DE4016149A1

DE4016149A1 - Korrelationsprozessor

Info

Publication number: DE4016149A1
Application number: DE4016149A
Authority: DE
Inventors: Syuichi Mitsutsuka
Original assignee: Clarion Co Ltd
Current assignee: Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Priority date: 1989-05-18
Filing date: 1990-05-18
Publication date: 1990-11-22
Also published as: JPH0777359B2; CA2017188A1; GB9010353D0; US5038363A; FR2647286A1; GB2233181B; GB2233181A; FR2647286B1; JPH02305036A

Description

Die Erfindung betrifft einen Korrelationsprozessor mit einem Oberflächenwellenkonvolver oder SAW-Konvolver für die Spread-Spektrum-Nachrichtenverbindung oder SS-Nach richtenverbindung.

Ein SAW-Konvolver wird in weitem Umfang als zentrales Bauelement in dem Empfangsteil einer Spread-Spektrum- Nachrichtenverbindungsvorrichtung verwandt. Die Fig. 7A und 7B zeigen in Blockschaltbildern das Grundarbeits prinzip einer herkömmlichen SS-Nachrichtenverbindungsvor richtung.

In Fig. 7A, in der ein Sender dargestellt ist, sind das Datensignal 1, ein PN-Codegenerator 2, ein Mischer 3, das Trägersignal 4, ein Verstärker 5 und eine Sendeantenne 6 gezeigt. Fig. 7B zeigt einen Empfänger mit einer Empfangs antenne 7, einem Überlagerungsoszillator 8, einem Oszilla tor 9, einem SAW-Konvolver 10, einem Tiefpaßfilter 11, einem Hochpaßfilter 12 und einem Datendemodulator 13.

Bei dem bekannten Verfahren gemäß Fig. 7A und 7B werden die zu übertragenden Daten mit einem zu übertragenden PN- Code gemischt. Da das Frequenzband des PN-Codes breiter als das Frequenzband des Datensignals ist, wird das Spektrum des übertragenen Signals E(t) über ein Frequenzband gedehnt, das breiter als das Spektrum des ursprünglichen Datensig nals D(t) ist. Der in Fig. 7B dargestellte Empfangsteil ist andererseits so aufgebaut, daß das empfangene Signal S(t) und ein internes Bezugssignal R(t) einer Faltungsintegration durch den SAW-Konvolver 10 unterworfen werden. Das Signal S(t) ist ein Signal, das durch Frequenzumsetzung des empfange nen Signals mittels des Überlagerungsoszillators 8 und des Mischers 3 erhalten wird, so daß die Frequenz des empfange nen Signals in einem Arbeitsfrequenzband (Eingangsfrequenz band) des SAW Konvolvers liegt. Das Bezugssignal R(t) ist andererseits ein Signal, das durch Dehnen der sinusförmigen Welle mit einer Frequenz f _r erhalten wird, die in ähnlicher Weise innerhalb des Eingangsfrequenzbandes des SAW Konvolvers liegt. Wenn f _c die Trägerfrequenz des übertragenen Signals bezeichnet, dann ist die Frequenz f _L des Übertragungsoszilla tors 8 gewöhnlich so festgelegt, daß f _L=f _c-f _r gilt. Der PN-Code im Empfänger ist weiterhin so festgelegt, daß er einen Code bildet, der das Spiegelbild (Code ) eines ge gebenen PN-Codes (Code B) ist. Wenn die Codes so festgelegt sind, daß ein Code A den PN-Code des Senders bezeichnet, dann ist die Amplitude des Ausgangssignals des SAW-Konvolvers 10 im Empfänger | C(t) | proportional zur Amplitude des Korre lationssignals des Codes A und des Codes B. Das heißt, daß der SAW-Konvolver 10 als ein Bauelement arbeitet, das die Korrelation zwischen den PN-Codes ausführt, die durch den Sender und den Empfänger gegeben sind. Wenn die durch den Sender und Empfänger gegebenen FN-Codes identisch sind ( = ), dann tritt ein starkes Korrelationsausgangssignal am Ausgang des SAW-Konvolvers auf, so daß eine Nachrichtenver bindung zwischen dem Sender und Empfänger möglich ist. Wenn die PN-Codes von einander verschieden sind, oder ein Signal der bekannten Nachrichtenverbindung mit schmalem Frequenz band eingegeben wird, dann tritt nur ein kleines Korrelations ausgangssignal im SAW-Konvolver auf, so daß eine Nachrichten verbindung unmöglich ist.

