zur Modulation des winkelmodulierten Signals mittels des Spreizkodes, um ein Spreizspektrum-Modulationssignal auszugeben, aufweist, und
• wobei der Empfänger
• eine Entspreizungseinrichtung zum Empfangen des Spreizspektrum-Modulationssignals und zum Entspreizen des Spreizspektrum-Modulationssignals mittels eines Demodulationsspreizkodes,
• eine Winkeldemodulationseinrichtung zur Erzeugung einer Demodulationsausgabe mittels einer darin enthaltenen Phasenregelkreisschaltung, die eine Winkeldemodulation eines von einer Entspreizungseinrichtung ausgegebenen, entspreizten Signals durchführt,
• eine Synchronisierungs-Erfassungseinrichtung zur Erfassung einer Synchronisierungsbedingung auf der Grundlage eines Rauschpegels einer Phasenerfassungseinrichtung, die in der Phasenregelkreisschaltung bereitgestellt ist, und zum Erzeugen eines Synchronisierungs- Erfassungssignals, wenn eine Synchronisierungsbedingung erfüllt ist, und
• eine Taktsignal-Erzeugungseinrichtung zum Antworten auf das Synchronisierungs-Erfassungssignal, um ein Demodulationstaktsignal des Demodulationsspreizkodes zwischen einem temporären Takt, der zum Einfangen einer Synchronisierungszeit verwendet wird, und einem regulären Takt zu schalten, der dem in dem Sender verwendeten Modulationstaktsignal entspricht, aufweist.
• Die vorliegende Erfindung wird beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
• Es zeigen:
• Fig. 1(A) ein schematisches Blockschaltbild, das einen Sender des SS-Modulations/Demodulationssystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
• Fig. 1(B) ein schematisches Blockschaltbild, das einen Empfänger des SS-Modulations/Demodulationssystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
• Fig. 2(A) das Ausgangssignal der Phasenerfassungseinrichtung des Empfängers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel bei der Synchronisierungs-Zeiterfassung,
• Fig. 2(B) das Ausgangssignal des BPF des Empfängers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, der ausschließlich die Rauschkomponenten der Phasenerfassungseinrichtung herausnimmt,
• Fig. 3 ein schematisches Blockschaltbild, das einen Empfänger des SS-Modulations/Demodulationssystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
• Fig. 4 ein schematisches Blockschaltbild, das das Prinzip zum Erhalten der Synchronisierungsbeziehung in dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt,
• Fig. 5(A) ein schematisches Blockschaltbild, das einen Sender des SS-Modulations/Demodulationssystems gemäß einem dritte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
• Fig. 5(B) ein schematisches Blockschaltbild, das einen Empfänger des SS-Modulations/Demodulationssystems gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
• Fig. 6 ein schematisches Blockschaltbild, das eine Abwandlung des Senders gemäß Fig. 5(A) zeigt,
• Fig. 7(A) ein schematisches Blockschaltbild, das einen Sender des SS-Modulations/Demodulationssystems gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
• Fig. 7(B) ein schematisches Blockschaltbild, das einen Empfänger des SS-Modulations/Demodulationssystems gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
• Fig. 8, 9 und 10 schematische Blockschaltbilder, die Abwandlungen des Empfängers gemäß Fig. 7(B) zeigen,
• Fig. 11(A) ein schematisches Blockschaltbild, das einen Sender des SS-Modulations/Demodulationssystems gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
• Fig. 11(B) ein schematisches Blockschaltbild, das einen Empfänger des SS-Modulations/Demodulationssystems gemäß dem fünfte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
• Fig. 12(A) und 12(B) winkelmodulierte Signale und Spektren in dem fünften Ausführungsbeispiel,
• Fig. 13 ein Abwandlung des Demodulationsabschnitts des fünften Ausführungsbeispiels,
• Fig. 14 ein schematisches Blockschaltbild, das einen typischen Sender des SS-Modulations/Demodulationssystems zeigt,
• Fig. 15 ein schematisches Blockschaltbild, das einen typischen Empfänger des SS-Modulations/Demodulationssystems zeigt,
• Fig. 16 ein schematisches Blockschaltbild, das einen ausführlichen Aufbau der Synchronisierungs-Einfangschaltung der DLL-Art des in Fig. 15 gezeigten Empfängers zeigt,
• Fig. 17 einen Graphen, der die Steuereigenschaften der Steuerschleife in dem Empfänger gemäß Fig. 15 zeigt, und
• Fig. 18 einen Graphen, der den steilen Anstieg des Pegels der Demodulationsausgabe zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
• Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung ausführlich erklärt.
Erstes Ausführungsbeispiel
• Ein erstes Ausführungsbeispiel eines Spreizspektrum- Modulations/Demodulationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1(A), 1(B) und Fig. 2(A), 2(B) erklärt. Fig. 1(A) zeigt einen Sender, der zur Erzeugung und Verstärkung eines Hochfrequenz-Trägersignals, zur Intelligenzmodulation des Trägersignals und zum Leiten des modulierten Trägersignals zu einer Antenne verwendet wird, um eine elektromagnetische Welle in den Raum auszustrahlen.
• In Fig. 1(A) wird ein Intelligenzsignal d(t) von einem Eingangsanschluß In1 zu einer Winkelmodulationseinrichtung 52 bzw. einem Winkelmodulator 52 gesendet. Hier beinhaltet das Intelligenzsignal d(t) Daten, Informationen oder Nachrichten, die zu übertragen sind. Die Winkelmodulation ist im allgemeinen als Frequenzmodulation (FM) und als Phasenmodulation (PM) bekannt. Aber eine FSK (Frequenzumtastung), eine MSK (Minimumumtastung) und eine GMSK (gaußförmige Minimumumtastung) sind auch in dieser Winkelmodulation im weiten Sinne eingeschlossen.
• Ein winkelmoduliertes Signal fm(t) wird von der Winkelmo dulationseinrichtung 52 erzeugt und wird einerseits einer Mischeinrichtung 10 und andererseits einer Teile-Durch- N&sub1;-Schaltung 25 bzw. einer Dividierschaltung 25, die durch N&sub1; teilt, zugeführt. N&sub1; ist hier eine ganze Zahl größer 2. Nachfolgend ist der Frequenzteiler wie die Teile-Durch-N&sub1;-Schaltung 25 ein harmonischer Wandler, in dem die Frequenz des Ausgangssignals ein ganzzahliger Teiler der Eingangsfrequenz ist.
• Die Mischeinrichtung 10 dient der Erzeugung einer Spreizspektrum-Modulationswelle. Die Teile-Durch-N&sub1;-Schaltung 25 teilt die Frequenz des winkelmodulierten Signals fm(t) durch N&sub1;, um ein Taktsignal C0(t) zu erzeugen.
• Dieses Taktsignal C0(t) wird zu einer Spreizkode- Erzeugungseinrichtung (mit PNG abgekürzt) 48 gesendet. Die Spreizkode-Erzeugungseinrichtung 48 erzeugt im Ansprechen auf dieses Taktsignal C0(t) ein Pseudorauschen, das nachstehend mit Spreizkode P(t) bezeichnet wird. Der Spreizkode P(t) wird zu der Mischeinrichtung 10 gesendet. Die Mischeinrichtung 10 multipliziert diesen Spreizkode P(t) mit einem winkelmodulierten Signal fm(t), um ein Spreizspektrum-Modulationssignal (SS- Modulationssignal) P(t)*fm(t) zu erhalten. Diese SS- Modulationssignal P(t)*fm(t) wird über ein BPF 11 von einer Antenne A1 ausgesendet. Die Abkürzung BPF steht für Bandpaßfilter.
• Als nächstes wird in Fig. 1(B) das derartig gesendete SS- Modulationssignal von einer Antenne A2 in dem Empfänger empfangen. Das SS-Modulationssignal wird in ein BPF 12 eingegeben, in dem unnötige Frequenzkomponenten außerhalb des Hauptfrequenzbandes abgeschwächt werden. Dann wird das SS-Modulationssignal zu einem Eingangsanschluß einer Mischeinrichtung 3 gesendet. Da das SS-Modulationssignal während einer Übertragung zu dem Empfänger ein Rauschen n(t) erhält, wird seine Form nun durch P(t)*fm(t) + n(t) dargestellt.
• Eine Spreizkode-Erzeugungseinrichtung (durch PNG abgekürzt) 47 sendet einen Spreizkode ρ(t) zu dem anderen Eingangsanschluß der Mischeinrichtung 3. Die Mischeinrichtung 3 multipliziert diesen Spreizkode ρ(t) mit dem SS-Modulationssignal und erzeugt ein Ausgangssignal P(t)*fm(t)*ρ(t) + n(t)*ρ(t).
• Dieses Ausgangssignal P(t)*fm(t)*ρ(t) + n(t)*ρ(t) wird zu einem BPF 15 gesendet, das Signale in einer Bandbreite einer winkelmodulierte Frequenz weiterleitet. Also werden die winkelmodulierten Signalkomponenten und ein Teil der anderen Signalkomponenten durch dieses BPF 15 zu einem Begrenzungsverstärker (mit LIM abgekürzt) 43 weitergeleitet. Der Begrenzungsverstärker 43 soll verhindern, daß die Amplitude einer elektronischen Wellenform einen angegebenen Pegel überschreitet, während der Verlauf der Wellenform bei allen Amplituden kleiner als der angegebene Pegel erhalten bleibt.
