NL8900144A

NL8900144A - Communicatie-inrichting met gespreid spectrum.

Info

Publication number: NL8900144A
Application number: NL8900144A
Authority: NL
Original assignee: Nobuo Mikoshiba En Kazuo Tsubo
Priority date: 1988-01-21
Filing date: 1989-01-20
Publication date: 1989-08-16
Also published as: JPH0810839B2; JPH01188044A; DE3901639A1; FR2626425B1; FR2626425A1; GB8901143D0; DE3901639C2; GB2214042A; GB2214042B; US4926440A; CA1279898C

Description

♦ VO 2011

Conununicatie-inrichting met gespreid spectrum.

De uitvinding heeft betrekking op een spectrum communicatie-inrichting voor het overdragen en ontvangen van verschillende informatie door een stelsel met gespreid spectrum.

5 Tot nu toe zijn verschillende communicatiestelseüs besproken en ontwikkeld. Als één van deze stelsels is een communicatiestelsel met gespreid spectrum bekend.

Het communicatiestelsel met gespreid spectrum is zodanig uitgevoerd dat een zender een signaal met smalle 10 band uitzendt, dat indicatief is voor informatie of spraak, door de bandbreedte te spreiden onder gebruik van een pseudo ruis code (PN-code), en een ontvanger het oorspronkelijke signaal weergeeft door het met een brede band ontvangen signaal op een inverse wijze te spreiden naar het oorspronke-15 lijke signaal met smalle band. Het communicatiestelsel met gespreid spectrum is de laatste tijd als een zeer betrouwbaar communicatiestelsel onderkend in verband met voordelen, zoals stabiliteit ten aanzien van uitwendige interferentie of ruis en grote privacy.

20 Het belangrijkste punt van het communicatiestelsel met gespreid spectrum is een correlator aan de ontvangzijde.

Bij een draadloos communicatiestelsel met gespreid spectrum is een correlator, welke tegenwoordig als het meest eenvoudig en betrouwbaar wordt onderkend, een inrichting waarbij 25 gebruik wordt gemaakt van een acoustische oppervlaktegolf (SAW) .

SAW-correlators zijn in het algemeen van het afgetakte vertragingslijn type en convolutie type. Een dergelijke correlator van het afgetakte vertragingslijn type wordt 30 evenwel ofschoon deze een eenvoudige opbouw heeft en het rendement daarvan in het algemeen uitstekend is, in sterke mate beïnvloed door de temperatuurfactor van een substraat.

In tegenstelling daarmede heeft een correlator van het convolutie type, ofschoon deze niet zo sterk door ver-35 anderingen in de temperatuur wordt beïnvloed, in het algemeen een gering rendement. Waar bij de correlator van 8900144’ η f -2- het afgetakte vertragingslijn type de code vastligt, kan evenwel bij de correlator van het convolutie type de code daarvan naar wens worden gewijzigd.

Derhalve, in zoverre het rendement praktisch aan-5 vaardbaar is, een correlator van het convolutie type gemakkelijker worden toegepast.

De figuren 12(A) en 12(B) tonen een constructie van een communicatie-inrichting met gespreid spectrum waarbij gebruik wordt gemaakt van een bekende SAW-convolutie-10 inrichting. Aan de zendzijde van fig. 12(A) bewerkstelligt bijvoorbeeld een menginrichting 1 een binaire-fase modulatie van een draaggolf uit een oscillator 2, onder gebruik van een uit te zenden signaal (dat in dit geval digitaal is), om een primaire smalle-bandmodulatie te effectueren.

15 Daarna bewerkstelligt bijvoorbeeld een menginrichting 3 een binaire fase modulatie onder gebruikmaking van een PN-code van een PN-codegenerator 4 met een hoge bit-fraquentie en een veel bredere band dan een uit te zenden informatiesignaal, teneinde het spectrum te verspreiden 20 en dit uit de antenne 7 uit te zenden, nadat het een banddoorlaatfilter 5 en een versterker 6 heeft gepasseerd.

Aan de ontvangzijde van fig.12(B) wordt een door een antenne 7' ontvangen signaal met .gespreid spectrum eerst hoogfrequent versterkt door een versterker 9 en band-25 doorlaatfliters 8 en 10, en vervolgens aan een SAW-convo-lutie-inrichting 13 toegevoerd.

Aan de SAW-convolutie-inrichting 13 wordt een refe-rentiesignaal toegevoerd, dat door een menginrichting 12 wordt opgewekt door een binaire-fase modulatie van een 30 draaggolf uit een oscillator 11, welke met dezelfde draaggolffrequentie oscilleert als een ontvangen signaal, dat aan de SAW-convolutie-inrichting wordt toegevoerd, onder gebruik van een PN-code generator voor het opwekken van een PN-code, welke naar de tijd is geïnverteerd ten 35 opzichte van de PN-code 4 aan de zendzijde.

8S 0®14ή i* -3-

De voor het referentiesignaal toegepaste PN-code wordt de vanaf de zendzijde ontvangen PN-code gesynchroniseerd gehouden door een omhullende detector 16, een synchronisatieketen 17 en een PN-code besturingsketen 18.

5 Op dit moment wordt een uitgangssignaal van een convolutie-inrichting 13 (waarvan de frequentie gelijk is aan 2fc, het dubbele van de ingangsdraaggolffrequentie), terwijl dit synchroon wordt gehouden met de draaggolf van het ontvangen signaal door middel van een synchronisatieketen 10 (waarvan de centerfrequentie 2fc bedraagt), eerst over een menginrichting 21 via een banddoorlaatfilter 14 en een versterker 15 gevoerd en vervolgens naar de omhullende detector 16 gezonden voor de bovengenoemde PN-code synchronisatie. Wanneer de PN-code en de draaggolf met 15 elkaar zijn gesynchroniseerd, wordt primaire basisband- informatie uit een informatie demodulatieketen 22 verkregen.

