WO2016086916A1 - Nebensprechunterdrückung in einem parallel sequence spread spectrum system - Google Patents

Nebensprechunterdrückung in einem parallel sequence spread spectrum system Download PDF

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WO2016086916A1
WO2016086916A1 PCT/DE2015/000582 DE2015000582W WO2016086916A1 WO 2016086916 A1 WO2016086916 A1 WO 2016086916A1 DE 2015000582 W DE2015000582 W DE 2015000582W WO 2016086916 A1 WO2016086916 A1 WO 2016086916A1
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Andreas Wolf
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Andreas Wolf
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J13/00—Code division multiplex systems
    • H04J13/0077—Multicode, e.g. multiple codes assigned to one user
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • H04B1/54—Circuits using the same frequency for two directions of communication
    • H04B1/56—Circuits using the same frequency for two directions of communication with provision for simultaneous communication in two directions
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B3/00—Line transmission systems
    • H04B3/02—Details
    • H04B3/32—Reducing cross-talk, e.g. by compensating

Definitions

  • Each partial data stream is modulated on its own, and thereafter the modulated signals are formed to form so-called symbols
  • an inverse FFT Fast Fourier Transform
  • each sent coded The receiver is decoded by an FFT is performed after demodulation and analog-to-digital conversion, whereupon by
  • European Patent Specification EP 1 584 151 B1 discloses a method known as PSSS (Parallel Sequence Spread Spectrum) method for transmitting data words, each with a sequence of individual data in successive data positions, in which an individual station in a transmitter Code word from a provided code word supply is associated with at least one of the number of data positions in the data words corresponding number of individual code words. After linking each individual code word and
  • a data item-specific connection result is formed by adding the logic results in each case as a sum word a symbol for a data word.
  • the symbol is transmitted to a receiver in which the transmitted symbol is referenced to form a reference
  • Cross-correlation function is cross-correlated. From the position and size of the values of the cross correlation function, the respective data position individual data of the
  • PSSS Parallel Sequence Spread Spectrum
  • the invention is based on the object, in a method for transmitting data words by means of symbols obtained from the data words a simultaneous transmission and reception at the same frequency while achieving a good
  • Transmission medium to another subscriber arrangement the data words based on the data in the respective position by means of a matrix of orthogonal code converted into symbols; the symbols are made possible by a
  • Participants arrangement are supplemented by at least the respective symbol itself as a symbol supplement and the added symbols the further subscriber arrangement are supplemented by at least the respectively inverse symbol as further symbol supplementation; the symbols will be added after their transfer to the
  • the Walsh code is preferably used.
  • Receiver makes a subscriber.
  • a further advantage of the method according to the invention is that it can be implemented with a comparatively simple code and
  • Decoding with orthogonal codes is executable.
  • the method according to the invention can be used with various transmission media, such as, for example, radio, cables in general and USB cables, Ethernet cables and light guides, and sound waveguides, etc.
  • the inventive method can be at
  • Subscriber arrangement to be transmitted symbol added at least the inverse symbol.
  • Star network topology is the one subscriber arrangement, a base station and the further subscriber arrangement has at least two subscribers, and the symbol to be transmitted by the base station is to form the supplemented symbol by at least the symbol itself and the symbol to be transmitted by the subscribers of the further subscriber arrangement supplemented by at least the inverse symbol.
  • the uplink and the downlink can be effectively separated from each other, so you will not find any
  • the method according to the invention can be any method according to the invention.
  • the symbol to be transmitted at each antenna at transmitters and receivers being a symbol transmission channel pre-equalization component with several antennas with transmitters and receivers by one
  • transmitted symbol in transmitters and receivers each having an antenna is changed by a symbol transmission channel equalization component and a plurality of antennas at transmitters and receivers by a matrix-like symbol transmission channel equalization component.
  • the symbols to be transmitted are provided either at their one or at their other end with a cyclical complement in order to be able to carry out faultless decoding.
  • the inventive method can be with on
  • the method according to the invention is particularly advantageous with symbols generated according to the PSSS (Parallel Sequence Spread Spectrum) method, because the symbols generated by the PSSS method are particularly well suited for encoding and decoding as part of their transmission from a subscriber arrangement to a more
  • PSSS Parallel Sequence Spread Spectrum
  • Participant arrangement are suitable.
  • the data at the data positions of the respective data words are under the reconstruction of the various messages under
  • Threshold is made, on the transmission side, a correction value is added to each value of the symbol such that the resulting corrected maximum and corrected minimum of the corrected symbol are equal in magnitude;
  • the threshold value is determined dynamically. This can be the same or improved
  • message channel-individual symbol formed and the message channel individual symbols are sent synchronously and after transmission of the message channel individual symbols by means of message channel individual decoder each admitted, message channel individual symbols with a reference to form a
  • the invention further relates to an arrangement for
  • a memory is provided in each subscriber, providing subscribers with an individual code word stock comprising a number of individual code words from a matching code word stock sets; in the one participant, a message channel-specific coder is available for each message, which is suitable to associate each message a message channel individual subset of individual code words and with the individual code words of the respective news channel individual subset by linking and summing for each data word a message channel individual symbol to form and synchronously send the message channel-specific symbols; the other subscribers have a decoder which is suitable after transmission of the
  • Another object of the invention is an arrangement for carrying out the method with simultaneous and transmitting messages to one another on an equal basis
  • Participants are provided with a memory for the
  • Subscriber provides an individual code word stock with a number of individual code words from a matching code word stock; in the other participants is one for each message
  • the other participants advantageously each have a transmitting side Device for compensating the message channel distortions on.
  • Fig.l schematically shows an embodiment of an arrangement for simultaneous and equal frequency exchange of messages in the form of a bidirectional point-to-point connection, as can be found in said European patent, in
  • Figure 5 schematically shows another embodiment of a
  • FIG.6 in such a star network transmitted symbols, in Figure 7 is a highly simplified block diagram for
  • Figure 8 schematically shows an embodiment of another
  • FIG. 9 shows the cross-correlation function according to the PSSS method according to FIG. 8, in FIG.
  • FIG. 1 shows an arrangement for the exchange of messages with a subscriber arrangement with a subscriber 1, in the illustrated embodiment, a point-to-point connection with another subscriber arrangement with another subscriber 2 in the transmission direction via a
  • Message channel 3 is in communication. The further
  • Subscriber 2 in turn is connected in the transmission direction via a further news channel 4 with the one participant 1.
  • a transmission medium here serves a
  • Each of the two participants 1 and 2 contains one each
  • the coding devices 5 and 6 contain - as is known from the European patent EP 1584 151 Bl - a code word supply 5c and 6c with, for example, each example 31 code Words, one
  • the data words DW1 and DW2 each consist of a sequence of individual data in, for example, 31 consecutive data positions.
  • Each data word DWl or DW2 is in the respective
  • Coding device 1 or 2 taking into account the 31 code words and the 31 data positions by means of a matrix of an orthogonal code in each case a symbol Sit or S2t at outputs 9 and 10 of the encoders 1 and 2
  • the symbols S1 and S2 are each provided with a cyclic complement CE (Slt) or CE (S2t), as shown schematically in FIG.
  • the symbols Sit and S2t are - possibly after modulation - transmitted via a radio link and arrive - possibly after demodulation - as received symbols Sir and S2r to an input 11 of the decoder 8 of the other participant 2 or to an input 12 of the decoder 7 of a subscriber.
  • Figure 2 shows, in which the encoders 5 and 6 only by a block
  • Transmission encoder 19 and 20 supplemented, which is acted upon by the symbols Sit and S2t.
  • the symbols Sit and S2t are converted by means of another matrix of an orthogonal code into supplemented symbols Slet and S2et (see FIG. 4).
  • this can be done, for example, by multiplying the symbols Sit and S2t by the matrix of an orthogonal code, for example the Walsh code.
  • the symbol Sit is supplemented by the symbol Sit as a symbol supplement and the symbol S2t by the inverse symbol -S2t as further Symbol supplement added.
  • the cyclic additions can also be at the beginning of each symbol.
  • Symbols S2ee and the received, supplemented symbol S2em consists of the sum of the supplemented symbol S2et and the interspersed, supplemented symbol Slee.