• Das Signal, dessen Amplitude von dem Begrenzungsverstärker 43 begrenzt wird, wird in eine Phasenerfassungseinrichtung 4 eingegeben. Diese Phasenerfassungseinrichtung 4 besteht aus einem Phasenregelkreis (PLL) zusammen mit einem spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 22 und einem Schleifenfilter (LF) 24. Das heißt, daß die Phasenerfassungseinrichtung 4 die Frequenz des VCO 22 mit der des eintretenden Trägersignals vergleicht. Somit erzeugt die Phasenerfassungseinrichtung 4 auf der Grundlage einer Phasendifferenz zwischen dem Signal des Begrenzungsverstärkers 43 und des Signals fm'(t) des VCO 22 ein Phasenvergleichssignal E(t). Durch Zuführen dieses Phasenvergleichssignals E(t) über das LF 24 zu dem VCO 22, wird die Regelung des PLL durchgeführt, so daß das Ausgangssignals des VCO 22 das winkelmodulierte Signal regeln kann. Als Ergebnis der PLL-Regelung erzeugt der VCO 22 wieder das modulierte Signal fm(t), und das Phasenvergleichssignal E(t) liefert das in fig. 1(A) gezeigte, demodulierte Signal d(t).
• Andererseits wird das Ausgangssignal des VCO 22 über eine Teile-Durch-N&sub2;-schaltung 27 und eine Umschaltschaltung Sw zu der PNG 47 gesendet. N&sub2; ist hier eine ganze Zahl größer 2. Die Teile-Durch-N&sub2;-Schaltung 27 teilt die Frequenz des Ausgangssignals des VCO 22 durch N&sub2;, um ein Taktsignal C1(t) zu erzeugen. Im Ansprechen auf dieses Taktsignal C1(t) erzeugt die PNG 47 den Spreizkode ρ(t).
• Ferner ist ein BPF 16 mit der Phasenerfassungseinrichtung 4 verbunden. Dieses BPF 16 überträgt Rauschkomponenten, deren Frequenzen etwas höher als die der Intelligenzsignale sind, zu einer Synchronisierungs-Erfassungsschaltung 34.
• Fig. 2(A) zeigt das Ausgangssignal der Phasenerfassungseinrichtung 4, das während Synchronisierungs-Zeiterfassung erzeugt wird. In dieser Zeichnung entsprechen die beiden Spitzen (a) und (a') den Punkten, wo die Spreizkodes korreliert sind. Und die an diesen Punkten erhaltenen Singale sind Intelligenzsignale, die moduliert worden sind. Andererseits entsprechen die Abschnitte (b) und (b') den Zeitabschnitten, währenddessen keine Korrelationen zwischen den Spreizkodes erhalten werden. Und die während dieser Abschnitte erhaltenen Signale sind fast Rauschkomponenten.
• Fig. 2(B) zeigt das Ausgangssignal des BPF 16, der ausschließlich die Rauschkomponenten der Phasenerfassungseinrichtung 4 entfernt. Die Synchronisierungs- Erfassungsschaltung 34 vergleicht dieses Ausgangssignal des BPF 16 mit einem vorbestimmten Schwellenwert. Wenn dieses Ausgangssignal (d. h. Rauschkomponente) zu einer gewissen Zeit weniger als der Schwellenwert abnimmt, wird erkannt, daß diese Zeit die Synchronisierungszeit ist.
• Auf der Grundlage der Beurteilung der Synchronisierungszeit, gibt die Synchronisierungs-Erfassungsschaltung 34 ein Umschaltsignal zu der Umschaltschaltung Sw, um den beweglichen Kontakt der Umschaltschaltung Sw mit einem Ausgangsanschluß einer Teile-Durch-N&sub1;-Schaltung 26 zu verbinden.
• Die Teile-Durch-N&sub1;-Schaltung 26 hat dieselbe Teilungszahl wie die Teile-Durch-N&sub1;-Schaltung 25, die in dem Modulationsstadium verwendet wird. Das bedeutet, daß die Teile- Durch-N&sub1;-Schaltung 26 ein Taktsignal C0(t) erzeugen kann, das dem der Teile-Durch-N&sub1;-Schaltung 25 sowohl in der Frequenz als auch in der Phase gleicht.
• Dieses Taktsignal C0(t) wird zu der Spreizkode- Erzeugungseinrichtung 47 gesendet, wodurch der Spreizkode P(t) erhalten wird. Durch Eingeben dieses Spreizkodes P(T) in die Mischeinrichtung 3, findet die Entspreizungsoperation darin statt.
• Dementsprechend wird die Entspreizungsausgabe P²(t)*fm(t) + ρ(t)*n(t). Bekanntermaßen ist P²(t) gleich 1 (d. h. Gleichstrom). Daher kann die Entspreizungsausgabe einfacher durch fm(t) + P(t)*n(t) ausgedrückt werden. Somit wird das Signal fm(t) + n'(t) über das BPF 15 zu dem Begrenzungsverstärker 43 gesendet werden.
• Auf diese Weise wird die SS-Synchronisierung erreicht und eine reguläre SS-Demodulation eingeleitet. Die PLL- Schaltung, die aus der Phasenerfassungseinrichtung 4, dem LF 24 und dem VCO 22 besteht, führt die PLL-Winkeldemodulation aus, wodurch ein demoduliertes Intelligenzsignal über ein Tiefpaßfilter (LPF) 19 zu einem Ausgangsanschluß Out1 ausgegeben wird.
• Gemäß diesem ersten Ausführungsbeispiel wird das Taktsignal zur Erzeugung des Spreizkodes durch Dividieren des modulierten Signals der Winkelmodulationsschaltung in dem Sender erzeugt. Mit anderen Worten kann das Winkelmodulationssignal und der Spreizkode mit der Synchronisierungsbeziehung korreliert werden. Mit dieser Anordnung kann eine Ausgabe der PLL-Schaltung, die in dem Empfänger zur Demodulation des Winkelmodulationssignals bereitgestellt ist, als Taktsignal für den Spreizkode bei der Demodulation effektiv verwendet werden.
• Folglich sind kein Verzögerungsregelkreis (DLL) und keine automatische Verstärkungssteuereinrichtung (AGC) notwendig, was zu einer einfacheren Schaltungsanordnung im Vergleich zu herkömmlichen Schaltungen führt.
ZWEITES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
• Ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Spreizspektrum-Modulations/Demodulationssystems wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben.
• Ein in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenes, gesendetes SS-Modulationssignal wird gemäß Fig. 3 von einer Antenne A2 in dem Empfänger empfangen und dann in einen Eingangsanschluß einer Mischeinrichtung 103 über ein BPF 112 und einen Hochfrequenzverstärker 162 eingegeben. Ein lokaler Oszillator 118 erzeugt ein lokales Oszillationssignal f0(t). Eine für die Demodulation bereitgestellte Spreizkode-Erzeugungseinrichtung 147 erzeugt einen Spreizkode ρ(t). Eine Mischeinrichtung 102 gibt sowohl das lokale Oszillationssignal f0(t) als auch den Spreizkode ρ(t) ein und multipliziert sie, um ein Ausgangssignal ρ(t)*f0(t) zu erzeugen. Dieses Ausgangssignal ρ(t)*f0(t) wird dem anderen Eingangsanschluß der Mischeinrichtung 103 zugeführt. Die Mischeinrichtung 103 multipliziert das Ausgangssignal ρ(t)*f0(t) mit dem SS- Modulationssignal P(t)*f0(t) und gibt ein multipliziertes Ausgangssignal P(t)*ρ(t)*f0(t)*fm(t) zu der Phasenerfassungseinrichtung 106 über einen Zwischenfrequenzfilter (IF-Filter) 115 und einen begrenzenden Verstärker 164 der Zwischenfrequenz (IF) aus.
• Die Phasenerfassungseinrichtung 106 umfaßt einen Phasenregelkreis (PLL) zusammen mit einem spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 122 und einem Schleifenfilter (LF) 124.
• Das Ausgangssignal der Phasenerfassungseinrichtung 106 wird ferner einem BPF 117 zugeführt. Dieses BPF 117 sendet Rauschkomponenten, deren Frequenzen etwas höher als die des Intelligenzsignals sind, an eine Synchronisierungs-Erfassungsschaltung 128.
• Auf dieselbe Weise wie die Synchronisierungs- Erfassungsschaltung 34 in dem ersten, unter Bezugnahme auf Fig. 2(A) und 2(B) erklärten Ausführungsbeispiel arbeitet diese Synchronisierungs-Erfassungsschaltung 128, um die Synchronisierungszeit zu erfassen, indem sie das Ausgangssignal des BPF 117 mit einem vorbestimmten Schwellenwert vergleicht. Wenn dieses Ausgangssignal (d. h. Rauschkomponente) geringer als der Schwellenwert zu einer gewissen Zeit wird, wird erkannt, daß diese Zeit die Synchronisierungszeit ist.
• Auf der Grundlage des Urteils der Synchronisierungszeit gibt die Synchronisierungs-Erfassungsschaltung 128 ein Steuersignal an eine Umschaltschaltung Sw aus.
• Ein den PLL ausbildendes Ausgangssignal des VCO 122 wird einem Eingangsanschluß einer Mischeinrichtung 109 zugeführt. Ein Ausgangssignal f0(t) des lokalen Oszillators 118 wird einem anderen Eingangsanschluß der Mischeinrichtung 109 zugeführt. Die Mischeinrichtung 109 multipliziert diese zwei Ausgangssignale, um eine Beat-Up- Operation durchzuführen. Hier bedeutet die Beat-Up- Operation, daß eine Frequenz eines Signals in eine höhere Frequenz umgewandelt wird.
• Das Beat-Up-Ausgangssignal wird über ein BPF 116 und einen Verstärker 165 zu einem Teiler 126 gesendet. Der Teiler 126 erzeugt gleichzeitig zwei Ausgangssignale (I) und (II). Ein Ausgangssignal (I) ist eine durch N&sub1; geteilte Ausgabe, während das andere Ausgangssignal (II) eine durch N&sub2; geteilte Ausgabe ist.
• Bevor die Synchronisierungsbedingung erfüllt ist wird die durch N&sub2; geteilte Ausgabe über die Umschaltschaltung Sw der PNG 147 als Taktsignal C'(t) zugeführt. Die PNG 147 erzeugt den Spreizkode ρ(t). Mit anderen Worten, es wird entschieden, daß die Synchronisierungsbedingung noch nicht erfüllt ist, solange dieser Spreizkode ρ(t) kontinuierlich erzeugt wird. Dementsprechend gibt die Phasenerfassungseinrichtung 106 starkes Rauschen an das BPF 117 aus.
