DE10128353A1 - Digital message transmission involves phase modulating spreading sequence imposed on transmission signal to send information, detecting autocorrelation peak position in receiver - Google Patents

Abstract

The method involves expanding the transmission signal frequency spectrum using a spreading sequence and reversing the expansion on the receiver side by autocorrelation. Synchronization is performed on a separate channel. The spreading sequence imposed on the transmission signal is phase modulated to send information. The position of the detected correlation peak of an autocorrelation function is used in the receiver to detect the information. The method involves expanding the frequency spectrum of a transmission signal using a spreading sequence consisting of N chips and reversing the expansion the spectrum on the receiver side by forming the autocorrelation of the spreading sequence. The transmitted information is detected from a correlation peak and synchronization is performed on a separate synchronization channel. The spreading sequence imposed on the transmission signal is phase modulated to send information and the position of the detected correlation peak of the autocorrelation function is used in the receiver to detect the transmitted information. AN Independent claim is also included for the following: a system for implementing the method.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein digitales Nachrichtenübertragungsverfahren, bei dem das Frequenzspektrum eines Sendesignals mittels aus N Chips bestehenden Spreizungsfolgen aufgeweitet und empfangsseitig die Aufweitung des Frequenzspektrums durch Bildung der Autokorrelation der Spreizungsfolge wieder rückgängig gemacht wird, wozu das Empfangssignal mit einer identischen Kopie der im Sender verwendeten Spreizungsfolge korreliert wird, wobei die übertragene Information empfangsseitig aus der Korrelationsspitze der gebildeten Autokorrelationsfunktion detektiert und die Synchronisation unabhängig von der Datenübertragung auf einem gesonderten Synchronisationskanal, also nicht unter Heranziehung der Spreizungsfolgen vorgenommen wird. The invention relates to a digital Message transmission method in which the frequency spectrum of a Transmitted signal by means of spreading sequences consisting of N chips expanded and the expansion of the reception side Frequency spectrum by forming the autocorrelation of the spreading sequence is undone again, for which purpose the received signal with an identical copy of those used in the transmitter Spreading sequence is correlated, the transmitted information on the receiving side from the correlation peak of the formed Autocorrelation function detected and the synchronization regardless of the data transmission on a separate Synchronization channel, so not using the Spreading consequences is made.

Die Erfindung betrifft auch ein System zur Durchführung des digitalen Nachrichtenübertragungsverfahrens. The invention also relates to a system for carrying out the digital messaging process.

Derzeit gibt es im wesentlichen drei unterschiedliche Einsatzbereiche für digitale Nachrichtenübertragungsverfahren, in denen Spreizungsfolgen Verwendung finden. There are currently essentially three different types Areas of application for digital message transmission methods, in which spreading sequences are used.

Spreizungsfolgen werden in "Spread-Spectrum"-Übertragungssystemen eingesetzt. Hier dient die Spreizungsfolge dazu, das Frequenzspektrum des Sendesignals aufzuweiten. Diese Übertragungssysteme werden häufig im militärischen Bereich eingesetzt. Die Aufweitung des Frequenzspektrums durch die Spreizungsfolge bewirkt, daß das Sendesignal im allgemeinem Rauschpegel versteckt werden kann und das Sendesignal unempfindlich gegenüber beabsichtigten Störungen ("Jamming") wird. Spreading consequences are in "Spread Spectrum" transmission systems used. Here the spreading sequence serves to Expand the frequency spectrum of the transmission signal. This Transmission systems are often used in the military field used. The expansion of the frequency spectrum by the Spreading sequence causes the broadcast signal in general Noise level can be hidden and the broadcast signal becomes insensitive to intended disturbances ("jamming").

Im Empfänger wird die Aufweitung des Frequenzspektrums durch Bildung der Autokorrelation der Spreizungsfolge wieder rückgängig gemacht. Dazu wird das Empfangssignal mit einer identischen Kopie der im Sender verwendeten Spreizungsfolge korreliert. Die übertragene Information befindet sich in der Polarität der Korrelationsspitze der auf diese Weise gebildeten Autokorrelationsfunktion. Durch geeignete Auswahl der Spreizungsfolge wird gewährleistet, daß die Autokorrelationsspitze stark ausgeprägt ist. The expansion of the frequency spectrum is carried out in the receiver Formation of the autocorrelation of the spreading sequence again reversed. For this purpose, the received signal with a identical copy of the spreading sequence used in the transmitter correlated. The transmitted information is in the Polarity of the correlation peak of the so formed Autocorrelation function. By appropriate selection of the Spreading sequence ensures that the autocorrelation peak is very pronounced.

Spreizungsfolgen werden auch in "Code-Division Multiple- Access"-Systemen (CDMA-Systemen) eingesetzt. Beim Vielfachzugriff ("Multiple-Access") greifen mehrere Nutzer auf einen gemeinsamen Übertragungskanal zu. Prinzipiell kann die Nutzertrennung im Zeitbereich ("Time-Division Multiple-Access; TDMA"), im Frequenzbereich ("Frequency-Division Multiple- Access; FDMA") oder durch einen nutzerspezifischen Code ("Code-Division Multiple-Access; CDMA") erfolgen. In CDMA-Systemen erhält jeder Nutzer einen spezifischen Code, der als Spreizungsfolge realisiert wird. Die Spreizungsfolge dient somit in CDMA-Systemen nicht nur zur Aufweitung des Frequenzspektrums, sondern auch zur Nutzertrennung. Spreading sequences are also in "Code Division Multiple- Access "systems (CDMA systems) are used Multiple access is accessed by multiple users common transmission channel too. In principle, the User separation in the time domain ("time division multiple access; TDMA "), in the frequency domain (" Frequency Division Multiple Access; FDMA ") or by a user-specific code ("Code Division Multiple Access; CDMA"). In CDMA systems, each user receives a specific code that as Spreading sequence is realized. The spreading sequence serves thus in CDMA systems not only to expand the Frequency spectrum, but also for user separation.

Die Nutzertrennung erfolgt im Empfänger durch Korrelation des Empfangssignals mit einer identischen Kopie derjenigen nutzerspezifischen Spreizungsfolge, die in demjenigen Sender verwendet wurde, dessen übertragene Information im Empfänger zurückgewonnen werden soll. Die übertragene Information befindet sich auch hier in der Polarität der Autokorrelationsspitze, die bei geeigneter Auswahl der verwendeten Spreizungsfolgen stark ausgeprägt ist. Durch die Korrelationsbildung im Empfänger werden zudem die Signale unterdrückt, die von anderen Nutzern stammen. The user is separated in the receiver by correlating the Received signal with an identical copy of that user-specific spreading sequence in that transmitter was used, the transmitted information in the receiver should be recovered. The transmitted information is also in the polarity of the Autocorrelation peak, which with the appropriate selection of the used Spreading consequences are pronounced. Through the Correlation formation in the receiver also suppresses the signals that come from other users.

Spreizungsfolgen werden außerdem auch zur Synchronisation bzw. Navigation eingesetzt. Da bei geeigneter Auswahl die Autokorrelationsfunktionen von Spreizungsfolgen ausgeprägte Korrelationsspitzen besitzen, eignen sie sich sehr gut für Synchronisationsaufgaben. Spreizungsfolgen werden in den unterschiedlichsten, digitalen Nachrichtenübertragungsverfahren zur Synchronisation verwendet, beispielsweise zur Rahmen-, Symbol- und Bitsynchronisation. Darüber hinaus finden Spreizungsfolgen auch in der Navigation Verwendung, beispielsweise im "Global Positioning System" (GPS) oder im geplanten europäischen Navigationssystem GALILEO. In der Navigation wird das Problem der Positionsbestimmung auf das Synchronisationsproblem zurückgeführt. Spreading sequences also become synchronization or navigation used. Because with a suitable selection the Autocorrelation functions pronounced by spreading sequences Have correlation peaks, they are very suitable for Synchronization tasks. Spreading consequences are in the various digital message transmission processes used for synchronization, for example for frame, Symbol and bit synchronization. Find beyond Spreading sequences also used in navigation, for example in the "Global Positioning System" (GPS) or in the planned one European navigation system GALILEO. In the navigation the problem of positioning on that Synchronization problem traced.

In allen drei beschriebenen Einsatzbereichen führt der Empfänger eine Korrelation des Empfangssignals mit einer identischen Kopie der im Sender verwendeten Spreizungsfolge durch. In den ersten beiden Einsatzbereichen, "Spread-Spectrum"- und CDMA-Übertragungssystem, wird zur Informationsübertragung die Polarität der im Empfänger gebildeten Autokorrelationsspitze ausgenutzt. Beim Einsatz von Spreizungsfolgen für die Synchronisation dagegen nutzt man die Position der Autokorrelationsspitze aus. In all three described areas of application, the A correlation of the received signal with a receiver identical copy of the spreading sequence used in the transmitter. In the first two areas of application, "Spread Spectrum" - and CDMA transmission system, is used for information transmission Polarity of the auto-correlation peak formed in the receiver exploited. When using spreading sequences for the In contrast, synchronization uses the position of the Autocorrelation peak.

In "Spread-Spectrum"- und CDMA-Übertragungssystemen können die verwendeten Spreizungsfolgen prinzipiell auch zur Synchronisation herangezogen werden. Häufig erfolgt die Synchronisation jedoch unabhängig von der Datenübertragung auf einem gesonderten "Synchronisationskanal". In diesem Fall werden die Spreizungsfolgen nicht zur Synchronisation verwendet, sondern dienen ausschließlich der Datenübertragung, Aufweitung des Spektrums und/oder der Nutzertrennung. Somit wird im Empfänger lediglich die Polarität der Autokorrelationsspitze ausgewertet. Die zusätzliche Information, die in der Position der Autokorrelationsspitze liegt, wird nicht ausgenutzt. In "Spread Spectrum" and CDMA transmission systems the spreading sequences used in principle also for Synchronization can be used. This is often done However, synchronization is independent of the data transmission on one separate "synchronization channel". In this case the spreading sequences are not used for synchronization, but only serve for data transmission, Broadening the spectrum and / or user separation. Thus in Receiver only the polarity of the autocorrelation peak evaluated. The additional information in the position the autocorrelation peak is not used.

Als Fazit läßt sich folgendes festhalten: Alle digitalen Nachrichtenübertragungsverfahren, in denen Spreizungsfolgen Verwendung finden, die nicht zur Synchronisation herangezogen werden, sind nicht effizient. Wird nicht nur die Polarität der Autokorrelationsspitze, sondern auch die zusätzliche Information, die in der Position der Autokorrelationsspitze liegt, zur Datenübertragung verwendet, kann die Effizienz dieser digitalen Nachrichtenübertragungsverfahren deutlich verbessert werden. In conclusion, the following can be stated: All digital Message transfer procedures in which spreading sequences Find use that are not used for synchronization are not efficient. Not just the polarity the autocorrelation peak, but also the additional one Information in the position of the autocorrelation peak lies, used for data transmission, the efficiency of this digital messaging process clearly be improved.

Insbesondere gelten obige Überlegungen für die Datenübertragung in Navigationssystemen, wie GPS oder GALILEO, und für Anwendungen, in denen kombinierte Navigations- und Kommunikationsempfänger eingesetzt werden. In diesen Fällen liegt bereits eine hochgenaue Synchronisation durch den Navigationsempfänger vor und die Datenübertragung benötigt keine eigene Synchronisation, sondern kann auf die Synchronisation durch den Navigationsempfänger zurückgreifen. In particular, the above considerations apply to the Data transmission in navigation systems, such as GPS or GALILEO, and for Applications in which combined navigation and Communication receivers are used. In these cases lies already a highly precise synchronization by the Navigation receiver in front and the data transmission does not need its own Synchronization, but can be due to synchronization use the navigation receiver.

Die Steigerung der Effizienz von digitalen Nachrichtenübertragungsverfahren ist eine grundlegende Fragestellung im Forschungs- und Entwicklungsbereich der Nachrichtentechnik. Dabei kann eine Effizienzsteigerung durch die folgenden vier Kenngrößen eines digitalen Nachrichtenübertragungsverfahrens gemessen werden, nämlich durch die Sendeleistung, die Bandbreite, die Datenrate und durch die Leistungsfähigkeit. Die Leistungsfähigkeit eines digitalen Nachrichtenübertragungsverfahrens wird in der Technik häufig als "Performance" bezeichnet und mittels der Bitfehlerrate quantifiziert. Increasing the efficiency of digital Messaging is a fundamental issue in the Research and development area of communications engineering. Efficiency can be increased by the following four Characteristics of a digital message transmission method be measured, namely by the transmission power, the Bandwidth, data rate and performance. The Performance of a digital Communication technology is often referred to in technology as "performance" designated and quantified by means of the bit error rate.