Es ist folglich möglich, einen Nachrichtenverbindungspartner dadurch zu wählen, daß ein PN-Code gewählt wird, und darüber hinaus eine Nachrichtenverbindung mit einer extrem kleinen gegenseitigen Interferenz bei der bekannten Nachrichtenver bindung mit schmalem Frequenzband zu verwirklichen. Wenn die PN-Codes einander entsprechen und somit die Nachrichtenver bindung möglich ist, dann tritt die Information des Daten signals 1 in Form von Schwankungen in der Phase oder der Amplitude des Konvolverausgangssignals C(t) auf. Der Daten demodulator 13 ist ein Bauteil, in dem die übertragenen Da ten wiederhergestellt werden, und zwar ausgehend von der Phase oder der Amplitude des Konvolverausgangssignals C(t). Der Aufbau des Datendemodulators 13 im einzelnen variiert in Abhängigkeit von der Art der Modulation (FSK, DFSK usw.) des Datensignals und auch in Abhängigkeit davon, welche Art eines Konvolvers, d.h. ein üblicher Einspurkonvolver, ein Zweigatter-SAW-Konvolver oder ein Zweispur-SAW-Konvolver verwandt wird. Wie es später beschrieben wird, soll durch die Erfindung das Korrelationsverarbeitungsverfahren durch einen SAW-Konvolver und nicht das Datendemodulationsverfah ren weiterentwickelt werden. Die Fig. 7A und 7B zeigen das Arbeitsprinzip einer SS-Nachrichtenverbindungsvorrich tung mit einem bekannten SAW-Konvolver in vereinfachter Form, in der der Regelverstärker, der Codesynchronteil usw. nicht dargestellt sind.

Das bekannte Verfahren ist mehr im einzelnen in den folgenden Druckschriften dargestellt:

1. Tsubouchi et al. "Asynchronous type SSC transceiver using an SAW convolver" Spread Spectrum Communication Study Group of Electronic Information Communication Society of Japan Technical Report of Electronic Information Communication Society Bd. 2, Nr. 1 SS 88-7, April 1988, Seite 40-47.
2. Hamatsu et al. "Packet Type spread spectrum wireless MODEM using an SAW convolver"
Spread Spectrum Communication Study Group of Electronic Information Communication Society of Japan
Technical Report of Electronic Information Communication Society, Bd. 2, Nr. 1 SS88-8, April 1988, Seite 48-53.
3. Mori et al. "Code synchronization holding method in a spread spectrum receiver using an SAW convolver". Report Collection of Electronic Communication Society of Japan, Bd. J 69 - B, Nr. 4, 1986, Seiten 404-405.

Eine SS-Nachrichtenverbindungsvorrichtung mit einem SAW- Konvolver, wie es oben beschrieben wurde, hat verschiedene Vorteile hinsichtlich anderer SS-Nachrichtenverbindungs vorrichtungen. Bezüglich einer Spread-Spektrum-Nachrichten verbindung mit einem Gleitkorrelator hat sie den Vorteil, daß die Einfangzeit für die Anfangssynchronisation extrem kurz ist. Bezüglich einer Spread-Spektrum-Nachrichtenver bindung mit einem angepaßten Filter hat sie den Vorteil, daß die PN-Codes in Echtzeit umgeschaltet werden können.

Bei einer SS-Nachrichtenverbindungsvorrichtung mit einem SAW-Konvolver, die nach dem bekannten Verfahren arbeitet, treten jedoch verschiedene Schwierigkeiten auf, die auf der Tatsache beruhen, daß der SAW-Konvolver kein idealer Faltungsintegrator ist. Ein Problem, das von besonderer Bedeutung ist, besteht in dem Einfluß des Selbstfaltungs signals, das im SAW-Konvolver erzeugt wird. Fig. 8 zeigt eine Draufsicht auf einen SAW-Konvolver in einfacher Weise, wobei ein piezoelektrisches Substrat 14, eine Interdigital elektrode 15, eine Steuerelektrode 16, ein Eingang 17 und ein Ausgang 18 dargestellt sind.

Wenn in Fig. 8 elektrische Signale S(t) und R(t) an den beiden Eingängen 17 liegen, dann werden diese in akustische Oberflächenwellen an den jeweiligen Interdigitalelektroden 15 umgewandelt. Wenn zu diesem Zeitpunkt nur Oberflächen wellen Φ _s und Φ _r, die sich in zwei zueinander entgegenge setzte Richtungen fortpflanzen, auf der Steuerelektrode auftreten, dann würde das am Ausgang auftretende Signal ein ideales Faltungsintegral wiedergeben (außer daß die Inte grationszeit begrenzt ist). In Wirklichkeit werden jedoch die Oberflächenwellen Φ _s und Φ _r durch die Interdigitalelek troden 15 reflektiert, die einander entgegengesetzt sind, was zu reflektierten Wellen Φ _s′ und Φ _r′ führt. In diesem Fall kann das Ausgangssignal durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:

wobei L die Länge der Steuerelektrode, v die Fortpflanzungs geschwindigkeit der akustischen Oberflächenwellen, K eine Konstante, T der Reflexionskoeffizient für die akustischen Oberflächenwellen an den Interdigitalelektroden und α eine Dämpfungskonstante der akustischen Oberflächenwellen bezeich nen, und T der Verzögerungszeit in der Steuerelektrode ent spricht.