• Wenn jedoch einmal die Synchronisierungs-Erfassungsschaltung 128 eine erste Synchronisierungszeit erfaßt, gibt sie ein Steuersignal an die Umschaltschaltung Sw aus, so daß das Teilungsausgangssignal 1/N&sub1; zu der PNG 147 über die Umschaltschaltung Sw als Taktsignal ausgegeben wird. Ansprechend auf dieses Taktsignal erzeugt die PNG 147 einen Spreizkode P(t).
• Dieser Spreizkode P(t) wird mit einer Ausgabe des lokalen Oszillators 118 in der Mischeinrichtung 102 multipliziert, um ein Ausgangssignal P(t)*f0(t) zu erzeugen. Dieses Ausgangssignals P(t)*f0(t) wird dann der Mischeinrichtung 103 zugeführt. Die Mischeinrichtung 103 multipliziert dieses Ausgangssignal P(t)*f(t) mit dem SS- modulierten Signal P(t)*fm(t), das von dem Sender mittels der Antenne A2, des BPF 112 und des Hochfrequenzverstär kers 163 gesendet wurde, wodurch die Spreizoperation durchgeführt wird und ein primär moduliertes Signal fi(t) einer Zwischenfrequenz erzeugt wird.
• Dieses primär modulierte Signal fi(t) wird dann der Phasenerfassungseinrichtung 106 über den IF-Filter 115 und den begrenzenden Verstärker 164 zugeführt. Der PLL einschließlich der Phasenerfassungseinrichtung 106, des LF 124 und des VCO 122 regelt das primär modulierte Signal fi(t) und führt die PLL-Demodulation durch. Die demodulierten, verständlichen Geräusche oder andere wahrnehmbare Signale werden dann von einem Ausgangsanschluß Out2 ausgegeben.
• Obwohl das Ausgangssignal des VCO 122 mittels des primär modulierten Signals fi(t) geregelt wird, hat es keine Synchronisierungsbeziehung zu dem empfangenen Signal, da die lokale Oszillatorausgabe cos(ωt) Einfluß nimmt. Dementsprechend kann es nicht als Taktsignal verwendet werden, wenn es direkt geteilt wird.
• Um dies zu lösen, führt die Mischeinrichtung 109 durch Multiplizieren des Ausgangssignals des VCO 122 mit der lokalen Oszillatorausgabe f0(t) eine Beat-Up-Operation durch. Somit kann das Ausgangssignal des BPF 16 als ungefähres, primäres Modulationssignal fm(t) erhalten werden.
• Hier wird das Prinzip zum Erhalten der Synchronisierungsbeziehung unter Bezugnahme auf Fig. 4 erklärt. In dieser Zeichnung erhalten dieselben Komponenten wie diejenigen in Fig. 1 bis 3 dieselben Bezugszeichen und ein Buchstabe "f*" bezeichnet eine Frequenz eines Signals f*(t).
• Wenn die Synchronisierungsbedingung zwischen der PNG 48 und der PNG 147 erfüllt ist, kann das empfangene Signal P(t)*fm(t) als primäres Modulationssignal fm(t) betrach tet werden, und das Eingangssignal fm(t) einer hohen Frequenz wird dann der Mischeinrichtung 102 über einen Eingangsanschluß In3 zugeführt. Das Eingangssignal fm(t) wird in der Mischeinrichtung 102 mit einem lokalen Oszillationssignal f0(t) multipliziert. In diesem Fall wird eine Summe und eine Differenz dieser zwei Signale als multiplizierte Ausgabe erhalten. Daher wird ein BPF 115' als IF-Filter 115 bereitgestellt, das die Differenz dieser Signale überträgt. Das Eingangssignal fm(t) wird nämlich als Ergebnis einer Beat-Down-Operation in ein Zwischenfrequenzsignal (IF-Signal) fi(= fm-f0) umgewandelt. Die Beat-Down-Operation bedeutet, daß eine Frequenz eines Signals in eine niedrigere Frequenz umgewandelt wird.
• Nach einer Verstärkung in dem IF-Verstärker 164 wird dieses IF-Signal fi der Phasenerfassungseinrichtung 106 zugeführt. Diese Phasenerfassungseinrichtung 106 führt die PLL-Operation mit dem LF 124 und dem VCO 122 durch.
• Dementsprechend wird eine Ausgabe des VCO 122 ein Signal fi', da mit dem Eingangssignal fi der Phasenerfassungseinrichtung synchronisiert ist. Dieses VCO-Ausgangssignal fi' umfaßt weniger Rauschkomponenten als das Eingangssignal fi der Phasenerfassungseinrichtung 106 aufgrund eines Verfolgungsfiltereffekts des PLL. Es gibt keinen wesentlichen Unterschied zwischen dem Signal fi' und dem Signal fi in anderen fundamentalen Eigenschaften.
• Daher wird dieses Signal fi' mit der lokalen Oszillatorausgabe f0 in der Mischeinrichtung 109 multipliziert. Dann wird ein Beat-Up-Signal fm'( = fi' + f0), das weniger Rauschen und weniger Pegelfluktuationen im Vergleich zu dem Eingangssignal fm aufweist, aus dem BPF 116 als Hochfrequenzsignal erhalten, das mit dem Eingangssignal fm synchronisiert ist.
• Wenn das BPF 115' in diesem Fall das andere Beat-Signal fm + f0 überträgt, muß das BPF 116 das andere Beat-Signal fi' - fo auswählen. Das heißt, daß diese BPF 115' und BPF 116' einander entgegengesetzt zusammenwirken,
• Das Ausgangssignal von der Mischeinrichtung 109 wird dem Frequenzteiler 126 über das BPF 116 dem in Fig. 3 gezeigten Verstärker 165 zugeführt. Dann erzeugt der Teiler 126 ein Teilungssignal 1/N&sub1;, das dem des Teilers 125 in dem Sender gleicht. Dieses Teilungssignal wird als Taktsignal der PNG 147 zugeführt, wodurch die SS-Demodulation erreicht wird, die die Synchronisierungsbeziehung mit dem eingegebenen SS-Modulationssignal aufweist.
DRITTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
• Ein drittes Ausführungsbeispiel des Spreizspektrum- Modulations/Demodulationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 5(A) und 5(B) erklärt. Fig. 5(A) zeigt einen Sender, während Fig. 5(B) einen Empfänger zeigt.
• In Fig. 5(A) wird ein Intelligenzsignal S(t) einschließlich eines Audiosignals (Tonsignals) oder anderer Daten einer Winkelmodulationsschaltung 252 über einen Eingangsanschluß In 4 zugeführt.
• Wenn die Sendefrequenz in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel hoch ist, muß die Winkelmodulationsschaltung Hochfrequenzsignale direkt verarbeiten. Das führt zu einem komplizierten Schaltungsaufbau. Um dieses Problem zu umgehen, verwendet die vorliegende Erfindung einen niedrigeres Frequenzträgersignal für die Winkelmodulation. Die modulierte Frequenz wird hochkonvertiert, um eine Zielsendefrequenz zu sein.
• Die Winkelmodulationsschaltung 252 erzeugt eine winkelmo dulierte Ausgabe f(t) und führt diese einer Mischeinrichtung 209 und einer Teiledurch-N&sub1;-Schaltung 225 zu. Ein lokaler Oszillator 249, der ein Oszillationssignal mit einer Frequenz f2 erzeugt, führt seine Ausgabe einerseits der Mischeinrichtung 202 und andererseits einer Multiplizier-mit-N&sub1;-Schaltung 251 zu. Nachfolgend ist der Frequenzmultiplizierer so wie die Multiplizier-Mit-N&sub1;- Schaltung 251 ein harmonischer Wandler, in dem die Frequenz des Ausgangssignals ein exakt ganzzahliges Vielfaches der Eingangsfrequenz ist.
• Nach Multiplizieren mit einer Multiplizierzahl N&sub1; in der Multiplizier-Mit-N&sub1;-Schaltung 251 wird das Signal der Mischeinrichtung 209 zugeführt. Mit diesem Signal führt die Mischeinrichtung 209 die Hochkonvertierung der winkelmodulierten Ausgabe f(t) durch.
• Andererseits führt die Mischeinrichtung 202 die Hochkonvertierung der winkelmodulierten Ausgabe von der Teile- Durch-N&sub1;-Schaltung 225 unter Verwendung der lokalen Oszillatorausgabe durch. Das heißt, daß die Mischeinrichtung 202 mit der Mischeinrichtung 209 zusammenarbeitet, um dieselben Beat-Signale zu erzeugen. Wenn die Mischeinrichtung 209 beispielsweise ein Summensignal erzeugt, muß die Mischeinrichtung 202 auch ein Summensignal erzeugen.
• Die Mischeinrichtung 202 führt ihre Ausgabe einer Teile- Durch-N&sub2;-Schaltung 226 über ein BPF 216 und einen Verstärker 254 zu. Ansprechend auf diese Ausgabe erzeugt die Teile-Durch-N&sub2;-Schaltung 226 ein Taktsignal und führt es der Spreizkode-Erzeugungseinrichtung (PNG) 248 zu. Dann erzeugt die PNG einen Spreizkode P(t).
• Ein Tiefpaßfilter (LPF) 242 wird zwischen der PNG 248 und einer Mischeinrichtung 210 eingesetzt. Dieses LPF 242 überträgt nur das Hauptfrequenzband des Frequenzspektrums des Spreizkodes P(T) zu einem Eingangsanschluß der Mischeinrichtung 210.
• Die winkelmodulierte Ausgabe fm(t), die in der Mischeinrichtung 209 hochkonvertiert wurde, wird über ein BPF 215 in den anderen Eingangsanschluß der Mischeinrichtung 210 eingegeben. Hier ist fm = (f2 · N&sub1;) + f1, wobei "fm" eine Frequenz des fm(t) bezeichnet.
• Somit wird eine Ausgabe der Mischeinrichtung 210 als SS- moduliertes Ausgangssignal P(t)*fm(t) erhalten. Dieses Signal wird in einem Verstärker 255 geeignet verstärkt und dann über die Antenne A1 übertragen.
• Als nächstes wird der Empfänger unter Bezugnahme auf Fig. 5(B) erklärt. Das SS-modulierte Signal P(t)*fm(t), das von der Antenne A2 empfangen wird, wird einer Mischeinrichtung 203 über ein BPF 212 zugeführt. Ein Spreizkode ρ(t) wird von einer PNG 247 erzeugt und zu der Mischeinrichtung 203 über ein LPF 243 übertragen. Die Mischeinrichtung 203 multipliziert diesen Spreizkode ρ(t) mit der Ausgabe des BPF 212 und erzeugt ein Ausgangssignal P(t)*fm(t)*ρ(t). Dieses Ausgangssignal P(t)*fm(t)* ρ(t) wird einer Mischeinrichtung 231 über ein BPF 217 zugeführt.
