DE3922972A1

DE3922972A1 - Spread-spektrum-empfaenger

Info

Publication number: DE3922972A1
Application number: DE3922972A
Authority: DE
Inventors: Yoshitaka Uchida; Kouichi Kato
Original assignee: Clarion Co Ltd
Current assignee: Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Priority date: 1988-07-12
Filing date: 1989-07-12
Publication date: 1990-01-18
Also published as: JP2648848B2; US4943977A; JPH0222941A

Description

Die Erfindung betrifft einen Spread-Spektrum-Empfänger und befaßt sich insbesondere mit einer Korrelationsimpulsgeneratorschaltung für einen derartigen Empfänger.

Bei einem Spread-Spektrum-Nachrichtenverbindungsystem ist es notwendig, ein geeignetes Schwellenwertsignal zu geben, das dem Korrelatorausgangssignalpegel des Empfängers selbst dann folgt, wenn sich dieser ändert, so daß es möglich ist, das angestrebte Korrelationsausgangssignal zu erfassen.

Ein bekanntes Verfahren dazu ist beispielsweise in der japanischen Patentanmeldung Nr. 63-7 144 vom 14. Januar 1988 beschrieben.

Bei diesem Verfahren werden Korrelationsnadelimpulse mit positiver und negativer Polarität, die von einem Korrelator ausgegeben werden, an jeweilige Spitzenwertdetektorschaltungen gelegt, um die den Nadelimpulsen mit positiver und negativer Polarität entsprechenden Spitzenwert zu erhalten, wobei diese Spitzenwerte verglichen und ausgewählt werden, und wird ein Korrelationsimpuls dadurch ausgegeben, daß Schwellenwertsignale auf der Grundlage der ausgewählten Spitzenwerte erhalten werden, um die Schwellenwertsignale mit den Korrelationsnadelimpulsen zu vergleichen.

Bei diesem Verfahren werden jedoch zwei Spitzenwertdetektorschaltungen sowie zwei Vergleichs- und Auswählschaltungen benötigt, um die Spitzenwerte der Korrelationsnadelimpulse mit positiver und negativer Polarität zu erfassen. Dieses Verfahren hat daher den Nachteil, daß das Spread-Spektrum-Nachrichtenverbindungsgerät einen komplizierten Aufbau hat, der die Anzahl der Bauteile erhöht, mit hohen Kosten verbunden ist und viel elektrische Energie verbraucht.

Die Erfindung betrifft einen Empfänger für ein Spread-Spektrum-Nachrichtenverbindungssystem und befaßt sich insbesondere mit einer Korrelationsimpulsgeneratorschaltung für einen derartigen Empfänger, die einfach und kostengünstig sein soll und bei der es selbst dann, wenn sich der Korrelationsausgangssignalpegel ändert, was von Änderungen im empfangenen Signalpegel begleitet wird, die Daten sicher dadurch decodiert werden können, daß ein geeignetes Schwellenwertsignal gegeben wird, um den Korrelationsimpuls zu erhalten.

Dazu ist gemäß der Erfindung die Korrelationsimpulsgeneratorschaltung für einen Spread-Spektrum-Empfänger zum Bilden eines Korrelationsimpulses aus einem das empfangene Signal mit einem Bezugssignal korrelierenden Korrelationsnadelimpuls mittels eines Korrelators dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Analog/Digital-Wandlerschaltung, die eine Analog/Digital-Umwandlung des Korrelationsnadelimpulses durchführt, eine Absolutwertdetektorschaltung, die den Absolutwert des Ausgangssignals der Analog/Ditigal-Wandlerschaltung erfaßt, eine Spitzenwertdetektorschaltung, die den Wert erfaßt, der dem Spitzenwert des Ausgangssignals der Spitzenwertdetektorschaltung entspricht, eine einen Schwellenwert festlegende Schaltung, die ein Schwellenwertsignal auf der Grundlage des Ausgangssignals der Spitzenwertdetektorschaltung erzeugt, und eine Vergleichsschaltung umfaßt, die das Ausgangssignal der Absolutwertdetektorschaltung mit dem Schwellenwertsignal vergleicht, um den Korrelationsimpuls zu erzeugen.