Der erste Ausdruck der Gleichung (1) gibt das Faltungsinte grationssignal von S(t) und R(t) wieder, wobei gemäß Fig. 1 auch Signale auftreten , die durch andere Ausdrücke als den ersten Ausdruck, nämlich durch den zweiten und den dritten Ausdruck wiedergegeben werden. Der zweite und der dritte Ausdruck sind Ausdrücke, die dann nicht auftreten würden, wenn es keine reflektierte Welle gäbe (T = 0) und geben das Selbstfaltungssignal wieder. Es ist ersichtlich, daß dann, wenn derartige Einflüsse des Selbstfaltungssignals auftreten, das Korrelationsausgangssignal C(t) im Empfänger gemäß Fig. 7B beeinflußt wird. Einer dieser Einflüsse be steht darin, daß der Störpegel des Korrelationsausgangssig nals höher als der ideale Wert wird, und daß demzufolge die Fehlerrate bei der Wiederherstellung der Daten zunimmt. Ein anderer Einfluß besteht darin, daß dann, wenn ein star kes Schmalfrequenzbandsignal in das Eingangssignal S(t) über die Empfangsantenne 7 gemischt wird, der Störpegel des Korrelationsausgangssignals in ähnlicher Weise ansteigt und daß die Fehlerrate bei der Wiederherstellung der Daten merk lich zunimmt. Das ist in den Fig. 9A bis 9E dargestellt.

Fig. 9A zeigt das Eingangssignal ohne Störsignale N(t), Fig. 9B zeigt das Bezugssignal, Fig. 9C zeigt ein Schmal frequenzbandstörsignal, Fig. 9D zeigt das Korrelationsaus gangssignal ohne Störsignale N(t) und Fig. 9E zeigt das Kor relationssignal, wenn Störsignale N(t) zugemischt sind.

Die Fig. 9A bis 9E zeigen anhand eines Beispiels, wie sich das Korrelationsausgangssignal C(t) ändert, wenn ein starkes Schmalfrequenzbandsignal N(t) in das Eingangssig nal S(t) gemischt ist. Die Fig. 9A bis 9E zeigen weiter hin ein Beispiel für den Fall, daß die Periode des PN-Codes gleich der Verzögerungszeit T ist.

Wenn ein Schmalfrequenzbandstörsignal N(t) mit einer Fre quenz f _i in das Eingangssignal gemischt ist, dann tritt ein Selbstfaltungsausgangssignal N(t) mit einer Frequenz 2f _i im Korrelationsausgangssignal C(t) auf, wie es in Fig. 9E dargestellt ist, was zur Folge hat, daß der effektive Stör signalpegel ansteigt. Das Korrelationssignal und das Selbst faltungssignal von N(t) stören einander, was dazu führt, daß der Korrelationsspitzenwert mit einer Frequenz 2|f _r-f _i| amplitudenmoduliert ist. Diese beiden Effekte führen dazu, daß die Fehlerrate bei der Wiederherstellung der Daten merk lich zunimmt.

Das heißt, daß das bekannte Verfahren gemäß Fig. 7A und 7B den Nachteil hat, daß Einflüsse des Selbstfaltungssignals, das im SAW-Konvolver erzeugt wird, unvermeidlich sind, und die Fehlerrate bei der Wiederherstellung der Daten in einem Maße ansteigt, das den idealen Wert überschreitet. Wenn ins besondere ein starkes Schmalfrequenzbandsignal in das Ein gangssignal gemischt ist, dann nimmt die Fehlerrate zu, was einen der bedeutendsten Nachteile in der Praxis darstellt.

Durch die Erfindung soll daher ein Korrelationsprozessor für eine SS-Nachrichtenverbindungsvorrichtung mit einem SAW-Konvolver geschaffen werden, der Einflüsse des Selbst faltungssignals unterdrücken kann, das im SAW-Konvolver er zeugt wird, und Fehler in der Übertragung durch die SS-Nach richtenverbindungsvorrichtung verringern kann.