• Ein lokaler Oszillator 259 erzeugt ein Oszillationssignal mit einer Frequenz fo.
• Ein Ausgangssignal des lokalen Oszillators 259 wird mit einer Multiplizierzahl N&sub1; in der Multipizier-Mit-N&sub1;- Schaltung 253 multipliziert und dann der Mischeinrichtung 231 zugeführt. Die Mischeinrichtung 231 erzeugt die Abwärtskonvertierung und erzeugt dann ein Zwischenfrequenzsignal f1(t) mit einer Frequenz f1 = fm-(f0 N&sub1;), die einer Phasenerfassungseinrichtung 233 über einen begrenzenden Verstärker 256 zugeführt wird. Die Phasenerfassungseinrichtung 233 weist den PLL auf.
• Durch Zuführen der Ausgabe dieser Phasenerfassungseinrichtung 233 zu einem Fehlerverstärker 157 und dann zu einem LF 224, wird eine Fehlerausgabe (d. h. eine Winkeldemodulationsausgabe) erhalten und einem VCO 222 zugeführt.
• Wenn die PLL-Regelungsbedingung erfüllt ist, ist eine Ausgabe des VCO 222 f'(t). Die VCO-Ausgabe f'(t) wird nicht nur einer Phasenerfassungseinrichtung 233 sondern auch einer Teile-Durch-N&sub1;-Schaltung 227 zugeführt, und ihre Frequenz wird durch N&sub1; geteilt. Eine Ausgabe der Teile-Durch-N&sub1;-Schaltung 227 wird einer Mischeinrichtung 232 zugeführt.
• Die Mischeinrichtung 232 multipliziert diese Ausgabe mit dem lokalen Oszillationssignal mit einer Frequenz f0, die von dem lokalen Oszillator 259 zugeführt wird, wodurch die Hochkonvertierung hierin durchgeführt wird. Somit erzeugt die Mischeinrichtung 232 durch das PBF 219 eine Ausgabe, deren Frequenz f0 + (f1/N&sub1;) beträgt.
• Eine Ausgabe des BPF 219 wird simultan einer Teile-Durch- N&sub2;-Schaltung 228 und einer Teile-Durch-N&sub3;-Schaltung 229 zugeführt. Hier ist N&sub3; eine ganze Zahl größer 2. Eine Ausgabe der Teile-Durch-N&sub2;-Schaltung 228 hat eine fundamentale Frequenz von {f2 + (f1/N1)}/N&sub2;, während eine Ausgabe der Teile-Durch-N&sub3;-Schaltung 229 eine fundamentale Frequenz von {f2 + (f1/N&sub1;)}/N&sub3; hat. Mit anderen Worten ist die Ausgangsfrequenz der Teile-Durch-N&sub2;-Schaltung 228 gleich der Frequenz des Taktsignals der PNG 248 in dem Sender. Die Ausgangsfrequenz der Teile-Durch-N&sub3;-Schaltung 229 ist etwas verschieden von der Frequenz des Taktsignals der PNG 248 in dem Sender.
• Jeweilige Ausgangssignale (I), (II) dieser Schaltungen 228, 229 werden einer Umschaltschaltung SW bereitge stellt. Diese Umschaltschaltung Sw wird von einer Synchronisierungs-Erfassungsschaltung 260 gesteuert, die einen Rauschpegel erfaßt, der in der Ausgabe der Demodulationsschaltung (PLL) 261 enthalten ist. Dieser Rauschpegel ist klein, wenn die SS- Synchronisierungsbedingung in dem PLL 261 erfüllt ist, aber er ist groß, wenn die SS-Synchronisierungsbedingung nicht erfüllt ist. Daher gibt die Synchronisierungs- Erfassungsschaltung 260 ein Steuersignal zu der Umschaltschaltung Sw aus, wenn die SS-Synchronisierungsbedingung erfüllt ist. Ansprechend auf dieses Steuersignal verbindet die Umschaltschaltung ihren beweglichen Kontakt mit der Teile-Durch-N&sub2;-Schaltung 228.
• Die Ausgabe der Teile-Durch-N&sub3;-Schaltung 229 wird nämlich der PNG 247 als Taktsignal zugeführt, wenn die SS- Synchronisierungsbedingung nicht erfüllt ist. Und die PNG 247 erzeugt einen Spreizkode ρ(t). Dieser Spreizkode ρ(t) wird während einer kurzen Zeitspanne erzeugt, nachdem der Empfänger aktiviert ist, aber gestoppt, wenn die SS- Synchronisierungsbedingung einmal erfüllt ist. Danach wird die Ausgabe der Teile-Durch-N&sub2;-Schaltung 228 der PNG 247 als Taktsignal zugeführt. Und die PNG 247 erzeugt einen Spreizkode P(t) und führt ihn der Mischeinrichtung 203 zu.
• Bei dieser Anordnung erzeugt die Mischeinrichtung 203 eine Ausgabe fm(t)*P(t)*P(t). Bekanntermaßen ist P(t)*P(t) gleich 1. Folglich wird eine Ausgabe des BPF 217 eine entspreizende Demodulationsausgabe, d. h. die winkelmodulierte Ausgabe fm(t) ist hochkonvertiert worden. Wenn eine derartige SS-Synchronisierungsbedingung erfüllt ist, wird eine Ausgabe eines LPF 244 ein winkeldemoduliertes Signal S(t) und wird über einen Ausgangsanschluß Out4 ausgegeben.
• Obwohl die Mischeinrichtung 231 zwischen dem BPF 217 und dem BPF 218 eingesetzt ist, kann sie zwischen der PNG 247 und der Mischeinrichtung 203 auf dieselbe Weise wie die Mischeinrichtung 102 des zweiten Ausführungsbeispiels eingesetzt sein.
[Abwandlung 1]
• Fig. 6 zeigt eine Abwandlung des Senders der Fig. 5(A). Bei dieser Abwandlung wird die Ausgabe der Multiplizier- Mit-N&sub1;-Schaltung 251 einer Mischeinrichtung 230 zugeführt. Eine Ausgabe eines LPF 221 wird auch der Mischeinrichtung 230 zugeführt. Die Mischeinrichtung-230 führt eine Hochumwandlung unter Verwendung dieser Signale aus. Dann wird das Ausgangssignal der Mischeinrichtung 230 zu der Mischeinrichtung 210 gesendet, in der die Spreizmodulation des winkelmodulierten Signals durchgeführt wird, das von der Winkelmodulationsschaltung 252 zugeführt wird. Somit wird dasselbe SS-modulierte Signal wie das der Fig. 5(A) erhalten.
VIERTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
• Ein viertes Ausführungsbeispiel des Spreizspektrum- Modulations/Demodulationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 7(A) und 7(B) erklärt. Fig. 7(A) zeigt einen Sender, während Fig. 7(B) einen Empfänger zeigt.
• In Fig. 7(A) wird ein Intelligenzsignal S(t) einer Winkelmodulationsschaltung 352 über einen Eingangsanschluß In 5 zugeführt. Die Winkelmodulationsschaltung 352 moduliert ein Trägersignal, das von ihrem versorgenden Oszillator zugeführt wird, mit diesem Intelligenzsignal S(t) und erzeugt ein winkelmoduliertes Signal fm(t) als primäres Modulationssignal. Hier ist eine instantane Frequenz des winkelmodulierten Signals fm(t) genau gesagt eine Frequenz fm.
• Das winkelmodulierte Signal fm(t) wird einer Multiplizier-mit-N&sub1;-Schaltung 353 zugeführt, deren Ausgabe ein winkelmoduliertes Signal f(t) ist.
• Das winkelmodulierte Signal fm(t) wird auch einer Teile- durch-N&sub1;-Schaltung 328 zugeführt, die eine Ausgabe mit einer Zentralfrequenz fm/N&sub2; erzeugt. Diese Ausgabe wird einer Spreizkode-Erzeugungseinrichtung (PNG) 348 als Taktsignal C(t) mit einer Frequenz fc zugeführt. Ansprechend auf dieses Taktsignal C(t) erzeugt die PNG 348 einen Spreizkode P(t). Dieser Spreizkode P(t) wird über ein LPF 331 einer Mischeinrichtung 306 zugeführt, wobei die Spreizspektrum-Operation unter Verwendung dieses Spreizkodes P(t) und des winkelmodulierten Signals f(t) durchgeführt wird.
• Die Mischeinrichtung 306 erzeugt somit ein SS-moduliertes Signal SS(t) aus P(t)*f(t), das darauf von einem Verstärker 316 verstärkt wird und über eine Antenne A1 gesendet wird.
• Als nächstes wird in dem Empfänger gemäß Fig. 7(B) das mittels einer Antenne A2 empfangene, SS-modulierte Signal SS(t) über ein BPF 312 und einen Verstärker 317 einer Mischeinrichtung 308 zugeführt. Das BPF 312 entfernt unnötige Frequenzkomponenten, und der Verstärker 317 ist ein Hochfrequenzverstärker. Obwohl das SS-modulierte Signal SS(t) auf dieselbe Weise ausgedrückt wird, kann es Rauschkomponenten aufweisen, wenn es von der Antenne A2 empfangen wird.
• Ein lokaler Oszillator 358 führt ein lokales Oszillationssignal einer Mischeinrichtung 309 zu. Die Mischeinrichtung 309 multipliziert dieses lokale Oszillationssignal mit einem Spreizkode, der über ein LPF 329 einer PNG 349 zugeführt wird, und erzeugt einen Spreizkode einer Zwischenfrequenz als Ergebnis der Beat-Down- Operation.
• Die Mischeinrichtung 308 gibt diesen Spreizkode einer Zwischenfrequenz ein und multipliziert ihn mit dem SS- modulierten Signal, um eine Entspreizungsoperation durchzuführen.
• Ein Oszillator 357 erzeugt ein Taktsignal Cs(t), dessen Frequenz fs ist. Es gibt einen leichten Unterschied δf zwischen dieser Frequenz fs und der Frequenz fc des regulären Taktsignals C(t). Das heißt, daß fs = fc ± δf ist.
• Dieses Taktsignal Cs(t) wird der PNG 349 über eine Umschaltschaltung Sw zugeführt. Die PNG 349 erzeugt den Spreizkode ρ(t) auf der Grundlage dieses Taktsignals Cs(t) und gibt ihn an die Mischeinrichtung 309 über das LPF 329 aus.
• Wenn der lokale Oszillator 358 das lokale Oszillationssignal fL(t) der Mischeinrichtung 309 zuführt, wird eine Ausgabe der Mischeinrichtung 309 ρ(t)*fL(t). Die Mischeinrichtung 308 gibt dieses Signal ρ(t)*fL(t) ein und gibt ein Signal SS(t)* ρ(t)*fL(t) aus. Ein BPF 313 überträgt ein Signal mit einer Zwischenfrequenz. Über dieses BPF 313 wird ein Zwischenfrequenzsignal fSI(t) erhalten. Eine Frequenz dieses IF-Signals fsi(t) wird beispielsweise als Nfm-fL ausgedrückt.