Vergleicht man digitale Nachrichtenübertragungsverfahren auf der Grundlage gleicher "Performance", so zeichnet sich der bessere Ansatz durch Einsparung an Sendeleistung und/oder Einsparung an Bandbreite und/oder Erhöhung der übertragbaren Datenrate aus. Bei einem Vergleich auf der Grundlage gleicher Sendeleistung, Bandbreite und Datenrate dagegen gewinnt das digitale Nachrichtenübertragungsverfahren, das die bessere "Performance" aufweist. Comparing digital messaging methods to the basis of the same "performance", this is how the better approach by saving transmission power and / or Saving bandwidth and / or increasing the transferable Data rate. When comparing on the basis of the same On the other hand, transmission power, bandwidth and data rate wins digital messaging, the better "Performance" exhibits.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, digitale Nachrichtenübertragungsverfahren, bei denen Spreizungsfolgen zum Einsatz kommen, in ihrer Effizienz zu steigern, wobei die verwendeten Spreizungsfolgen nicht zur Synchronisation herangezogen werden, da die Synchronisation unabhängig von der Datenübertragung auf einem gesonderten "Synchronisationskanal" erfolgt, und wobei sich diese Effizienzsteigerung durch die gegenüber anderen digitalen Nachrichtenübertragungsverfahren erzielten Gewinne in den Kenngrößen ausdrücken läßt. Darüber hinaus soll durch die Erfindung auch ein System zur Durchführung des in seiner Effizienz gesteigerten digitalen Nachrichtenübertragungsverfahrens geschaffen werden. The invention is based on the object, digital Message transmission procedures in which spreading sequences to Use to increase their efficiency, the spreading sequences not used for synchronization be used because the synchronization is independent of the Data transmission on a separate "synchronization channel" takes place, and this increase in efficiency through the compared to other digital message transmission methods achieved profits expressed in the parameters. About that In addition, a system for Implementation of the increased digital efficiency Message transmission procedure to be created.

Gemäß der Erfindung, die sich auf ein digitales Nachrichtenübertragungsverfahren der eingangs genannten Art bezieht, wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Übertragung von Information die dem Sendesignal aufgeprägte Spreizungsfolge sendeseitig in der Phase moduliert wird und daß empfangsseitig die Position der gebildeten Korrelationsspitze der Autokorrelationsfunktion zur Detektion dieser übertragenen Information herangezogen wird. According to the invention, which is based on a digital Relates to the transmission method of the type mentioned at the beginning, this object is achieved in that for the transmission of Information the spreading sequence impressed on the transmission signal is modulated on the transmission side in the phase and that the position of the correlation peak formed on the receiving side Autocorrelation function for the detection of these transmitted Information is used.

In zweckmäßiger Weise wird die Modulation in der Phase durch Verschiebungen der dem Sendesignal aufgeprägten Spreizungsfolge c(t) um Vielfache der Chipdauer T_c erhalten. The phase modulation is expediently obtained by displacing the spreading sequence c (t) impressed on the transmission signal by multiples of the chip duration T _c .

Der Vorteil der im folgenden Spreizungsfolgen-Phasenmodulation (SFPM) genannten neuartigen Phasenmodulation der Spreizungsfolgen liegt darin, daß die Information ausgenutzt wird, die in der Position der Autokorrelationsspitze liegt. Wird die SFPM in einem digitalen Nachrichtenübertragungssystem eingesetzt, so wird eine Effizienzsteigerung erzielt. Durch den erfindungsgemäßen Einsatz der SFPM wird es erstmals ermöglicht, in einem digitalen Nachrichtenübertragungssystem nicht nur die Polarität, sondern auch die Position der im Empfänger gebildeten Autokorrelationsspitze zur Übertragung digitaler Nachrichten heranzuziehen. The advantage of the following Spreading sequence phase modulation (SFPM) called novel phase modulation Spreading consequences are that the information is used, which is in the position of the autocorrelation peak. Becomes the SFPM in a digital messaging system used, an increase in efficiency is achieved. By it is the first time that the SFPM is used according to the invention enables in a digital messaging system not only the polarity, but also the position of the im Receiver formed autocorrelation peak for transmission to use digital messages.

Es bestehen zwei vorteilhafte Ausführungsmöglichkeiten der SFPM bei einem digitalen Nachrichtenübertragungssystem mit Spreizungsfolgeneinsatz, die auf dem gleichen Grundprinzip, nämlich der SFPM, beruhen, sich allerdings in der praktischen Umsetzung dieses Grundprinzips unterscheiden. There are two advantageous execution options of the SFPM with a digital message transmission system Spreading sequence use, based on the same basic principle, namely the SFPM, are based, however, in practical Differentiate implementation of this basic principle.

Die erste Möglichkeit besteht darin, daß die Verschiebung der Spreizungsfolge c(t) linear ist, wobei die Phase p und damit die verschobene Spreizungsfolge c_p(t) durch einfache Translation der unverschobenen Spreizungsfolge um p.T_c auf der Zeitachse erzeugt wird. In vorteilhafter Weise wird dabei im Zeitbereich ein Übertragungsrahmen der Dauer T_r = 2.N.T_c bzw. T_r = 2.T_s vorgesehen, innerhalb welchem die lineare Verschiebung der Spreizungsfolge vorgenommen werden kann, wobei T_c die Chipdauer, T_s die Spreizungsfolgendauer und N die Anzahl der Chips in der Spreizungsfolge ist. The first possibility is that the shift of the spreading sequence c (t) is linear, the phase p and thus the shifted spreading sequence c _p (t) being generated by simple translation of the undisplaced spreading sequence by pT _c on the time axis. In the time domain, a transmission frame of the duration T _r = 2.NT _c or T _r = 2.T _{s is} advantageously provided, within which the linear shift of the spreading sequence can be carried out, where T _{c is} the chip duration, T _s the spreading sequence duration and N is the number of chips in the spreading sequence.

Die zweite Möglichkeit besteht darin, daß die Verschiebung der Spreizungsfolge c(t) zyklisch ist, wobei im Zeitbereich ein Übertragungsrahmen von T_r = N.T_c bzw. T_r = T_s vorgesehen wird, innerhalb welchem Chips, die auf der Zeitachse nach rechts über den Zeitbereich T_s hinaus verschoben worden sind, links wieder an den Anfang der verschobenen Spreizungsfolge angehängt werden und wobei T_c die Chipdauer, T_s die Spreizungsfolgendauer und N die Anzahl der Chips in der Spreizungsfolge ist. The second possibility is that the shifting of the spreading sequence c (t) is cyclical, a transmission frame of T _r = NT _c or T _r = T _{s being} provided in the time domain, within which chips that move to the right on the time axis the time range T _s have been shifted, are appended to the left again at the beginning of the shifted spreading sequence and where T _{c is} the chip duration, T _{s is} the spreading sequence duration and N is the number of chips in the spreading sequence.

Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen des digitalen Nachrichtenübertragungsverfahrens nach der Erfindung sind in den Ansprüchen 6 bis 22 angegeben, die sich unmittelbar oder mittelbar auf den Anspruch 1 beziehen. Advantageous and expedient further training in digital Message transmission methods according to the invention are in claims 6 to 22, which are immediately or indirectly related to claim 1.

Die gestellte Aufgabe, zweckmäßige Systeme zur Durchführung des in seiner Effizienz gesteigerten digitalen Nachrichtenübertragungsverfahrens zu schaffen, wird durch die in den Ansprüchen 23 und 24 angegebenen Maßnahmen gelöst. In den Ansprüchen 25 bis 27 sind vorteilhafte Weiterbildungen bzw. zweckmäßige Varianten dieser Systeme angegeben. The task set, appropriate systems for implementation the efficiency of the digital The messaging process is created by those in the Claims 23 and 24 specified measures solved. In the Claims 25 to 27 are advantageous developments or appropriate variants of these systems specified.

Die Ansprüche 28 bis 30 enthalten Möglichkeiten einer nützlichen Verwendung des digitalen Nachrichtenübertragungsverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 22 oder der Systeme nach einem der Ansprüche 23 bis 27. Claims 28 to 30 contain possibilities of one useful use of digital Message transmission method according to one of claims 1 to 22 or the systems according to one of claims 23 to 27.

Das digitale Nachrichtenübertragungsverfahren nach der Erfindung und vorteilhafte Ausführungsbeispiele davon werden nachfolgend anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen: The digital messaging process according to the Invention and advantageous embodiments thereof explained below with reference to drawings. Show it:

Fig. 1 in zwei untereinander angeordneten Zeitdiagrammen die Erzeugung verschiedener Phasen einer Spreizungsfolge c(t) mittels linearer Verschiebung, wobei c₀(t) (= Phase 0) und c₅(t) (= Phase 5) einer Spreizungsfolge c(t) der Länge N = 8 dargestellt sind, Fig. 1 shows the generation of different in two mutually arranged time charts phases of a spreading sequence c (t) by means of linear displacement, wherein c ₀ (t) (= phase 0) and c ₅ (t) (= phase 5) of a spreading sequence c (t) the length N = 8 are shown,

Fig. 2 ebenfalls in zwei untereinander angeordneten Zeitdiagrammen die Erzeugung verschiedener Phasen einer Spreizungsfolge c(t) mittels zyklischer Verschiebung, wobei c₀(t) (= Phase 0) und c₅(t) (= Phase 5) einer Spreizungsfolge c(t) der Länge N = 8 dargestellt sind, Fig. 2 different also in two mutually arranged time charts the production phases of a spreading sequence c (t) by means of cyclic shift, wherein c ₀ (t) (= phase 0) and c ₅ (t) (= phase 5) of a spreading sequence c (t ) of length N = 8 are shown,

Fig. 3 in einem Blockschaltbild den Prinzipaufbau eines Senders für die SFPM-Realisierung in einer ersten Systemrealisierungsversion (lineare Verschiebung der Phase) zur Durchführung des in seiner Effizienz gesteigerten digitalen Nachrichtenübertragungsverfahrens nach der Erfindung, wobei im gezeigten Beispiel Spreizungsfolgen der Länge N = 2ⁿ verwendet werden, Fig. 3 shows in a block diagram the basic structure of a transmitter for the SFPM implementation in a first system implementation version (linear shift of the phase) for carrying out the increased efficiency of the digital message transmission method according to the invention, in the example shown using spreading sequences of length N = 2 ⁿ become,

Fig. 4 in einem Blockschaltbild den möglichen Prinzipaufbau eines Empfängers für die erste Systemrealisierungsversion (lineare Verschiebung der Phase), wobei wie im Sender der Fig. 3 beispielhaft Spreizungsfolgen der Länge N = 2ⁿ betrachtet werden, Fig. 4 is a block diagram of the possible basic structure of a receiver for the first system implementation version (linear shift of the phase), where as 3 by way of example spreading sequences of length N = 2 ⁿ be considered in the transmitter of FIG.

Fig. 5 in zwei untereinander angeordneten Zeitdiagrammen ein Beispiel für die synchrone Segmentierung des Basisbandempfangssignals y(t), wobei das Basisbandempfangssignal y(t) hier für den rauschfreien Fall dargestellt ist, Fig. 5 in two mutually arranged timing diagrams an example of the synchronous segmentation of the baseband received signal y (t), the baseband reception signal y (t) is shown here for the noise-free case,

Fig. 6 in vier untereinander angeordneten Zeitdiagrammen ein Beispiel zur Bestimmung der Korrelationsfunktion R_rc(τ) zwischen dem Signalabschnitt r(t) und der Spreizungsfolge c(t) bei linearer Verschiebung für den Bereich 0 ≤ τ ≤ T_s - T_c = (N - 1).T_c, wobei der Signalabschnitt r(t) hier für den rauschfreien Fall dargestellt ist, FIG. 6 is four arranged underneath each other timing diagrams an example of determining the correlation function R _rc (τ) between the signal section r (t) and the spreading sequence c (t) for linear displacement in the range 0 ≤ τ ≤ T _s - T _c = ( N - 1) .T _c , the signal section r (t) being shown here for the noise-free case,

Fig. 7 in einem Blockschaltbild den Prinzipaufbau eines Senders für die SFPM-Realisierung in einer zweiten Systemrealisierungsversion (zyklische Verschiebung der Phase) zur Durchführung des in seiner Effizienz gesteigerten digitalen Nachrichtenübertragungsverfahrens nach der Erfindung, wobei im gezeigten Beispiel Spreizungsfolgen der Länge N = 2ⁿ verwendet werden, Fig. 7 is a block diagram showing the principle structure of a transmitter for the SFPM realization in a second system implementation version (cyclic shift of the phase) for implementing the increase in its efficiency digital data transmission method according to the invention, wherein ⁿ in the example shown spreading sequences of length N = 2 is used become,

Fig. 8 in einem Blockschaltbild den möglichen Prinzipaufbau eines Empfängers für die zweite Systemrealisierungsversion (zyklische Verschiebung der Phase), wobei wie im Sender der Fig. 7 beispielhaft Spreizungsfolgen der Länge N = 2ⁿ betrachtet werden, und Fig. 8 is a block diagram of the possible basic structure of a receiver for the second system implementation version (cyclic shift of the phase), wherein as spreading sequences of length N = 2 ⁿ be considered in the transmitter of FIG. 7, by way of example, and

Fig. 9 in vier untereinander angeordneten Zeitdiagrammen ein Beispiel zur Bestimmung der Korrelationsfunktion R_rc(τ) bei zyklischer Korrelation zwischen dem Signalabschnitt r(t) und der Spreizungsfolge c(t) für den Bereich 0 ≤ τ ≤ T_s - T_c = (N - 1).T_c, wobei der Signalabschnitt r(t) hier für den rauschfreien Fall dargestellt ist. Fig 9 in four arranged underneath each other timing diagrams an example of determining the correlation function R _rc (τ) in cyclic correlation between the signal section r (t) and the spreading sequence c (t) for the range 0 ≤ τ ≤ T _s -. T _c = ( N - 1) .T _c , the signal section r (t) being shown here for the noise-free case.