Ein Korrelationsnadelimpuls wird dadurch erhalten, daß mittels eines Korrelators ein empfangenes Signal mit einem Bezugssignal korreliert wird. Der Wert des Korrelationsnadelimpulses wird analog/digital-umgewandelt und sein Absolutwert wird erfaßt. Es wird ein Schwellenwertsignal auf der Grundlage seines Maximalwertes erzeugt und mit dem Absolutwert verglichen, um einen Korrelationsimpuls auszugeben, der dem Korrelationsnadelimpuls entspricht.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 in einem Blockschaltbild den Aufbau einer Korrelationsimpulsgeneratorschaltung für das Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Spread-Spektrum-Empfängers und

Fig. 2 in einem Zeitdiagramm die Signale an den verschiedenen Teilen der in Fig. 1 dargestellten Schaltung.

Fig. 1 zeigt in einem Blockschaltbild den Aufbau einer Korrelationsimpulsgeneratorschaltung für ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Spread-Spektrum-Empfängers mit einem Korrelator und einer PDI-Schaltung (Nacherfassungsintegrations/Integrations-Schaltung), einer Analog/Digital-Wandlerschaltung 2, einer Inverterschaltung 3, einer Wählschaltung 4, einer Spitzenwerthalteschaltung 5, einer Halteschaltung 6, einer Schwellenwertschaltung 7, einer Vergleichsschaltung 8, einer Spitzenwertdetektorschaltung 9, die aus der Spitzenwerthalteschaltung 5 und der Halteschaltung 6 besteht, und einer Absolutwertdetektorschaltung 10, die aus der Inverterschaltung 3 und der Wählschaltung 4 besteht.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des obigen Ausführungsbeispiels beschrieben.

Fig. 2 zeigt in einem Zeitdiagramm die Signale an den verschiedenen Teilen der in Fig. 1 dargestellten Schaltung.

Ein Korrelationsnadelimpuls a vom Korrelator 1 wird auf der Grundlage eines Tastsignals b in der Analog/Digital-Wandlerschaltung 2 analog/digital-umgewandelt, um ein Ausgangssignal c zu erhalten. Der Korrelationsnadelimpuls a wird dabei an der ansteigenden Flanke des Tastsignals b in jeder Periode dieses Signals analog/digital-umgewandelt.

Wenn nun angenommen wird, daß der Ausgangscode des Ausgangssignals c der Analog/Digital-Wandlerschaltung 2 aus N Bits besteht und eine lineare Beziehung zum Eingangssignal der Analog/Digital-Wandlerschaltung 2 hat, dann liegt das Ausgangssignal c der Analog/Digital-Wandlerschaltung 2 in einem Bereich zwischen

(MSB und LSB sind das höchst- und niedrigstwertige Bit jeweils), wenn der Korrelationsnadelimpuls a eine positive Polarität hat, und zwischen

wenn er eine eine negative Polarität hat. Bei einem Rauschen hat das Ausgangssignal c Werte in der Nachbarschaft von

Das heißt, daß dann, wenn der Nadelimpuls eine positive Polarität hat, das höchstwertige Bit immer gleich "1" ist, und daß die restlichen Bits in einem Bereich liegen, der von alle Bits gleich "0" bis alle Bits gleich "1" für den Maximalwert reicht. Bei einer negativen Polarität des Nadelimpulses ist im Gegensatz dazu das höchstwertige Bit immer gleich "0" und liegen die restlichen Bits in einem Bereich, der von alle Bits gleich "1" bis alle Bits gleich "0" für den Minimalwert reicht.

Wenn folglich die Polarität des Ausgangssignals c der Analog/Digital-Wandlerschaltung umgekehrt wird, ist die negative Polarität der positiven Polarität und umgekehrt äquivalent. Das Ausgangssignal c der Analog/Digital-Wandlerschaltung 2 wird direkt der Wählschaltung 4 zusätzlich zum Ausgangssignal d der Inverterschaltung 3 eingegeben, das ein Signal ist, das dadurch erhalten wird, daß die Polarität des Ausgangssignals C der Analog/Digital-Wandlerschaltung 2 durch die Inverterschaltung 3 umgekehrt wird. In Fig. 2 entsprechen die Werte des Ausgangssignals C nach der Analog-Digital-Umwandlung der Korrelationsnadelimpulse a mit positiver und negativer Polarität jeweils + und -. Folglich entspricht das Ausgangssignal d der Inverterschaltung 3 einer Transformation von + auf - und von - auf +.