• Das IF-Signal fSI(t) wird einem begrenzenden Verstärker 318 und dann einer Phasenerfassungseinrichtung 310 zugeführt. Die Phasenerfassungseinrichtung 310 umfaßt den Phasenregelkreis (PLL) 341 zusammen mit einem Verstärker 319, einem LF 323 und einem VCO 324. Der PLL 341 erzeugt als Ausgabe des VCO 324 ein Signal, das mit einer instantanen Frequenz fi des IF-Signals fSI(t) synchronisiert ist. Dieses Signal wird einer Teile-Durch-N&sub1;N&sub2;-Schaltung 326 zugeführt und der Phasenerfassungseinrichtung 310 zugeführt.
• Der lokale Oszillator 358 führt das lokale Oszillationssignal fL(t) einer Teile-Durch-N&sub1;N&sub2;-Schaltung 327 zu, so daß das lokale Oszillationssignal fL(t) durch N&sub1;N&sub2; geteilt wird. Folglich wird ein fundamentales Frequenzsignal fL/(N&sub1;N&sub2;) einem Eingangsanschluß einer EX-OR-Schaltung 322 zugeführt. Auf dieselbe Weise wird ein Ausgangssignal der Teile-Durch-N&sub1;N&sub2;-Schaltung 326 dem anderen Eingangsanschluß der EX-OR-Schaltung 322 zugeführt. Die EX-OR- Schaltung 322 erzeugt einen Multiplikationswert dieses Eingangswertes. Daher kann diese EX-OR-Schaltung 322 durch eine Mischeinrichtung ersetzt werden.
• Ein BPF 314 wählt die Frequenzkomponente (fi + fL)/(N&sub1;N&sub2;) aus. Ein Verstärker 320 verstärkt sie und sendet sie weiter zu der Umschaltschaltung Sw.
• Wenn die Frequenz des SS-modulierten Signals SS(t) N&sub1;*fm beträgt, wird eine Frequenz der Ausgangsfrequenz (fi + fL)/N&sub1;N&sub2; durch fm/N&sub2; ausgedrückt.
• Dieser Wert fm/N&sub2; entspricht der Frequenz der Teile- Durch-N&sub2;-Schaltung 328. Das bedeutet, daß dies einem Taktsignal entspricht, das der PNG 348 zugeführt wird, wenn die Synchronisierungsbedingung erfüllt ist.
• Die Synchronisierungszeit wird mittels einer Synchronisierungs-Erfassungsschaltung 322 auf dieselbe Weise wie die vorherigen Ausführungsbeispiele erfaßt. Die Synchronisierungs-Erfassungsschaltung 332 führt ein Steuersignal der Umschaltschaltung Sw zu. Das heißt, daß wenn einmal die Synchronisierungsbedingung erfaßt ist, ein beweglicher Kontakt der Umschaltschaltung Sw von einem x- Anschluß zu einem y-Anschluß geändert wird.
• Nachdem der bewegliche Kontakt mit dem y-Anschluß verbunden ist, wird der von der PNG erzeugte Spreizkode von ρ(t) zu P(t) geändert. Der Spreizkode P(t) wird der Mischeinrichtung 309 über das LPF 329 zugeführt. Die Mischeinrichtung 309 multipliziert diesen Spreizkode P(t) mit dem lokalen Oszillationssignal. Eine Ausgabe P(t)*fL(t) der Mischeinrichtung 309 wird in einen Eingangsanschluß der Mischeinrichtung 308 eingegeben. Die Mischeinrichtung 308 führt eine entspreizende Demodulation auf der Grundlage des SS-modulierten Signals SS(t) und der Ausgabe P(t) *fL(t) durch und erzeugt ein Zwischenfrequenzsignal fI(t). Dieses IF-Signal fI(t) wird einer Phasenerfassungseinrichtung 310 der PLL 341 über das BPF 313 und den begrenzenden Verstärker 318 zugeführt.
• In dem PLL 341 wird die Winkelmodulation geeignet ausgeführt. Danach werden unnötige Frequenzkomponenten in einem LPF 330 entfernt. Und schließlich wird ein demoduliertes Intelligenzsignal S'(t) von einem Ausgangsanschluß Out5 erhalten.
[Abwandlung 1]
• Als nächstes wird eine Abwandlung des in Fig. 7(B) gezeigten Empfängers unter Bezugnahme auf Fig. 8 beschrieben. Dieselben Komponenten wie diejenigen in Fig. 7(B) erhalten dieselben Bezugszeichen.
• In Fig. 8 ist eine Mischeinrichtung 304 bereitgestellt. Der VCO 324 führt seine Ausgabe fi einem Eingangsanschluß der Mischeinrichtung 304 zu, während der lokale Oszillator 358 das lokale Oszillationssignal fL dem anderen Eingangsanschluß der Mischeinrichtung 304 zuführt. Ein BPF überträgt ein Signal (fL + fi) zu einem Verstärker 320. Die Teile-Durch-N&sub1;N&sub2;-Schaltung 326 gibt dieses Signal (fl + fi) ein und erzeugt ein Signal mit einer fundamentalen Frequenz (fL + fi)/(N&sub1;N&sub2;).
• Entsprechend dieser abgewandelten Schaltung kann eine Teile-Durch-N&sub1;N&sub2;-Schaltung 327 beseitigt werden, und daher kann der Schaltungsaufbau vereinfacht werden.
[ABWANDLUNG 2]
• Des weiteren wird eine weitere Abwandlung des Empfängers unter Bezugnahme auf Fig. 9 beschrieben. Dieselben Komponenten wie diejenigen in Fig. 7(B) oder Fig. 8 werden mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
• Der lokale Oszillator in Fig. 9 verursacht ein lokales Oszillationssignal mit einer Frequenz, die 1/N&sub2; des Signals des lokalen Oszillators in den vorherigen Beispielen gemäß Fig. 7(B) und 8 entspricht. Statt dessen wird eine Multiplizier-Mit-N&sub2;-Schaltung 333 zwischen dem lokalen Oszillator 358 und der Mischeinrichtung 309 bereitgestellt.
• Eine Synchronisierungszeit-Erfassungsoperation wird hiernach erklärt. Auf dieselbe Weise wie in den vorstehenden Beispielen erzeugt der Oszillator 357 ein Taktsignal Cs(t), dessen Frequenz fs beträgt. Es gibt einen leichten Unterschied δf zwischen dieser Frequenz fs und der Frequenz fc des regulären Taktsignals C(t). Das heißt, daß fs = fc ± δf beträgt.
• Dieses Taktsignal Cs(t) wird der PNG 349 über die Umschaltschaltung Sw zugeführt. Die PNG 349 erzeugt den Spreizkode ρ(t) auf der Grundlage dieses Taktsignals Cs(t) und gibt ihn zu der Mischeinrichtung 309 über das LPF 329 aus.
• Wenn der lokale Oszillator 358 das lokale Oszillationssignal fL'(t) zu der Multiplizier-Mit-N&sub2;-Schaltung 333 ausgibt, gibt die Mischeinrichtung 309 die Ausgabe der Multiplizier-Mit-N&sub2;-Schaltung 333 ein und erzeugt eine Ausgabe ρ(t)*P(t)*N2*fL'(t). Das BPF 313 wählt ein Zwischenfrequenzsignal fSI(t) mit einer Zentralfrequenz von beispielsweise N&sub1;fm-N&sub2;fL' aus dieser Ausgabe aus.
• Das IF-Signal fSI(t) wird dem begrenzenden Verstärker 318 zugeführt und dann der Phasenerfassungseinrichtung 310 zugeführt. Bei einer Ausgabe von dem VCO 324 erzeugt der PLL 341 ein Signal, das mit der instantanen Frequenz fi des IF-Signals fSI(t) synchronisiert ist. Dieses Signal wird der Teile-Durch-N&sub1;N&sub2;-Schaltung 326 und der Phasenerfassungseinrichtung 310 zugeführt. Eine Frequenz dieses Signals beträgt N&sub1;fm-N&sub2;fL'.
• Der lokale Oszillator 358 führt das lokale Oszillationssignal fL' der Teile-Durch-N&sub1;-Schaltung 325 zu, so daß das lokale Oszillationssignal fL' durch N&sub1; geteilt wird. Folglich wird ein fundamentales Frequenzsignal fL/N&sub1; einem Eingangsanschluß der EX-OR-Schaltung 322 zugeführt.
• Andererseits wird eine Frequenz des VCO 324 über die Teile-Durch-N&sub1;N&sub2;-Schaltung 326 in (N&sub1;fm-N&sub2;fL')/N&sub1;N&sub2; umgewandelt. Das Ausgangssignal der Teile-Durch-N&sub1;N&sub2;-Schaltung 326 wird dem anderen Eingangsanschluß der EX-OR-Schaltung 322 zugeführt.
• Die EX-OR-Schaltung 322 erzeugt einen Multiplikationswert dieser Eingangswerte. (Diese EX-OR-Schaltung 322 kann durch eine Mischeinrichtung ersetzt werden). Der BPF 315 wählt die modulierte Frequenzkomponente mit einer Zentralfrequenz von (N&sub1;fm-N&sub2;fL')/N&sub1;N&sub2; + fL'/N&sub1; (= fm/N&sub2;) aus. Der Verstärker 320 verstärkt sie und sendet sie weiter zu der Umschaltschaltung Sw.
• Wie vorstehend erklärt ist, beträgt eine fundamentale Frequenz der Ausgabe des Verstärkers 320 fm/N&sub2;. Dieser Wert fm/N&sub2; entspricht der fundamentalen Teilungsfrequenz der Teile-Durch-N&sub2;-Schaltung 328 in dem Sender. Dies bedeutet, daß sie einem Taktsignal entspricht, das von der PNG 348 bereitgestellt wird, wenn die SS- Synchronisierungsbedingung erfüllt ist.
• Die Synchronisierungszeit wird von einer Synchronisierungs-Erfassungsschaltung 332 auf dieselbe Weise wie in den vorstehenden Ausführungsbeispielen erfaßt. Die Synchronisierungs-Erfassungsschaltung 332 führt ein Steuersignal der Umschaltschaltung Sw zu. Das heißt, daß wenn einmal die Synchronisierungsbedingung erfaßt ist, der bewegliche Kontakt der Umschaltschaltung Sw vom x- Anschluß zum y-Anschluß gewechselt wird. Nachdem der bewegliche Kontakt an den y-Anschuß angeschlossen ist, wird der von der PNG 349 erzeugte Spreizkode von ρ(t) zu P(t) geändert.