Bij de bekende communicatie-inrichting met gespreid spectrum is de synchronisatie van de PN-code en de draaggolf evenwel onvermijdelijk en dit maakt het moeilijk om 20 de opbouw van de ontvanger te vereenvoudigen. Dit vormt een ernstig probleem voor een praktische toepassing daarvan.

De uitvinding beoogt derhalve te voorzien in een communicatie-inrichting met gespreid spectrum, welke in 25 staat is om informatie weer te geven en waarbij geen synchronisatie bij de PN-code en de draaggolf nodig is.

Teneinde het bovenvermelde doel te bereiken, voorziet de uitvinding in een communicatie-inrichting met gespreid spectrum welke op de volgende respectieve 30 wijzen is opgebouwd.

Een communicatie-inrichting met gespreid spectrum volgens de uitvinding omvat een zendinrichting met primaire modulatie-organen om een draaggolffrequentie door basisband informatie van over te dragen data te 35 moduleren; en secundaire modulatieorganen voor het tot 8900144· -4- f - stand brengen van een secundaire modulatie door een voorafbepaalde PN-code en het uitzenden van een transmissie-signaal met gespreid spectrum, en een ontvanginrichting voorzien van een convolutie-inrichting, waaraan een ont-5 vangen signaal met gespreid spectrum en een referentie-signaal-PN-code van de zendinrichting en naar de tijd geïnverteerd ten opzichte van de PN-code in de zendinrichting wordt toegevoerd teneinde deze te correleren, organen voor het detecteren van een rij piekpulsen, welke door 10 de convolutie-inrichting worden geleverd, en demodulatie- organen met een pulsbreedte expansieketen die in responsie op respectieve pulsen van de gedetecteerde rij pulsen de basisband-informatie opwekt.

Een tweede inrichting volgens de uitvinding omvat: 15 dezelfde zendinrichting als die van het eerste voorbeeld, en een ontvanginrichting met een convolutieinrichting, waaraan een ontvangen signaal met gespreid spectrum en een referentie-signaal-PN-code, die niet synchroon is met de draaggolf-frequentie en de PN-code in de zendinrichting is en ten 20 opzichte van de PN-code in de zendinrichting naar de tijd is geïnverteerd, wordt toegevoerd teneinde deze te correleren, golfvormvormingsorganen voor het detecteren en het geven van een bepaalde vorm aan een rij piekpulsen, die uit de convolutieinrichting afkomstig zijn, en een pulsteldemodulator 25 voor het tellen van het aantal uitgangspulsen van de golfvormvormingsorganen en het demoduleren van de basisband-informatie .

Verder bestaat de uitvinding in een derde uitvoeringsvorm welke is voorzien van dezelfde zendinrichting 30 als die bij de eerste uitvoeringsvorm, en een ontvanginrichting voorzien van eerste en tweede convolutie-inrichtingen, waaraan een ontvangen signaal met -gespreid spectrum en twee referentiesignalen worden toegevoerd, welke naar center-frequentie verschillen, niet-synchroon met de draag-35 golffrequentie PN-code in de zendinrichting zijn en naar de tijd zijn geïnverteerd ten opzichte van de 8900144 -5- ' 1 * PN-code in de zendinrichting,teneinde deze te correleren, eerste en tweede detectieorganen om rijen piekpulsen afkomstig uit de respectieve convolutieinrichting te detecteren, en een vergelijkingsdemodulator om uitgangspulsen-5 reeksen van de eerste en tweede detectieorganm te vergelijken en de basisbandinformatie te demoduleren.

Een vierde uitvoeringsvorm volgens de uitvinding omvat dezelfde zendinrichting als die volgens de eerste uitvoeringsvorm en een ontvanginrichting met een convolutie-10 inrichting, waaraan een ontvangen signaal met gespreid spectrum wordt toegevoerd en waarbij de omschakeling een van twee referentiesignalen wordt gekozen, welke verschillen in centerfrequentie, niet-synchroon zijn met de draaggolf-frequentie en de PN-code in de zendinrichting en naar de 15 tijd zijn geïnverteerd ten opzichte van de PN-code in de zendinrichting teneinde deze te correleren, golfvormvormings-organen voor het detecteren en het geven van een bepaalde vorm aan een ri j van pekpulsen cie uit de convolutie-inrichting afkomstig zijn en een vergelijkingsdemodulator om uitgangs-20 pulsreeksen, overeenkomende met respectieve centerfrequenties afkomstig uit de golfvormvormingsorganen met elkaar te vergelijken en de basisbandinformatie te demoduleren.

Bij de bovenbeschreven ontvangers vindt het demo-dulatieproces door een draaggolf en een PN-code plaats 25 onder een niet-synchrone toestand, en voor dit doel wordt de PN-code herhalingssnelheid aanzienlijk groter gekozen dan de snelheid van de overgedragen informatie.