  • the received supplemented symbol Slem thus has a symbol part [Slt + S2t] and a symbol complement part [Slt + -S2t]; with regard to the received, supplemented symbol S2em results for the
  • Subscriber arrangement 30 with two further subscribers 31 and 31 results; the participant 29 forms a base station, and the other participants are mobile stations.
  • Each of the participants 31 to 33 can be designed as explained above with reference to FIGS. 1 and 2.
  • FIGS. 5 and 6 clearly show that the one
  • Participants 33 symbols CS1_3 added to this symbol to form a supplemented symbol S33et, while in the other participants 31 and 32 of the other
  • the symbols CS1_1 and CS1_2 are each supplemented by the inverse symbol -CS1_1 or -CS1_2 to form symbols S31et or S32et supplemented.
  • S31et, S32et and S331et as well as S332et are transmitted via channels Ch_13 and Ch_23 as well as via channels Ch_31 and Ch_32 via radio. It does not only occur
  • Block diagram showing the basic operation of the known method according to European Patent EP 1584 151 Bl. 41 is an encoding of an im Remaining participant 42 not shown. On the input side, the coding device 41 is acted upon by data words DW of a message, not shown. The
  • Data words DW each consist of a sequence of individual data in, for example, 31 consecutive
  • Each data DW is in the
  • Coding device 41 taking into account the 31 code words and the 31 data positions in each case a symbol S at an output 43 implemented.
  • Transmission medium 44 which is preferably a radio link, transmitted to another participant 45. At the same time the symbols - if necessary after
  • a subscriber 50 for example a base station of a mobile radio system, is connected via a transmission medium 51 with two further subscribers 52 and 53, for example mobile stations, via message channels 55 and 56 in this embodiment.
  • Subscriber 50 is supplied with the data words DW to be transmitted by various messages that are to be transmitted simultaneously with the same frequency.
  • the present embodiment is again of it
  • a coded word stock with a total of 31 codewords is present in the coder 54.
  • a schematically indicated message channel individual coder 57 and 58 is provided, each of which is a message channel individual subset of individual code words assigned;
  • one message channel-specific encoder 57 is a partial store with code words 1 to 5 and the other
  • message channel-specific coder 58 assigned a partial stock with code words 6 to 10. For data words DW a message to be transmitted to the one other subscriber 52 are now transmitted by means of the coder 57
  • the two are separated at the same time and the same frequency to be transmitted messages on the transmission side.
  • decoder devices 61 and 62 are provided in decoding devices 59 and 60 of the further subscribers 52 and 53, which are designed such that the message channel-specific coder 61 only to the message channel-specific symbols permitted for it Sl and the message channel-specific coder 62 only on the allowed him message channel individual
  • Symbols S2 responds.
  • the message channel-specific coders 61 and 62 are the approved

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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zum Übertragen von Datenwörtern (DW) mittels Parallel Sequence Spread Spectrum (PSSS), wird ein Duplex-Betrieb mit gleichfrequentem und gleichzeitigem Senden und Empfangen der Symbole zwischen den Teilnehmeranordnungen ermöglicht, indem die PSSS kodierten Symbole (Slt, S2t) vor ihrer Übertragung in den Teilnehmeranordnungen (1, 2) mittels einer Matrix eines orthogonalen Codes (Walsh Code mit einer Länge 2) in derart ergänzte Symbole (Slet, S2et) umgesetzt, dass die ergänzten Symbole (Slet) der einen Teilnehmeranordnung (1) um das jeweilige Symbol (Slet) selbst als Symbolergänzung ergänzt sind und die ergänzten Symbole (S2et) der weiteren Teilnehmeranordnung (2) um das jeweils inverse Symbol (-S2et) als weitere Symbolergänzung ergänzt sind. Die ergänzten Symbole (Slet, S2et) werden nach ihrer Übertragung in Empfangseinrichtungen zusammen mit aus dem Übertragungsmedium (3, 4) eingestreuten, ergänzten Symbolen (Slee, S2ee) als empfangene, ergänzte Symbole (Slem, S2em) in der Weise behandelt, dass die Orthogonalität zwischen das Störsignal und gewünschte Signal zu einem Near End Crosstalk (NEXT) interferenzfreien dekodierten Signal führt.

Description

Beschreibung
NEBENSPRECHUNTERDRÜCKUNG IN EINEM PARALLEL SEQUENCE SPREAD SPECTRUM SYSTEM Es ist als OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) -Verfahren ein Modulationsverfahren zum Übertragen von
Datenwörtern bekannt, bei dem mehrere orthogonale Träger (orthogonale Twittelfaktor-Matrix) zur digitalen
Datenübertragung verwendet werden. Dabei wird eine zu
übertragende Nutzinformation mit hoher Datenrate auf mehrere Teildatenströme mit niedriger Datenrate aufgeteilt. Jeder Teildatenstrom wird für sich moduliert, und danach werden die modulierten Signale unter Bildung sogenannter Symbole
addiert. Vor einer Übertragung der Symbole von einem Sender zu einem Empfänger erfolgt nach einer Serien-Parallel- ümsetzung eine inverse FFT (Fast-Fourier-Transformation) unter Verwendung einer orthogonalen Twittelfaktor-Matrix;
anschließend wird nach Real- und Imaginärteil getrennt eine Digital-Analog-Umsetzung vorgenommen und nach getrennter Modulation mit einer Modulationsfrequenz und Addition das
Symbol jeweils codiert gesendet. Beim Empfänger erfolgt eine Decodierung, indem nach Demodulation und Analog-Digital- Umsetzung eine FFT durchgeführt wird, woraufhin durch
Parallel-Serien-Umsetzung wieder die Symbole gebildet werden. Ein Übersprechen zwischen Signalen wird dabei verringert.
Ferner ist aus der europäischen Patentschrift EP 1 584 151 Bl ein als PSSS (Parallel sequence spread spectrum)-Verfahren bezeichnetes Verfahren zum Übertragen von Datenwörtern mit jeweils einer Folge von einzelnen Daten in aufeinander folgenden Datenpositionen bekannt, bei dem in einem Sender jeder Datenposition ein individuelles Code-Wort aus einem bereitgestellten Code-Wörter-Vorrat mit mindestens einer der Anzahl der Datenpositionen in den Datenwörtern entsprechenden Anzahl von individuellen Code-Wörtern zugeordnet wird. Nach Verknüpfung von jeweils individuellem Code-Wort und
jeweiligem Datum der Datenposition unter Bildung jeweils eines datenpositionsindividuellen Verknüpfungsergebnisses wird mittels Addition der Verknüpfungsergebnisse jeweils als Summenwort ein Symbol für ein Datenwort gebildet. Das Symbol wird zu einem Empfänger übertragen, in dem das übertragene Symbol mit einer Referenz unter Bildung einer
Kreuzkorrelationsfunktion kreuzkorreliert wird. Aus der Lage und Größe der Werte der Kreuzkorrelationsfunktion werden die jeweiligen datenpositionsindividuellen Daten des
Datenworts und damit das Datenwort rekonstruiert. Dieses bekannte Verfahren wird in der einschlägigen Fachliteratur kurz als PSSS (Parallel sequence spread spectrum)-Verfahren bezeichnet (siehe beispielsweise die unter "http://dw-w.biz" auffindbare Publikation von A. Wolf und M. Mahlig "
Benchmarking of WSN Solutions and IEEE 802.15.4-2006 PSSS based Solutions" ) .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren zum übertragen von Datenwörtern mittels aus den Datenwörtern gewonnener Symbole ein gleichzeitiges Senden und Empfangen bei gleicher Frequenz unter Erzielung einer guten
Übertragungsqualität auf vergleichsweise einfache Weise zu ermöglichen.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden erfindungsgemäß bei einem Verfahren zum Übertragen von Datenwörtern mit jeweils einer Folge von einzelnen Daten in aufeinander folgenden
Datenpositionen von einer Teilnehmeranordnung über ein
Übertragungsmedium zu einer weiteren Teilnehmeranordnung die Datenwörter anhand der Daten in der jeweiligen Position mittels einer Matrix eines orthogonalen Codes in Symbole umgesetzt; die Symbole werden unter Ermöglichung eines
Duplex-Betriebs mit gleichfrequentem und gleichzeitigem
Senden und Empfangen der Symbole zwischen den
Teilnehmeranordnungen vor ihrer Übertragung in den
Teilnehmeranordnungen mittels einer weiteren Matrix eines orthogonalen Codes in derart ergänzte Symbole umgesetzt werden, dass die ergänzten Symbole der einen
Teilnehmeranordnung um mindestens das jeweilige Symbol selbst als Symbolergänzung ergänzt sind und die ergänzten Symbole der weiteren Teilnehmeranordnung um mindestens das jeweils inverse Symbol als weitere Symbolergänzung ergänzt sind; die ergänzten Symbole werden nach ihrer Übertragung in den
Empfangseinrichtungen zusammen mit aus dem übertragungsmedium eingestreuten, ergänzten Symbolen als empfangene, ergänzte Symbole in der Weise behandelt, dass die empfangenen, ergänzten Symbole hinsichtlich ihres Symbolanteils und ihres Symbolergänzungsanteils mittels einer Transponierten der weiteren Matrix einer Summen- und einer Differenzbildung unter Gewinnung weitgehend streueinflussfreier, ergänzter Symbole unterworfen werden, und die so gewonnenen Symbole werden mittels einer Transponierten der einen Matrix
dekodiert und daraus die jeweiligen Datenwörter
rekonstruiert .