• Dieser Spreizkode P(t) wird der Mischeinrichtung 309 über das LPF 329 zugeführt. Die Mischeinrichtung 309 multipliziert diesen Spreizkode P(t) mit dem multiplizierten, lokalen Oszillationssignal fL', das von der Multiplizier- Mit-N&sub2;-Schaltung 333 zugeführt wird. Eine Ausgabe P(t)*fL'(t) der Mischeinrichtung 309 wird in einen Eingangsanschluß der Mischeinrichtung 308 eingegeben. Die Mischeinrichtung 308 führt eine Entspreizungsdemodulation auf der Grundlage des SS-modulierten Signals SS(t) und der Ausgabe P(t)*fL(t) durch und erzeugt ein Zwischenfrequenzsignal fI'(t). Dieses IF-Signal fI'(t) wird der Phasenerfassungseinrichtung 310 des PLL 341 über das BPF 313 und den begrenzenden Verstärker 318 zugeführt.
• In dem PLL 341 wird eine Winkeldemodulation geeignet durchgeführt. Danach werden unnötige Frequenzkomponenten in dem LPF 330 entfernt. Und schließlich wird ein demoduliertes Intelligenzsignal S'(t) von dem Ausgangsanschluß Out5 erhalten.
• Übrigens kann die Multiplizier-Mit-N&sub2;-Schaltung 333 durch eine Multiplizier-Mit-N&sub1;-Schaltung ersetzt werden, wenn die Teile-Durch-N&sub1;-Schaltung 325 gleichzeitig durch eine Teile-Durch-N&sub2;-Schaltung ersetzt wird. Es ist unnötig in diesem Fall zu erwähnen, daß der lokale Oszillator 358 ein lokales Oszillationssignal mit einer Frequenz erzeugen muß, die 1/N&sub1; des Signals des lokalen Oszillators in den vorstehenden Beispielen gemäß Fig. 7(B) und 8 entspricht.
[ABWANDLUNG 3]
• Ferner wird noch eine weitere Abwandlung des Empfängers unter Bezugnahme auf Fig. 10 beschrieben. Dieselben Komponenten wie diejenigen der Fig. 7(B), Fig. 8 und Fig. 9 werden mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
• In Fig. 10 erzeugt der lokale Oszillator 358 ein lokales Oszillationssignal mit einer Frequenz, die 1/N&sub1; des Signals des lokalen Oszillators in den vorstehenden Beispielen der Fig. 7(B) und 8 entspricht. Eine Multiplizier-Mit-N&sub1;-Schaltung 353 wird zwischen dem lokalen Oszillator 358 und der Mischeinrichtung 309 bereitgestellt, so daß die Frequenz fL des lokalen Oszillationssignals mit N&sub1; multipliziert wird. Eine Teile-Durch-N&sub1;- Schaltung 325 empfängt eine Ausgabe von dem VCO 324 und führt sie einem Eingangsanschluß der EX-OR-Schaltung 322 zu. Der lokale Oszillator 358 führt sein Oszillationssignal zu dem anderen Eingangsanschluß der EX-OR- Schaltung 322.
• Eine Ausgabe der EX-OR-Schaltung 322 wird über das BPF 315 und den Verstärker 320 der Teile-Durch-N&sub2;-Schaltung 328 zugeführt. Der Rest dieser Schaltung entspricht dem Beispiel gemäß Fig. 9.
FÜNFTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
• Ein fünftes Ausführungsbeispiel des Spreizspektrum- Modulations/Demodulationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 11(A), 11(B), 12 und 13 erklärt. Fig. 11(A) zeigt einen Sender, während Fig. 11(B) einen Empfänger zeigt.
• In Fig. 11(A) werden Intelligenzsignale SR(t), SL(t) von Eingangsanschlüssen In6, IN7 Winkelmodulationseinrichtungen 451, 452 zugeführt. Winkelmodulierte Signale fmR(t), fmL(t) werden jeweils von der Winkelmodulationseinrichtung 451, 452 erzeugt. Fig. 12(A) zeigt diese winkelmodulierten Signale fmR(t), fmL(t). Eine Trägerfrequenz f1 des winkelmodulierten Signals fmR(t) unterscheidet sich von einer Trägerfrequenz f2 des winkelmodulierten Signals fmL(t). Diese winkelmodulierten Signale fmR(t), fmL(t) werden einem BPF 417 und einem BPF 418 jeweils zugeführt und in einem Addierer 443 addiert. Eine Ausgabe dieses Addierers 443 wird zu einem Eingangsanschluß einer Mischeinrichtung 408 gesendet.
• Das winkelmodulierte Signal fmL(t) wird einer Teile- Durch-N&sub1;-Schaltung 425 zugeführt, wodurch ein Taktsignal C(t) durch Teilen der Frequenz des winkelmodulierten Signals fmL(t) erzeugt wird. Eine Spreizkode-Erzeugungseinrichtung (PNG) 448 gibt dieses Taktsignal C(t) ein und erzeugt einen Spreizkode P(t). Es muß nicht erwähnt werden, daß dieser Spreizkode P(t) eine Synchronisierungsbeziehung mit dem Trägersignal des winkelmodulierten Signals fmL(t) aufweist. Der somit erhaltene Spreizkode P(t) wird durch ein LPF 431 dem anderen Eingangsanschluß der Mischeinrichtung 408 zugeführt.
• Die Mischeinrichtung 408 multipliziert den Spreizkode P(t) mit der Ausgabe des Addierers 443 und gibt dann ein SS-moduliertes Signal {fmR(t) + fmL(t)}*P(t) durch einen Ausgangsanschluß Out6 als Folge einer Frequenzteilungs- Multiplexoperation aus.
• In Fig. 12(B) entsprechen die Spektren SSR und SSL jeweils fmR(t)*P(t) und fmL(t)*P(t).
• Als nächstes wird in Fig. 11(B) ein derartig gesendetes SS-moduliertes Signal {fmR(t) + fmL(t)}*P(t) durch einen Eingangsanschluß In8 eingegeben. Dieses SS-Modulationssignal {fmR(t) + fmL(t)}*P(t) wird durch ein BPF 441 zu einem Eingangsanschluß einer Mischeinrichtung 403 gesendet.
• Die PNG 447 führt einen Spreizkode ρ(t) dem anderen Eingangsanschluß der Mischeinrichtung 403 zu. Die Mischeinrichtung 403 multipliziert diesen Spreizkode ρ(t) mit dem SS-Modulationssignal und erzeugt eine Ausgabe {fmR(t) + fmL(t)}*P(t)*ρ(t). Diese Ausgabe entspricht der Spreizungsbedingung, bevor eine SS-Synchronisierungsbedingung erfüllt ist.
• Wenn die SS-Synchronisierungsbedingung einmal erfüllt ist, wird der Demodulations-Rauschpegel des PLL (Phasenerfassungseinrichtung 406, LF 426, VCO 422) gesenkt. Ein BPF 416 sendet Rauschkomponenten zu einer Synchronisierungs-Erfassungsschaltung 434, deren Frequenzen etwas höher als die des Intelligenzsignals sind. Auf der Grundlage des Urteils der Synchronisierungszeit gibt die Synchronisierungs-Erfassungsschaltung 434 ein Steuersignal zu einer Formungsschaltung 435 aus. Ansprechend auf dieses Steuersignal führt die Formungsschaltung 435 ein Umschaltsignal der Umschaltschaltung Sw zu, um einen beweglichen Kontakt der Umschaltschaltung Sw von einem Ausgangsanschluß einer Teile-Durch-N&sub2;-Schaltung 427 mit einem Ausgangsanschluß einer Teile-Durch-N&sub1;-Schaltung 426 zu verbinden.
• Die Teile-Durch-N&sub1;-Schaltung 426 hat dieselbe Teilungs zahl wie die Teile-Durch-N&sub1;-Schaltung 425, die in der Modulationsstufe des Senders verwendet wird. Das bedeutet, daß die Teile-Durch-N&sub1;-Schaltung 426 ein Taktsignal C(t) erzeugen kann, das der Teile-Durch-N&sub1;-Schaltung 425 sowohl in Frequenz als auch in Phase gleicht.
• Dieses Taktsignal C(t) wird der PNG 447 zugeführt, wodurch der Spreizkode P(t) erhalten wird. Durch Eingeben dieses Spreizkodes P(t) in die Mischeinrichtung 403 findet der Entspreizungsoperation statt.
• Dementsprechend wird die Entspreizungsausgabe {fmR(t) + fmL(t)}*P(t)*P(t). Bekanntermaßen ist P²(t) gleich 1 (d. h. Gleichstrom). Daher wird eine Ausgabe eines BPF 414 fmR(t), und eine Ausgabe eines BPF 415 wird fmL(t).
• Die Ausgabe des BPF 414 wird durch einen begrenzenden Verstärker 441 einer Winkeldemodulationseinrichtung 453 zugeführt, in der die primäre Demodulation (Winkeldemodulation) durchgeführt wird. Ein demoduliertes Intelligenzsignal SR(t) wird als Ausgabe der Winkeldemodulationseinrichtung 453 einem LPF 432 zugeführt und von einem Ausgangsanschluß Out 7 ausgegeben.
• Die Ausgabe des BPF 415 wird durch einen begrenzenden Verstärker 442 der Phasenerfassungseinrichtung 406 in dem PLL zugeführt und mit der Ausgabe des VCO 422 verglichen. Das Vergleichsergebnis wird dem LF 424 zugeführt, dessen Ausgabe zu einem LPF 433 und zu dem VCO 422 gesendet wird. Dementsprechend wird ein demoduliertes Intelligenzsignal von dem LPF 433 erhalten und von einem Ausgangsanschluß Out8 ausgegeben.
• Die Ausgabe des VCO 422 ist hier mit dem Trägersignal des winkelmodulierten Signals fmL(t) synchronisiert, das in die Phasenerfassungseinrichtung 406 eingegeben wird. Dementsprechend wird eine Ausgabe der Teile-Durch-N&sub1;- Schaltung 426 ein Taktsignal, das dem Taktsignal C(t) für die PNG 448 in dem Sender gleicht. Somit erzeugt die PNG 447 den Spreizkode P(t) im Ansprechen auf dieses Taktsignal. Übrigens hat der PLL (Phasenerfassungseinrichtung 406, LF 424 und VCO 422) dieselben Demodulationseigenschaften wie die Winkeldemodulationseinrichtung 453.
[ABWANDLUNG 1]
• Fig. 13 zeigt eine Abwandlung des Demodulationsabschnitts dieses Ausführungsbeispiels.
• Bei dieser Abwandlung wird ein SS-moduliertes Signal {fmR(t) + fmL(t)}*P(t) einem BPF 412 und einem BPF 413 zugeführt. Das BPF 412 überträgt die Komponente fmR(t)*P(t), während das BPF 413 die Komponente fmL(t)*P(t) überträgt.
• Eine Mischeinrichtung 404 multipliziert das Ausgangssignal des BPF 412 mit dem Spreizkode ρ(t) der PNG 447, um dem BPF 414 eine Ausgabe fmR(t)*P(t)*ρ(t) zuzuführen. Aus dieselbe Weise multipliziert die Mischeinrichtung 405 das Ausgangssignal des BPF 413 mit dem Spreizkode ρ(t) der PNG 447, um dem BPF 415 eine Ausgabe fmL(t)*P(t)*ρ(t) zuzuführen. Der Rest der Schaltung gleicht dem Beispiel in Fig. 11(B).

