CN101548195A - 用于进行信号选择的方法和系统 - Google Patents

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CN101548195A CNA2007800402756A CN200780040275A CN101548195A CN 101548195 A CN101548195 A CN 101548195A CN A2007800402756 A CNA2007800402756 A CN A2007800402756A CN 200780040275 A CN200780040275 A CN 200780040275A CN 101548195 A CN101548195 A CN 101548195A
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Abstract

可以基于SOI的一个或多个内部或外部结构特征，从多个同信道信号中选择所关心的信号(SOI)，例如，基于通过先验已知的SOI的任何一个或更多内部或外部结构特征，自动地选择SOI。这样的内部结构特征的示例包括，但不仅限于，存在于SOI中的一个或更多发射的信号分量(例如，导频音、噪声抑制音等等)的数量、频率和/或绝对或相对信号强度(信噪比)；在SOI中不存在给定的频率的信号分量(即，在SOI内以给定的频率作为“哑点”存在)；SOI的信号强度与频率的图形，SOI的信号强度与时间域图形，瞬态特性，时间与频率图形等等。

Description

用于进行信号选择的方法和系统
技术领域
[001]本发明一般涉及信号接收，具体来说，涉及接收到的信号的选择。
背景技术
[002]当在相同频率范围内同时接收到两个或更多信号时，发生同信道信号干扰。例如，正在接收由两个或更多分开的发射器以相同频率同时发射的两个或更多信号的接收器可能会遇到同信道信号干扰。在这样的情况下，包含在干扰的同信道信号中的数据(例如，语音数据、文本数据等等)，在没有首先将给定信号与其他信号分离的情况下，不能被访问或对它们进行进一步的处理，以允许解调或其他进一步的信号处理。这种情况对于飞机上的接收器会经常发生，对于地面系统的接收器也会发生这种情况。甚至带有仔细计划的频率重复使用的信号(如无线电台)，由于非常长的视线，常常导致飞机上的接收器的同信道干扰。
[003]过去，波束形成和干扰消除技术用于同信道信号分离。在一个示例波束形成技术中，使用多个传感器来分离和复制在相同频率范围或频带内传输的同一类别的多个候选信号。这些候选信号包括所关心的信号和同信道干扰信号。在所关心的信号是声纳浮标信号的情况下，这些捕获的候选信号作为多个音频端口上的音频输出，以便操作员监视，或对操作员选择的所关心的信号进行进一步的音响处理。除需要操作员监视和选择所关心的信号之外，在非固定环境中，如飞机上的射束形成器平台，提取的信号有时可以彼此交换(简称为“端口交换”)，会产生操作员丢失正在被监视的选择的信号的不希望有的影响。当多个信号相对于收集传感器变为共线时，也会发生端口交换。这种现象导致对声纳浮标信号进行音响处理时出现干扰，并可能需要许多秒的额外的处理才能从干扰中恢复。
[004]使用了信号发射设备来在发射的信号内发射或与发射的信号相结合地发射数字编码的标识信息。虽然通过发射这样的标识信息使信号能被标识和分配给正确的端口，但是，会增大发射设备的复杂性，需要发射设备通过发射正确的格式的数字编码的信息来与通信网络兼容，并通过需要接收系统连续地分析来自每一个信号的信息并对其进行解码，从而会增大系统复杂性。
发明内容