De uitvinding zal onderstaand nader worden toegelicht onder verwijzing naar de tekening. Daarbij tonen: 30 Fig. 1 (A) en 1(B) blokschema's van een eerste uitvoeringsvorm volgens de uitvinding; fig.2 bedrijfsgolfvormen bij respectieve gedeelten van een zendinrichting van de eerste uitvoeringsvorm volgens de fig.l(A) en 1(B); 35 fig. 3 bedrijfsgolfvormen bij respectieve gedeelten van een ontvanginrichting bij de eerste uitvoeringsvorm volgens de fig. 1(A) en 1(B); 8900 144 · ¥ -6- fig. 4 een afbeelding van een opbouw van een pulsbreedteexpansieketen bij de uitvoeringsvorm volgens de fig. 1 (A) en 1 (B) ; fig. 5 een afbeelding van de opbouw van een om-5 hullende detector bij de uitvoeringsvorm volgens de fig.' 1 (A) en 1 (B) ; fig. 6 een afbeelding van de opbouw van een ver-gelijkingsketen bij de uitvoeringsvorm volgens de fig. 1(A) en 1(B); 10 fig. 7 een afbeelding van de opbouw van een digitale klokbesturingsketen bij de uitvoeringsvorm volgens de fig. 1(A) en 1(B); fig. 8(A) en 8(B) blokschema's van een tweede uitvoeringsvorm volgens de uitvinding, 15 fig.9(A) en 9(B) blokschema's van een derde uit voeringsvorm volgens de uitvinding; fig. 10(A) en 10(B) blokschema's van een vierde uitvoeringsvorm volgens de uitvinding; fig. 11(A) en 11(B) blokschema's van een vijfde 20 uitvoeringsvorm volgens de uitvinding; en fig. 12(A) en 12(B) blokschema's van een bekende communicatie-inrichting met gespreid spectrum.

De uitvinding zal hierna gedetailleerd worden beschreven onder verwijzing naar de in de tekening afgebeel-25 de respectieve uitvoeringsvormen.

De fig. 1(A) en 1(B) tonen de opbouw van een niet-synchrone communicatie-inrichting met gespreid spectrum volgens de uitvinding. Bij de zendinrichting volgens de fig. 1(A) is een draaggolf in een klokbesturingsketen 23 30 FSK gemoduleerd om de frequentie daarvan te wijzigen in f'^ of f'2' onder gebruik van basisbandinformatie in de vorm van digitale informatie, waarbij f'^en f^ worden gewijzigd in f"^ en f'^ door een frequentie vermenigvuldig-keten 25. Het uitgangssignaal daarvan wordt verder door 35 een PN-code van een PN-code generator 4 in een menginrich- 8300144· -7- ting 3 BPSK (binaire faseverschuivingssleuteling)-gemoduleerd. In dit geval is het niet nodig de PN-code met de basisband informatie te synchroniseren. Een uitgangssignaal van de menginrichting 3 wordt door een oscillator 28 en de 5 menginrichting 27, wat frequentie betreft omgezet in een gewenste RF-frequentieband (bijvoorbeeld f"of f"' 2) en vanuit een antenne 7 uitgezonden.

In de ontvanger volgens fig. 1(B) wordt aan een SAW convolutie-inrichting 13 een referentiesignaal toege-10 voerd, dat verkregen wordt door een draaggolf uit een oscillator 11 met de oscillatiefrequentie f^ aan een BPSK-modulatie te onderwerpen onder gebruik van een PN-code-generator 19, welke code opwekt die niet synchroon is met de draaggolf en PN-code aan de zendzijde en naar de tijd is ge-15 inverteerd ten opzichte van de zendzijde. Derhalve levert de convolutieinrichting 13 een rij correlatiepieken wanneer de frequentie van een ontvangen signaal f^ is en de beide PN-codes samenvallen. Dientengevolge komt de aanwezigheid en afwezigheid van een dergelijke reeks correlatiepieken over-20 een met het "H"-niveau en '^"-niveau van de basisband-informatie. De correlatiepieken worden, na door een omhullende detectieketen 16 te zijn gedetecteerd en door een vergelijkingsinrichting 33 wat golfvorm betreft te zijn gevormd, door een pulsbreedte expansieketen 34 omgezet 25 in een met basisbandinformatie gedemoduleerd uitgangssignaal. Deze demodulatieprocessen geschieden zonder synchronisatie van draaggolven ei FN-codes tussen de zendzijde en de ontvangzijde.

Details van de werking van de in de fig. 1(A) en 30 1(B) afgebeelde niet-synchrone cornmunicatie-inrichting met gespreid spectrum zal worden toegelicht onder verwijzing naar afgebeelde bedrijfsgolfvormen van respectieve gedeelten en afgebeelde praktische ketenuitvoeringen.

Fig. 2 toont spanningsgolfvormen bij de ge-35 deelten (a), (b) en (c) van de zendinrichting,weergegeven in 8900144· -8- fig. 1 (A) .

Het gedeelte (a) is de basisbandinformatie, welke bij deze uitvoeringsvorm digitale informatie is. Deze kan in het algemeen uit analoge informatie bestaan.

5 In fig. 2 is (a) een digitaal signaal. Een klok- signaal met een frequentie f'^ op het "H"-niveau ("Γ--toe stand) of frequentie f'2 bij het "L"-niveau ("0"-toestand) wordt in responsie op een digitaal signaal bij (a), dat aan de digitale klokbesturingsketen 23 wordt toegevoerd, opgewekt. 10 Hierna wordt in een punt (b) van fig. 1(A) van de golf-vorm (b) in fig. 2 in responsie op het oorspronkelijke digitale signaal ”1" een draaggolf f"^ of in responsie op "0" f"2 opgewekt door een laag doorlaatfilter 24 en de frequentie vermenigvuldigketen 25. Dit betekent, dat de draag-15 golffrequentie door het digitale signaal in frequentie is omgezet, hetgeen een vorm van een zogenaamde FSK-modu-latie is.

Ten aanzien van de keuze van f^ en f2 in de tvssen-frequentieband van de ontvanger, wanneer de draaggolffre-20 quentie van het referentiesignaal in de SAW-convolutie-inrichting 13 in de ontvanger f-^is, gelegen binnen de bandbreedte van de SAW-convolutie-inrichting, f2 in het ontvangen signaal elke frequentie, welke een sterke afname van een SAW-convolutie-inrichting uitgangssignaal veroor-25 zaakt.