Als weit-erer- orthogonaler Code wird bevorzugt der Walsh-Code verwendet.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahren wird darin gesehen, dass es ein gleichfrequentes und
gleichzeitiges Senden und Empfangen zwischen zwei
Teilnehmeranordnungen über ein übertragungsmedium bei hoher Übertragungsqualität zulässt, weil die Empfänger
ausgangsseitig jeweils nur das Signal abgeben, das an sie durch einen Sender adressiert ist; Einflüsse von weiteren Sendern sind eliminiert, auch des Senders, der mit dem
Empfänger einen Teilnehmer bildet. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass es mit einer vergleichsweise einfach durchzuführenden Codierung und
Decodierung mit orthogonalen Codes ausführbar ist.
Hervorzuheben ist ferner, dass das erfindungsgemäße Verfahren bei verschiedenen Übertragungsmedien einsetzbar ist, wie beispielsweise Funk, Kabel allgemein und USB-Kabel, Ethernet- Kabel und Lichtleiter sowie Schallwellenleiter, etc.
Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich bei
Kommunikationsnetzwerken mit unterschiedlicher Ausgestaltung ausführen. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform wird bei einer bidirektionalen Punkt-zu-Punkt-Verbindung das von der einen Teilnehmeranordnung mit einem Teilnehmer zu
übertragende Symbol zur Bildung des ergänzten Symbols um mindestens das Symbol selbst und das von der weiteren
Teilnehmeranordnung zu übertragende Symbol um mindestens das inverse Symbol ergänzt. Auf diese Weise ist bei einer Punkt- zu-Punkt-Verbindung ein gleichzeitiges und gleichfrequentes Übertragen von Daten in beiden Richtungen bei guter
Übertragungsqualität möglich.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens bei einem Netz mit einer
Sternnetz-Topologie ist die eine Teilnehmeranordnung eine Basisstation und die weitere Teilnehmeranordnung weist mindestens zwei Teilnehmer auf, und das von der Basisstation zu übertragende Symbol wird zur Bildung des ergänzten Symbols um mindestens das Symbol selbst und das von den Teilnehmern der weiteren Teilnehmeranordnung jeweils zu übertragende Symbol um mindestens jeweils das inverse Symbol ergänzt. Auf diese Weise kann der Up- und der Downlink wirkungsvoll voneinander getrennt werden, es finden also keine
gegenseitigen, störenden Beeinflussungen statt.
Bei der eben behandelten Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich die
Übertragungsqualität noch weiter verbessern, indem das von den Sendern der Teilnehmer zu übertragende, ergänzte Symbol um eine Symbol-Übertragungskanal-Vorentzerrungskomponente erweitert wird, wobei das zu übertragende, ergänzte Symbol bei jeweils einer Antenne bei Sendern und Empfängern um eine Symbol-Übertragungskanal-Vorentzerrungskomponente und bei mehreren Antennen bei Sendern und Empfängern um eine
matrixartige Symbol-Übertragungskanäle- Vorentzerrungskomponente erweitert wird. Hierbei wird also die Vorentzerrung bereits in dem Symbol berücksichtigt, indem dieses durch die Symbol-Übertragungskanal- Vorentzerrungskomponente erweitert wird; in dem zu übertragenden, ergänzten Symbol ist demzufolge diese
Komponente enthalten.
Zu einer weiteren Verbesserung der Übertragungsqualität trägt es bei, wenn Symbol-Übertragungskanal-Verzerrungen in den von der Basisstation zu den Empfängern der Teilnehmer der weiteren Teilnehmeranordnung gesendeten, ergänzten Symbole in den Empfängern der Teilnehmer der weiteren
Teilnehmeranordnung kompensiert werden, wobei das zu
übertragende, ergänzte Symbol bei Sendern und Empfängern mit jeweils einer Antenne um eine Symbol-Übertragungskanal- Entzerrungskomponente und bei mehreren Antennen bei Sendern und Empfängern um eine matrixartige Symbol- Übertragungskanäle-Entzerrungskomponente verändert wird.
Vorteilhaft ist es auch, wenn bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren die zu übertragenden, ergänzten Symbole vor ihrer Übertragung moduliert und nach ihrer Übertragung demoduliert werden, um eine Übertragung außerhalb des Basisbandes vornehmen zu können.
Ferner wird es als vorteilhaft angesehen, wenn bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die zu übertragenden Symbole entweder an ihrem einen oder an ihrem anderen Ende mit einer zyklischen Ergänzung versehen werden, um eine einwandfreie Decodierung durchführen zu können.
Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich mit auf
unterschiedliche Weise erzeugten und zur Übertragung von Datenwörtern dienenden Symbolen durchführen. Vorteilhaft erscheint es, wenn Symbole verwendet werden, die nach dem OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing)-Verfahren gebildet sind, weil dies Verfahren gut eingeführt ist. Dabei werden die empfangenen, ergänzten Symbole in rekonstruierte, streueinflussfreie Symbole umgewandelt, die unter Bildung der jeweiligen OFDM-Decodierfunktion in den Empfängern der
Teilnehmeranordnungen dekodiert werden. Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren jedoch durchführbar mit Symbolen, die nach dem PSSS (Parallel Sequence Spread Spectrum)-Verfahren erzeugt sind, weil die mit dem PSSS-Verfahren erzeugten Symbole besonders gut zur Codierung und Decodierung im Rahmen ihrer Übertragung von einer Teilnehmeranordnung zu einer weiteren
Teilnehmeranordnung geeignet sind.
So bietet sich bei dieser Verfahrensvariante die vorteilhafte Möglichkeit, die weitgehend Streueinflußfreien Symbole mittels der Transponierten der einen Matrix unter Bildung der jeweiligen PSSS-Korrelationsfunktion in den Empfängern der Teilnehmeranordnungen der Teilnehmeranordnungen in
rekonstruierte, streueinflussfreie Datenwörter umzuwandeln.
Um das erfindungsgemäße Verfahren mit nach dem PSSS-Verfahren gebildeten Symbolen noch weiter zu verbessern, werden bei der Rekonstruktion der verschiedenen Nachrichten die Daten an den Datenpositionen der jeweiligen Datenwörter unter
Berücksichtigung von Lage und Größe der Extremwerte der jeweils gebildeten Kreuzkorrelationsfunktion rekonstruiert, indem eine Zuordnung jedes Extremwertes zu dem entsprechenden Datum mittels Vergleichs der Extremwerte mit einem
Schwellenwert vorgenommen wird, wobei sendeseitig zu jedem Wert des Symbols ein Korrekturwert derart hinzugefügt wird, dass das so entstehende korrigierte Maximum und korrigierte Minimum des korrigierten Symbols betragsgleich werden;
empfängerseitig wird der Schwellenwert dynamisch ermittelt. Dadurch lässt sich bei gleicher oder verbesserter
Störunempfindlichkeit eine Übertragung mit verminderter notwendiger Sendeleistung realisieren. Dies ist an sich aus der deutschen Patentschrift DE 10 2004 033 581 B4 bekannt.