Dazu ist der erfindungsgemäße Korrelationsprozessor mit einem Einspur-SAW-Konvolver zum Bilden eines Korrelations ausgangssignals zwischen einem Eingangssignal und einem Bezugssignal dadurch gekennzeichnet, daß er einen ersten und einen zweiten Eingangsgatterteil, die den jeweiligen Eingängen des Konvolvers vorgeschaltet sind, um den Ein gangssignalweg und den Bezugssignalweg zu steuern, einen Ausgangsgatterteil, der dem Ausgang des Konvolvers nachge schaltet ist, um den Ausgangssignalweg zu steuern, und einen Gattersynchronteil umfaßt, um die Gatter so zu steuern, daß der geöffnete oder geschlossene Zustand der Eingangs gatterteile in bestimmten Zeitintervallen umgekehrt wird und gleichzeitig der Ausgangsgatterteil für ein zweites bestimmtes Zeitintervall um den Umkehrzeitpunkt zwischen dem Durchschalten und Sperren der Eingangsgatterteile durch geschaltet wird.

Ein erfindungsgemäßer Korrelationsprozessor mit einem Zwei spur-SAW-Konvolver ist dadurch gekennzeichnet, daß er einen ersten und einen zweiten Eingangsgatterteil, die den jewei ligen Eingängen vorgeschaltet sind, die der ersten Spur des Konvolvers entsprechen, um den Eingangssignalweg und den Bezugssignalweg jeweils zu steuern, einen dritten und einen vierten Eingangsgatterteil, die den jeweiligen Eingängen vor geschaltet sind, die der zweiten Spur des Konvolvers entspre chen, um den Eingangssignalweg und den Bezugssignalweg zu steuern, einen ersten Ausgangsgatterteil, der dem Ausgang nachgeschaltet ist, der der ersten Spur entspricht, einen zweiten Ausgangsgatterteil, der dem Ausgang nachgeschaltet ist, der der zweiten Spur entspricht, und einen Gattersynchron teil umfaßt, um die Gatter so zu steuern, daß der geöffnete oder geschlossene Zustand des ersten und des zweiten Gatter teils in bestimmten Zeitintervallen umgekehrt wird und gleich zeitig der dritte und der vierte Ausgangsgatterteil für das bestimmte Zeitintervall in einen dem ersten und dem zweiten Gatterteil entgegengesetzten Zustand gebracht werden, und weiterhin der erste Ausgangsgatterteil für ein zweites Zeitintervall um den Umkehrzeitpunkt vom Anschalten zum Ausschalten des ersten und zweiten Eingangsgatterteils angeschaltet wird, sowie der zweite Ausgangsgatterteil für ein drittes Zeitintervall um den Umkehrzeitpunkt vom Anschal ten zum Ausschalten des dritten und vierten Eingangsgatter teils angeschaltet wird.

Gemäß der Erfindung ist in einem Empfänger einer bekannten SS-Nachrichtenverbindungsvorrichtung mit einem SAW-Konvolver der die Korrelationsverarbeitung bewirkende Teil mittels eines SAW-Konvolvers so weiterentwickelt, daß Einflüsse des Selbstfaltungssignals unterdrückt sind, das im SAW-Kon volver erzeugt wird.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung beson ders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in einem Blockschaltbild den Aufbau einer SS- Nachrichtenverbindungsvorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2A bis 2D in Zeitdiagrammen die Signale an den ver schiedenen Teilen der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung,

Fig. 3 die Wellenform des Korrelationsausgangssignals,

Fig. 4A bis 4G in Zeitdiagrammen die Signale an den ver schiedenen Teilen der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung, wenn ein Schmalfrequenzbandsignal N(t) in das Eingangssignal gemischt ist,

Fig. 5 in einem Blockschaltbild den Aufbau eines Kor relationsprozessors in Form eines Zweispur-SAW- Konvolvers,

Fig. 6A bis 6I in Zeitdiagrammen die Signale an den ver schiedenen Teilen der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung,

Fig. 7A und 7B in Blockschaltbildern den Aufbau eines Korrelationsprozessors mit einem bekannten SAW-Konvolver,

Fig. 8 die Draufsicht auf einen bekannten SAW-Konvolver, und

Fig. 9A bis 9E in Zeitdiagrammen die Signale an den ver schiedenen Teilen der in Fig. 7 dargestellten Vorrichtung.

Fig. 1 zeigt in einem Blockschaltbild den Aufbau des Empfangs teils einer SS-Nachrichtenverbindungsvorrichtung. In Fig. 1 sind mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 7A und 7B gleiche oder ähnliche Bauteile bezeichnet und ein Eingangsgatter 19, ein Ausgangsgatter 20 und ein Gattersynchronteil 21 darge stellt.