Claims (10)

1. Sender für ein Kommunikationssystem mit gespreiztem Spektrum, mit:

einer Winkelmodulationseinrichtung (52, 352) zur Durchführung einer Winkelmodulation an Intelligenzsignalen,

einem Frequenzteiler (25, 328) zum Empfangen eines von der Winkelmodulationseinrichtung (52, 352) ausgegebenen, winkelmodulierten Signals und zum Teilen der Frequenz dieses winkelmodulierten Signals durch eine Teilungszahl, um ein Modulationstaktsignal zu erzeugen,

einer Spreizkode-Erzeugungseinrichtung (48, 348) zur Erzeugung eines Spreizkodes auf der Grundlage des Modulationstaktsignals, und

einer Spreizspektrum-Modulationseinrichtung (10, 306) zur Modulation des winkelmodulierten Signals durch den Spreizkode, um ein Spreizspektrum-Modulationssignal auszugeben.

2. Sender nach Anspruch 1, ferner mit:

einem Frequenzmultiplizierer (353), der zwischen der Winkelmodulationseinrichtung (352) und der Spreizspektrum-Modulationseinrichtung (306) bereitgestellt ist, um das von der Winkelmodulationseinrichtung ausgegebene, winkelmodulierte Signal mit einer Multiplikationszahl N&sub1; zu multiplizieren, bevor das Signal der Spreizspektrum- Modulationseinrichtung (306) zugeführt wird.

3. Empfänger zum Empfangen und zum Demodulieren von Signalen, die von dem Sender gemäß Anspruch 1 erzeugt werden, mit:

einer Entspreizungseinrichtung (3) zum Empfangen des Spreizspektrum-Modulationssignals und zum Entspreizen desselben durch einen Demodulationsspreizkode,

einer Winkeldemodulationseinrichtung (4) zur Erzeugung eines Demodulationsausgangssignals mittels einer darin enthaltenen Phasenregelkreisschaltung, die eine Winkeldemodulation an einem von der Entspreizungseinrichtung (3) ausgegebenen Entspreizungssignal durchführt,

einer Synchronisationserfassungseinrichtung (34) zur Erfassung einer Synchronisationsbedingung auf der Grundlage eines Rauschpegels einer Phasenerfassungseinrichtung, die in der Phasenregelkreisschaltung bereitgestellt ist, und zur Erzeugung eines Synchronisationserfassungssignals, wenn die Synchronisationsbedingung erfüllt ist, und

einer Taktsignal-Erzeugungseinrichtung (26, 27) zum Ansprechen auf das Synchronisationserfassungssignal, um ein Demodulationstaktsignal des Demodulationsspreizkodes zwischen einem temporären, zum Einfangen einer Synchronisationszeit verwendeten Takt und einem regulären Takt umzuschalten, der dem in dem Sender verwendeten Modulationstaktsignal entspricht.