Vorteilhaft erscheint es zur Ermöglichung eines
gleichzeitigen und gleichfrequenten Austausche von
Nachrichten in einem Sternnetz ferner, wenn bei dem
erfindungsgemäßen Verfahren mit nach dem Prinzip des PSSS- Verfahrens gebildeten Symbolen zum Übertragen von Nachrichten aus jeweils Datenwörtern mit jeweils einer Folge von
einzelnen Daten in aufeinanderfolgenden Datenpositionen von einem Teilnehmer zu weiteren Teilnehmern über ein
Übertragungsmedium unter Bildung von verschiedenen
Nachrichtenkanälen in jedem Teilnehmer ein individueller
Code-Wörter-Vorrat mit einer Anzahl individueller Code-Wörter aus einem übereinstimmenden Code-Wörter-Vorrat bereit gestellt wird; jeder Nachricht in jeweils einem
nachrichtenkanalindividuellen Codierer ein
nachrichtenkanalindividueller Teilvorrat der individuellen Code-Wörter zugeordnet wird und mit den individuellen Code- Wörtern des jeweiligen nachrichtenkanalindividuellen
Teilvorrats durch Verknüpfung und Summierung ein
nachrichtenkanalindividuelles Symbol gebildet und die nachrichtenkanalindividuellen Symbole synchron gesendet werden und nach Übertragung der nachrichtenkanalindividuellen Symbole mittels nachrichtenkanalindividueller Decodierer die jeweils zugelassenen, nachrichtenkanalindividuellen Symbole mit einer Referenz unter Bildung einer
nachrichtenkanalindividuellen Korrelationsfunktion
kreuzkorreliert werden, wobei diese Referenz bei
Kreuzkorrelation mit jedem individuellen Code-Wort des jeweiligen nachrichtenkanalindividuellen Teilvorrats einen ausgeprägten Extremwert aufweist; aus der Lage und Größe der Extremwerte wird die jeweilige Nachricht rekonstruiert. Damit ist in Bezug auf die von dem einen Teilnehmer gesendeten Nachrichten eine wirksame Trennung der weiteren Teilnehmer bei gleichzeitigem und gleichfrequentem Austausch von
verschiedenen Nachrichten erreicht.
Ferner werden bei dieser Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens die
nachrichtenkanalindividuellen Teilvorräte der individuellen Code-Wörter so gebildet werden, dass zwischen ihnen
ungenutzte Code-Wörter verbleiben, weil sich damit eine besonders sichere Decodierung erreichen lässt. Vorteilhaft erscheint es bei dieser Ausführungsform ferner, wenn die nachrichtenkanalindividuelle Symbole mit einer derart bemessenen zyklischen Ergänzung versehen werden, dass innerhalb der Korrelationsfenster der
nachrichtenkanalindividuellen Kreuzkorrelationsfunktionen nur Symbolanteile auftreten, die von einem einzigen
nachrichtenkanalindividuellen Symbol stammen.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Anordnung zum
Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens mit
gleichzeitigem und gleichfreqentem Übertragen von Nachrichten von einem Teilnehmer zu weiteren Teilnehmern, bei der in jedem Teilnehmer ein Speicher vorgesehen ist, der für die Teilnehmer einen individuellen Code-Wörter-Vorrat mit einer Anzahl individueller Code-Wörter aus einem übereinstimmenden Code-Wörter-Vorrat bereit stellt; in dem einen Teilnehmer ist für jede Nachricht jeweils ein nachrichtenkanalindividueller Codierer vorhanden, der geeignet ist, jeder Nachricht einen nachrichtenkanalindividuellen Teilvorrat der individuellen Code-Wörter zuzuordnen und mit den individuellen Code-Wörtern des jeweiligen nachrichtenkanalindividuellen Teilvorrats durch Verknüpfung und Summierung für jedes Datenwort ein nachrichtenkanalindividuelles Symbol zu bilden und die nachrichtenkanalindividuellen Symbole synchron_zu senden; die weiteren Teilnehmer weisen einen Decodierer aufweisen, der geeignet ist, nach Übertragung der
nachrichtenkanalindividuellen Symbole die jeweils
zugelassenen, nachrichtenkanalindividuellen Symbole mit einer Referenz unter Bildung einer nachrichtenkanalindividuellen Korrelationsfunktion zu kreuzkorrelieren, wobei diese
Referenz bei Kreuzkorrelation mit jedem individuellen Code- Wort des jeweiligen nachrichtenkanalindividuellen Teilvorrats einen ausgeprägten Extremwert aufweist, so dass aus der Lage und Größe der Extremwerte ein Datenwort der jeweiligen
Nachricht rekonstruierbar ist.
Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet eine Anordnung zum Durchführen des Verfahrens mit gleichzeitigem und gleichfreqentem Übertragen von Nachrichten zu einem
Teilnehmer von weiteren Teilnehmern, bei der in jedem
Teilnehmer ein Speicher vorgesehen ist, der für die
Teilnehmer einen individuellen Code-Wörter-Vorrat mit einer Anzahl individueller Code-Wörter aus einem übereinstimmenden Code-Wort-Vorrat bereit stellt; in den weiteren Teilnehmern ist für jede Nachricht jeweils ein
nachrichtenkanalindividueller Codierer vorhanden, der geeignet ist, der weiteren Teilnehmer ein
nachrichtenkanalindividueller Teilvorrat der individuellen Code-Wörter zugeordnet wird und mit den individuellen Code- Wörtern des jeweiligen nachrichtenkanalindividuellen
Teilvorrats durch Verknüpfung und Summierung für jedes
Datenwort ein nachrichtenkanalindividuelles Symbol zu bilden und die nachrichtenkanalindividuellen Symbole derart zu senden, dass sie symbolsynchrorj bei dem einen Teilnehmer eingehen; der eine Teilnehmer weist einen Decodierer auf, der geeignet ist, nach Übertragung der
nachrichtenkanalindividuellen Symbole mittels
nachrichtenkanalindividueller Decodierer die jeweils
zugelassenen, nachrichtenkanalindividuellen Symbole mit einer Referenz unter Bildung einer
nachrichtenkanalindividuellen Korrelationsfunktion
kreuzzukorrelieren, wobei diese Referenz bei Kreuzkorrelation mit jedem individuellen Code-Wort des jeweiligen
nachrichtenkanalindividuellen Teilvorrats einen ausgeprägten Extremwert aufweist, so dass aus der Lage und Größe der
Extremwerte ein Datenwort der jeweiligen Nachricht
rekonstruierbar ist.
Damit lassen sich sinngemäß die gleichen Vorteile erzielen, wie sie oben zu dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einer Teilnehmeranordnung mit einem Teilnehmer und einer weiteren Teilnehmeranordnung mit mindestens zwei Teilnehmern mit
Trennung dieser zwei weiteren Teilnehmer angegeben sind.
Bei den erfindungsgemäßen Anordnungen weisen die weiteren Teilnehmer vorteilhafterweise sendeseitig jeweils eine Einrichtung zur Kompensation der Nachrichtenkanal- Verzerrungen auf .
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung sind
Fig.l schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung zum gleichzeitigen und gleichfrequenten Austausch von Nachrichten in Form einer bidirektionalen Punkt-zu-Punkt-Verbindung, wie sie sich der genannten, europäischen Patentschrift entnehmen lässt, in
Fig.2 ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung zum
Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens aufbauend auf der Fig.l, in
Fig.3 in einer solchen Anordnung jeweils erzeugte
Symbole, in
Fig.4 ergänzte Symbole bei einer solchen Anordnung, Fig.5 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer
Anordnung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens mit gleichzeitigen und gleichfrequenten Austausch von Nachrichten in Form einer Sternnetz-
Topologie, in
Fig.6 in einem solchen Sternnetz übertragene Symbole, in Fig.7 ein stark vereinfachten Blockschaltbild zur
prinzipiellen Arbeitsweise des PSSS-Verfahrens, in Fig.8 schematisch ein Ausführungsbeispiel einer weiteren
Anordnung zum Durchführen einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens , in
Fig.9 die Kreuzkorrelationsfunktion nach dem PSSS- Verfahren gemäß Fig.8, in
Fig.10 die Kreuzkorrelationsfunktion auf der
Empfängerseite eines weiteren Teilnehmers bei der
Anordnung nach Fig. 8 und in
Fig.11 die Kreuzkorrelationsfunktion auf der
Empfängerseite eines zusätzlichen weiteren Teilnehmers bei der Anordnung nach Fig. 8 dargestellt . Fig. 1 zeigt eine Anordnung zum Austausch von Nachrichten mit einer Teilnehmeranordnung mit einem Teilnehmer 1, der im dargestellten Ausführungsbeispiel einer Punkt-zu-Punkt- Verbindung mit einer weiteren Teilnehmeranordnung mit einem weiteren Teilnehmer 2 in Senderichtung über einen
Nachrichtenkanal 3 in Verbindung steht. Der weitere
Teilnehmer 2 seinerseits ist in Senderichtung über einen weiteren Nachrichtenkanal 4 mit dem einen Teilnehmer 1 verbunden. Als Übertragungsmedium dient hier eine
Funkverbindung.