[005]这里说明了可以实现为基于SOI的一个或多个内部和/或外部结构特征(例如，SOI内的信号强度与频率的关系)，选择所关心的信号(SOI)的方法和系统。这样的结构特征可以作为SOI的一部分发射(即，SOI的传输的内部或外部结构特征)，或者也可以作为接收到的信号的结构特征来呈现。在这方面，内部结构特征是在已解调信号内存在和可以识别的固有特征，而外部结构特征是在SOI的已调制信号内存在和可以识别的固有特征。如此，所说明的方法和系统可以在一个实施例中实现，以选择已调制形式的SOI，而在另一个实施例中，选择已解调的形式的SOI。不论是哪一种情况，优选情况下，在一个实施例中，可以实现所说明的系统和方法，以基于SOI的一个或多个内部和/或外部结构特征，而不是基于存在于SOI中的数字编码的信息和/或其他信息类型，选择SOI，例如，以便接收系统不必连续地分析和从每一个信号对信息进行解码，以选择SOI。
[006]在所说明的方法和系统的一个实施例中，可以基于已知的(在一个示范性实施例中，先验已知)给定的SOI的任何一个或更多内部或外部结构特征，自动地选择信号。在这方面，通过先验已知的给定信号的结构特征是具有在检查给定信号之前(或者无需检查给定信号)已知的特征的结构特征。
[007]内部或外部结构特征的示例包括，但不仅限于，存在于SOI中的一个或更多发射的信号分量(例如，导频音、噪声抑制音等等)的数量、频率和/或绝对或相对信号强度(信噪比))；在SOI中不存在给定的频率的信号分量(即，在SOI内以给定的频率作为“哑点(dead spot)”存在)；SOI的信号强度与频率的图形，SOI的信号强度与时间域图形，瞬态特性，时间与频率图形等等。在一个示范性实施例中，内部结构特征可以描述为频率标记，被检测到存在于SOI的已解调的消息中。在另一个示范性实施例中，可以向端口分配SOI(一旦基于一个或多个这样的内部结构特征，选择了它)，甚至在存在强恒定干扰信号和按键通话干扰信号的情况下，以及在存在其他端口交换原因(例如，功率级变化、运动等等)的情况下，可以省略或大大地减少端口交换。
[008]所说明的方法和系统可以用于在任何应用(在一个或多个其他信号之间提供SOI，例如，其中存在将要被分离两个或更多同信道信号的任何情况)选择SOI。这样的应用的一个示例是选择与相同频率范围或频带内的一个或多个其他信号(例如，干扰信号)一起接收到的SOI。可以用来实现所说明的方法和系统特定系统应用的示例包括，但不仅限于，相位阵天线(例如，电动的相位阵天线、宽频带宽的扫描角相位阵天线、宽频带多八度相位阵天线等等。)具有多个天线元件的任何其他类型的天线系统波束形成网络、微波移相器、雷达系统、ECM系统、空间通信系统、蜂窝式基站、测向系统、手提式无线电通信设备、单向或双向无线电通信系统等等。
[009]在一个示范性实施例中，可以实现所说明的方法和系统，以自动地选择传入的SOI(例如，从多个传入的信号(可以包括与SOI相结合的一个或多个干扰信号或其他信号)中)无需操作员进行干预，在SOI的信号的连续输出中没有干扰(例如，没有端口交换或SOI输出的连续性的其他中断)。可以进行此自动选择(例如，通过使用软件、硬件、固件或任何其组合)，以这里所描述的方式自动地测试传入的信号，以查看是否存在一个或更多结构特征。在一个示例中，SOI可以是由飞机天线和波束形成系统(例如，包括自适应滤波器(利用相同的主要调制，锁定RF信号)在相同频率范围或频带内与一个或多个RF干扰信号一起接收到的传入的RF信号(例如，从声纳浮标发射器)。波束形成系统可以被配置为自动地测试相同频率范围或频带内的传入的信号，以查找SOI的结构特征，如SOI的导频音分量。在这样的情况下，波束形成系统所面向的已知频率的平均频率bin幅度相对于其他频率的平均幅度来说，比较大(下文简称为“导频音比率”)，可以选择表现了最大的导频音比率的信号作为所关心的信号。一旦发现，可以由波束形成系统自动地选择SOI，以便输出，以便不会破坏波束形成系统输出的连续性。在另一个实施例中，可以在相同频率范围或频带内测试传入的信号，以便发现代表SOI中的相对来说弱的信号分量(例如，“哑点”)的SOI结构特征，在这种情况下，由波束形成系统所面向的已知频率的平均频率bin幅度可以相对于其他频率的平均幅度来说比较小，可以选择表现了最小的这样的死角比率的信号作为所关心的信号。