In de meeste gevallen, wanneer de centerfrequentie van een referentiesignaal, dat aan de SAW convolutie-inrichting 13 wordt toegevoerd, gelijk is aan f^, het uitgangssignaal van de SAW-convolutie-inrichting op een 30 extreme wijze af wanneer het verschil Af ten opzichte van de centerfrequentie f2 van de ontvangen signaal (^f = 1 f2 - I ~ f"i“ f"2 l> een vermenigvuldiging met een geheel getal van fg (het inverse van de tijd voor het voortplanten van SAW een convolutiepoortelektrode 35 van een SAW-convolutie-inrichting) of fg overschrijdt.

6900144· -9- , !

Derhalve wordt Λ f = 1 f2 * zodanig gekozen, dat deze een vermenigvuldiging met een geheel getal fg is, dit benadert of boven fg is gelegen. In het geval van de toewijzing van de overdrachtskanalen worden verschillen 5 tussen en f^n tussen f''^ en f"^ van respectieve kanalen zodanig gekozen, dat deze gelijk zijn aan een vermenigvuldiging van een geheel getal van fg of deze 'benadert. Aangezien de amplitude bij deze modulatie constant is , is het mogelijk een AGC-keten 31 bij de middenfrequentie-(IF)-trap in de ontvanger op een doeltreffende wijze te activeren.

Bij wijze van voorbeeld worden door de frequenties, opgewekt door de digitale klokbesturingsketen 23 te kiezen als f'^= 26,875 MHz en f^ - 27,000 MHz en deze in de 15 frequentievermenigvuldigingsketen 25 met 8 te vermenigvuldigen, op een eenvoudige wijze f"^=215 MHz en f"2=216 MHz verkregen. De toewijzing van f"^ en f'^ kan aan de tegenovergelegen respectieve frequenties plaatsvinden. Voorts moge in het geval van de SAW-convolutie-inrichting, 20 welke bij deze uitvoeringsvorm werd gebruikt, fg ongeveer 110 KHz, de centerfrequentie 215 MHz en de bandbreedte 23 MHz (een verlaging van het uitgangssignaal met 3dB).

De boven tot stand gebrachte modulatie is de primaire modulatie waarbij bijvoorbeeld een digitaal sig-25 naai, gebruikt als basisbandinformatie, aan een FSK-modulatie werd onderworpen.

Hierna vindt een secundaire modulatie door een PN-code plaats om het spectrum te spreiden. Door de klokgenerator 26 en de PN-code generator 4 van de in 20 fig. 1(A) afgebeelde zender wordt een PN-code opgewekt welke tezamen met de draaggolf, welke aan een FSK-modulatie is onderworpen, tot f"^ of aan de dubbel gebalanceerde menginrichting 3 wordt toegevoerd. Derhalve vindt door de PN-code een zogenaamde DS (directe volgorde)-modulatie 25 plaats en als golfvorm bij (c) van de zender wordt een secundair gemoduleerd golfvorm door een PN-code, als aangegeven bij (c) van fig.2 verkregen.

8900144 4 -10-

Op dit punt is het van belang, dat geen synchronisatie tussen de PN-code, digitale informatie als de . basisbandinformatie en de draaggolf met of f"2 nodig is waardoor een vereenvoudiging mogelijk is zonder het 5 vermogen van de zender te reduceren.

Bij deze uitvoeringsvorm geschiedde de primaire modulatie in de vorm van een FSK-modulatie, onder gebruik van digitale informatie als de basisbandinformatie. Deze kan in een andere vorm worden gebracht onder gebruik van 10 analoge digitale informatie, enz. als de basisbandinformatie en de primaire modulatie kan bestaan uit een van de normale FM-,AM-, SSB- en andere modulatievormen.Voor een stabiele communicatie door een AGC-keten evenwel verdient een FM- of fasemodulatie systeem de voorkeur.Voorts is, ofschoon 15 de secundaire modulatie is beschreven als gebruikmakende van een systeem, waarbij de draaggolf door de PN-code in de dubbel gebalanceerde menginrichting in fase wordt gemoduleerd, voldoende dat de secundaire modulatie een spectrum spreiding van de basisbandinformatie uitvoert 20 waarbij de basisbandinformatie niet met de PN-code en de draaggolf is gesynchroniseerd, en waarbij een FM- of fasemodulatie of een andere methode aanvaardbaar is. Voorts kan in plaats van de dubbel gebalanceerde menginrichting elke modulator worden toegepast, welke geschikt is voor 25 de respectieve modulatiemethoden.

Opdat het uitgezonden signaal in de ontvanger in niet-synchrone toestand wordt weergegeven, moet bij het modulatieproces de PN-code herhaaldsnelheid groter zijn dan de overdrachtssnelheid van de uitgezonden informatie.

30 Bij de golfvormen van de zender, weergegeven in fig.

2, moet wanneer de breedte van een puls van de digitale informatie (a) als de basisbandinformatie gelijk is aan Τβ, en de lengte van een reeks van de PN-code gelijk zijn aan 2T, worden voldaan aan de volgende relatie: 35 TB T ... (1) 8900144 · -11-

Bij voorkeur is Τβ meer dan 10 maal T of 100 maal T teneinde een aanvaardbare communicatie zelfs van een niet-synchroon type te verzekeren.

Het signaal <c) met gespreid spectrum, verkregen door 5 een primaire en secundaire modulatie van de basisbandinfor-matie, wordt over de RF-frequentie-omzetter gevoerd en tenslotte uit de antenne 7 uitgezonden. De RF-frequentie-omzetter dient om de over te dragen band in een gewenste frequentie om te zetten en bestaat uit een oscillator 28, 10 een menginrichting 27, een banddoorlaatfilter 5 en een versterker 6.