Jede der beiden Teilnehmer 1 und 2 enthält jeweils eine
Codiereinrichtung 5 bzw. 6 und eine Decodiereinrichtung 7 bzw. 8. Die Codiereinrichtungen 5 bzw. 6 enthalten - wie es aus der europäischen Patentschrift EP 1584 151 Bl bekannt ist - einen Code-Wörter-Vorrat 5c bzw. 6c mit beispielsweise jeweils beispielsweise 31 Code-Wörtern, eine
Verknüpfungseinrichtung 5v bzw. 6v und einen Summenwort- bzw. Symbolbildner 5s bzw. 6; diese jeweils drei Komponenten funktionieren so, wie es in der genannten Patentschrift eingehend beschrieben ist. Eingangsseitig sind die
Codiereinrichtungen 1 bzw. 2 mit Datenwörtern DW1 und DW2 nicht gezeigter Nachrichten beaufschlagt. Die Datenwörter DW1 bzw. DW2 bestehen aus jeweils einer Folge von einzelnen Daten in beispielsweise 31 aufeinanderfolgenden Datenpositionen. Jedes Datenwort DWl bzw. DW2 wird in der jeweiligen
Codiereinrichtung 1 bzw. 2 unter Berücksichtigung der 31 Code-Wörter und der 31 Datenpositionen mittels einer Matrix eines orthogonalen Codes in jeweils ein Symbol Sit bzw. S2t an Ausgängen 9 und 10 der Codiereinrichtungen 1 und 2
umgesetzt. Die Symbole Sl und S2 sind mit jeweils einer zyklischen Ergänzung CE(Slt) bzw. CE(S2t) versehen, wie es in Fig. 3 schematisch gezeigt. Die Symbole Sit und S2t werden - ggf. nach Modulation - über eine Funkverbindung übertragen und gelangen dabei - ggf. nach Demodulation - als empfangene Symbole Sir und S2r zu einem Eingang 11 der Decodiereinrichtung 8 des weiteren Teilnehmers 2 bzw. zu einem Eingang 12 der Decodiereinrichtung 7 des einen Teilnehmers 1.
In den Decodiereinrichtungen 7 bzw. 8 werden - wie es ebenfalls in der genannten Patentschrift ausführlich
beschrieben ist - die Symbole Sir und S2r in Korrelatoren 13 und 14 mittels der einen Matrix jeweils kreuzkorreliert, wobei jeweils eine Kreuzkorrelationsfunktion gebildet wird. Aus der Lage und Größe der Werte dieser Funktion werden die Daten in Auswerteeinrichtungen 15 und 16 in den
aufeinanderfolgenden Datenpositionen jedes Datenwortes DW1 bzw. DW2 unter Gewinnung rekonstruierter Datenwörter DWl ' bzw. DW2 ' rekonstruiert. ie durch Pfeile 17 und 18 gekennzeichnet, treten auf der Seite jedes der beiden Teilnehmer 1 und 2 Rückwirkungen der jeweils gesendeten Symbole Sit und S2t auf die jeweiligen Decodiereinrichtungen 15 und 16 auf, die die Übertragungsbzw. Empfangsqualität verschlechtern. Es kommt also zu
Kollisionen, weil beide Teilnehmer 1 und 2 bzw. ihre
Codiereinrichtungen 5 bzw. 6 auf gleicher Frequenz
gleichzeitig senden und empfangen.
Zu Lösung dieses Kollisionsproblems werden - wie Fig.2 zeigt, in der die Codiereinrichtungen 5 und 6 nur durch einen Block
5 bzw. 6 gekennzeichnet sind - die Codiereinrichtungen 5 und
6 der beiden Teilnehmer 1 und 2 jeweils um einen
Übertragungskodierer 19 bzw. 20 ergänzt, der mit den Symbolen Sit bzw. S2t beaufschlagt ist. In den Übertragungskodierern 19 und 20 werden die Symbole Sit und S2t mittels einer weiteren Matrix eines orthogonale Codes in ergänzte Symbole Slet und S2et umgesetzt (siehe Fig.4). Mathematisch
betrachtet kann dies beispielsweise durch Multiplikation der Symbole Sit und S2t mit der Matrix eines orthogonalen Codes, beispielsweise des Walsh-Codes, erfolgen. Hierbei wird das Symbol Sit um das Symbol Sit als Symbolergänzung ergänzt und das Symbol S2t um das inverse Symbol -S2t als weitere Symbolergänzung ergänzt. Die zyklischen Ergänzungen können jeweils auch am Anfang des jeweiligen Symbols stehen.
Die ergänzten Symbole Slet und S2et werden von den
Teilnehmern 1 und 2 ausgesendet und von dem jeweiligen
Teilnehmer 2 bzw. 1 nach ihrer Übertragung über die
Funkverbindung aufgrund von Streuungen gemeinsam mit
eingestreuten, ergänzten Symbolen Slee und S2ee empfangen, so dass an den Eingängen der Teilnehmer 2 bzw. 1 jeweils
empfangene, ergänzte Symbole Slem und S2em entstehen, wobei das empfangene, ergänzte Symbol Slem aus der Summe des ergänzten Symbols Slet und des eingestreuten, ergänzten
Symbols S2ee und das empfangene, ergänzte Symbol S2em aus der Summe des ergänzten Symbols S2et und des eingestreuten, ergänzten Symbols Slee besteht. Das empfangene, ergänzte Symbol Slem weist somit einen Symbolanteil [Slt+S2t] und einen Symbolergänzungsanteil [Slt+-S2t] auf; hinsichtlich des empfangenen, ergänzten Symbols S2em ergibt sich für den
Symbolanteil [S2t+Slt] und für den Symbolergänzungsanteil
[S2t+Slt] . Diese empfangenen, ergänzten Symbole Slem und S2em werden in jeweils einem Übertragungsdekodierer 21 bzw. 22 dekodiert. Dies geschieht in der Weise, dass die empfangenen, ergänzten Symbole Slem bzw. S2em hinsichtlich ihres
Symbolanteils [Slt+S2t] bzw. [S2t+Slt] und hinsichtlich ihres Symbolergänzungsanteils [S2t+-S2t] bzw. [S2t+Slt] mittels einer Transponierten der weiteren Matrix einer Summen- und einer Differenzbildung unterworfen werden, wobei weitgehend streueinflussfreie Symbole Sit' und S2t' gewonnen werden. Am Ausgang des Übertragungsdecodierers 21 stehen in gewünschter Weise also ein dem Symbol Sit am Ausgang der
Codiereinrichtung 5 entsprechendes Symbol Sit' und am Ausgang des Übertragungsdecodierers 22 ein dem Symbol S2t am Ausgang der Kodiereinrichtung 6 entsprechendes Symbol S2t' an. In den Figuren 5 und 6 ist die Situation dargestellt, wie sie sich in einem Sternnetz mit einer Teilnehmeranordnung 29 mit einem einzigen Teilnehmer 33 und einer weiteren
Teilnehmeranordnung 30 mit zwei weiteren Teilnehmern 31 und 31 ergibt; der Teilnehmer 29 bildet dabei eine Basisstation, und die weiteren Teilnehmer sind mobile Stationen. Jeder der Teilnehmer 31 bis 33 kann so ausgeführt sein, wie es anhand der Figuren 1 und 2 oben erläutert worden ist.
