DE3922972A1 - Spread-spektrum-empfaenger - Google Patents
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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 (3)
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.
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