Nachfolgend wird eine digitale Datenübertragung mit einer Symboldauer von T_s betrachtet. Die Spreizungsfolgen bestehen aus N Chips, die jeweils eine Chipdauer T_s besitzen. Üblicherweise werden T_s und T_c in digitalen Nachrichtenübertragungssystemen gemäß

T_s = N.T_c (1)

gewählt. Diese Konvention wird für die Beschreibung der SFPM übernommen. Es sei darauf hingewiesen, daß die Gleichung (1) keine Voraussetzung für die Spreizungsfolgenphasenmodulation (SFPM) darstellt und lediglich zur Beschreibung herangezogen wird. Die SFPM kann auch angewendet werden, wenn die Gleichung (1) nicht erfüllt ist. A digital data transmission with a symbol duration of T _{s is} considered below. The spreading sequences consist of N chips, each of which has a chip duration T _s . T _s and T _c are usually used in digital communication systems

T _s = NT _c (1)

selected. This convention is used for the description of the SFPM. It should be pointed out that equation (1) is not a prerequisite for the spreading sequence phase modulation (SFPM) and is only used for the description. The SFPM can also be applied if equation (1) is not fulfilled.

Spreizungsfolgen mit guten Korrelationseigenschaften, wie beispielsweise m-Sequenzen, Gold- oder Kasami-Sequenzen, besitzen in üblicher Weise eine Länge N = 2n - 1, n ∈ {2, 3, 4, . .}. Diese Spreizungsfolgen können um ein Chip verlängert werden, um Spreizungsfolgen mit einer Länge N = 2ⁿ zu ergeben, die eine Zweierpotenz ist. Die so verlängerten Spreizungsfolgen werden als "verlängerte Spreizungsfolgen" bezeichnet und können so erzeugt werden, wie dies beispielsweise beschrieben ist in Fiebig, U.-C.; Schnell, M.: "Correlation Properties of Extended m-Sequences", Electronics Letters, Bd. 29 (1993), Nr. 20, S. 1753-1755 und in Fiebig, U.-C.: "Auto- and Crosscorrelation Properties for Extended m-Sequences and Related Sequences", Conf. Proc. of the 3rd IEEE Int. Symposium on Spread Spectrum Techniques and Applications (ISSSTA '94), Oulu, Finnland, Juli 1994, S. 406-410. Spreading sequences with good correlation properties, such as, for example, m sequences, gold or Kasami sequences, usually have a length of N = 2n - 1, n ∈ {2, 3, 4,. .}. These spreading sequences can be extended by one chip to give spreading sequences with a length N = 2 ⁿ , which is a power of two. The spreading sequences thus extended are referred to as "extended spreading sequences" and can be generated as described, for example, in Fiebig, U.-C .; Schnell, M .: "Correlation Properties of Extended m-Sequences", Electronics Letters, Vol. 29 (1993), No. 20, pp. 1753-1755 and in Fiebig, U.-C .: "Auto- and Crosscorrelation Properties for Extended m-Sequences and Related Sequences ", Conf. Proc. of the 3rd IEEE Int. Symposium on Spread Spectrum Techniques and Applications (ISSSTA '94), Oulu, Finland, July 1994, pp. 406-410.

Daneben gibt es Spreizungsfolgen, deren Länge N konstruktionsbedingt eine Zweierpotenz ist. Ein Beispiel dafür sind die orthogonalen Hadamard-Codes, die allerdings schlechte Korrelationseigenschaften aufweisen und daher für die meisten Anwendungen durch eine zweite Spreizungsfolge verwürfelt werden. Die SFPM weist eine besonders hohe Effizienz auf, wenn Spreizungsfolgen mit einer Länge N = 2ⁿ verwendet werden. There are also spreading sequences, the length N of which is a power of two due to the design. An example of this are the orthogonal Hadamard codes, which, however, have poor correlation properties and are therefore scrambled by a second spreading sequence for most applications. The SFPM is particularly efficient when spreading sequences with a length N = 2 ⁿ are used.

Die nachfolgende Beschreibung erfolgt unter Verwendung von Spreizungsfolgen der Länge N = 2ⁿ. Es sei darauf hingewiesen, daß die SFPM nicht nur mit Spreizungsfolgen der Länge N = 2ⁿ, sondern mit allen denkbaren Spreizungsfolgen erfolgen kann. Die Verwendung von Spreizungsfolgen der Länge N = 2ⁿ ist bei der SFPM allerdings besonders effizient, wie noch gezeigt werden wird. Im folgenden wird die im Sender verwendete Spreizungsfolge mit c(t) bezeichnet. The following description is made using spreading sequences of length N = 2 ⁿ . It should be noted that the SFPM can be carried out not only with spreading sequences of length N = 2 ⁿ , but with all conceivable spreading sequences. However, the use of spreading sequences of length N = 2 ⁿ is particularly efficient with the SFPM, as will be shown below. In the following, the spreading sequence used in the transmitter is designated c (t).

Die unterschiedlichen Phasen einer Spreizungsfolge c(t) erhält man aus Verschiebungen der Spreizungsfolge um Vielfache der Chipdauer Tue. Somit gibt es für jede Spreizungsfolge N mögliche Phasen. Die ursprüngliche, unverschobene Spreizungsfolge wird dabei als Phase 0 der Spreizungsfolge bezeichnet. Dementsprechend wird die um 1.T_c verschobene Spreizungsfolge als Phase 1 der Spreizungsfolge bezeichnet. Die um 2.T_c verschobene Spreizungsfolge wird als Phase 2 der Spreizungsfolge bezeichnet, usw. Allgemein gilt, daß die um p.T_c verschobene Spreizungsfolge c_p(t) als Phase p der Spreizungsfolge c(t) bezeichnet wird, p = 0, 1, 2, . . ., N - 1. The different phases of a spreading sequence c (t) are obtained from shifts in the spreading sequence by multiples of the chip duration Tue. There are therefore N possible phases for each spreading sequence. The original, non-shifted spreading sequence is referred to as phase 0 of the spreading sequence. Accordingly, the spread sequence shifted by 1.T _{c is referred} to as phase 1 of the spread sequence. The spread sequence shifted by 2.T _c is referred to as phase 2 of the spread sequence, etc. In general, the spread sequence c _p (t) shifted by pT _{c is} referred to as phase p of the spread sequence c (t), p = 0.1 , 2,. , ., N - 1.

Es gibt zwei Möglichkeiten (Versionen), Verschiebungen der Spreizungsfolge zu realisieren, nämlich die "lineare Verschiebung" und die "zyklische Verschiebung". Bei der linearen Verschiebung wird die Phase p und damit c_p(t) durch eine einfache Translation der unverschobenen Spreizungsfolge c(t) um p.T_c Chips auf der Zeitachse nach rechts erzeugt. There are two ways (versions) of realizing shifts in the spreading sequence, namely the "linear shift" and the "cyclical shift". In the case of the linear shift, the phase p and thus c _p (t) are generated by simply translating the undisplaced spread sequence c (t) by pT _c chips on the time axis to the right.

In Fig. 1 ist die lineare Verschiebung veranschaulicht und zeigt beispielhaft die Phasen 0 und 5 einer Spreizungsfolge c(t) der Länge N = 8. Um alle möglichen Phasen einer Spreizungsfolge mittels linearer Verschiebung erzeugen zu können, wird im Zeitbereich ein Übertragungsrahmen von T_r = 2.N.T_c. bzw. T_r = 2.T_s vorgesehen. Mathematisch läßt sich eine lineare Verschiebung um p.T_c Chips durch

c_p(t) = c(t - pT_c) (2)

beschreiben. Die lineare Verschiebung wird bei der ersten SFPM-Realisierungsversion verwendet. In Fig. 1, the linear displacement is illustrated and by way of example shows the phases 0 and 5 of a spreading sequence c (t) of length N = 8. In order to be able to generate all possible phases of a spreading sequence using linear shift in the time domain is a transmission frame of T _r = 2.NT _c . or T _r = 2.T _s provided. A linear shift by pT _c chips can be mathematically

c _p (t) = c (t - pT _c ) (2)

describe. The linear shift is used in the first SFPM implementation version.

Unter Verwendung desselben Beispiels ist in Fig. 2 die zyklische Verschiebung veranschaulicht. Man erkennt, daß bei der zyklischen Verschiebung im Zeitbereich lediglich ein Übertragungsrahmen von T_r = N.T_c bzw. T_r = T_s vorzusehen ist. Dies wird dadurch erreicht, daß bei der zyklischen Verschiebung Chips, die auf der Zeitachse nach rechts über den Zeitbereich T_s hinaus verschoben worden sind, links wieder an den Anfang der verschobenen Spreizungsfolge angehängt werden. Mathematisch läßt sich eine zyklische Verschiebung um p.T_c Chips durch


beschreiben. Die zweite SFPM-Realisierungsversion beruht auf der zyklischen Verschiebung. Using the same example, the cyclic shift is illustrated in FIG. 2. It can be seen that with the cyclical shift in the time domain, only a transmission frame of T _r = NT _c or T _r = T _{s has to be} provided. This is achieved in that during the cyclical shifting chips which have been shifted to the right beyond the time range T _s on the time axis are appended to the left of the beginning of the shifted spreading sequence. A cyclical shift by pT _c chips can be mathematically


describe. The second SFPM implementation version is based on the cyclical shift.

Das Grundprinzip der SFPM besteht darin, daß zur Übertragung von Information die verschiedenen Phasen der verwendeten Spreizungsfolge herangezogen werden. Bei einer Spreizungsfolge der Länge N können somit N verschiedene Informationssymbole übertragen werden. Der Sender wählt gemäß dem zu übertragenden Informationssymbol eine Spreizungsfolgenphase aus, die im Empfänger wiederum detektiert wird. Aus der detektierten Spreizungsfolgenphase kann der Empfänger auf das übertragene Informationssymbol zurückschließen. The basic principle of SFPM is that of transmission of information the different phases of the used Spreading sequence can be used. At a Spreading sequence of length N can thus be N different Information symbols are transmitted. The station dials accordingly transmitting information symbol a spreading sequence phase off, which in turn is detected in the receiver. From the Detected spread sequence phase, the recipient can on the Close transmitted information symbol.

Liegt die zu übertragende Information beispielsweise in Form von Bits vor, werden jeweils M Bits zu M-wertigen Symbolen zusammengefaßt, wobei

M = ≙ldN ≙ (4)

zu wählen ist. Dabei gibt ≙x ≙ die größte ganze Zahl an, die kleiner oder gleich x ist. Die Erzeugung der M-wertigen Symbole und damit die SFPM ist besonders effizient, wenn Spreizungsfolgen der Länge N = 2ⁿ verwendet werden. In diesem Fall wird die Anzahl M Bits pro Symbol maximiert und es gilt:

M = ≙ldN ≙ = n. (5)
If the information to be transmitted is in the form of bits, for example, M bits are combined to form M-valued symbols, whereby

M = ≙ldN ≙ (4)

to choose. Here ≙x ≙ specifies the largest integer that is less than or equal to x. The generation of the M-valued symbols and thus the SFPM is particularly efficient if spreading sequences of length N = 2 ⁿ are used. In this case the number of M bits per symbol is maximized and the following applies:

M = ≙ldN ≙ = n. (5)

Jedem M-wertigen Symbol wird dann eine Spreizungsfolgenphase zugeordnet. Diese Zuordnung kann beispielsweise durch eine einfache Abbildungsvorschrift ("Mapping") erfolgen. In Tabelle 1 ist eine solche Abbildungsvorschrift für N = 8 und damit M = n = 3 angegeben, wobei die Bits durch "+" und "-" repräsentiert sind. In günstiger Weise wählt man die Abbildungsvorschrift so, daß sich die Symbole, die auf benachbarte Spreizungsfolgenphasen abgebildet werden, nur in einem Bit unterscheiden. Detektiert der Empfänger nicht die richtige Spreizungsfolgenphase, sondern eine benachbarte, dann entsteht aus diesem Symbolfehler nur ein einziger Bitfehler. Diese spezielle Zuordnung ist dem "Gray-Mapping" sehr ähnlich und wird im folgenden als "erweitertes Gray-Mapping" bezeichnet. Each M-valued symbol then becomes a spreading sequence phase assigned. This assignment can, for example, by a simple mapping rule ("mapping"). In Table 1 is such a mapping rule for N = 8 and thus M = n = 3, the bits being represented by "+" and "-" are represented. You choose the cheap Image specification so that the symbols refer to neighboring Spreading sequence phases are mapped, only in one bit differ. If the recipient does not detect the correct one Spreading sequence phase, but an adjacent one, then only one bit error results from this symbol error. This special assignment is very similar to "gray mapping" and is hereinafter referred to as "extended gray mapping" designated.

Der Unterschied zum "Gray-Mapping" besteht darin, daß sich auch das erste und das letzte Symbol nur in einem Bit unterscheiden. Diese Eigenschaft ist insbesondere für die zweite SFPM-Realisierungsversion von Bedeutung, da diese die zyklische Verschiebung verwendet. Bei der ersten SFPM-Realisierungsversion dagegen spielt es keine Rolle, ob das "Gray-" oder das erweiterte "Gray-Mapping" verwendet wird. In der nachfolgenden Tabelle 1 ist das erweiterte "Gray-Mapping" anhand eines Beispiels N = 8 und M = n = 3 für eine Abbildungsvorschrift zur Zuordnung zwischen M-wertigem Symbol und Spreizungsfolgenphase auf der Grundlage des erweiterten "Gray-Mapping" dargestellt. Tabelle 1

The difference to "gray mapping" is that the first and the last symbol differ in only one bit. This property is particularly important for the second SFPM implementation version, since it uses the cyclical shift. With the first SFPM implementation version, on the other hand, it does not matter whether the "gray" or the extended "gray mapping" is used. Table 1 below shows the extended "gray mapping" using an example N = 8 and M = n = 3 for a mapping rule for the assignment between the M-valued symbol and the spreading sequence phase on the basis of the extended "gray mapping". Table 1

Die erste SFPM-Realisierungsversion beruht auf der linearen Verschiebung zur Erzeugung der verschiedenen Phasen der Spreizungsfolge im Sender. Ein möglicher Prinzipaufbau eines Senders für die erste SFPM-Realisierungsversion ist in Fig. 3 dargestellt, wobei beispielhaft eine Spreizungsfolge der Länge N = 2ⁿ zu Grunde gelegt wurde. The first SFPM implementation version is based on the linear shift for generating the different phases of the spreading sequence in the transmitter. A possible basic structure of a transmitter for the first SFPM implementation version is shown in FIG. 3, an example being based on a spreading sequence of length N = 2 ⁿ .