Die Figuren 5 und 6 zeigen deutlich, dass bei dem einen
Teilnehmer 33 Symbole CS1_3 um jeweils dieses Symbol unter Bildung eines ergänzten Symbols S33et ergänzt ist, während bei den weiteren Teilnehmern 31 und 32 der weiteren
Teilnehmeranordnung 30 das Symbol CS1_1 bzw. CS1_2 jeweils um das inverse Symbol -CS1_1 bzw. -CS1_2 unter Bildung von ergänzten Symbolen S31et bzw. S32et ergänzt sind. Die
ergänzten Symbole S31et, S32et und S331et sowie S332et werden über Kanäle Ch_13 und Ch_23 sowie über Kanäle Ch_31 und Ch_32 über Funk übertragen. Dabei treten nicht nur
Rückwirkungen S31ee, S32ee und S33ee auf (vgl. auch Pfeile P31, P32 und P33), sondern auch Streuungen auf, die durch Schraffüren gekennzeichnet sind. Jeweils ergänzte Symbole S31et, S32et und S332et werden nach ihrer Übertragung
zusammen mit eingestreuten, ergänzten Symbolen S31ee und S312ee bzw. Sr32ee und S32ee empfangen, wobei die
empfangenen, ergänzten Symbole S31em, S32em und S331em sowie S332em entstehen. Diese werden dann anschließend so
behandelt, wie es oben ausführlich bei einer Punkt-zu-Punkt- Verbindung erläutert worden ist.
Wie bei einer Sternnetz-Topologie - beispielsweise
entsprechend den Figuren 5 und 6 - bei einem gleichzeitigen und gleichfrequenten Austausch von Nachrichten zwischen einem Teilnehmer einerseits und weiteren Teilnehmern andererseits Teilnehmern eine Unterscheidung zwischen den weiteren
Teilnehmern bei der Kommunikation erreicht werden kann, wird nachfolgend anhand der Figuren 7 bis 11 erläutert. Dazu ist in Fig. 7 in einem stark vereinfachten
Blockschaltbild die prinzipielle Arbeitsweise des bekannten Verfahrens nach der europäischen Patentschrift EP 1584 151 Bl dargestellt. Mit 41 ist eine Codiereinrichtung eines im Übrigen nicht weiter dargestellten Teilnehmers 42 bezeichnet. Eingangsseitig ist die Codiereinrichtung 41 mit Datenwörtern DW einer nicht gezeigten Nachricht beaufschlagt. Die
Datenwörter DW bestehen aus jeweils einer Folge von einzelnen Daten in beispielsweise 31 aufeinanderfolgenden
Datenpositionen. Jedes Datenwort DW wird in der
Codiereinrichtung 41 unter Berücksichtigung der 31 Code- Wörter und der 31 Datenpositionen in jeweils ein Symbol S an einem Ausgang 43 umgesetzt.
Die Symbole S werden - ggf. nach Modulation - über ein
Übertragungsmedium 44, bei dem es sich bevorzugt um eine Funkverbindung handelt, zu einem weiteren Teilnehmer 45 übertragen. Dabei gelangen die Symbole - ggf. nach
Demodulation - zu einem Eingang 46 einer Decodiereinrichtung 47 des weiteren Teilnehmers 45.
In der Decodiereinrichtung 47 werden die Symbole
kreuzkorreliert, wobei eine Kreuzkorrelationsfunktion
gebildet wird. Aus der Lage und Größe der Werte dieser
Funktion werden die Daten in den aufeinanderfolgenden
Datenpositionen jedes Datenwortes DW rekonstruiert. Fig. 9 zeigt die bei der Rekonstruktion des Datenwortes DW in der Decodiereinrichtung gebildete Kreuzkorrelationsfunktion mit 31 Werten für 31 Datenpositionen eines Datenwortes.
Wie Fig. 8 zeigt, ist bei einem Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung ein Teilnehmer 50, beispielsweise eine Basisstation eines Mobilfunksystems, über ein Übertragungsmedium 51 mit in diesem Ausführungsbeispiel zwei weiteren Teilnehmern 52 und 53, beispielsweise mobile Stationen, über Nachrichtenkanäle 55 und 56 verbunden. Eine Codiereinrichtung 54 des
Teilnehmers 50 ist mit den zu übertragenden Datenwörtern DW von verschiedenen Nachrichten beaufschlagt, die gleichzeitig mit der gleichen Frequenz übertragen werden sollen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist wiederum davon
ausgegangen, dass ein Codier-Wörter-Vorrat mit insgesamt 31 Code-Wörtern in der Codiereinrichtung 54 vorhanden ist. In nicht gezeigter Weise ist in der Codiereinrichtung 54 für jeden Nachrichtenkanal 55 und 56 ein schematisch angedeuteter nachrichtenkanalindividueller Kodierer 57 bzw. 58 vorgesehen, denen jeweils ein nachrichtenkanalindividueller Teilvorrat der individuellen Code-Wörter zugeordnet ist; beispielsweise ist dem einen nachrichtenkanalindividuellen Kodierer 57 ein Teilvorrat mit Code-Wörtern 1 bis 5 und dem anderen
nachrichtenkanalindividuellen Codierer 58 ein Teilvorrat mit Code-Wörtern 6 bis 10 zugeordnet. Für Datenwörter DW einer zu dem einen weiteren Teilnehmer 52 zu übertragenden Nachricht werden nun mittels des Codieres 57
nachrichtenkanalindividuelle Symbole Sl in oben beschriebener Weise mittels Verknüpfung und Summierung unter
Berücksichtigung des Teilvorrats mit den Code-Wörtern 1 bis 5 gebildet und über die Funkverbindung 51 ausgesendet.
Entsprechendes geschieht mit den Datenwörtern einer zu dem zweiten weiteren Teilnehmer 53 gleichzeitig und mit der gleichen Frequenz zu übermittelnden Nachricht, indem mittels des Codieres 57 nachrichtenkanalindividuelle Symbole S2 mittels Verknüpfung und Summierung unter Berücksichtigung des Teilvorrats mit den Code-Wörtern 6 bis 10 gebildet und über die Funkverbindung 51 synchron mit den Symbolen S2
ausgesendet werden. Insoweit sind die beiden gleichzeitig und gleichfrequent zu übertragenden Nachrichten sendeseitig getrennt.
Die empfangsseitige Trennung der beiden Nachrichten erfolgt in der Weise, dass in Decodiereinrichtungen 59 und 60 der weiteren Teilnehmer 52 und 53 nachrichtenkanalindividuelle Decodierer 61 und 62 vorgesehen sind, die so ausgelegt sind, dass der nachrichtenkanalindividuelle Codierer 61 nur auf die für ihn zugelassenen, nachrichtenkanalindividuellen Symbole Sl und der nachrichtenkanalindividuelle Codierer 62 nur auf die für ihn zugelassenen, nachrichtenkanalindividuellen
Symbole S2 anspricht. Mit den nachrichtenkanalindividuellen Codierern 61 und 62 werden die zugelassenen
nachrichtenkanalindividuellen Symbole Sl und S2 mit einer Referenz jeweils für sich unter Bildung einer nachrichtenkanalindividuellen Kreuzkorrelationsfunktion kreuzkorreliert. Dabei entstehen in der Codiereinrichtung 59 die in Fig. 10 dargestellte nachrichtenkanalindividuelle Kreuzkorrelationsfunktion und in der Codiereinrichtung 60 die in der Fig. 11 gezeigte nachrichtenkanalindividuelle
Kreuzkorrelationsfunktion. Aus diesen
nachrichtenkanalindividuellen Kreuzkorrelationsfunktionen können dann in der oben beschriebenen Weise die Datenwörter der beiden übertragenen Nachrichten und damit die Nachrichten selbst rekonstruiert werden, obwohl sie gleichzeitig und mit gleicher Frequenz gesendet wurden.
Werden von den weiteren Teilnehmern 52 und 53 im Rahmen des Austausche von Nachrichten zu dem einen Teilnehmer 50 gesendet, dann werden dazu in nicht dargestellter Weise mittels weiterer Codierer in den weiteren Teilnehmern 52 und 53 weitere nachrichtenkanalindividuelle Symbole gebildet und derart zu dem einen Teilnehmer 54 gesendet, dass sie dort symbolsynchron eingehen. Aus den eingegangenen, weiteren nachrichtenkanalindividuellen werden mittels weiterer
Decodierer entsprechend der obigen Beschreibung weitere nachrichtenkanalindividuelle Korrelationsfunktionen zur
Rekonstruktion der Datenwörter aus den von dem einen
Teilnehmer 50 empfangenen weiteren
nachrichtenkanalindividuellen Symbole gebildet.