[0010]例如，在一种可能的实现方式中，传入的SOI可以是由部署在海洋上的声纳浮标发射的并且具有先验已知的信号结构的已调制的FM信号，但是，应该理解，可以实现所说明的方法和系统，以选择非FM调制的所关心的信号(例如，具有不同于FM调制的调制的信号)。声纳浮标发射SOI，以便让波束形成系统(例如，让飞机上的波束形成系统)收集，随后由音响处理系统进行分析，以便确定是否存在潜水艇及其他船舶或大型的目标。由声纳浮标发射的SOI可以包括具有比较大的导频音比率和可以由波束形成系统所面向的已知频率的一个或多个信号分量(例如，两个导频音)。SOI可以由波束形成系统与在相同频率范围或频带中接收到的其他RF信号(例如，海岸干扰信号)一起收集并由波束形成系统的干扰消除系统组件(例如，包括利用相同主要调制锁定RF信号的自适应滤波器)进行处理。干扰消除系统组件可以通过解调和测试多个RF信号，与其他候选RF信号(例如，包括一个或多个不希望有的干扰信号的信号)一起处理所需的SOI。干扰消除组件可以基于SOI的结构内存在一个或多个信号分量(例如，两个导频音)的情况，自动地选择所需的已解调的SOI，没有对音响处理系统的干扰，以便优选情况下，降低干扰信号(例如，海岸干扰信号)和有助于端口交换的环境因素的操作影响。
[0011]优选情况下，可以选择并输出SOI，而没有其他同信道信号(例如，干扰信号)。例如，在两个或更多无线电发射设备(例如，手持RF发射设备或“步话机”或其他类型的RF发射装置)被接通以同时并以相同的频率进行发射，则可以由接收设备选择只由其中一个设备发射的SOI，以便排除其他同信道发射的RF信号，以便只输出SOI，进行音频再现和/或分析，而不存在其他同信道发射的信号。
[0012]在一个方面，这里说明了从多个同信道信号中选择所关心的信号的方法，该方法包括：接收多个同信道信号，多个同信道信号包括所关心的信号，其中当接收到多个信号时，不知道多个信号中的哪一个是所关心的信号；以及，基于在所关心的信号中至少一个已知内部或外部结构特征的存在，从多个同信道信号中选择所关心的信号。
[0013]在另一个方面，这里说明了一种处理信号的方法，该方法包括：接收第一信号；以及确定至少一个已知内部或外部结构特征在该第一信号中是否存在。
[0014]在另一个方面，这里说明了一种自适应波束形成系统，包括干扰消除组件，干扰消除组件包括：具有已调制信号输入和计算出的复合滤波器权重输出的非实时权重计算组件；具有计算出的复合滤波器权重输入端和重新排列的复合滤波器权重输出端的信号特定的权重选择和权重重新排列组件，信号特定的权重选择和权重重新排列组件的计算出的复合滤波器权重输入端连接到非实时权重计算组件的计算出的复合滤波器权重输出端；以及实时权重应用组件，具有连接到非实时权重计算组件的已调制信号输入端的已调制信号输入端，连接到信号特定的权重选择和权重重新排列组件的重新排列的复合滤波器权重输出端的重新排列的复合滤波器权重输入端，以及已滤波的已调制信号输出端。
[0015]在另一个方面，这里说明了一种信号处理系统，包括被配置为接收第一信号的信号选择器；以及，确定至少一个已知内部或外部结构特征在该第一信号中是否存在。
附图说明
[0016]图1是根据所说明的方法和系统的一个实施例的波束形成系统的方框图。
[0017]图2是根据所说明的方法和系统的一个实施例的波束形成系统的方框图。
[0018]图3是根据所说明的方法和系统的一个实施例可以实现的方法的流程图。
[0019]图4是根据所说明的方法和系统的一个实施例的所关心的信号的信号强度比频率的简化例图。
[0020]图5是根据所说明的方法和系统的一个实施例的所关心的信号的信号强度比频率的简化例图。
具体实施方式