Jeweils n Bits des zu übertragenden Bitstroms d(k) werden zu M-wertigen Symbolen zusammengefaßt, wobei mit nT_b die Abtastrate bezeichnet ist. Man beachte, daß M = n aufgrund der Wahl für die Spreizungsfolgenlänge N gilt. Ein "Symbol-Mapper" SM, der Bestandteil eines Spreizungsfolgenphasengenerators SP ist, realisiert die Abbildungsvorschrift zur Zuordnung zwischen M-wertigem Symbol und Spreizungsfolgenphase p. Die lineare Verschiebung zur Erzeugung der verschiedenen Spreizungsfolgenphasen kann beispielsweise in der in Fig. 3 dargestellten Weise mit einem einfachen Verzögerungsglied VG erzielt werden, das Verzögerungen τ um Vielfache der Chipdauer T_c realisiert

τ = p.T_c. (6)
In each case, n bits of the bit stream d (k) to be transmitted are combined into M-valued symbols, nT _b denoting the sampling rate. Note that M = n applies to the spreading sequence length N due to the choice. A "symbol mapper" SM, which is part of a spreading sequence phase generator SP, realizes the mapping rule for the assignment between the M-valued symbol and the spreading sequence phase p. The linear shift for generating the different spreading sequence phases can be achieved, for example, in the manner shown in FIG. 3 with a simple delay element VG, which realizes delays τ by multiples of the chip duration T _c

τ = pT _c . (6)

Das Verzögerungsglied VG ist gleichfalls Bestandteil des Spreizungsfolgenphasengenerators SP. Der Faktor p und damit die ausgewählte Spreizungsfolgenphase wird dem Verzögerungsglied VG vom "Symbol-Mapper" SM zur Verfügung gestellt. The delay element VG is also part of the Spreading sequence phase generator SP. The factor p and thus the selected spreading sequence phase becomes the Delay element VG provided by the "symbol mapper" SM.

Mit jedem Beginn eines Übertragungsrahmens, der aufgrund der linearen Verschiebung eine Dauer T_r = 2.T_s besitzt, erzeugt ein Spreizungsfolgengenerator SG, der gleichfalls Bestandteil des Spreizungsfolgenphasengenerators SP ist, die unverschobene Spreizungsfolge c(t). Diese wird durch das Verzögerungsglied VG entsprechend der ausgewählten Spreizungsfolgenphase p im Übertragungsrahmen positioniert, um das gewünschte Ausgangssignal c_p(t) des Spreizungsfolgenphasengenerators SP zu realisieren. Das Basisbandsendesignal s(t) entsteht aus der fortgesetzten Aneinanderreihung von Übertragungsrahmen. Während der Dauer T_r eines Übertragungsrahmens gilt

s(t) = c_p(t), (7)

wenn für diesen Übertragungsrahmen die Phase p der Spreizungsfolge c(t) ausgewählt wurde. With each start of a transmission frame, which has a duration T _r = 2.T _s due to the linear shift, a spreading sequence generator SG, which is also part of the spreading sequence phase generator SP, generates the undisplaced spreading sequence c (t). This is positioned in the transmission frame by the delay element VG in accordance with the selected spreading sequence phase p in order to implement the desired output signal c _p (t) from the spreading sequence phase generator SP. The baseband transmission signal s (t) arises from the continuous series of transmission frames. During the duration T _{r of} a transmission frame applies

s (t) = c _p (t), (7)

if phase p of the spreading sequence c (t) has been selected for this transmission frame.

In Fig. 4 ist ein möglicher Prinzipaufbau eines Empfängers für die erste SFPM-Realisierungsversion dargestellt, wobei wie bereits bei der anhand der Fig. 3 erfolgten Beschreibung des Senders beispielhaft Spreizungsfolgen der Länge N = 2ⁿ betrachtet werden. Das Basisbandsendesignal s(t) wird durch den Übertragungskanal h(t) und aufgrund des additiven, weißen, gaussverteilten Rauschens ("Additive White Gaussian Noise"; AWGN) n(t) beeinflußt und erreicht als Empfangssignal y(t) den Empfänger, wobei

y(t) = s(t).h(t) + n(t) (8)

gilt. Der Operator "*" spezifiziert die Faltungsoperation. Die SFPM ist bei beliebigen Übertragungskanälen h(t) einsetzbar. In FIG. 4, a possible principle structure is shown a receiver for the first SFPM realization version, wherein the transmitter to be considered by way of example spreading sequences of length N = 2 ^n, as already in reference to FIG. 3 made description. The baseband transmission signal s (t) is influenced by the transmission channel h (t) and due to the additive white Gaussian noise ("Additive White Gaussian Noise"; AWGN) n (t) and reaches the receiver as the reception signal y (t), whereby

y (t) = s (t) .h (t) + n (t) (8)

applies. The operator "*" specifies the folding operation. The SFPM can be used with any transmission channels h (t).

Für die weitere Beschreibung wird der Einfachheit und Übersichtlichkeit halber ein reiner AWGN-Kanal mit h(t) = δ(t) zu Grunde gelegt, wobei δ(t) die Dirac-Funktion bezeichnet. In diesem Fall ergibt sich für das Basisbandempfangssignal y(t) der Ausdruck

y(t) = s(t) + n(t), (9)

der bis auf den additiven Rauschterm n(t) mit dem Basisbandsendesignal s(t) identisch ist. Zunächst wird mittels eines Segmentierungsglieds SEG eine Segmentierung des Empfangssignals y(t) in Zeitabschnitte der Länge T_r = 2.T_s eines Übertragungsrahmens vorgenommen und so der Signalabschnitt r(t) erzeugt. For the sake of simplicity and clarity, a pure AWGN channel with h (t) = δ (t) is used for the further description, where δ (t) denotes the Dirac function. In this case, the expression results for the baseband received signal y (t)

y (t) = s (t) + n (t), (9)

which is identical to the baseband transmission signal s (t) except for the additive noise term n (t). First of all, a segmentation element SEG is used to segment the received signal y (t) into time segments of length T _r = 2.T _{s of} a transmission frame, thus generating signal segment r (t).

Diese Segmentierung erfolgt in der in Fig. 5 dargestellten Weise synchron zum Sendesignal, wobei die mittels einer Synchronisierungseinrichtung SYN vorgenommene Synchronisation auf das Sendesignal und damit der Ausgleich für die Signallaufzeit t₀ ohne Verwendung des Empfangssignals y(t) erfolgt, sondern unter Verwendung eines gesonderten Synchronisationskanals. Durch die Synchronisation ist gewährleistet, daß der Signalabschnitt r(t) stets genau eine Phase p der Spreizungsfolge c(t) beinhaltet und wegen der Gleichung (7) und der Gleichung (9) gilt:

r(t) = c_p(t) + n(t). (10)
This segmentation takes place in the manner shown in FIG. 5 in synchronism with the transmission signal, the synchronization to the transmission signal carried out by means of a synchronization device SYN and thus the compensation for the signal propagation time t ₀ taking place without using the reception signal y (t), but using a separate one synchronization channel. The synchronization ensures that the signal section r (t) always contains exactly one phase p of the spreading sequence c (t) and because of equation (7) and equation (9) the following applies:

r (t) = c _p (t) + n (t). (10)

In einem Korrelator KO wird aus dem Signalabschnitt r(t) und der in einem empfängerseitig angeordneten Spreizungsfolgengenerator SGE erzeugten, identischen Kopie der im Sender verwendeten Spreizungsfolge c(t) in der in Fig. 6 dargestellten Weise die Korrelationsfunktion R_rc(τ) für den Bereich 0 ≤ τ ≤ T_s - T_c = (N - 1).T_c bestimmt:


In a correlator KO is obtained from the signal portion s (t) and generated in a receiver-side spreading sequence generator SGE identical copy of the spreading sequence used in the transmitter c (t) as shown in Fig. Manner 6, the correlation function R _rc (τ) for the Range 0 ≤ τ ≤ T _s - T _c = (N - 1) .T _c determines:

Für die in Fig. 6 dargestellten linearen Verschiebungen c(t - l.T_c) = c_l(t), l = 0, . . ., N - 1, der Spreizungsfolge c(t) kann die Korrelationsfunktion R_rc(τ) an den diskreten Stellen τ = l.T_c, l = 0, . . ., N - 1, berechnet werden. Zur Detektion der Korrelationsspitze ist eine Bestimmung der Korrelationsfunktion R_rc(τ) an diesen diskreten Stellen vollkommen ausreichend. Selbstverständlich kann auch ein Korrelator KO eingesetzt werden, der die gesamte Korelationsfunktion R_rc(τ) für den Bereich 0 ≤ τ ≤ T_s - T_c = (N - 1).T_c bestimmt. For shown in Fig linear displacements 6 c (t - lT _c). C = _l (t), l = 0,. , ., N - 1, the spreading sequence c (t) can be the correlation function R _rc (τ) at the discrete locations τ = lT _c , l = 0,. , ., N - 1. To detect the correlation peak, a determination of the correlation function R _rc (τ) at these discrete points is completely sufficient. Of course, a correlator KO can also be used, which determines the entire correlation function R _rc (τ) for the range 0 τ T T _s - T _c = (N - 1) .T _c .

Unter Verwendung der Gleichung (2) und der Gleichung (10) läßt sich die Gleichung (11) zu


umformen. Während der zweite Term in der Gleichung (12) eine additive Rauschstörung darstellt, repräsentiert der erste Term die Autokorrelationsfunktion der Spreizungsfolge c(t), die aufgrund der linearen Verschiebung zur Erzeugung der Phase p der Spreizungsfolge c(t) ihr Maximum für τ = p.T_c aufweist. Diese Korrelationsspitze wird durch einen in Fig. 4 eingetragenen Korrelationsspitzendetektor ("Peak"-Detektor) PD bestimmt. Aus der Position τ = p.T_c der Korrelationsspitze kann auf die übertragene Phase p der Spreizungsfolge c(t) zurückgeschlossen werden. Über einen "Symbol-Demapper" SD wird aus der Spreizungsfolgenphase p das entsprechende M-wertige Symbol und daraus der ursprüngliche Bitstrom d(k) zurückgewonnen, wobei mit nT_b die Abtastrate bezeichnet ist. Detektion und Zurückgewinnen des ursprünglichen Bitstroms d(k) sind bei rauschfreier Übertragung stets fehlerfrei möglich. Using equation (2) and equation (10), equation (11) can be obtained


reshape. While the second term in equation (12) represents an additive noise disturbance, the first term represents the autocorrelation function of the spreading sequence c (t), which due to the linear shift for generating the phase p of the spreading sequence c (t) has its maximum for τ = pT _c . This correlation peak is determined by a correlation peak detector (“peak” detector) PD shown in FIG. 4. From the position τ = pT _{c of} the correlation peak, it is possible to draw conclusions about the transmitted phase p of the spreading sequence c (t). The corresponding M-valued symbol and from it the original bit stream d (k) are recovered from the spreading sequence phase p via a “symbol demapper” SD, the sampling rate being denoted by nT _b . Detection and recovery of the original bit stream d (k) are always possible without errors with noise-free transmission.

Nachfolgend werden die Gewinne in der übertragbaren Datenrate bestimmt, welche die erste SFPM-Realisierungsversion gegenüber einem DS-CDMA Übertragungsverfahrens mit BPSK("Binary Phase Shift Keying")-Modulation erzielt. Bei DS("Direct Sequence")-CDMA mit BPSK-Modulation kann jeder Nutzer während einer Symboldauer T_s = N.T_c genau 1 Bit übertragen und die übertragbare Datenrate R_BPSK ergibt sich zu:


The gains in the transferable data rate which the first SFPM implementation version achieves compared to a DS-CDMA transmission method with BPSK ("Binary Phase Shift Keying") modulation are subsequently determined. With DS ("Direct Sequence") - CDMA with BPSK modulation, each user can transmit exactly 1 bit during a symbol duration T _s = NT _c and the transferable data rate R _BPSK results in:

Bei der ersten SFPM-Realisierungsversion dagegen können von jedem Nutzer während eines Übertragungsrahmens T_r = 2.T_s insgesamt M Bits übertragen werden. In günstiger Weise wird eine Spreizungsfolge der Länge N = 2ⁿ verwendet, um die Anzahl der übertragbaren Bits gemäß der Gleichung (5) auf M = n zu maximieren. Daraus ergibt sich eine übertragbare Datenrate R_SFPM von:


In the first SFPM implementation version, on the other hand, a total of M bits can be transmitted by each user during a transmission frame T _r = 2.T _s . A spreading sequence of length N = 2 ⁿ is advantageously used in order to maximize the number of transferable bits according to equation (5) to M = n. This results in a transferable data rate R _SFPM of:

In der nachfolgenden Tabelle 2 sind die Gewinne für die erste SFPM-Realisierungsversion in der übertragbaren Datenrate für unterschiedliche Spreizungsfolgenlängen von N = 8 bis N = 1024 angegeben. Tabelle 2

Table 2 below shows the gains for the first SFPM implementation version in the transferable data rate for different spreading sequence lengths from N = 8 to N = 1024. Table 2

Da es sich bei der SFPM im Gegensatz zur bipolaren BPSK-Modulation um ein quasi-orthogonales Modulationsverfahren handelt, ist ein Performance-Verlust der SFPM gegenüber der BPSK-Modulation von ca. 3 dB zu erwarten. Dieser Performance- Verlust ist dem Gewinn in der übertragbaren Datenrate gegenzurechnen. Because the SFPM is in contrast to the bipolar BPSK modulation using a quasi-orthogonal modulation method is a loss in performance of the SFPM compared to BPSK modulation of approx. 3 dB can be expected. This performance Loss is the gain in the transferable data rate against attribute.