Claims

Patentansprüche
1.Verfahren zum übertragen von Datenwörtern (DW) mit jeweils einer Folge von einzelnen Daten in aufeinander folgenden Datenpositionen von einer Teilnehmeranordnung ( 1 ) über ein Übertragungsmedium (3,4) zu einer weiteren
Teilnehmeranordnung ( 2 ) , bei dem
• die Datenwörter (DW) anhand der Daten in der jeweiligen Position mittels einer Matrix eines orthogonalen Codes in Symbole (Slt,S2t) umgesetzt werden,
• unter Ermöglichung eines Duplex-Betriebs mit
gleichfrequentem und gleichzeitigem Senden und Empfangen der Symbole zwischen den Teilnehmeranordnungen (1,2) die Symbole (Slt,S2t) vor ihrer Übertragung in den
Teilnehmeranordnungen (1,2) mittels einer weiteren
Matrix eines orthogonalen Codes in derart ergänzte
Symbole (Slet,S2et) umgesetzt werden, dass
• die ergänzten Symbole (Slet) der einen
Teilnehmeranordnung (1) um mindestens das jeweilige Symbol (Slet) selbst als Symbolergänzung ergänzt sind und die ergänzten Symbole (S2et) der weiteren Teilnehmeranordnung (2) um mindestens das jeweils inverse Symbol (-S2t) als weitere Symbolergänzung ergänzt sind,
· die ergänzten Symbole (Slet,S2et) nach ihrer Übertragung in Empfangseinrichtungen zusammen mit aus dem
Übertragungsmedium (3,4) eingestreuten, ergänzten
Symbolen (Slee,S2ee) als empfangene, ergänzte Symbole (Slem,S2em) in der Weise behandelt werden, dass die empfangenen, ergänzten Symbole (Slem,S2em) hinsichtlich ihres Symbolanteils und ihres Symbolergänzungsanteils mittels einer Transponierten der weiteren Matrix einer Summen- und einer Differenzbildung unter Gewinnung weitgehend streueinflussfreier Symbole (Sit1, S2t') unterworfen werden, und
• die so gewonnenen Symbole (Slt',S2t') mittels einer
Transponierten der einen Matrix dekodiert und daraus die jeweiligen Datenwörter (DW) rekonstruiert werden.
2.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
• bei einer bidirektionalen Punkt-zu-Punkt-Verbindung das von der einen Teilnehmeranordnung ( 1 ) mit einem
Teilnehmer zu übertragende Symbol (Sit) zur Bildung des ergänzten Symbols (Slet) um mindestens das Symbol (Sit) selbst und das von der weiteren Teilnehmeranordnung (2) mit einem Teilnehmer zu übertragende Symbol (S2t) mindestens um das inverse Symbol (-S2t) ergänzt wird.
3.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
• bei einer Sternnetz-Topologie die eine
Teilnehmeranordnung (29) eine Basisstation (33) ist und die weitere Teilnehmeranordnung (30) mindestens zwei Teilnehmer (31,32) aufweist und
• das von der BasisStation (33) zu übertragende Symbol
(CS1_3) zur Bildung des ergänzten Symbols (S33et) um mindestens das Symbol (CS1_3) selbst und das von den Teilnehmern (31,32) der weiteren Teilnehmeranordnung (30) jeweils zu übertragende Symbol (CS1_1; CS1_2) um mindestens jeweils das inverse Symbol (-CS1_1,-CS1_2 ) ergänzt wird.
4.Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
· das von den Teilnehmer (31,32) zu übertragende, ergänzte Symbol (CS1_1,CS1_2) um eine Symbol-Übertragungsweg- Vorentzerrung erweitert wird, wobei das zu übertragende, ergänzte Symbol bei jeweils einer Antenne bei Sendern und Empfängern der Teilnehmer (31,32) um eine Symbol- Übertragungskanal-Vorentzerrungskomponente und bei mehreren Antennen bei Sendern und Empfängern um eine matrixartige Symbol-Übertragungskanäle- Vorentzerrungskomponente erweitert wird. 5.Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass
• Symbol-Übertragungskanal-Verzerrungen in den von der
Basisstation zu den Teilnehmern der weiteren Teilnehmeranordnung gesendeten, ergänzten Symbolen in den Teilnehmern der weiteren Teilnehmeranordnung
kompensiert werden, wobei das zu übertragende, ergänzte Symbol bei Sendern und Empfängern mit jeweils einer Antenne um eine Symbol-Übertragungskanal- Entzerrungskomponente und bei Sendern und Empfängern mit mehreren Antennen um eine matrixartige Symbol- Übertragungskanäle-Entzerrungskomponente verändert wird.
6.Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
• die zu übertragenden, ergänzten Symbole vor ihrer
Übertragung moduliert und nach ihrer Übertragung
demoduliert werden.
7.Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
• die zu übertragenden Symbole (Slt,S2t) entweder an ihrem einen oder an ihrem anderen Ende mit einer zyklischen Ergänzung (CE) versehen werden.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
• Symbole verwendet werden, die nach dem OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing)-Verfahren gebildet sind.
9.Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
· die empfangenen, ergänzten Symbole in rekonstruierte, streueinflussfreie Symbole umgewandelt werden, die unter Bildung der jeweiligen OFDM-Decodierfunktion in den Empfängern der Teilnehmeranordnungen decodiert werden. 10.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass • Symbole (Slt,S2t) verwendet werden, die nach dem PSSS (Parallel Sequence Spread Spectrum) -Verfahren erzeugt sind. 11.Verfahren nach Anspruch 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass
• die weitgehend Streueinflussfreien Symbole (Slt',S2t') mittels der Tranponierten der einen Matrix unter Bildung der jeweiligen PSSS-Korrelationsfunktion in den
Empfängern der Teilnehmeranordnungen in rekonstruierte,
Streueinflussfreie Datenwörter umgewandelt werden.
12.Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch
gekennzeichnet, dass
· bei der Rekonstruktion der verschiedenen Nachrichten die
Daten an den Datenpositionen der jeweiligen Datenwörter (DW) unter Berücksichtigung von Lage und Größe der Extremwerte der jeweils gebildeten
Kreuzkorrelationsfunktion rekonstruiert werden, indem eine Zuordnung jedes Extremwertes zu dem entsprechenden
Datum mittels Vergleichs der Extremwerte mit einem
Schwellenwert vorgenommen wird, wobei
• sendeseitig zu jedem Wert des Symbols ein
Korrekturwert derart hinzugefügt wird, dass das so entstehende korrigierte Maximum und korrigierte
Minimum des korrigierten Symbols betragsgleich werden, und
• empfängerseitig der Schwellenwert dynamisch ermittelt wird.