Die erfindungsgemäße Ausbildung unterscheidet sich von der bekannten Ausbildung in der folgenden Weise:

a) Es ist ein Eingangsgatter 19 jedem Eingang des SAW-Konvol vers vorgeschaltet,
b) das Ausgangssignal des SAW-Konvolvers wird über das Aus gangsgatter 20 herausgeführt,
c) ein Gattersynchronteil 21 ist dazu vorgesehen, den Zeit punkt der Erzeugung des PN-Codes des Bezugssignals R ₀ (t), den Zeitpunkt des Durchschaltens und Sperrens der Eingangs gatter 19 und den Zeitpunkt des Durchschaltens und Sperrens des Ausgangsgatters zu steuern.

Der Gattersynchronteil 21 steuert das Eingangssignal S ₀ (t) und das Bezugssignal R ₀ (t) sowie das Durchschalten und Sper ren der Eingangsgatter und das Durchschalten und Sperren des Ausgangsgatters zu Zeitpunkten, wie es in Fig. 2A bis 2D dargestellt ist, wobei die Gatterverzögerungszeit T so festgelegt ist, daß sie gleich der Periode des PN-Codes T _PN oder ein ganzzahliges Vielfaches von T _PN ist. Das wird im folgenden stillschweigend angenommen.

Fig. 2A zeigt das Eingangssignal, Fig. 2B zeigt das Aus gangssignal, Fig. 2C zeigt das Eingangsgattersteuersignal und Fig. 2D zeigt das Ausgangsgattersteuersignal.

In den Fig. 2A bis 2D ist mit T die Gatterverzögerungszeit bezeichnet, die durch die obige Gleichung (2) ausgedrückt wird. In den Zeitdiagrammen, die die Zeitpunkte der Steuerung des Eingangsgatters und des Ausgangsgatters zeigen, ist mit EIN der Zustand bezeichnet, in dem das Gatter offen ist (das Signal geht hindurch), während mit AUS der Zustand bezeichnet ist, in dem das Gatter geschlossen ist (das Signal wird gesperrt).

In den Fig. 2A bis 2D sind die folgenden zeitlichen Steuerungen dargestellt:

a) Der Anfang des PN-Codes des Eingangssignals, der Anfang des PN-Codes des Bezugssignals und der Zeitpunkt der Ände rung des geöffneten oder geschlossenen Zustands der Ein gangsgatter sind synchronisiert.
b) Die Eingangsgatter wiederholen das An- und Ausschalten mit einer Periode von 2T. Sie sind im geöffneten Zustand während der Hälfte dieser Zeit T und im geschlossenen Zu stand während der zweiten Hälfte in einer Periode.
c) Das Ausgangsgatter wiederholt gleichfalls das An- und Ausschalten mit einer Periode von 2T. Der offene Zustand des Ausgangsgatters ist so festgelegt, daß das Gatter nur während eines Zeitintervalls τ g um den Zeitpunkt herum offen ist, an dem der Zustand des Eingangsgatters sich vom geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand ändert.

Obwohl der Wert τ g nicht spezifisch festgelegt ist, ist es wünschenswert, einen Wert zu wählen, der in einem Be reich größer als die zeitliche Breite des Hauptkorrelations spitzenwertes des Korrelationsausgangssignals so klein wie möglich ist.

Die zeitliche Breite des Hauptkorrelationsspitzenwertes des Korrelationsausgangssignals ist in Fig. 3 mit t c dargestellt, wobei τ c gleich der Periode des Taktsignales für den PN-Codegenerator ist. Das heißt folglich, daß es wünschenswert ist, τ g so zu wählen, daß dieser Wert in einem Bereich τ g τ c bezüglich der Periode τ c des Taktsignals für den PN-Codegenerator so klein wie möglich ist.

Die Eingangsgatter 19 und das Ausgangsgatter 20 sind Gatter, die den Durchgang von HF-Signalen steuern, und können bei spielsweise unter Verwendung von Mischern oder analogen Schaltern verwirklicht werden.

Die Arbeitsweise des obigen Ausführungsbeispiels wird im folgenden beschrieben.

Zunächst wird der Grund dafür erläutert, warum die Korre lationsverarbeitung gemäß der Erfindung unter Verwendung des in Fig. 1 dargestellten Aufbaus bewirkt wird, und wird weiterhin die zeitliche Steuerung erläutert, die in den Fig. 2A bis 2D dargestellt ist.

Fig. 4 zeigt, daß es möglich ist, die Einflüsse des Selbst faltungssignals mittels der erfindungsgemäßen Ausbildung zu unterdrücken. Fig. 4A bis 4E zeigen die Änderung der Signale S(t), R(t), C _o (t) und C(t) an den verschiedenen Teilen der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung, wenn Schmal frequenzbandsignale N(t) in das Eingangssignal gemischt sind, wobei Fig. 4A den Zustand der Eingangsgatter zeigt,

Fig. 4B das Eingangssignal zeigt, wenn keine Schmalfre quenzbandsignale vorhanden sind, Fig. 4C das Bezugssignal zeigt, Fig. 4D ein Schmalfrequenzbandstörsignal zeigt, Fig. 4E das Korrelationsausgangssignal vor dem Durchgang durch das Ausgangsgatter zeigt, Fig. 4F den Zustand des Ausgangsgatters zeigt und Fig. 4G das Korrelationsausgangs signal nach dem Durchgang durch das Ausgangsgatter zeigt.