Zum Abschluß der Beschreibung der ersten SFPM-Realisierungsversion sei angemerkt, daß der Übertragungsrahmen auch auf eine Dauer T_r = 2.T_s - T_c reduziert werden kann, wodurch sich die in der Tabelle 2 angegebenen Gewinne noch geringfügig erhöhen lassen. At the end of the description of the first SFPM implementation version, it should be noted that the transmission frame can also be reduced to a duration T _r = 2.T _s - T _c , as a result of which the gains specified in Table 2 can be increased slightly.

Die zweite SFPM-Realisierungsversion beruht auf der zyklischen Verschiebung zur Erzeugung der verschiedenen Phasen der Spreizungsfolge im Sender. Ein möglicher Prinzipaufbau eines Senders für die zweite SFPM-Realisierungsversion ist in Fig. 7 dargestellt, wobei wie bereits bei der ersten SFPM-Realisierungsversion wieder beispielhaft eine Spreizungsfolge der Länge N = 2ⁿ zu Grunde gelegt wurde. The second SFPM implementation version is based on the cyclical shift for generating the different phases of the spreading sequence in the transmitter. A possible basic structure of a transmitter for the second SFPM implementation version is shown in FIG. 7, wherein, as in the first SFPM implementation version, a spreading sequence of length N = 2 ⁿ was used as an example.

Jeweils n Bits des zu übertragenden Bitstroms d(k) werden zu M-wertigen Symbolen zusammengefaßt, wobei mit nT_b die Abtastrate bezeichnet ist. Man beachte, daß M = n aufgrund der Wahl für die Spreizungsfolgenlänge N gilt. Ein "Symbol-Mapper" SYM, der Bestandteil eines Spreizungsfolgenphasengenerators SGN ist, realisiert die Abbildungsvorschrift zur Zuordnung zwischen M-wertigem Symbol und Spreizungsfolgenphase p. Die zyklische Verschiebung zur Erzeugung der verschiedenen Spreizungsfolgenphasen kann beispielsweise in der in Fig. 7 dargestellten Weise direkt bei der Erzeugung der Spreizungsfolge c(t) realisiert werden. In diesem Fall wird die Spreizungsfolge c(t) in vorteilhafter Weise mittels rückgekoppelter Schieberegister realisiert. In each case, n bits of the bit stream d (k) to be transmitted are combined into M-valued symbols, nT _b denoting the sampling rate. Note that M = n applies to the spreading sequence length N due to the choice. A "symbol mapper" SYM, which is part of a spreading sequence phase generator SGN, realizes the mapping rule for the assignment between the M-valued symbol and the spreading sequence phase p. The cyclic shift for generating the different spreading sequence phases can, for example, be implemented directly in the manner shown in FIG. 7 when generating the spreading sequence c (t). In this case, the spread sequence c (t) is advantageously implemented by means of feedback shift registers.

Je nach Auswahl der Startbelegung für die Schieberegister ist jede beliebige Phase der Spreizungsfolge realisierbar. Ein Block "Spreizungsfolgengenerator mit zyklischer Verschiebung" SZV, der ebenfalls Bestandteil des Spreizungsfolgenphasengenerators SGN ist, erhält die ausgewählte Spreizungsfolgenphase p vom "Symbol-Mapper" SYM zur Verfügung gestellt und wählt diejenige Startbelegung für die Schieberegister aus, die zur Erzeugung der zyklisch verschobenen Spreizungsfolge c_p(t) benötigt wird. Depending on the selection of the start assignment for the shift register, any phase of the spreading sequence can be implemented. A block "spreading sequence generator with cyclic shift" SZV, which is also part of the spreading sequence phase generator SGN, receives the selected spreading sequence phase p from the "symbol mapper" SYM and selects that start assignment for the shift registers that are used to generate the cyclically shifted spreading sequence c _p (t) is required.

Mit jedem Beginn eines Übertragungsrahmens, der aufgrund der zyklischen Verschiebung lediglich eine Dauer T_r = T_s besitzt, erzeugt der Block "Spreizungsfolgengenerator mit zyklischer Verschiebung" SZV direkt die zyklisch verschobene Spreizungsfolge c_p(t) und damit das gewünschte Ausgangssignal c_p(t) des Spreizungsfolgenphasengenerators SGN. Das Basisbandsendesignal s(t) entsteht aus der fortgesetzten Aneinanderreihung von Übertragungsrahmen. Während der Dauer T_r eines Übertragungsrahmens gilt

s(t) = c_p(t), (15)

wenn für diesen Übertragungsrahmen die Phase p der Spreizungsfolge c(t) ausgewählt wurde. With each start of a transmission frame, which has only a duration T _r = T _s due to the cyclical shift, the block "spreading sequence generator with cyclical shifting" SZV directly generates the cyclically shifted spreading sequence c _p (t) and thus the desired output signal c _p (t ) of the spreading sequence phase generator SGN. The baseband transmission signal s (t) arises from the continuous series of transmission frames. During the duration T _{r of} a transmission frame applies

s (t) = c _p (t), (15)

if phase p of the spreading sequence c (t) has been selected for this transmission frame.

In Fig. 8 ist ein möglicher Prinzipaufbau eines Empfängers für die zweite SFPM-Realisierungsversion dargestellt, wobei wie bereits bei der Beschreibung des Senders beispielhaft Spreizungsfolgen der Länge N = 2ⁿ betrachtet werden. Ein Vergleich mit Fig. 4 zeigt, daß sich die Empfänger für die erste und zweite SFPM-Realisierungsversion lediglich in der Durchführung der Korrelation unterscheiden, siehe Block "Korrelator" KO in Fig. 4 bzw. Block "Zyklischer Korrelator" ZKO in Fig. 8. Dieser Unterschied kommt dadurch zustande, daß die erste SFPM-Realisierungsversion die lineare und die zweite SFPM-Realisierungsversion die zyklische Verschiebung verwendet. In der weiteren Beschreibung des Empfängers für die zweite SFPM-Realisierungsversion wird daher nur auf die Durchführung der zyklischen Korrelation eingegangen. FIG. 8 shows a possible basic structure of a receiver for the second SFPM implementation version, wherein, as already described in the description of the transmitter, spreading sequences of length N = 2 ^{n are} considered as examples. A comparison with FIG. 4 shows that the receivers for the first and second SFPM implementation versions differ only in the implementation of the correlation, see block "Correlator" KO in FIG. 4 and block "Cyclic correlator" ZKO in FIG. 8 This difference arises from the fact that the first SFPM implementation version uses the linear and the second SFPM implementation version uses the cyclical shift. In the further description of the receiver for the second SFPM implementation version, therefore, only the implementation of the cyclic correlation is dealt with.

Durch die in einem Segmentierungsglied SGL unter Zuhilfenahme einer Synchronisierungseinrichtung SYH unter Verwendung eines gesonderten Synchronisationskanals durchgeführte synchrone Segmentierung des Empfangssignals y(t) in Zeitabschnitte der Länge T_r = T_s eines Übertragungsrahmens, ist gewährleistet, daß der resultierende Signalabschnitt r(t) stets genau eine Phase p der Spreizungsfolge c(t) beinhaltet und entsprechend zur Gleichung (10) auch für die zweite SFPM-Realisierungsversion

r(t) = c_p(t) + n(t) (16)

gilt. Im zyklischen Korrelator ZKO wird aus dem Signalabschnitt r(t) und der in einem Spreizungsfolgengenerator SPG des Empfängers erzeugten identischen Kopie der im Sender verwendeten Spreizungsfolge c(t) in der in Fig. 9 dargestellten Weise die Korrelationsfunktion R_rc(τ) für den Bereich 0 ≤ τ ≤ T_s - T_c = (N - 1).T_c bestimmt:


The synchronous segmentation of the received signal y (t) into time segments of length T _r = T _{s of} a transmission frame, which is carried out in a segmentation element SGL with the aid of a synchronization device SYH using a separate synchronization channel, ensures that the resulting signal segment r (t) is always accurate includes a phase p of the spreading sequence c (t) and, corresponding to equation (10), also for the second SFPM implementation version

r (t) = c _p (t) + n (t) (16)

applies. In the cyclic correlator ZKO, the signal section r (t) and the identical copy of the spreading sequence c (t) used in the transmitter, generated in a spreading sequence generator SPG of the receiver, become the correlation function R _rc (τ) for the area in the manner shown in FIG. 9 0 ≤ τ ≤ T _s - T _c = (N - 1) .T _c determines:

Für die in Fig. 9 dargestellten zyklischen Verschiebungen c_l(t), l = 0, . . ., N - 1, der Spreizungsfolge c(t) kann die Korrelationsfunktion R_rc(τ) an den diskreten Stellen τ = 1.T_C, l = 0, . . ., N - 1, berechnet werden. Zur Detektion der Korrelationsspitze ist eine Bestimmung der Korrelationsfunktion R_rc(τ) an diesen diskreten Stellen vollkommen ausreichend. Selbstverständlich kann auch ein zyklischer Korrelator ZKO eingesetzt werden, der die gesamte Korrelationsfunktion R_rc(τ) für den Bereich 0 ≤ τ ≤ T_s - T_c = (N - 1).T_c bestimmt. For in Fig. 9 illustrated cyclic shifts c _l (t), l = 0,. , ., N - 1, the spreading sequence c (t) can be the correlation function R _rc (τ) at the discrete positions τ = 1.T _C , l = 0,. , ., N - 1. To detect the correlation peak, a determination of the correlation function R _rc (τ) at these discrete points is completely sufficient. Of course, a cyclic correlator ZKO can also be used, which determines the entire correlation function R _rc (τ) for the range 0 ≤ τ ≤ T _s - T _c = (N - 1) .T _c .

Unter Beachtung der Gleichung (16) läßt sich die Gleichung (17) zu


umformen. Während die zweite Zeile der Gleichung (18) eine additive Rauschstörung darstellt, repräsentiert die erste Zeile die zyklische bzw. periodisch fortgesetzte Autokorrelationsfunktion der Spreizungsfolge c(t). Aufgrund der zyklischen Verschiebung zur Erzeugung der Phase p der Spreizungsfolge c(t) tritt das Maximum für τ = p.T_c auf. Diese Korrelationsspitze wird durch den in Fig. 8 eingetragenen Korrelationsspitzendetektor ("Peak"-Detektor) KD bestimmt. Taking equation (16) into account, equation (17) can be used


reshape. While the second line of equation (18) represents an additive noise disturbance, the first line represents the cyclic or periodically continued autocorrelation function of the spreading sequence c (t). Due to the cyclical shift to generate phase p of the spreading sequence c (t), the maximum occurs for τ = pT _c . This correlation peak is determined by the correlation peak detector ("peak" detector) KD entered in FIG. 8.

Wie bei der ersten SFPM-Realisierungsversion kann aus der Position τ = p.T_c der Korrelationsspitze auf die übertragene Phase p der Spreizungsfolge c(t) zurückgeschlossen werden und damit letztendlich unter Verwendung eines "Symbol-Demappers" SDM auf den ursprünglichen Bitstrom d(k), wobei mit nT_b die Abtastrate bezeichnet ist. Detektion und Zurückgewinnen des ursprünglichen Bitstroms d(k) sind bei rauschfreier Übertragung stets fehlerfrei möglich. As with the first SFPM implementation version, the position τ = pT _{c of} the correlation peak can be used to draw conclusions about the transmitted phase p of the spreading sequence c (t) and thus ultimately using a "symbol demapper" SDM to the original bit stream d (k) , where nT _b denotes the sampling rate. Detection and recovery of the original bit stream d (k) are always possible without errors with noise-free transmission.

Im folgenden werden die Gewinne in der übertragbaren Datenrate bestimmt, welche die zweite SFPM-Realisierungsversion gegenüber einem DS-CDMA Übertragungsverfahrens mit BPSK-Modulation erzielt. Für die übertragbare Datenrate RBPSK bei DS-CDMA mit BPSK-Modulation gilt wiederum die Gleichung (13). Bei der zweiten SFPM-Realisierungsversion können von jedem Nutzer während eines Übertragungsrahmens T_r = T_s insgesamt M Bits übertragen werden. In the following, the gains in the transferable data rate are determined which the second SFPM implementation version achieves compared to a DS-CDMA transmission method with BPSK modulation. Equation (13) again applies to the transferable data rate RBPSK in DS-CDMA with BPSK modulation. In the second SFPM implementation version, a total of M bits can be transmitted by each user during a transmission frame T _r = T _s .