Unter Ausnutzung der Tatsache, daß ein positiver Korrelationsnadelimpuls und ein negativer Korrelationsnadelimpuls niemals gleichzeitig auftreten, arbeitet die Wählschaltung 4 unter Verwendung des höchstwertigen Bits f des Ausgangssignals c der Analog/Digital-Wandlerschaltung 2 als Auslöser so, daß sie das Ausgangssignal c der Analog/Digital-Wandlerschaltung 2 hindurchgehend läßt, wenn das höchstwertige Bit f gleich "1" ist (d.h., daß es sich um einen positiven Korrelationsnadelimpuls handelt), und das Ausgangssignal d der Inverterschaltung 3 hindurchgehen läßt, wenn das höchstwertige Bit f gleich "0" ist (d.h., daß es sich um einen negativen Korrelationsnadelimpuls handelt).

In einem Zeitintervall, in dem weder ein Korrelationsnadelimpuls mit positiver noch mit negativer Polarität vorhanden ist, läßt die Wählschaltung 4 in Abhängigkeit von der Rauschsignalverteilung (Zustand des höchstwertigen Bits f) eines dieser Signale durch. In Fig. 2 sind das die Zeitintervalle, die ohne Zeichen (+, -, 1 oder 0) sind.

Wie es oben beschrieben wurde, wählt die Wählschaltung 4 eines der beiden Eingangssignale in Abhängigkeit vom höchstwertigen Bit f des Ausgangssignals c der Analog/Digital-Wandlerschaltung 2, was den Arbeitsvorgang der Erfassung des Absolutwertes des Korrelationsnadelimpulses darstellt.

Anschließend wird der Maximalwert des Ausgangssignals e der Wählschaltung 4 erfaßt und durch die Spitzenwerthalteschaltung 5 gehalten. In dieser Weise ist es möglich, das Maximum des Absolutwertes des Korrelationsnadelimpules mit positiver und positiver Polarität unabhängig davon zu erhalten, ob die Polarität positiv oder negativ ist.

Der durch die Spitzenwerthalteschaltung 5 erhaltene Maximalwert wird weiterhin durch die Halteschaltung 6 verriegelt, indem ein Löschsignal g als Auslöser benutzt wird, wobei gleichzeitig der in der Spitzenwerthalteschaltung 5 gespeicherte Inhalt h gelöscht wird. Zu diesem Zeitpunkt ist die Impulsperiode des Löschsignals g gleich einer Periode des Korrelationsnadelimpulses. Das heißt, daß die Spitzenwerthalteschaltung 5 ihren gespeicherten Inhalt h mit dem Löschsignal g jede Periode des Korrelationsnadelimpulses löscht und beginnt, den Spitzenwert für eine neue Periode des Korrelationsnadelimpulses zu halten.

Wenn daher die Spitzenwerthalteschaltung diesen Schaltungsaufbau hat, ist es möglich, sicher den Maximalwert für jede Periode des Korrelationsnadelimpulses zu erfassen. Der durch die Halteschaltung 6 verriegelte Maximalwert wird in ähnlicher Weise für jede Periode des Korrelationsnadelimpulses erneuert.

Durch die Verwendung eines derartigen Aufbaus ist es möglich, Pegeländerungen selbst dann zu folgen, wenn sie in einer Periode des Ausgangssignals des Korrelators auftreten, und gleichfalls Fehlfunktionen in dem Fall auszuschließen, in dem sich die Polarität des Korrelationsnadelimpulses ändert.

Das Ausgangssignal i der Halteschaltung 6 liegt dann an der Schwellenwertschaltung 7. Die Schwellenwertschaltung 7 führt Verarbeitungsschritte am Steuersignals 1 durch, die eine Koeffizientenmultiplikation mit den Daten des Ausgangssignals i darstellen, und erzeugt ein Schwellenwertsignal j. Dieses Schwellenwertsignal j ist ein digitales Signal mit N Bits. Die Schwellenwertschaltung 7 kann weiterhin willkürlich ein Schwellenwertsignal geben, wobei das Steuersignal 1 beispielsweise durch eine Zentraleinheit CPU usw. erzeugt wird.

Das Schwellenwertsignal j von der Schwellenwertschaltung 7 liegt an der Vergleichsschaltung 8.