Aus der Darstellung des Korrelationsausgangssignals C _o (t) vor dem Durchgang durch das Ausgangsgätter, wie es in Fig. 4E dargestellt ist, ist ersichtlich, daß das Selbst faltungssignal infolge des Schmalfrequenzbandsignals N(t) allmählich nach dem Zeitpunkt ansteigt, an dem das Korre lationssignal am größten ist. Es ist weiterhin ersichtlich, daß das Selbstfaltungssignal nach Ablauf eines Zeitinter valls T/2 danach am größten ist und dann allmählich abnimmt, so daß es nach Ablauf eines Zeitintervalls von T wieder extrem klein wird und keinen Einfluß auf den Spitzenwert des folgenden Korrelationssignals hat. Es versteht sich somit, daß bei dem Korrelationsausgangssignal C _o (t) vor dem Durchgang durch das Ausgangsgatter, der Hauptspitzen wert des Korrelationssignals und das Selbstfaltungssignal zeitlich nahezu getrennt sind. Das ist ein wichtiger Unter schied gegenüber der Tatsache, daß bei dem bekannten Ver fahren gemäß Fig. 9A bis 9E das Korrelationssignal und das Selbstfaltungssignal gemischt vorhanden sind und mitein ander interferieren. Eine derartige zeitliche Trennung des Korrelationssignals und des Selbstfaltungssignals ergibt sich gemäß der Erfindung dadurch, daß die Eingangs gatter 19 vorgesehen sind, und die zeitliche Steuerung be wirkt wird, die in den Fig. 2A bis 2D dargestellt ist. Unter Verwendung der Gleichung (1) ergibt sich ohne weiteres, daß das Korrelationsausgangssignal C _o (t) unter Verwendung von zeitlich gebündelten Signalen S(t), R(t) und N(t) er halten wird, die in den Fig. 4B, 4C und 4D dargestellt sind. Um nur den Hauptspitzenwert des Korrelationssignals dem Korrelationsausgangssignal C _o (t) vor dem Durchgang durch das Ausgangsgatter zu entnehmen, ist das Ausgangs gatter 20 gemäß Fig. 1 vorgesehen, und wird die zeitliche Steuerung gemäß der Erfindung bewirkt, die in den Fig. 2A bis 2D dargestellt ist.

Das wird aus den Fig. 4A bis 4G deutlich. Der Grund dafür, daß es wünschenswert ist, die Gatterbreite τ g für das Ausgangsgatter so zu wählen, daß sie in einem Be reich über der zeitlichen Breite τ _c des Hauptkorrelations spitzenwertes so klein wie möglich ist, besteht darin, daß der Korrelationshauptspitzenwert entnommen werden soll und die Einflüsse des Selbstfaltungssignals verringert wer den sollen. Das ergibt sich deutlich aus Fig. 4A bis 4G. Das endgültige Korrelationsausgangssignal C(t) wird in die ser Weise erhalten. Ein Vergleich von C(t) in Fig. 4G mit C(t) in Fig. 9D und 9E ergibt, daß die Einflüsse des Selbst faltungssignals im Ergebnis gemäß der Erfindung verglichen mit dem bekannten Verfahren extrem klein sind. Durch eine Korrelationsverarbeitung gemäß der Erfindung ist es folglich möglich, das Selbstfaltungssignal zu unterdrücken, das im SAW-Konvolver erzeugt wird, so daß Fehler in der Übertra gung durch die SS-Nachrichtenverbindungsvorrichtung verrin gert werden können. Das ist das Arbeitsprinzip gemäß der Erfindung.

Wenn weiterhin eine Korrelationsverarbeitung gemäß der Erfindung bei einer SS-Nachrichtenverbindungsvorrichtung mit einem SAW-Konvolver verwandt wird, kann im Grunde der Aufbau des Senders der SS-Nachrichtenverbindungsvorrich tung identisch mit dem Aufbau sein, der in Verbindung mit dem bekannten Verfahren benutzt wird. Wenn jedoch ein üb licher Einspur-SAW-Konvolver benutzt wird, sollte der Signalaufbau wenigstens zwei Perioden des PN-Codes in einem Bit des Datensignals enthalten (bei dem bekannten Verfahren sollte der Signalaufbau wenigstens eine Periode des PN-Co des in einem Bit des Datensignals enthalten).