In vorteilhafter Weise wird eine Spreizungsfolge der Länge N = 2ⁿ verwendet, um die Anzahl der übertragbaren Bits gemäß Gleichung (5) auf M = n zu maximieren. Daraus ergibt sich eine übertragbare Datenrate R_SFPM von


A spreading sequence of length N = 2 ⁿ is advantageously used in order to maximize the number of transferable bits according to equation (5) to M = n. This results in a transferable data rate R _SFPM of

In der nachfolgenden Tabelle 3 sind für die zweite SFPM-Realisierungsversion die Gewinne in der übertragbaren Datenrate für unterschiedliche Spreizungsfolgenlängen von N = 8 bis N = 1024 angegeben. Man erkennt, daß die Gewinne im Falle der zweiten SFPM-Realisierungsversion doppelt so hoch ausfallen wie bei der ersten SFPM-Realisierungsversion. Tabelle 3

Table 3 below shows the gains in the transferable data rate for different spreading sequence lengths from N = 8 to N = 1024 for the second SFPM implementation version. It can be seen that the profits in the case of the second SFPM implementation version are twice as high as in the first SFPM implementation version. Table 3

Um bei digitalen Nachrichtenübertragungsverfahren, in denen Spreizungsfolgen zum Einsatz kommen, eine gute Performance zu erzielen, sind Spreizungsfolgen mit gut geeigneten Auto- und/oder Kreuzkorrelationseigenschaften von besonderem Interesse. Dies gilt auch für die SFPM. Insbesondere ist es bei der Auswahl der Spreizungsfolgen c(t) für die SFPM vorteilhaft, wenn alle N Phasen p, p = 0, . . ., N - 1, der Spreizungsfolgen c(t) unterschiedlich sind. To be used in digital messaging where Spreading consequences are used, a good performance are spread sequences with well-suited auto- and / or cross-correlation properties of particular Interest. This also applies to the SFPM. In particular, it is at the selection of the spreading sequences c (t) for the SFPM advantageous if all N phases p, p = 0,. , ., N - 1, the Spreading sequences c (t) are different.

Dies gilt insbesondere für die zweite SFPM-Realisierungsversion, da in diesem Fall nur so gewährleistet werden kann, daß alle möglichen Informationssymbole im Empfänger eindeutig detektiert werden können. Gängig verwendete Spreizungsfolgen, wie m-Sequenzen, Gold- oder Kasami-Sequenzen, weisen diese Eigenschaft auf. This is especially true for the second SFPM implementation version, since in this case it can only be guaranteed that all possible information symbols in the receiver are unique can be detected. Commonly used spreading sequences, such as m-sequences, gold or Kasami sequences, have these Property on.

Die Erzeugung der linearen und zyklischen Verschiebung kann auch auf andere Weisen erfolgen als bisher beschrieben. Beispielsweise kann sowohl die Erzeugung der linearen als auch die Erzeugung der zyklischen Verschiebung unter Verwendung eines sogenannten "Look-up Table" durchgeführt werden. Ein "Look-up Table" ist ein großer adressierbarer Speicher. In diesem Speicher werden die N Spreizungsfolgenphasen c_p(t), p = 0, . . ., N - 1, in digitaler Form abgelegt. Als Adresse zum Auslesen der Spreizungsfolgenphasen c_p(t) kann bei entsprechender Anordnung im "Look-up Table" beispielsweise die Phase p verwendet werden, die vom "Symbol-Mapper" SM bzw. SYM zur Verfügung gestellt wird. The linear and cyclic displacement can also be generated in other ways than previously described. For example, both the generation of the linear and the generation of the cyclic shift can be carried out using a so-called "look-up table". A "look-up table" is a large addressable memory. The N spreading sequence phases c _p (t), p = 0,. , ., N - 1, filed in digital form. With an appropriate arrangement in the "look-up table", phase p, for example, which is provided by the "symbol mapper" SM or SYM, can be used as the address for reading out the spreading sequence phases c _p (t).

Die Korrelation im Empfänger kann auch in anderer Weise erfolgen als bisher beschrieben. Beispielsweise kann die Korrelation unter Verwendung eines "Look-up Table" durchgeführt werden. In diesem Speicher werden die N Spreizungsfolgenphasen c_p(t), p = 0, . . ., N - 1, der identischen Kopie der im Sender verwendeten Spreizungsfolge c(t) in digitaler Form abgelegt. Der Signalabschnitt r(t) des Empfangssignals y(t) wird mit allen möglichen N Spreizungsfolgenphasen korreliert. Die Phase p, die den größten Korrelationskoeffizienten liefert, wird als gesendet betrachtet und dem "Symbol-Demapper" SD bzw. SDM übergeben. Man beachte, daß die Korrelationsbildung mittels "Look-up Table" parallelisierbar ist. The correlation in the receiver can also take place in a different way than previously described. For example, the correlation can be carried out using a "look-up table". The N spreading sequence phases c _p (t), p = 0,. , ., N - 1, the identical copy of the spread sequence c (t) used in the transmitter in digital form. The signal section r (t) of the received signal y (t) is correlated with all possible N spreading sequence phases. Phase p, which delivers the largest correlation coefficient, is considered to be transmitted and is passed to the "symbol demapper" SD or SDM. It should be noted that the correlation formation can be parallelized using a "look-up table".

Das SFPM-Verfahren nach der Erfindung ist nicht nur bei Spreizungsfolgen mit rechteckiger Impulsform, sondern auch bei Spreizungsfolgen beliebiger Impulsform einsetzbar. Die Impulsform der Spreizungsfolgen schränkt die Anwendbarkeit der SFPM in keiner Weise ein. The SFPM method according to the invention is not only for Spreading sequences with rectangular pulse shape, but also can be used for spreading sequences of any pulse shape. The Pulse shape of the spreading sequences limits the applicability the SFPM in no way.

Das SFPM-Übertragungsverfahren nach der Erfindung ist darüber hinaus nicht nur bei reellwertigen Spreizungsfolgen, sondern auch bei komplexwertigen Spreizungsfolgen einsetzbar. Insbesondere ist die SFPM anwendbar, wenn die komplexen Spreizungsfolgen durch jeweils zwei reelle Spreizungsfolgen repräsentiert werden. Dabei wird die eine reelle Spreizungsfolge in der Inphasenkomponente und die andere reelle Spreizungsfolge in der Quadraturkomponente eingesetzt. The SFPM transmission method according to the invention is above that not only with real-valued spreading consequences, but also can also be used for complex-valued spreading sequences. In particular, the SFPM is applicable when the complex Spreading sequences by two real spreading sequences be represented. This becomes a real spreading sequence in the in-phase component and the other real Spread sequence used in the quadrature component.

Das SFPM-Verfahren nach der Erfindung kann sowohl als eigenständiges Modulationsverfahren eingesetzt als auch mit einem anderen Modulationsverfahren kombiniert werden. Jedes Modulationsverfahren, das für digitale Nachrichtenübertragungssysteme geeignet ist, in denen Spreizungsfolgen zum Einsatz kommen, ist auch zur Kombination mit der SFPM geeignet. Beispielsweise kann die SFPM mit der BPSK("Binary Phase Shift Keying")-Modulation oder der QPSK("Quarternary Phase Shift Keying")-Modulation kombiniert werden. Während bei der SFPM die übertragene Information in der Position der Autokorrelationsspitze liegt, nutzt das Modulationsverfahren, das mit SFPM kombiniert wird, die Polarität der Autokorrelationsspitze zur Informationsübertragung. The SFPM method according to the invention can be used both as independent modulation process used as well as with a other modulation methods can be combined. each Modulation method that for digital Communication systems is suitable in which spreading sequences are used is also suitable for combination with the SFPM. For example, the SFPM with the BPSK ("Binary Phase Shift Keying ") modulation or the QPSK (" Quarternary Phase Shift Keying ") modulation can be combined. While at SFPM the transmitted information in the position of the Autocorrelation peak lies, uses the modulation method with SFPM is combined, the polarity of the Autocorrelation tip for information transfer.

Als Beispiel sei eine Kombination zwischen SFPM und BPSK-Modulation betrachtet. Der zu übertragende Bitstrom d(k) wird auf SFPM und BPSK-Modulation geeignet aufgeteilt. Nach der SFPM kann beispielsweise durch einfaches Umtasten der ausgewählten Spreizungsfolgenphasen c_p(t) die BPSK-Modulation realisiert werden. Ob die ursprüngliche oder die umgetastete Spreizungsfolgenphase gesendet wird, wird über das jeweilige, dem BPSK-Modulator zur Übertragung zugewiesene Bit entschieden. Insgesamt können somit n + 1 Bits pro Symbol übertragen werden, nämlich die n Bits der SFPM und das eine Bit der BPSK-Modulation. A combination between SFPM and BPSK modulation is considered as an example. The bit stream d (k) to be transmitted is appropriately divided into SFPM and BPSK modulation. According to the SFPM, the BPSK modulation can be implemented, for example, simply by keying the selected spreading sequence phases c _p (t). The respective bit assigned to the BPSK modulator for transmission determines whether the original or the shifted spreading sequence phase is sent. A total of n + 1 bits per symbol can thus be transmitted, namely the n bits of the SFPM and the one bit of the BPSK modulation.

Bei der Detektion im Empfänger werden die n Bits der SFPM aus der Position und das eine Bit der BPSK-Modulation aus der Polarität der Autokorrelationsspitze zurückgewonnen. Die Kombination von SFPM mit einem anderen Modulationsverfahren führt zu einer weiteren Effizienzsteigerung, da dadurch mehr Bits pro Symbol übertragen werden können als bei alleiniger Anwendung der SFPM. Die Erhöhung der Datenrate durch die Kombination von SFPM mit einem anderen Modulationsverfahren ist bei gleicher Sendeleistung, Bandbreite und Performance erzielbar. Upon detection in the receiver, the n bits of the SFPM are turned off the position and the one bit of the BPSK modulation from the Autocorrelation peak polarity recovered. The Combination of SFPM with another modulation method leads to a further increase in efficiency since this means more bits can be transmitted per symbol than with only one Application of the SFPM. The increase in the data rate through the Combination of SFPM with another modulation method is included same transmission power, bandwidth and performance can be achieved.

Das Übertragungsverfahren nach der Erfindung läßt sich in vielerlei Gebieten anwenden. The transmission method according to the invention can be in apply in many areas.

Es ist beispielsweise ein Einsatz in Navigationssystemen möglich. In Navigationssystemen, wie beispielsweise GPS oder GALILEO, liegt aufgrund des Navigationssignals bereits eine hochgenaue Synchronisation vor. Ferner werden in Navigationssystemen neben dem eigentlichen Navigationssignal auch digitale Datensignale zum Informationsaustausch verwendet. Da die Synchronisation für die Datenübertragung über das Navigationssignal gewonnen werden kann, bietet sich die SFPM als digitales Modulationsverfahren für die Datenübertragung an. Mit der SFPM wird somit ein sehr effizientes digitales Datenübertragungsverfahren für Navigationssysteme ermöglicht. For example, it is used in navigation systems possible. In navigation systems such as GPS or GALILEO, there is already one due to the navigation signal high-precision synchronization. Furthermore, in Navigation systems in addition to the actual navigation signal digital data signals used for information exchange. Since the Synchronization for data transmission over the Navigation signal can be obtained, the SFPM offers itself as digital modulation method for data transmission. With the SFPM will thus be a very efficient digital Data transmission method for navigation systems enabled.

Es ist beispielsweise auch ein Einsatz in CDMA-Systemen möglich. Die Verwendung von SFPM in CDMA-Übertragungssystemen ist dann möglich, wenn die Synchronisation nicht aus dem eigentlichen Datensignal, sondern über einen separaten Synchronisationskanal gewonnen werden kann. Unter dieser Bedingung ermöglicht die SFPM die Realisierung sehr effizienter CDMA-Übertragungssysteme. Für die Anwendung der SFPM kommen beispielsweise DS("Direct Sequence")-CDMA-Systeme oder MC("Multi-Carrier")-CDMA-Systeme in Frage. Während DS-CDMA- Systeme für die dritte Mobilfunkgeneration vorgeschlagen sind, werden MC-CDMA-Systeme für die Anwendung bei neuen Generationen von Mobilfunksystemen diskutiert. It is also used in CDMA systems, for example possible. The use of SFPM in CDMA transmission systems is possible if the synchronization does not come from the actual data signal, but via a separate Synchronization channel can be obtained. On this condition SFPM enables implementation to be carried out very efficiently CDMA transmission systems. Come for the application of the SFPM for example DS ("Direct Sequence") - CDMA systems or MC ("Multi-Carrier") - CDMA systems in question. During DS-CDMA Systems for the third generation of mobile communications proposed are MC-CDMA systems for use in new Generations of mobile radio systems discussed.