4. Empfänger zum Empfangen und zum Demodulieren von Signalen, die von dem Sender gemäß Anspruch 2 erzeugt werden, mit:

einem lokalen Oszillator (358) zur Ausgabe eines lokalen Oszillationssignals,

einem Frequenzwandler (309) zur Umwandlung einer Frequenz des Demodulationsspreizkodes in eine Zwischenfrequenz unter Verwendung des lokalen Oszillationssignals,

einer Entspreizungseinrichtung (308) zur Multiplikation des in eine Zwischenfrequenz umgewandelten Demodulationsspreizkodes mit einem Spreizspektrum- Modulationssignal, um ein Entspreizungssignal zu erhalten,

einer Phasenregelkreiseinrichtung (341) zur Erzeugung eines winkelmodulierten Signals auf der Grundlage des Entspreizungssignals,

einer Taktsignal-Erzeugungseinrichtung (304, 315, 320, 326, 357, Sw) zur selektiven Zufuhr als Demodulationstaktsignal entweder eines temporären Taktsignals bei einem Synchronisationseinfang oder eines regulären Taktsignals, das auf der Grundlage eines Ausgangssignals eines in der Phasenregelkreiseinrichtung (341) bereitgestellten, spannungsgesteuerten Oszillators (324) und des lokalen Oszillationssignals des lokalen Oszillators ausgebildet wird,

einer Demodulationsspreizkode-Erzeugungseinrichtung (349) zur Erzeugung des Demodulationsspreizkodes auf der Grundlage des von der Taktsignal-Erzeugungseinrichtung erhaltenen Demodulationstaktsignals,

einer Synchronisationseinfangeinrichtung (332) zur Erzeugung eines Steuersignals auf der Grundlage des winkeldemodulierten Signals, um eine Synchronisationsbedingung während einer Spreizspektrumdemodulation einzufangen.

5. Empfänger nach Anspruch 4, wobei die Taktsignal- Erzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines Demodulationstaktsignals einen ersten Frequenzteiler (327) zum Teilen des lokalen Oszillationssignals des lokalen Oszillators (358) durch N&sub1;N&sub2;, wobei N&sub1; und N&sub2; ganze Zahlen größer als zwei sind, einen zweiten Frequenzteiler (326) zum Teilen des Ausgangssignals des spannungsgesteuerten Oszillators (324) durch N&sub1;N&sub2;, eine Berechnungseinrichtung (322) zum Erhalten eines Multiplikationswertes eines EX- OR-Wertes aus zwei Ausgangssignalen der ersten und zweiten Frequenzteiler und ein Bandpaßfilter (214) zum Empfangen eines Ausgangssignals der Berechnungseinrichtung (322) und zum Senden lediglich von Frequenzkomponen ten, die zur Erzeugung des Demodulationstaktsignals notwendig sind.

6. Empfänger nach Anspruch 4, wobei die Taktsignal- Erzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines Demodulationstaktsignals einen Multiplizierer (333) zur Multiplikation des lokalen Oszillationssignals des lokalen Oszillators (358) und des Ausgangssignals des spannungsgesteuerten Oszillators (324), ein Bandpaßfilter zum Empfangen eines Ausgangssignals des Multiplizierers und zum Senden lediglich von Frequenzkomponenten, die zur Erzeugung des Demodulationstaktsignals notwendig sind, und einen Frequenzteiler zum Teilen eines Ausgangssignals des Bandpaßfilters durch N&sub1;N&sub2; aufweist, wobei N&sub1; und N&sub2; ganze Zahlen größer als zwei sind.

7. Empfänger nach Anspruch 4, wobei die Taktsignal- Erzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines Demodulationstaktsignals einen ersten Frequenzteiler (325) zum Teilen des lokalen Oszillationssignals des lokalen Oszillators (358) durch N&sub1; oder N&sub2;, wobei N&sub1; und N&sub2; ganze Zahlen größer als zwei sind, einen zweiten Frequenzteiler (326) zum Teilen des Ausgangssignals des spannungsgesteuerten Oszillators (324) durch N&sub1;N&sub2;, eine Berechnungseinrichtung (322) zum Erhalten eines Multiplikationswertes eines EX-OR-Wertes aus zwei Ausgangssignalen der ersten und zweiten Frequenzteiler (325, 326) und ein Bandpaßfilter (315) zum Empfangen eines Ausgangssignal der Berechnungseinrichtung (322) und zum Senden lediglich der Frequenzkomponenten aufweist, die zur Erzeugung des Demodulationstaktsignals notwendig sind, und

der lokale Oszillator (358) mit einem Frequenzmultiplizierer (333) mit einer Multiplikationszahl N&sub1; oder N&sub2; in Beziehung steht, so daß das lokale Oszillationssignal des lokalen Oszillators (358) über diesen Frequenzmultiplizierer (333) dem Frequenzwandler (309) zugeführt wird.

8. Empfänger nach Anspruch 4, wobei

die Taktsignal-Erzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines Demodulationstaktsignals einen ersten Frequenzteiler (325) zum Teilen des Ausgangssignals des spannungsgesteuerten Oszillators (324) durch N&sub1;, wobei N&sub1; eine ganze Zahl größer als zwei ist, eine Berechnungseinrichtung (322) zum Erhalten eines Multiplikationswertes oder eines EX-OR-Wertes aus einem Ausgangssignal des ersten Frequenzteilers (325) und des lokalen Oszillationssignals des lokalen Oszillators (358), ein Bandpaßfilter (315) zum Empfangen eines Ausgangssignals der Berechnungseinrichtung (322) und zum Senden lediglich von Frequenzkomponenten, die zur Erzeugung des Demodulationstaktsignals notwendig sind, und einen zweiten Frequenzteiler (328) zum Teilen eines Ausgangssignals des Bandpaßfilters (315) durch N&sub2;, wobei N&sub2; eine ganze Zahl größer als zwei ist, aufweist, und

der lokale Oszillator (358) mit einem Frequenzmultiplizierer (353) mit einer Multiplikationszahl N&sub1; in Beziehung steht, so daß das lokale Oszillationssignal von lokalen Oszillator (358) über diesen Frequenzmultiplizierer (333) dem Frequenzwandler zugeführt werden kann.

9. Empfänger nach Anspruch 4, der ferner eine Synchronisationseinfangsignal-Erzeugungseinrichtung (357) zur Erzeugung eines Synchronisationseinfangsignals mit einer Frequenz, die sich leicht von der des Demodulationstaktsignals unterscheidet, und eine Umschalteinrichtung (SW) zur Umschaltung des der Demodulationsspreizkode- Erzeugungseinrichtung (309) zuzuführenden Signals von dem Synchronisationseinfangsignal zu dem Modulationstaktsignal aufweist, wenn die Synchronisationsbedingung erfüllt ist.

10. Kommunikationssystem mit gespreiztem Spektrum mit einem Sender und einem Empfänger, wobei der Sender

eine Winkelmodulationseinrichtung (52, 352) zur Durchführung einer Winkelmodulation an einem Intelligenzsignal,

einen Frequenzteiler (25, 328) zum Empfangen eines von der Winkelmodulationseinrichtung (52, 352) ausgegebenen, winkelmodulierten Signals und zum Teilen der Frequenz dieses winkelmodulierten Signals durch eine erste Teilungszahl, um ein Modulationstaktsignal zu erzeugen,

eine Spreizkode-Erzeugungseinrichtung (48, 348) zur Erzeugung eines Spreizkodes auf der Grundlage des Modulationstaktsignals, und

eine Spreizspektrum-Modulationseinrichtung (10, 306) zur Modulation des winkelmodulierten Signals durch den Spreizkode, um ein Spreizspektrum-Modulationssignal auszugeben, aufweist,

wobei der Empfänger

eine Entspreizungseinrichtung (3) zum Empfangen des Spreizspektrum-Modulationssignals und zum Entspreizen desselben durch einen Demodulationsspreizkode,

eine Winkeldemodulationseinrichtung (4) zur Erzeugung eines Demodulationsausgangssignals mittels einer darin enthaltenen Phasenregelkreisschaltung, die eine Winkeldemodulation eines von der Entspreizungseinrichtung (3) ausgegebenen Entspreizungssignals durchführt,

eine Synchronisationserfassungseinrichtung (34) zur Erfassung einer Synchronisationsbedingung auf der Grundlage eines Rauschpegels einer Phasenerfassungseinrichtung, die in der Phasenregelkreisschaltung bereitgestellten ist, und zur Erzeugung eines Synchronisationserfassungssignals, wenn die Synchronisationsbedingung erfüllt ist,

eine Taktsignal-Erzeugungseinrichtung (26, 27) zum Ansprechen auf das Synchronisationserfassungssignal, um ein Demodulationstaktsignal des Demodulationsspreizkodes zwischen einem zum Einfangen einer Synchronisationszeit verwendeten, temporären Takt und einem regulären Takt umzuschalten, der dem in dem Sender verwendeten Modulationstaktsignal entspricht.