Der Grund dafür besteht darin, daß gemäß der Erfindung dann, wenn ein Einspur-Konvolver verwandt wird, wie es in Fig. 4A bis Fig. 4G dargestellt ist, die Periode des Korrelations ausgangssignals im Empfänger gleich dem Zweifachen 2T der Periode T des PN-Codes ist.

Wenn folglich ein PN-Code mit der gleichen Periode benutzt wird und darüber hinaus ein SAW-Konvolver mit der gleichen Charakteristik verwandt wird, dann wird bei einem Einspur- Konvolver die höchste Datenübertragungsgeschwindigkeit ge mäß der Erfindung halb so groß wie bei dem bekannten Ver fahren.

Gemäß der Erfindung ist es jedoch gleichfalls möglich, die höchste Datenübertragungsgeschwindigkeit zu realisieren, die auch bei dem bekannten Verfahren erhalten wird. Das ist in den Fig. 5 und 6A bis 6I dargestellt. Fig. 5 zeigt in einem Blockschaltbild den Aufbau der Empfangsstation, wobei gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 1 für gleiche oder ent sprechende Bauteile verwandt sind, und ein weiteres Eingangs gatter 19′, ein weiteres Ausgangsgatter 20′ und eine Addier schaltung 22 gezeigt sind.

Die Fig. 6A bis 6I zeigen in Zeitdiagrammen das An- und Ausschalten der verschiedenen Gatter sowie die Wellenform der Signale an den verschiedenen Teilen der in Fig. 5 darge stellten Schaltung, wobei Fig. 6A S₀(t) wiedergibt, Fig. 6B R₀(t) zeigt, Fig. 6C g₁(t) zeigt, Fig. 6D g₂(t) zeigt, Fig. 6E C₁(t) zeigt, Fig. 6F h₁(t) zeigt, Fig. 6G h₂(t) zeigt, Fig. 6H C₂(t) zeigt und Fig. 6I C(t) zeigt.

Die in Fig. 5 dargestellte Vorrichtung ist so aufgebaut, daß ein Zweispur-Konvolver vorgesehen ist (es können statt dessen auch zwei Konvolver verwandt werden), wobei das zeit liche An- und Ausschalten der Eingangs- und Ausgangsgatter so erfolgt, daß g ₁ (t) und g ₂ (t) sowie h ₁ (t) und h ₂ (t) um T gegeneinander verschoben sind. Wie es in den Fig. 6A bis 6I dargestellt ist, tritt in dieser Weise ein Korrelations ausgangssignal für jede Periode T des PN-Codes auf.

Wenn die Daten wiederhergestellt werden, und zwar ausgehend von dem Korrelationsausgangssignal, dann können die Daten zu Daten rückgebildet werden, deren zeitliche Breite, die einem Bit entspricht, größer als das Zeitintervall T ist. Wenn der Empfänger somit den in Fig. 5 dargestellten Aufbau hat, kann der Signalaufbau des übertragenen Signals derart sein, daß wenigstens eine Periode des PN-Codes in einem Bit des Datensignals enthalten ist. Es ist folglich möglich, die höchste Übertragungsgeschwindigkeit zu verwirklichen, die der Geschwindigkeit äquivalent ist, die nach dem bekannten Verfahren erzielbar ist.

Bei dem obigen Aufbau gemäß Fig. 1 und gemäß Fig. 5 wurde Wert auf eine klare Darstellung des Korrelationsverarbei tungsverfahrens unter Verwendung eines SAW-Konvolvers gelegt. Bei einem tatsächlichen Empfänger sind neben den in den Figu ren dargestellten Bauelementen eine Verstärkungsregelschal tung, ein Anfangssynchronisierteil und ein Code-Synchronisier teil notwendig. Weiterhin können ein PDI-Teil, ein Fehler korrekturteil usw. vorgesehen sein. Da diese Bauteile zur Erläuterung des Grundarbeitsprinzipes gemäß der Erfindung nicht notwendig sind, fehlen sie in Fig. 1 und 5. Die Art des benutzten SAW-Konvolvers zur Verwirklichung der vorlie genden Erfindung ist darüber hinaus nicht in bestimmter Weise beschränkt. Es kann ein monolithischer MIS-SAW-Konvolver mit ZnO-Si-Aufbau usw. oder ein SAW-Konvolver mit getrenntem Medium stattdessen verwandt werden. Es ist weiterhin auch möglich, einen elastischen SAW-Konvolver zu verwenden, bei dem das Substrat aus LiNbO₃ usw. besteht.

Die erfindungsgemäße Ausbildung kann nicht nur bei einer SS-Nachrichtenverbindungsvorrichtung mit einem SAW-Konvol ver sondern auch bei anderen Vorrichtungen angewandt werden, die SAW-Konvolver verwenden. Sie kann konkret auf Korrelato ren, Laser-Radar-Geräte, Bildverarbeitungsgeräte, Fourier- Transformationsgeräte usw. angewandt werden.