Schließlich ist auch ein Einsatz des Übertragungsverfahrens nach der Erfindung in kombinierten Navigations- und Kommunikationssystemen möglich. Durch Kombination von Navigations- und Kommunikationssystem kann die Synchronisation im Kommunikationssystem über das Navigationssignal gewonnen werden. Somit kann die SFPM als digitales Modulationsverfahren im Kommunikationssystem eingesetzt und so ein sehr effizientes Verfahren zur Datenübertragung im Kommunikationssystem ermöglicht werden. Die Kombination von Navigations- und Kommunikationssystemen wird zur Zeit intensiv diskutiert, beispielsweise zum Einsatz in Leitsystemen. Bezugszeichenliste EF Einrichtung zum Zusammenfassen von n Bits
EZ Einrichtung zum Zusammenfassen von n Bits
KD Korrelationsspitzendetektor ("Peak"-Detektor)
KO Korrelator
PD Korrelationsspitzendetektor ("Peak"-Detektor)
SD Symbol-Demapper
SDM Symbol-Demapper
SEG Segmentierungsglied
SG Spreizungsfolgengenerator
SGE Spreizungsfolgengenerator
SGL Segmentierungsglied
SGN Spreizungsfolgenphasengenerator
SM Symbol-Mapper
SP Spreizungsfolgenphasengenerator
SPG Spreizungsfolgengenerator
SYM Symbol-Mapper
SYN Synchronisierungseinrichtung
SZV Spreizungsfolgengenerator mit zyklischer Verschiebung
SYH Synchronisierungseinrichtung
VG Verzögerungsglied
ZKO Zyklischer Korrelator
Finally, the transmission method according to the invention can also be used in combined navigation and communication systems. By combining the navigation and communication system, the synchronization in the communication system can be obtained via the navigation signal. The SFPM can thus be used as a digital modulation method in the communication system, thus enabling a very efficient method for data transmission in the communication system. The combination of navigation and communication systems is currently being intensively discussed, for example for use in control systems. Reference symbol list EF device for combining n bits
EZ device for combining n bits
KD correlation peak detector ("peak" detector)
KO correlator
PD correlation peak detector ("peak" detector)
SD symbol demapper
SDM symbol demapper
SEG segmentation link
SG spreading sequence generator
SBU spreading sequence generator
SGL segmentation link
SGN spreading sequence phase generator
SM symbol mapper
SP spreading sequence phase generator
SPG spreading sequence generator
SYM symbol mapper
SYN synchronization device
SZV spreading sequence generator with cyclical shift
SYH synchronization device
VG delay element
ZKO Cyclic correlator

Claims (30)