Die Vergleichsschaltung 8 vergleicht das Ausgangssignal e, das durch die Wählschaltung 4 aus der Gruppe gewählt ist, die aus dem Ausgangssignal c der Analog/Digital-Wandlerschaltung 2 und dem Ausgangssignal d der Inverterschaltung besteht, und das dadurch erhalten wurde, daß die Polarität des Ausgangssignals c der Analog/Digital-Wandlerschaltung 2 durch die Inverterschaltung 3 umgekehrt wurde, mit dem Schwellenwertsignal j der Schwellenwertschaltung 7, so daß ein Korrelationsimpuls k erhalten wird, wenn ein Ausgangssignal e anliegt, das größer als das Schwellenwertsignal j ist.

Zur Vervollständigung läßt sich sagen, daß dann, wenn die Polarität eines ersten in Fig. 2 dargestellten Korrelationsnadelimpulses a positiv ist, das Schwellenwertsignal j in der folgenden Periode (+₂′) dadurch festgelegt werden kann, daß der Maximalwert (+₂) in einer gegebenen Periode erfaßt wird, in der ein Korrelationsnadelimpuls positiver Polarität vorhanden ist, und der endgültige Korrelationsimpuls k für den Absolutwert (+₃) in dieser Periode in der Vergleichsschaltung 8 erhalten werden kann.

Der endgültige Korrelationsimpuls k wird entsprechend dem Korrelationsnadelimpuls a vom Korrelator erhalten, wobei zur Beurteilung, welcher Polarität des Korrelationsnadelimpulses a dieser endgültige Korrelationsimpuls k entspricht, es ohne weiteres möglich ist, das höchstwertige Bit f zu dem Zeitpunkt dahingehend zu überprüfen, an dem dieser Korrelationsnadelimpuls k erhalten wird (wenn es gleich "1" ist, ist die Polarität des Korrelationsnadelimpulses positiv und dann, wenn es gleich "0" ist, negativ).

Wie es oben beschrieben wurde, ist gemäß der Erfindung der Schaltungsaufbau nicht kompliziert, und wird der Vorteil erhalten, daß es möglich ist, sicher einen Korrelationsnadelimpuls entweder mit positiver oder negativer Polarität, der einer zweiwertigen Grundinformation entspricht, selbst dann zu erfassen, wenn Pegeländerungen auftreten, und eine Impulsgeneratorschaltung zu verwirklichen, die fehlerfrei arbeiten kann.

Claims

1. Spread-Spektrum-Empfänger mit einem Korrelator zum Erzeugen eines Korrelationsnadelimpulses, indem ein empfangenes Signal mit einem Bezugssignal korreliert wird, und mit einer Korrelationsimpulsgeneratorschaltung, die auf das Bezugssignal ansprechend einen Korrelationsimpuls erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrelationsimpulsgeneratorschaltung eine Analog/Digital-Wandlerschaltung (2), die den Korrelationsnadelimpuls analog/digital-umwandelt, eine Absolutwertdetektorschaltung (10), die den Absolutwert des Ausgangssignals der Analog/Digital-Wandlerschaltung (2) erfaßt, eine Spitzenwertdetektorschaltung (9), die den Wert erfaßt, der dem Spitzenwert des Ausgangssignals der Absolutwertdetektorschaltung (10) entspricht, eine Schwellenwertschaltung (7), die ein Schwellenwertsignal auf der Grundlage des Ausgangssignals der Spitzenwertdetektorschaltung (9) erzeugt, und eine Vergleichsschaltung (8) umfaßt, die das Ausgangssignal der Absolutwertdetektorschaltung (10) mit dem Schwellenwertsignal vergleicht, um den Korrelationsimpuls zu erzeugen.

2. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absolutwertdetektorschaltung (10) eine Wählschaltung (4) und eine Inverterschaltung (3) einschließt, wobei das Ausgangssignal der Analog/Digital-Wandlerschaltung (2) und ein invertiertes Ausgangssignal, das durch Umkehr der Polarität des Ausgangssignals mittels der Inverterschaltung (3) erhalten wird, an der Wählschaltung (4) liegen und die Wählschaltung (4) so ausgebildet ist, daß sie das Ausgangssignal oder das umgekehrte Ausgangssignal in Abhängigkeit vom Inhalt des höchstwertigen Bits des Ausgangssignals und des umgekehrten Ausgangssignals durchläßt.

3. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzenwertdetektorschaltung (9) eine Spitzenwerthalteschaltung (5) zum Halten des Spitzenwertes des Ausgangssignals der Absolutwertdetektorschaltung (10) und eine Halteschaltung (6) zum Verriegeln des Ausgangssignals der Spitzenwerthalteschaltung (5) einschließt.