Hierna zal de werking van de in fig. 1 (B) afgebeelde ontvanger gedetailleerd worden toegelicht. In fig. 3 zijn spanningsgolfvormen bij (d), (e), (f), (g), en (h) van de 15 ontvanger aangegeven.

Eerst ontvangt de ontvangantenne 7' het signaal met gespreid spectrum met de centerfrequentie f,w^ of f"^ vanaf de zendzijde. Op dit moment doet het er niets toe, dat verschillende typen ruis de antenne binnentreden; bij-20 voorbeeld ruis, welke groter is dan het signaal met gespreid spectrum omdat een SAW-convolutie-inrichting 13 welke later zal worden beschreven, en een modulatiestelsel, dat een pulsbreedte expansiestelsel wordt genoemd, de S/N-verhouding kunnen verbeteren en het signaal tussen de 25 ruis kunnen weergeven. Bij het onttrekken van een informatie-signaal dat in ruis is verborgen, is het bekende modulatiestelsel, dat een synchronisatie vereist, zeer lastig een synchronisatie met het in de ruis verborgen signaal tot stand te brengen. Het volledig niet-synchrone stelsel 30 overeenkomstig de bovenbeschreven uitvoeringsvorm kan evenwel de S/N-verhouding zeer gemakkelijk verbeteren en de informatie tussen de ruis weergeven.

In dit geval bestaat ruis uit ongewenste elektrische golven, zoals interferentiegolven, straatruis en thermische 35 ruis, welke verschilt van de informatie.

8900 144 > -12-

Het signaal met gespreid spectrum met de center-frequentie f1"^ of f11^/ dat aan de antenne 7' wordt toegevoerd, wordt in het banddoorlaatfilter 8 en de versterker 9 versterkt en wordt vervolgens door een lokale 5 oscillator 29 en de menginrichting 30 omgezet in of f2 van een tussenfrequentieband.

Op dit moment werkt aangezien het uit de zendzijde gezonden gemoduleerde signaal een signaal met een constante amplitude is bijvoorbeeld in dit geval een FSK-signaal met f^ of ^2,(^e keten 31 gemakkelijk en kan een sluiering of een andere onstabiliteit van de ontvangen golfintensiteit worden geëlimineerd.

De meest belangrijke organen voor het weergeven van het signaal, dat in ruis is verborgen, bestaan uit de SAW-convolutie-inrichting 13. Het ontvangen signaal(d) wordt als een van de ingangssignalen aan de SAW-convolutie-inrichting toegevoerd. De golfvorm daarvan is het signaal met gespreid spectrum met de centerfrequentie f^of f2, afgebeeld in fig. 3.

20

Als een ander ingangssignaal wordt een referentie-signaal aan de SAW-convolutie-inrichting toegevoerd.

Dit signaal wordt verkregen door een modulatie van een sinusgolf met de draaggolffrequentie f^ in dezelfde binaire faseverschuivingssleutel (BPSK)-proces als bij het uit- 25 zenden, onder gebruik van een PN-code verkregen door dezelfde code als de PN-code van het ontvangen signaal naar de tijd om te keren, en wel in een niet-synchrone relatie met de draaggolf. De oscilaltor 11 wordt geactiveerd om bij f. te oscilleren en de PN-code voor het referentiesignaal 30 1 wordt m de klokgenerator 32 en de PN-code generator 19 opgewekt, terwijl de draaggolf met f^ in de menginrichting 12 aan een BPSK-modulatie wordt onderworpen.

Het uitgangssignaal van de SAW-convolutie- inrichting 13 is een correlatie-uitgangssignaal van het 35 ontvangen signaal en het referentiesignaal, en wanneer de centerfrequentie f^ van de draaggolf en de PN-code 89 0 0 1A A * -13- samenvallen (de referentie-PN-codes vallen in een naar de tijd geïnverteerde relatie samen), wordt een reeks convolu-tiepieken bij (e) in fig. 1(B) bij het interval T in de golf-vorm van (e) volgens fig. 3 geleverd. Op dit moment is T 5 de helft van de PN-code reeks. Wanneer de centerfrequentie van de draaggolf van het ontvangen signaal is, wordt geen convolutiepiekreeks geleverd. Het proces van het kiezen van f per geschiedt als boven is beschreven.Respectieve communicatiekanalen kunnen door het kiezen van 10 en f2 (op een soortgelijke wijze f"^ en f'^) en het kiezen van de PN-code tot stand worden gebracht.

Wanneer de centerfrequentie van de draaggolf van de ontvangen signaal gelijk is f^, treedt een reeks convo-lutiepieken op bij (e) van de ontvanger, als aangegeven 15 bij (e) in fig. 3. Wanneer deze door de omhullende detector 16 aan een omhullende detectie wordt onderworpen, wordt deze (f) in fig. 3. Wanneer de reeks de vergelijkings-inrichting 33 passeert, wordt de golfvorm daarvan omgevormd als aangegeven bij (g) van fig. 3, en wordt in de 20 periode van de centerfrequentie f^ van de draaggolf een reeks pulsen bij het interval T verkregen.

Door de pulsreeks door de pulsbreedte-expansieketen 34 te voeren, wordt digitale informatie met een pulsbreedte Tg, welke de oorspronkelijke basis-25 bandinformatie is, gedemoduleerd en afgeleverd, als aangegeven bij (h) in fig. 3.

De pulsbreedte-expansieketen 34 kan bestaan uit een opnieuw te trekken een-periode multivibrator IC, welke bij elke puls van de reeks pulsen bij het tijdinterval T volgens 30 (g) wordt getrokken en een puls met een breedte 't optrekt.

Wanneer de periode van de reeks uitgangspieken van de convolutie-inrichting gelijk is aan T, en de tijdconstante van de pulsbreedte-expansieketen 34 zodanig wordt gekozen, dat deze voldoet aan de volgende relatie: 35 T < X ... (2) 8900144' -14- worden de uitgangssignalen bij het "H"-(="1")-niveau onderhouden zolang als de reeks pulsen voortduurt.