1. Digitales Nachrichtenübertragungsverfahren, bei dem das Frequenzspektrum eines Sendesignals mittels aus N Chips bestehenden Spreizungsfolgen aufgeweitet und empfangsseitig die Aufweitung des Frequenzspektrums durch Bildung der Autokorrelation der Spreizungsfolge wieder rückgängig gemacht wird, wozu das Empfangssignal mit einer identischen Kopie der im Sender verwendeten Spreizungsfolge korreliert wird, wobei die übertragene Information empfangsseitig aus der Korrelationsspitze der gebildeten Autokorrelationsfunktion detektiert und die Synchronisation unabhängig von der Datenübertragung auf einem gesonderten Synchronisationskanal, also nicht unter Heranziehung der Spreizungsfolgen vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Übertragung von Information die dem Sendesignal aufgeprägte Spreizungsfolge sendeseitig in der Phase moduliert wird und daß empfangsseitig die Position der gebildeten Korrelationsspitze der Autokorrelationsfunktion zur Detektion dieser übertragenen Information herangezogen wird. 1.Digital message transmission method in which the frequency spectrum of a transmission signal is expanded by means of spreading sequences consisting of N chips and the expansion of the frequency spectrum on the receiving side is reversed by forming the autocorrelation of the spreading sequence, for which purpose the received signal is correlated with an identical copy of the spreading sequence used in the transmitter, wherein the transmitted information is detected on the receiving side from the correlation peak of the autocorrelation function formed and the synchronization is carried out independently of the data transmission on a separate synchronization channel, i.e. not using the spreading sequences, characterized in that the spreading sequence impressed on the transmission signal is transmitted in phase on the transmission side for the transmission of information is modulated and that the position of the formed correlation peak of the autocorrelation function is transmitted on the receiving side for the detection thereof information is used. 2. Digitales Nachrichtenübertragungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulation in der Phase durch Verschiebungen der dem Sendesignal aufgeprägten Spreizungsfolge c(t) um Vielfache der Chipdauer T_c erhalten wird. 2. Digital message transmission method according to claim 1, characterized in that the modulation is obtained in phase by displacing the spreading sequence c (t) impressed on the transmission signal by multiples of the chip duration T _c . 3. Digitales Nachrichtenübertragungsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung der Spreizungsfolge c(t) linear ist, wobei die Phase p und damit die verschobene Spreizungsfolge c_p(t) durch einfache Translation der unverschobenen Spreizungsfolge um p.T_c auf der Zeitachse erzeugt wird. 3. Digital message transmission method according to claim 2, characterized in that the shift of the spreading sequence c (t) is linear, the phase p and thus the shifted spreading sequence c _p (t) generated by simple translation of the undisplaced spreading sequence by pT _c on the time axis becomes. 4. Digitales Nachrichtenübertragungsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Zeitbereich ein Übertragungsrahmen der Dauer T_r = 2.N.T_c bzw. T_r = 2.T_s vorgesehen wird, innerhalb welchem die lineare Verschiebung der Spreizungsfolge vorgenommen werden kann, wobei T_c die Chipdauer, T_s die Spreizungsfolgendauer und N die Anzahl der Chips in der Spreizungsfolge ist. 4. Digital message transmission method according to claim 3, characterized in that a transmission frame of duration T _r = 2.NT _c or T _r = 2.T _{s is} provided in the time domain, within which the linear shift of the spreading sequence can be carried out, where T _{c is} the chip duration, T _{s is} the spreading sequence duration and N is the number of chips in the spreading sequence. 5. Digitales Nachrichtenübertragungsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung der Spreizungsfolge c(t) zyklisch ist, wobei im Zeitbereich ein Übertragungsrahmen von T_r = N.T_c bzw. T_r = T_s vorgesehen wird, innerhalb welchem Chips, die auf der Zeitachse nach rechts über den Zeitbereich T_s hinaus verschoben worden sind, links wieder an den Anfang der verschobenen Spreizungsfolge angehängt werden und wobei T_c die Chipdauer, T_s die Spreizungsfolgendauer und N die Anzahl der Chips in der Spreizungsfolge ist. 5. Digital message transmission method according to claim 2, characterized in that the shift of the spreading sequence c (t) is cyclical, with a transmission frame of T _r = NT _c or T _r = T _{s is} provided in the time domain, within which chips which the time axis have been shifted to the right beyond the time range T _s , are appended to the left again at the beginning of the shifted spreading sequence and where T _{c is} the chip duration, T _{s is} the spreading sequence duration and N is the number of chips in the spreading sequence. 6. Digitales Nachrichtenübertragungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sendeseitig gemäß dem zu übertragenden Informationssymbol eine Spreizungsfolgenphase ausgewählt wird, wobei bei einer Spreizungsfolge mit einer Länge von N Chips N verschiedene Informationssymbole übertragbar sind, daß die ausgewählte Spreizungsfolge empfängerseitig detektiert wird und daß aus der detektierten Spreizungsfolgenphase empfängerseitig auf das übertragene Informationssymbol zurückgeschlossen wird. 6. Digital message transmission method according to one of the preceding claims, characterized in that on the transmission side according to the information symbol to be transmitted Spreading sequence phase is selected, with a Spreading sequence with a length of N chips N different Information symbols are transferable that the selected one Spreading sequence is detected on the receiver side and that from the detected spreading sequence phase on the receiver side to the transmitted information symbol is closed. 7. Digitales Nachrichtenübertragungsverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß die zu übertragende Information in Form von Bits vorliegt, jeweils M Bits zu M-wertigen Symbolen zusammengefaßt werden, wobei M = ≙ldN ≙ zu wählen ist und hierbei ≙x ≙ die größte ganze Zahl angibt, die kleiner oder gleich x ist. 7. Digital message transmission method according to claim 6, characterized in that in the event that the to transmitting information is in the form of bits, each M bits are combined into M-valued symbols, where M = ≙ldN ≙ is to be chosen and here ≙x ≙ is the largest integer indicates that is less than or equal to x. 8. Digitales Nachrichtenübertragungsverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Spreizungsfolgen der Länge N = 2ⁿ verwendet werden, so daß die Anzahl M Bits pro Symbol maximiert wird und M = ≙ldN ≙ = n gilt, und daß jedem M-wertigen Symbol dann eine Spreizungsfolgenphase zugeordnet wird. 8. Digital message transmission method according to claim 7, characterized in that spreading sequences of length N = 2 ⁿ are used, so that the number M bits per symbol is maximized and M = ≙ldN ≙ = n applies, and then each M-valued symbol a spreading sequence phase is assigned. 9. Digitales Nachrichtenübertragungsverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnung der Spreizungsfolgenphasen zu den M-wertigen Symbolen durch eine Abbildungsvorschrift nach Art von "Mapping" vorgenommen wird. 9. Digital message transmission method according to claim 8, characterized in that the assignment of the Spreading phases to the M-valued symbols by a Mapping rule is made in the manner of "mapping". 10. Digitales Nachrichtenübertragungsverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungsvorschrift so gewählt wird, daß sich die Symbole, die auf benachbarte Spreizungsfolgenphasen abgebildet werden, nur in einem Bit unterscheiden. 10. Digital message transmission method according to claim 9, characterized in that the mapping rule so it is chosen that the symbols refer to neighboring Spreading sequence phases are mapped, only in one bit differ. 11. Digitales Nachrichtenübertragungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weitere übertragene Informationen aus der Polarität der Korrelationsspitze der gebildeten Autokorrelationsfunktion abgeleitet werden. 11. Digital message transmission method according to claim 1, characterized in that further transmitted Information from the polarity of the correlation peak of the formed autocorrelation function can be derived. 12. Digitales Nachrichtenübertragungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsform der verwendeten Spreizungsfolgen rechteckig ist. 12. Digital message transmission method according to one of the preceding claims, characterized in that the Pulse shape of the spreading sequences used is rectangular. 13. Digitales Nachrichtenübertragungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsform der verwendeten Spreizungsfolgen beliebig ist. 13. Digital message transmission method according to one of the Claims 1 to 11, characterized in that the Pulse shape of the spreading sequences used is arbitrary. 14. Digitales Nachrichtenübertragungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Spreizungsfolgen reellwertig sind. 14. Digital message transmission method according to one of the preceding claims, characterized in that the used spreading sequences are real. 15. Digitales Nachrichtenübertragungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Spreizungsfolgen komplexwertig sind. 15. Digital message transmission method according to one of the Claims 1 to 13, characterized in that the spread sequences used are complex. 16. Digitales Nachrichtenübertragungsverfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die komplexwertigen Spreizungsfolgen durch jeweils zwei reelle Spreizungsfolgen repräsentiert werden, wobei die eine reelle Spreizungsfolge in der Inphasenkomponente und die andere reelle Spreizungsfolge in der Quadraturphasenkomponente eingesetzt wird. 16. Digital message transmission method according to claim 15, characterized in that the complex valued Spreading sequences by two real spreading sequences are represented, with a real spreading sequence in the In-phase component and the other real spreading sequence in the quadrature phase component is used. 17. Digitales Nachrichtenübertragungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenmodulation der Spreizungsfolgen als eigenständiges Modulationsverfahren eingesetzt wird. 17. Digital message transmission method according to one of the preceding claims, characterized in that the Phase modulation of the spreading sequences as independent Modulation method is used. 18. Digitales Nachrichtenübertragungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenmodulation der Spreizungsfolgen mit einem anderen Modulationsverfahren kombiniert wird, wobei jedes Modulationsverfahren, das für digitale Nachrichtenübertragungssysteme geeignet ist, in denen Spreizungsfolgen zum Einsatz kommen, auch zur Kombination mit der Phasenmodulation der Spreizungsfolgen geeignet ist. 18. Digital message transmission method according to one of the Claims 1 to 16, characterized in that the Phase modulation of the spreading sequences with another Modulation method is combined, each modulation method, which is suitable for digital communication systems, in which spreading sequences are used, also for Suitable in combination with the phase modulation of the spreading sequences is. 19. Digitales Nachrichtenübertragungsverfahren nach Anspruch 18 und Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Kombination mit BPSK("Binary Phase Shift Keying")-Modulation oder QPSK("Quartenary Phase Shift Keying")-Modulation, wobei das Modulationsverfahren, das mit der Phasenmodulation der Spreizungsfolgen kombiniert wird, die Polarität der Korrelationsspitze der Autokorrelationsfunktion zur Informationsübertragung und -detektion nutzt. 19. Digital message transmission method according to claim 18 and claim 11, characterized by a combination with BPSK ("Binary Phase Shift Keying") - modulation or QPSK ("Quartenary Phase Shift Keying") modulation, whereby the Modulation method that with the phase modulation of the Spreading sequences is combined, the polarity of the Correlation peak of the autocorrelation function for Uses information transmission and detection. 20. Digitales Nachrichtenübertragungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung von Spreizungsfolgen mit geeigneten Auto- und/oder Kreuzkorrelationseigenschaften. 20. Digital message transmission method according to one of the preceding claims, characterized by the use of spreading sequences with suitable car and / or Cross correlation properties. 21. Digitales Nachrichtenübertragungsverfahren nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch die Auswahl von Spreizungsfolgen c(t), bei denen alle N Phasen p, p = 0, . . ., N - 1, unterschiedlich sind. 21. Digital message transmission method according to claim 20, characterized by the selection of Spreading sequences c (t) in which all N phases p, p = 0,. , ., N - 1, are different. 22. Digitales Nachrichtenübertragungsverfahren nach Anspruch 20 und 21, gekennzeichnet durch die Auswahl von m-Sequenzen, Gold- oder Kasami-Sequenzen als verwendete Spreizungsfolgen. 22. Digital message transmission method according to claim 20 and 21, characterized by the selection of m-sequences, Gold or Kasami sequences used as spreading sequences. 23. System zur Durchführung des digitalen Nachrichtenübertragungsverfahren nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Sender eine Einrichtung (EZ) zum Zusammenfassen von n Bits eines zu übertragenden Bitstroms d(k) zu M-wertigen Symbolen vorgesehen ist, daß an die Einrichtung zum Zusammenfassen von n Bits ein Symbol-Mapper (SM) angeschlossen ist, der einem Spreizungsfolgenphasengenerator (SP) angehört und die Abbildungsvorschrift zur Zuordnung zwischen M-wertigem Symbol und Spreizungsfolgenphase p realisiert, daß im Spreizungsfolgenphasengenerator ein Spreizungsfolgengenerator (SG) vorgesehen ist, dessen erzeugte Spreizungsfolgen einem Verzögerungsglied (VG) zugeführt werden, dessen Verzögerung vom die Spreizungsfolgenphase p beinhaltenden Signal des Symbol-Mappers gesteuert ist und das Verzögerungen um Vielfache der Chipdauer T_c bildet, daß mit jedem Beginn eines Übertragungsrahmens, der aufgrund der linearen Verschiebung eine Dauer T_r = 2.T_s oder T_r = 2.T_s - T_c besitzt, der Spreizungsfolgengenerator eine unverschobene Spreizungsfolge c(t) erzeugt, die durch das Verzögerungsglied entsprechend der ausgewählten Spreizungsfolgenphase p im Übertragungsrahmen positioniert wird, um das Ausgangssignal c_p(t) des Verzögerungsglieds und damit des Spreizungsfolgenphasengenerators zu realisieren, wobei das vom Sender auszusendende Basisbandsendesignal s(t) aus der fortgesetzten Aneinanderreihung von Übertragungsrahmen entsteht, daß in einem Empfänger ein Segmentierungsglied (SEG) vorgesehen ist, welches das Basisbandempfangssignal in Zeitabschnitte der Länge T_r = 2.T_s eines Übertragungsrahmens segmentiert und Signalabschnitte r(t) erzeugt, daß zur synchronen Steuerung der Segmentierung mit dem Sendesignal an das Segmentierungsglied eine Synchronisierungseinrichtung (SYN) angeschlossen ist, die über einen gesonderten Synchronisationskanal betrieben und sicherstellt, daß der Signalabschnitt r(t) stets genau eine Phase p der Spreizungsfolge c(t) beinhaltet, daß das segmentierte Empfangssignal einem Korrelator (KO) zugeführt wird, der aus dem jeweiligen Signalabschnitt r(t) und der in einem Spreizungsfolgengenerator (SGE) des Empfängers erzeugten, identischen Kopie der im Sender verwendeten Spreizungsfolge c(t) die Korrelationsfunktion R_rc(τ) für den Bereich 0 ≤ τ ≤ T_s - T_c = (N - 1).T_c bestimmt, daß an den Korrelator ein Korrelationsspitzendetektor (PD) zur Detektion der Korrelationsspitze angeschlossen ist, so daß aus der Position τ = p.T_c der Korrelationsspitze auf die übertragene Phase p der Spreizungsfolge c(t) zurückgeschlossen werden kann, und daß an den Korrelationsspitzendetektor ein Symbol- Demapper (SD) angeschlossen ist, über den aus der Spreizungsfolgenphase p das entsprechende M-wertige Symbol und daraus der ursprüngliche Bitstrom d(k) zurückgewonnen wird. 23. System for performing the digital message transmission method according to claims 3 and 4, characterized in that a device (EZ) for combining n bits of a bit stream to be transmitted d (k) into M-valued symbols is provided in a transmitter that at the device for combining n bits is connected to a symbol mapper (SM) which belongs to a spreading sequence phase generator (SP) and the mapping rule for the assignment between the M-valued symbol and the spreading sequence phase p realizes that a spreading sequence generator (SG) is provided in the spreading sequence phase generator, whose generated spreading sequences are fed to a delay element (VG), the delay of which is controlled by the signal of the symbol mapper containing the spreading sequence phase p and which forms delays by multiples of the chip duration T _c that with each start of a transmission frame which, due to the linear displacement, has a duration T _r = 2.T _s or er T _r = 2.T _s - T _c , the spreading sequence generator generates an undisplaced spreading sequence c (t), which is positioned in the transmission frame by the delay element in accordance with the selected spreading sequence phase p by the output signal c _p (t) of the delay element and thus to implement the spreading sequence phase generator, whereby the baseband transmission signal s (t) to be emitted by the transmitter arises from the continued series of transmission frames that a segmentation element (SEG) is provided in a receiver which transmits the baseband reception signal in time segments of length T _r = 2.T _s one Segmented transmission frame and signal sections r (t) generated that for synchronous control of the segmentation with the transmission signal to the segmentation element, a synchronization device (SYN) is connected, which operates via a separate synchronization channel and ensures that the signal section r (t) always exactly one phase p the spreading sequence c (t) includes that the segmented received signal is fed to a correlator (KO), which consists of the respective signal section r (t) and the identical copy of the spreading sequence c (used in the transmitter) generated in a spreading sequence generator (SGE) of the receiver. t) the correlation function R _rc (τ) for the range 0 ≤ τ ≤ T _s - T _c = (N - 1) .T _c determines that a correlation peak detector (PD) for detecting the correlation peak is connected to the correlator, so that the position τ = pT _{c of} the correlation peak can be used to infer the transmitted phase p of the spreading sequence c (t), and that a symbol demapper (SD) is connected to the correlation peak detector, via which the corresponding M-value from the spreading sequence phase p Symbol and from it the original bit stream d (k) is recovered. 24. System zur Durchführung des digitalen Nachrichtenübertragungsverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Sender eine Einrichtung (EF) zum Zusammenfassen von n Bits eines zu übertragenden Bitstroms d(k) zu M-wertigen Symbolen vorgesehen ist, wobei M = n aufgrund der Wahl für die Spreizungsfolgenlänge N gilt, daß an die Einrichtung zum Zusammenfassen von n Bits ein Symbol-Mapper (SYM) angeschlossen ist, der einem Spreizungsfolgenphasengenerator (SGN) angehört und die Abbildungsvorschrift zur Zuordnung zwischen M-wertigem Symbol und Spreizungsfolgenphase p realisiert, daß im Spreizungsfolgenphasengenerator ein Spreizungsfolgengenerator (SZV) mit zyklischer Verschiebung zur Erzeugung der verschiedenen Spreizungsfolgenphasen vorgesehen ist, daß dem Spreizungsfolgengenerator die ausgewählte Spreizungsfolgenphase p vom Symbol-Mapper zur Verfügung gestellt wird, wobei der Spreizungsfolgengenerator diejenige Startbelegung auswählt, die zur Erzeugung der zyklisch verschobenen Spreizungsfolge c_p(t) benötigt wird, daß mit jedem Beginn eines Übertragungsrahmens, der aufgrund der zyklischen Verschiebung eine Dauer T_r = T_s besitzt, der Spreizungsfolgengenerator mit zyklischer Verschiebung direkt die zyklisch verschobene Spreizungsfolge c_p(t) und damit das Ausgangssignal c_p(t) erzeugt, wobei das vom Sender auszusendende Basisbandsendesignal s(t) aus der fortgesetzten Aneinanderreihung von Übertragungsrahmen entsteht, daß in einem Empfänger ein Segmentierungsglied (SGL) vorgesehen ist, welches das Basisbandempfangssignal in Zeitabschnitte der Länge T_r = 2.T_s eines Übertragungsrahmens segmentiert und Signalabschnitte r(t) erzeugt, daß zur synchronen Steuerung der Segmentierung mit dem Sendesignal an das Segmentierungsglied eine Synchronisierungseinrichtung (SYH) angeschlossen ist, die über einen gesonderten Synchronisationskanal betrieben und sicherstellt, daß der Signalabschnitt r(t) stets genau eine Phase p der Spreizungsfolge c(t) beinhaltet, daß das segmentierte Empfangssignal einem zyklischen Korrelator (ZKO) zugeführt wird, der aus dem jeweiligen Signalabschnitt r(t) und der in einem Spreizungsfolgengenerator (SPG) des Empfängers gebildeten identischen Kopie der im Sender verwendeten Spreizungsfolge c(t) die Korrelationsfunktion R_rc(r) für den Bereich 0 ≤ τ ≤ T_s - T_c = (N - 1).T_c bestimmt, daß an den Korrelator ein Korrelationsspitzendetektor (KD) angeschlossen ist, so daß aus der Position τ = p.T_c der Korrelationsspitze auf die übertragene Phase p der Spreizungsfolge c(t) zurückgeschlossen werden kann, und daß an den Korrelationsspitzendetektor ein Symbol-Demapper (SDM) angeschlossen ist, über den aus der Spreizungsfolgenphase p das entsprechende M-wertige Symbol und daraus der ursprüngliche Bitstrom d(k) zurückgewonnen wird. 24. System for performing the digital message transmission method according to claim 5, characterized in that means (EF) for combining n bits of a bit stream to be transmitted d (k) into M-valued symbols is provided in a transmitter, where M = n due to The choice for the spreading sequence length N is that a symbol mapper (SYM) is connected to the device for combining n bits, which belongs to a spreading sequence phase generator (SGN) and the mapping rule for the assignment between the M-valued symbol and the spreading sequence phase p realizes that in the spreading sequence phase generator, a spreading sequence generator (SZV) with cyclical displacement for generating the different spreading sequence phases is provided for the spreading sequence generator to be provided with the selected spreading sequence phase p by the symbol mapper, the spreading sequence generator selecting the start assignment which is used to generate the cyclic isch shifted spread sequence c _p (t) is required that with each start of a transmission frame that has a duration T _r = T _s due to the cyclical shift, the spread sequence generator with cyclic shift directly the cyclically shifted spread sequence c _p (t) and thus that Output signal c _p (t) is generated, whereby the baseband transmission signal s (t) to be transmitted by the transmitter arises from the continued series of transmission frames that a segmentation element (SGL) is provided in a receiver which transmits the baseband reception signal in time segments of length T _r = 2. T _{s of} a transmission frame segmented and signal sections r (t) generated that for the synchronous control of the segmentation with the transmission signal to the segmentation element, a synchronization device (SYH) is connected, which operates via a separate synchronization channel and ensures that the signal section r (t) always exactly one phase p of the spreading fol ge c (t) includes that the segmented received signal is fed to a cyclic correlator (ZKO), which consists of the respective signal section r (t) and the identical copy of the spreading sequence c (t.) used in the transmitter in a spreading sequence generator (SPG) of the receiver ) the correlation function R _rc (r) for the range 0 ≤ τ ≤ T _s - T _c = (N - 1) .T _c determines that a correlation peak detector (KD) is connected to the correlator, so that from the position τ = pT _{c of} the correlation peak can be inferred from the transmitted phase p of the spreading sequence c (t), and that a symbol demapper (SDM) is connected to the correlation peak detector, via which the corresponding M-valued symbol from the spreading sequence phase p and from it the original one Bit stream d (k) is recovered. 25. System nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß als Spreizungsfolgengenerator (SZV) mit zyklischer Verschiebung rückgekoppelte Schieberegister vorgesehen sind. 25. System according to claim 24, characterized in that as Spread sequence generator (SZV) with cyclical shift feedback shift registers are provided. 26. System nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der linearen oder zyklischen Verschiebung ein sogenannter "Look-up Table" vorgesehen ist, der ein großer adressierbarer Speicher ist, in welchem die N Spreizungsfolgenphasen c_p(t), p = 0, . . ., N - 1, in digitaler Form abgelegt werden und bei dem als Adresse zum Auslesen der Spreizungsfolgenphasen bei entsprechender Anordnung beispielsweise die Phase p verwendet werden kann, die vom Symbol-Mapper (SM; SYM) zur Verfügung gestellt wird. 26. System according to one of claims 23 to 25, characterized in that a so-called "look-up table" is provided for generating the linear or cyclic shift, which is a large addressable memory in which the N spreading sequence phases c _p (t) , p = 0,. , ., N - 1, are stored in digital form and in which, for example, phase p, which is provided by the symbol mapper (SM; SYM), can be used as the address for reading out the spreading sequence phases with a corresponding arrangement. 27. System nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß zur Korrelation im Empfänger ein "Look-up Table" vorgesehen ist, der ein großer adressierbarer Speicher ist, in welchem die N Spreizungsfolgenphasen der identischen Kopie der im Sender verwendeten Spreizungsfolge c(t) in digitaler Form abgelegt werden, wobei der Signalabschnitt r(t) des Empfangssignals y(t) mit allen möglichen N Spreizungsfolgenphasen korreliert wird und die Phase p, die den größten Korrelationskoeffizienten liefert, als gesendet betrachtet und dem Symbol-Demapper (SD; SDM) übergeben wird. 27. System according to any one of claims 23 to 26, characterized characterized in that a "look-up Table "is provided which is a large addressable memory is in which the N spreading sequence phases of the identical Copy of the spreading sequence c (t) used in the transmitter stored in digital form, the signal section r (t) of the received signal y (t) with all possible N spreading sequence phases is correlated and phase p that provides the largest correlation coefficient when sent viewed and passed to the symbol demapper (SD; SDM). 28. Verwendung des digitalen Nachrichtenübertragungsverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 22 oder des Systems nach einem der Ansprüche 23 bis 27 bei einem Navigationssystem, wie z. B. GPS. 28. Use of the digital Message transmission method according to one of claims 1 to 22 or the system according to one of claims 23 to 27 in a navigation system, such as B. GPS. 29. Verwendung des digitalen Nachrichtenübertragungsverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 22 oder des Systems nach einem der Ansprüche 23 bis 27 bei einem CDMA-Übertragungssystem, wie z. B. DS(Direct Sequence)-CDMA oder MC(Multi-Carrier)-CDMA. 29. Using the digital Message transmission method according to one of claims 1 to 22 or the system according to one of claims 23 to 27 in one CDMA transmission system, such as. B. DS (Direct Sequence) CDMA or MC (Multi-Carrier) -CDMA. 30. Verwendung des digitalen Nachrichtenübertragungsverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 22 oder des Systems nach einem der Ansprüche 23 bis 27 bei kombinierten Navigations- und Kommunikationssystemen, wie z. B. bei Leitsystemen. 30. Use of the digital Message transmission method according to one of claims 1 to 22 or the system according to one of claims 23 to 27 in the case of combined navigation and communication systems, such as. B. in control systems.