13.Verfahren nach Anspruch 3 und einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass
zum gleichzeitigen und gleichfreqenten Übertragen von
Nachrichten aus jeweils Datenwörtern (DW) mit jeweils einer Folge von einzelnen Daten in aufeinanderfolgenden
Datenpositionen von einem Teilnehmer (50) zu weiteren
Teilnehmern (51,52) über ein Übertragungsmedium (51) unter Bildung von verschiedenen Nachrichtenkanälen (55,56), bei dem • in jedem Teilnehmer (50,55,56) ein individueller Code- Wörter-Vorrat mit einer Anzahl individueller Code-Wörter aus einem übereinstimmenden Code-Wort-Vorrat bereit gestellt wird,
• jeder Nachricht in jeweils einem
nachrichtenkanalindividuellen Codierer (57,58) des einen Teilnehmers (10) ein nachrichtenkanalindividueller
Teilvorrat der individuellen Code-Wörter zugeordnet wird und mit den individuellen Code-Wörtern des jeweiligen nachrichtenkanalindividuellen Teilvorrats durch
Verknüpfung und Summierung für jedes Datenwort (DW) ein nachrichtenkanalindividuelles Symbol (S1,S2) gebildet und die nachrichtenkanalindividuellen Symbole (S1,S2) synchron gesendet werden und
• nach Übertragung der nachrichtenkanalindividuellen
Symbole (S1,S2) mittels nachrichtenkanalindividueller Decodierer (61,62) die jeweils zugelassenen,
nachrichtenkanalindividuellen Symbole (S1,S2) mit einer Referenz unter Bildung einer
nachrichtenkanalindividuellen Korrelationsfunktion kreuzkorreliert werden, wobei diese Referenz bei
Kreuzkorrelation mit jedem individuellen Code-Wort des jeweiligen nachrichtenkanalindividuellen Teilvorrats einen ausgeprägten Extremwert aufweist, und aus der Lage und Größe der Extremwerte ein Datenwort (DW) der
jeweiligen Nachricht rekonstruiert wird. .Verfahren nach Anspruch 3 und einem der Ansprüche 10 bis, dadurch gekennzeichnet, dass
• zum gleichzeitigen und gleichfreqenten Übertragen von Nachrichten aus jeweils Datenwörtern mit jeweils einer Folge von einzelnen Daten in aufeinanderfolgenden
Datenpositionen zu einem Teilnehmer von weiteren
Teilnehmern über ein Übertragungsmedium unter Bildung von verschiedenen Nachrichtenkanälen, bei dem
• in jedem Teilnehmer ein individueller Code-Wörter-Vorrat mit einer Anzahl individueller Code-Wörter aus einem übereinstimmenden Code-Wort-Vorrat bereit gestellt wird, jeder Nachricht in jeweils einem
nachrichtenkanalindividuellen Codierer der weiteren Teilnehmer ein nachrichtenkanalindividueller Teilvorrat der individuellen Code-Wörter zugeordnet wird und mit den individuellen Code-Wörtern des jeweiligen
nachrichtenkanalindividuellen Teilvorrats durch
Verknüpfung und Summierung für jedes Datenwort ein nachrichtenkanalindividuelles Symbol gebildet und die nachrichtenkanalindividuellen Symbole derart gesendet werden, dass sie symbolsynchron bei dem einen Teilnehmer eingehen, und
nach Übertragung der nachrichtenkanalindividuellen Symbole mittels nachrichtenkanalindividueller Decodierer die jeweils zugelassenen, nachrichtenkanalindividuellen Symbole mit einer Referenz unter Bildung einer
nachrichtenkanalindividuellen Korrelationsfunktion kreuzkorreliert werden, wobei diese Referenz bei
Kreuzkorrelation mit jedem individuellen Code-Wort des jeweiligen nachrichtenkanalindividuellen Teilvorrats einen ausgeprägten Extremwert aufweist, und aus der Lage und Größe der Extremwerte ein Datenwort der jeweiligen Nachricht rekonstruiert wird.
zum Austauschen von Nachrichten zwischen einem
Teilnehmer (50) und weiteren Teilnehmern (51,52) über ein Übertragungsmedium (51) unter Bildung von
verschiedenen Nachrichtenkanälen (55,56) in jedem
Teilnehmer (50,55,56) ein übereinstimmender Code-Wörter- Vorrat mit einer Anzahl individueller Code-Wörter bereit gestellt wird,
jeder Nachricht in jeweils einem
nachrichtenkanalindividuellen Codierer (57,58) ein nachrichtenkanalindividueller Teilvorrat der
individuellen Code-Wörter zugeordnet wird und mit den individuellen Code-Wörtern des jeweiligen
nachrichtenkanalindividuellen Teilvorrats durch
Verknüpfung und Summierung für jedes Datenwort (DW) ein nachrichtenkanalindividuelles Symbol (S1,S2) gebildet und übertragen wird und nach Übertragung der nachrichtenkanalindividuellen
Symbole(31,32) mittels nachrichtenkanalindividueller Decodierer (61,62) die jeweils zugelassenen,
nachrichtenkanalindividuellen Symbole (S1,S2) mit einer Referenz unter Bildung einer
nachrichtenkanalindividuellen Korrelationsfunktion kreuzkorreliert werden, wobei diese Referenz bei
Kreuzkorrelation mit jedem individuellen Code-Wort des jeweiligen nachrichtenkanalindividuellen Teilvorrats einen ausgeprägten Extremwert aufweist, und aus der Lage und Größe der Extremwerte ein Datenwort der jeweiligen Nachricht rekonstruiert wird.
15.Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch
gekennzeichnet, dass
• die nachrichtenkanalindividuellen Teilvorräte der
individuellen Code-Wörter so gebildet werden, dass zwischen ihnen ungenutzte Code-Wörter verbleiben.
16.Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass
• die nachrichtenkanalindividuelle Symbole mit einer
derart bemessenen zyklischen Ergänzung versehen werden, dass innerhalb der Korrelationsfenster der
nachrichtenkanalindividuellen
Kreuzkorrelationsfunktionen nur Symbolanteile auftreten, die von jeweils gleichzeitig übertragenen,
nachrichtenkanalindividuellen Symbolen der verschiedenen Nachrichtenkanäle stammen.
17.Anordnung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
• in jedem Teilnehmer (50,51,52) ein Speicher vorgesehen ist, der für die Teilnehmer (50,51,52) einen
individuellen Code-Wörter-Vorrat mit einer Anzahl individueller Code-Wörter aus einem übereinstimmenden Code-Wörter-Vorrat bereit stellt, • in dem einen Teilnehmer (50) für jede Nachricht jeweils ein nachrichtenkanalindividueller Codierer (57,58) vorhanden ist, der geeignet ist, jeder Nachricht einen nachrichtenkanalindividuellen Teilvorrat der
individuellen Code-Wörter zuzuordnen und mit den
individuellen Code-Wörtern des jeweiligen
nachrichtenkanalindividuellen Teilvorrats durch
Verknüpfung und Summierung für jedes Datenwort (DW) ein nachrichtenkanalindividuelles Symbol (S1,S2) zu bilden und die nachrichtenkanalindividuellen Symbole synchron zu senden, und
• die weiteren Teilnehmer (51,52) einen Decodierer (61,62) aufweisen, der geeignet ist, nach Übertragung der nachrichtenkanalindividuellen Symbole (S1,S2) die jeweils zugelassenen, nachrichtenkanalindividuellen Symbole (S1,S2) mit einer Referenz unter Bildung einer nachrichtenkanalindividuellen Korrelationsfunktion zu kreuzkorrelieren, wobei diese Referenz bei
Kreuzkorrelation mit jedem individuellen Code-Wort des jeweiligen nachrichtenkanalindividuellen Teilvorrats einen ausgeprägten Extremwert aufweist, so dass aus der Lage und Größe der Extremwerte ein Datenwort (DW) der jeweiligen Nachricht rekonstruierbar ist.
18.Anordnung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass
• in jedem Teilnehmer ein Speicher vorgesehen ist, der für die Teilnehmer einen individuellen Code-Wörter-Vorrat mit einer Anzahl individueller Code-Wörter aus einem übereinstimmenden Code-Wort-Vorrat bereit stellt,
• in den weiteren Teilnehmern für jede Nachricht jeweils ein nachrichtenkanalindividueller Codierer vorhanden ist, der geeignet ist, der weiteren Teilnehmer ein nachrichtenkanalindividueller Teilvorrat der
individuellen Code-Wörter zugeordnet wird und mit den individuellen Code-Wörtern des jeweiligen
nachrichtenkanalindividuellen Teilvorrats durch
Verknüpfung und Summierung für jedes Datenwort ein nachrichtenkanalindividuelles Symbol zu bilden und die nachrichtenkanalindividuellen Symbole derart zu senden, dass sie symbolsynchron bei dem einen Teilnehmer eingehen, und
der eine Teilnehmer einen Decodierer aufweist, der geeignet ist, nach Übertragung der
nachrichtenkanalindividuellen Symbole mittels
nachrichtenkanalindividueller Decodierer die jeweils zugelassenen, nachrichtenkanalindividuellen Symbole mit einer Referenz unter Bildung einer
nachrichtenkanalindividuellen Korrelationsfunktion kreuzzukorrelieren, wobei diese Referenz bei
Kreuzkorrelation mit jedem individuellen Code-Wort des jeweiligen nachrichtenkanalindividuellen Teilvorrats einen ausgeprägten Extremwert aufweist, so dass aus der Lage und Größe der Extremwerte ein Datenwort der jeweiligen Nachricht rekonstruierbar ist.
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