Wanneer verder het ontvangen signaal een frequentie f2 bij (e) van fig. 3 geeft, d.w.z. wanneer het niveau van 5 de digitale informatie van de basisbandinformatie, welke moet worden overgedragen, gelijk is "L" (="0"), levert de convolutie-inrichting geen uitgangspiekreeks. Derhalve treedt ook bij (f) en (g) in fig. 3 geen pulsreeks op en wordt het uiteindelijke gedemoduleerde uitgangssignaal 10 bij (h) op "L" (="0") gehandhaafd.

Zoals aangegeven bij (h) in fig. 3, wanneer het ontvangen signaal van een ^-periode na een f2-periode wordt gewijzigd en de pulsreeks volgens (g) niet optreedt, het niveau van (h) gelijk aan "L" (="0") bij een tijd-15 constante X na de eindpuls. In tegenstelling daarmede, wordt wanneer het ontvangen signaal van de f2-periode naar f^-periode wordt gewijzigd en een pulsreeks volgens (g) wordt geleverd, het niveau van (h) direct gelijk aan "H" (="1”).

Derhalve treedt in het gedemoduleerde uitgangs-20 signaal bij dit stelsel een jitter van het maximum <£ op. Zoals evenwel bij vergelijking (1) is aangegeven, kan door een voldoend grote PN-code herhalingssnelheid te kiezen, de jitter van X buiten beschouwing worden gelaten.

Bij deze uitvoeringsvorm kan de tijdconstante van 25 de pulsbreedte-expansieketen ten opzichte van het interval van het correlatiepiekpulsuitgangssignaal zodanig worden gekozen, dat de pulsbreedte-expansieketen 34 de in de f^-periode opgewekte pulsreeks of een uitgansgsignaal in het algemeen kan integreren en de S/N-verhouding kan verbeteren. 30 Schakelingen, die in respectieve gedeelten van de uitvoeringsvorm van de in de figuren 1(A) en 1(B) afgebeeüde zend- en oatvanginriching met gespre-id spectrum worden toegepast, vindt men hieronder.

Dit is slechts één voorbeeld en het is in wezen 35 voldoende, dat ketenrechthoeken, welke de bovenbeschreven &9 0 0 144< -15- functies vervullen, in de respectieve gedeelten aanwezig zijn. D.w.z., dat deze niet dient te worden beperkt tot een realisatie van een eenvoudige niet-synchrone commu-nicatie-inrichting met gespreid spectrum.

5 In de eerste plaats toont fig. 4 een uitvoerings vorm van de pulsbreedte-expansieketen 34. Zoals boven is beschreven, moet de pulsbreedte-expansieketen de tijdconstante t zodanig instellen, dat aan de vergelijking (2) wordt voldaan. Bij deze uitvoeringsvorm wordt % bepaald 10 door een weerstand R£ en een condensator in de tekening uitgedrukt door i -KCZRt ... (3) waarbij K een constante is. In fig.4, heeft IC betrekking op een opnieuw te trekken éen-periode multivibrator-IC-15 keten, I een ingangsklem, O een uitgangsklem, INV^ en INV2 op invertors, en NEN op een NEN-keten.

Vervolgens toont fig. 5 een voorbeeld van de omhullende detector 16, welke bestaat uit Schottky-dioden SD^ en SD2 weerstanden R^ - R^, condensatoren en C2 en 20 en de spoel L. De detectieketen detecteert de ingangsgolf vorm van een puls bij een frequentie, welke het dubbele van de draaggolffrequentie f^ is en wekt een uitgangspuls met de aangegeven vorm op.

Wanneer de stijging van de uitgangspuls wordt 25 aangegeven door t en de daling door t^, reageert tr op 2f^ en wordt t^ zodanig gekozen, dat deze groter is dan t van een RF-puls van het correlatieingangssignaal, afge-beeld in de tekening, en korter is dan interval T van de bovenbeschreven pulsreeks.

30 Door derhalve t en t^ in te stellen, wordt een stabiele gedetecteerde pulsreeks verkregen, zoals deze bij (f) in fig. 3 is aangegeven.

Verder toont fig.6 een voorbeeld van de vergelij-kingsinrichting 33. Van belang bij de opbouw van de vergelijkingsinrichting is, dat deze voldoende snel 35 op T reageert omdat de herhalingsperiode T van de pulsreeks 8900144* -16- is. Verder is het om aan niveauverandering te voldoen, noodzakelijk gebruik te maken van automatische niveaubesturings-organen teneinde de S/N-verhouding automatisch op een juiste waarde voor het uitvoeren van betrouwbare communica-5 tie in te stellen. De automatische niveaubesturingsorganen stellen de drempelwaarde VS bij een tussengelegen punt tussen het ruisniveau en VP in door in een keten 33a de piekspanning VP van een puls van een omhullende detectie-uitgangssignaal van een ingangssignaal te detecteren ten-10 einde een referentiespanning op te wekken en deze toe te voeren aan een vergelijkingsinrichting 33c. De verwijzingen 33d en 33e hebben betrekking op dioden.

Vervolgens toont fig. 7 een voorbeeld, waarbij een eenvoudige constructie van de digitale klokbesturingsinrich-15 ting 23, welke zich in de ontvanger bevindt, is verwezenlijkt. Bij dit voorbeeld worden frequenties f'^ en in res ponsie op digitale ingangsinformatie door de NEN-poorten 23a naar 23d omgeschakeld.

De figuren 8(A) en 8(B) tonen een tweede uitvoerings-20 vorm van de communicatie-inrichting met gespreid spectrum volgens de uitvinding. Deze vormt een zogenaamd pulstel-stelsel.