Wie es oben beschrieben wurde, ist es gemäß der Erfindung bei einer SS-Nachrichtenverbindungsvorrichtung mit einem SAW-Konvolver möglich, die Einflüsse des Selbstfaltungs signals zu unterdrücken, das im SAW-Konvolver erzeugt wird. Es ist daher möglich, den Störsignalpegel des Korrelations signals zu verringern, oder Einflüsse von Schmalfrequenzband störsignalen zu vermeiden. Das hat zur Folge, daß Fehler in der Übertragung mittels der SS-Nachrichtenverbindungsvorrich tung vermindert werden können.

Claims

1. Korrelationsprozessor mit einem Einspur-Oberflächen wellenkonvolver zum Bilden eines Korrelationsausgangssignals zwischen einem Eingangssignal und einem Bezugssignal, gekennzeichnet durch einen ersten und einen zweiten Eingangsgatterteil (19), die den jeweiligen Eingän gen des Konvolvers (10) vorgeschaltet sind und den Eingangs signalweg und den Bezugssignalweg jeweils steuern, einen Ausgangsgatterteil (20), der dem Ausgang des Konvolvers (10) nachgeschaltet ist und den Ausgangssignalweg steuert, und einen Gattersynchronisierteil (21), der die Gatter (19, 20) so steuert, daß der geöffnete oder geschlossene Zustand der Eingangsgatterteile (19) in jeweils bestimmten Zeitinter vallen umgekehrt wird und gleichzeitig der Ausgangsgatter teil (20) für ein zweites bestimmtes Zeitintervall um den Umkehrzeitpunkt vom angeschalteten zum ausgeschalteten Zu stand der Eingangsgatterteile (19) herum angeschaltet wird.

2. Korrelationsprozessor mit einem Zweispur-Oberflächen wellenkonvolver gekennzeichnet durch einen ersten und einen zweiten Eingangsgatterteil (19), die den Eingängen, die einer ersten Spur des Konvolvers (10) ent sprechen, jeweils vorgeschaltet sind und den Eingangssig nalweg und den Bezugssignalweg jeweils steuern, einen drit ten und einen vierten Eingangsgatterteil (19′), die den je weiligen Eingängen, die der zweiten Spur des Konvolvers (10) entsprechen, jeweils vorgeschaltet sind und den Eingangs signalweg und den Bezugssignalweg jeweils steuern, einen ersten Ausgangsgatterteil (20), der dem Ausgang nachgeschal tet ist, der der ersten Spur entspricht, einen zweiten Aus gangsgatterteil (20′), der dem Ausgang nachgeschaltet ist, der der zweiten Spur entspricht, und einen Gattersynchroni sierteil (21), der die Gatter (19, 19′ 20, 20′) so steuert, daß der geöffnete oder geschlossene Zustand des ersten und zweiten Eingangsgatterteils (19) in jeweils bestimmten Zeit intervallen umgekehrt wird, gleichzeitig der dritte und der vierte Eingangsgatterteil (19′) in einen Zustand für das bestimmte Zeitintervall gebracht wird, der dem Zustand des ersten und zweiten Eingangsgatterteils (19) entgegengesetzt ist, und der erste Ausgangsgatterteil (20) für ein zweites Zeitintervall um den Umkehrzeitpunkt vom Anschalten zum Aus schalten des ersten und zweiten Eingangsgatterteils (19) herum angeschaltet wird, während der zweite Ausgangsgatter teil (20′) für ein drittes Zeitintervall um den Umkehrzeit punkt vom angeschalteten in den ausgeschalteten Zustand des dritten und vierten Eingangsgatterteils (19′) angeschaltet wird.

3. Korrelationsprozessor nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet, durch eine Bezugssignalgenerator einrichtung mit einem PN-Codegenerator (2), die so angeord net ist, daß sie vom Gattersynchronisierteil (21) gesteuert wird.

4. Korrelationsprozessor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungs zeit in jedem Gatterteil so festgelegt ist, daß sie gleich der Periode des PN-Codes oder gleich einem ganzzahligen Viel fachen dieser Periode ist.

5. Korrelationsprozessor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bit des Datensignals im Eingangssignal wenigstens zwei Perioden des PN-Codes enthält.

6. Korrelationsprozessor nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (22) zum Bilden der Summe der Ausgangssignale des ersten und zweiten Ausgangsgatterteils (20, 20′) und eine Einrichtung (13) zum Wiederherstellen des Datensignals im Eingangssig nal, und zwar ausgehend vom Ausgangssignal der Einrichtung (22).