De zender volgens fig. 8(A) heeft dezelfde opbouw als die volgens fig. 1(A). Bij de eerste uitvoerings-25 vorm wordt in de ontvanger een pulsbreedte-expansieketen 34 gebruikt, zoals aangegeven in fig. 1(A). Bij deze uitvoeringsvorm echter wordt gebruik gemaakt van een puls-teldemodulator 35, zodat nadat door de omhullende detector 16 een convolutiepiek is egdetecteerd en aan 30 de golfvorm daarvan door de vergelijkingsinrichting 33 een bepaalde vorm is gegeven, de pulsteldemodulator 35 en het aantal pulsen (g) volgens fig. 3 telt en integreert teneinde de basisbandinformatie te demoduleren. Ofschoon het pulstelstelsel meer gecompliceerd is dan het puls-35 breedte-expansiestelsel bij de uitvoeringsvorm volgens de fig. 1(A) en 1(B), is het stelsel voor een meer betrouw- 8900144 -17- bare communicatie doeltreffend.

De figuren 9(A) en 9(B) tonen een derde uitvoeringsvorm van een communicatie-inrichting met gespreid spectrum volgens de uitvinding. Deze vormt een zogenaamd 5 "pulsexpansie en -integratieketen”-stelsel. De zender volgens fig. 9(A) heeft dezelfde opbouw als die bij de eerste uitvoeringsvorm volgens de fig.l(A).

Bij de eerste uitvoeringsvorm wordt het uitgangssignaal bij (h) van fig. 1 als de basisbandinformatie in 10 de ontvanger gebruikt. Deze uitvoeringsvorm echter voert het uitgangssignaal bij (h) over een laag doorlaatfilter 36 en een golfvormvormingsketen 37 teneinde demodulatie-fouten verder te reduceren.

Fig, 10 toont een vierde uitvoeringsvorm van een 15 communicatiesteisel met gespreid spectrum volgens de uitvinding. Dit is een zogenaamd dubbel-convolutiestelsel. De zender volgens fig. 10(A) heeft dezelfde opbouw als die bij de eerste uitvoeringsvorm, die weergegeven is in fig.1(A). De ontvanger voert een FSK- demodulatie uit, waarbij de·· 20 centerfrequentie van de draaggolf door de basisbandinformatie in de vorm van digitale informatie tussen f"^ en f"^ wordt omgeschakeld. Bij de eerste uitvoeringsvorm gebruikt de ontvanger een eenvoudige SAW-convolutie-inrich-ting voor het opwekken van een pulsreeks van convolutie-25 pieken in slechts één periode van f^ of f2*

Bij deze uitvoeringsvorm echter gebruikt de ontvanger twee convolutie-inrichtingen 13 en 40, en worden daaraan respectievelijk de referentiesignaal-PN-codes bij de middenfrequenties f^ en f2 toegevoerd. Aanegzien 30 derhalve door de SAW-convolutie-inrichting 13 een pulsreeks van convolutiepieken wordt opgewekt in de f^-periode door de SAW-convolutie-inrichting in de f2~periode, kan de basisbandinformatie een vergelijkingsdemodulator 45 met een betrouwbaarheid, welke bij benadering het dubbele 35 is van die van de eerste uitvoeringsvorm, worden gede-moduleerd.

8900 144· -18-

De verwijzingen 38 en 38' hebben betrekking op oscillatoren met oscilaltiefrequenties en 39 op een menginrichting, overeenkomende met 12, en 41 t/m 44 op ketens welke overeenkomen met de respectieve ketens 14 5 t/m 33.

De fig. 11(A) en 11(B) tonen een vijfde uitvoeringsvorm van een communicatie-inrichting met gespreid spectrum volgens de uitvinding. Dit is een zogenaamd dubbel-referentie signaal stelsel. De zender volgens fig. 11(A) 10 heeft dezelfde opbouw als die van de eerste uitvoeringsvorm volgens fig. 1(A). Bij de vierde uitvoeringsvorm worden twee convolutie-inrichtingen gebruikt voor het detecteren van zowel f^- als f2~perioden van de draaggolf van het ontvangen signaal. Bij deze uitvoeringsvorm wordt 15 evenwel gebruik gemaakt van een enkele SAW-conv.olutie-inrichting 13 en wordt de draaggolffrequentie van het referentiesignaal tussen f^ en f2 gewijzigd om in de ver-gelijkimgsdemodulator 46 te beoordelen in welk geval een convolutie-uitgangssignaal wordt verkregen en de basisband-20 informatie moet worden gedemoduleerd.

De verwijzing 48 geeft een spanningsbesturings-oscillator aan, welke dient om de draaggolfcenterfrequentie tussen en f2 om te schakelen, en de verwijzing 47 heeft betrekking op een besturingsketen, welke de tempering voor 25 het afleveren van een schakelsignaal St naar de oscillator 48 instelt en een besturing uitoefent om een uitgangssignaal van de vergelijkingsdemodulator 46 te stabiliseren en maximaal te maken. Bij deze uitvoeringsvorm kan de basis-bandinformatie met een dubbele betrouwbaarheid ten opzichte 30 van de eerste uitvoeringsvorm worden gedemoduleerd.

Zoals boven is beschreven wordt volgens de uitvinding, aangezien de communicatie-inrichting met gespreid spectrum geen gebruik maakt van een synchronisatieketen een minder fouten bevattende, zeer betrouwbare informatiecommunicatie 35 worden verzekerd onder gebruik van zeer eenvoudige zend-ontvanginrichtingen. Meer in het bijzonder vormt dit een groot voordeel in het geval van een communicatie, waarbij gebruik wordt gemaakt van zwakke elektrische golven.

89 00144 -

Claims

1. Communicatie-inrichting met gespreid spectrum, gekenmerkt door een zendstelsel voorzien van primaire modulatieorganen en een draaggolffrequentie met basisband-informatie van over te dragen data te moduleren en secun-5 daire modulatieorganen voor het tot stand brengen van een •secundaire modulatie door een voorafbepaalde PN-code en het uitzenden van een overdrachtssignaal met gespreid spectrum, en een ontvanginrichting voorzien van een convo-lutie-inrichting, waaraan een ontvangend signaal met 10 gespreid spectrum en een referentiesignaal-PN-code, welke niet-synchroon met de draaggolffrequentie en de PN-code in de zendinrichting is en ten opzichte van de PN-code in de zendinrichting is en ten opzichte van de PN-code in de zendinrichting naar de tijd is geïnverteerd, worden toe-15 gevoerd teneinde deze te correleren, organen voor het detecteren van een reeks piekpulsen, welke door de convo-lutie-inrichting worden geleverd en demodulatie-organen met een pulsbreedte-expansieketen, die in responsie op respectieve pulsen van de gedetecteerde reeks pulsen de basis-20 bandinformatie opwekt.

2. Communicatie-inrichting met gespreid spectrum, geken merkt door een zendinrichting voorzien van primaire modulatieorganen om een draagggolffrequentie met basisband-informatie van over te dragen data te moduleren en secun-25 daire modulatieorganen voor het tot stand brengen van een secundaire modulatie door een voorafbepaalde PN-code en het uitzenden van een overdrachtssignaal met gespreid spectrum en een ontvanginrichting voorzien van een convolu-tieinrichting waaraan een ontvangen signaal met gespreid 30 spectrum en een referentiesignaal-PN-code, welke niet-synchroon is met de draaggolffrequentie en de PN-code in de zendinrichting en ten aanzien van de PN-code in de zendinrichting naar de tijd is geïnverteerd, worden toegevoerd teneinde deze te correleren, golfvormvormingsorga-35 nen om een reeks piekpulsen geleverd door de convolutie- 8900 144· -20- inrichting te detecteren en daaraan een bepaalde vorm te geven, en een pulsteldemodulator om het aantal uitgangs-pulsen van de golfvormvormingsorganen te tellen en de basis-bandinformatie te demoduleren.

3. Communicatie-inrichting met gespreid spectrum volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de demodulatieorganen zijn voorzien van een laag doorlaatfilters en een golf-vormvormingsketen, welke zodanig zijn uitgevoerd dat een uitgangssignaal van de pulsbreedteexpansieketen via het laag-10 doorlaatfilter en de golfvormvormingsketen worden onttrokken.

4. Communicatie-inrichting met gespreid spectrum, gekenmerkt door een zendinrichting met primaire modulatie-organen om een draaggolffrequentie door basisbandinformatie van over te dragen data te moduleren en secundaire modulatie-15 organen voor het tot stand brengen van een secundaire modulatie door een voorafbepaalde PN-code en het uitzenden van een overdrachtssignaal met gespreid spectrum, en een ont-vanginrichting voorzien van eerste en tweede convolutie-inrichtingen, waaraan een ontvangen signaal met gespreid 20 spectrum en twee referentiesignalen, welke naar de center- frequentie verschillen, niet-synchroon zijn met de draaggolf-frequentie en de PN-code in de zendinrichting en ten aanzien van de PN-code in de zendinrichting naar de tijd zijn geïnverteerd, worden toegevoerd teneinde deze te correleren, . 25 eerste en tweede detectieorganen om reeksen pulsen afkomstig uit respectieve convolutie-inrichtingen te detecteren, en een vergelijkingsdemodulator om uitgangspulsreeksen van de eerste en tweede detectieorganen te vergelijken en de basisbandinformatie te demoduleren.

5. Communicatie-inrichting met gespreid spectrum, gekenmerkt door een zendinrichting voorzien van primaire modulatie-organen om een draaggolffrequentie door basisbandinformatie van over te dragen data te moduleren en secundaire modulatie-organen voor het tot stand brengen van een secundaire modu-35 latie door een voorafbepaalde PN-code en het uitzenden van een overdrachtssignaal met gespreid spectrum , en een ontvang- 89 00 144 - -21- inrichting voorzien van een convolutie-inrichting, waaraan een ontvangen signaal met gespreid spectrum en door omschakeling gekozen een van twee referentiesignalen worden toegevoerd, welke verschillen in de centerfre-5 quentie, niet-synchroon zijn met de draaggolffrequentie en de PN-code in de zendinrichting en ten aanzien van de PN-code in de zendinrichting naar de tijd zijn geïnverteerd, teneinde deze te correleren, golfvormvormingsorganen voor het detecteren en het geven van een bepaalde vorm aan een 10 reeks van piekpulsen, die uit de convolutie-inrichting afkomstig zijn en vergelijkingsdemodulator om uitgangs-pulsenreeksen, overeenkomende met de respectieve center-frequenties, afkomstig uit de golfvormvormingsorganen te vergelijken en de basisbandinformatie te demoduleren.

6. Communicatie-inrichting met gespreid spectrum volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de pulsbreedte-expansieketen is voorzien van een opnieuw te trekken een-periode multivibratorketen en de tijdbreedte van de uitgangspuls van deze keten groter is dan het tijdsinterval 20 van de reeks piekpulsen.

7. Communicatie-inrichting met gespreid spectrum volgens conclusie 5, gekenmerkt door een spanningsbesturings-oscillator én een besturingsketen, waarbij de oscillatie-frequentie van de spanningsbesturingsoscillator door de 25 besturingsketen zodanig wordt omgeschakeld, dat verschillende draaggolffrequenties voor de twee referentiesignalen worden opgewekt . 8900 144