[0021]图1是在此实施例中以波束形成系统110的形式提供的信号选择器的简化方框图。如图1所示，波束形成系统110连接到以空间天线阵100(由N个天线元件102a到102n构成)的形式存在的信号源。如图所示，天线阵100的多个天线元件102a到102n连接到波束形成系统110的对应的N个输入信道104。在此实施例中，N个接收到的输入信道104(每一个输入信道都包含同信道信号)可以包括已调制的SOI(例如，由部署在海洋上的声纳浮标发射的FM或其他调制类型的已调制信号或其他所关心的已调制信号)和若干个同信道干扰信号。波束形成系统110的功能是分离并在输出信道116a到116n上分别地输出最多N个同信道信号。可以使用硬件(例如，CPU、微处理器、数字信号处理器(DSP)、易失性和/或非易失性存储器等等)和软件、固件的任何组合或其适用于执行在别处所描述的波束形成系统110的一个或多个功能的组合，来实现波束形成系统110的组件。
[0022]虽然在图1的实施例中空间天线阵是作为信号源提供的，但是，应该理解，在其他实施例中，信号源也可以是与相同频率范围或频带的一个或多个其他信号(例如，干扰信号)相结合的SOI的任何其他空间或非空间源，包括任何其他类型的相位阵天线系统或具有多个天线元件的任何其他类型的天线系统。另外，虽然图1显示了以波束形成系统的形式存在的信号选择器，但是，应该理解，也可以实现适用于根据解调形式的给定信号的至少一个内部结构特征接收、解调和选择信号的任何其他信号选择器配置。还应该理解，可以实现信号选择器，以根据具有已调制形式的给定信号的至少一个外部结构特征，接收和选择信号，即，不需要解调。此外，所说明的方法和系统可以利用被配置为接收适合于通过各种介质类型，包括，但不限于，气态介质(例如空气)、固体介质(例如，地球、织物)、真空等等，的任何频率范围或频带的信号的任何设备和/或系统来实现。
[0023]可以利用所说明的方法和系统实现的设备和系统的类型的例子包括，但不局限于，相控阵射频(RF)天线或射束形成器、声纳阵列(用于发射/接收声信号)、超声波排列(用于医学和缺陷解析成像目的的超声波信号)、雷达排列(例如，用于双静电和单静电雷达)、可移动和陆上电信设备、地震阵列等等。可以利用所说明的方法和系统实现的相控阵RF天线的具体类型的例子包括，但不局限于，窄频带相位阵天线、宽频带相位阵天线等等。在一个实施例中，所说明的方法和系统可以以其中可以使用相位阵天线任何RF频率(例如，HF频带、KA频带、M频带等等)来实现。在另一个示范性实施例中，所说明的方法和系统可以用于进行监视(例如，空中、基于船上、基于太空、基于潜艇等等)，包括，但不限于，作为战术侦察系统的一部分。
[0024]仍请参看图1，波束形成系统110是自适应波束形成系统，包括以非实时权重计算组件120、信号特定的权重选择和权重重新排列组件140，以及实时权重应用组件130的形式存在的干扰消除组件。如图1所示，非实时权重计算组件120和实时权重应用组件130中的每一个接收由包括SOI的同信道信号组成的N个输入信道104。
[0025]权重计算组件120非实时地进行操作，至少部分地基于N个实时接收到的输入信道104，计算N个计算出的复合滤波器权重(WCALC)112，并且在一个示范性实施例中，计算时与可以提供的N个以前计算出的复合权重(WOLD)相结合，例如，自开始以来的所有权重计算，或来自相同频率范围或频带中的以前的运算(例如，来自以前的权重计算(WCALC 112))，虽然在其他实施例中使用以前计算出的复合权重进行计算不是必需的。在权重计算组件120的单一输出端口1到N上输出N个计算出的复合滤波器权重(Wcalc)112中的每一个，作为用于与N个信道104相乘，以调整N信道104中的每一个的幅度和相位，以便通过最大化一个信号的响应，通过在这些不需要的信号的方向创建零，最小化其余的信号的响应，优化波束形成系统110的输出。在这方面，可以在权重计算组件120中计算复合滤波器权重，以对于诸如源和/或接收器相对运动、环境条件等等之类的变量，自适应地进行校正。可以在所说明的方法和系统的实施中实现的合适的波束形成算法的示例包括，但不仅限于，多目标最小二乘恒模算法(MT LSCMA)。有关波束形成算法和适应性滤波技术的更进一步的信息可以在Van Veen和Buckley所著的＂Beamforming：A Versatile Approach to Spatial Filtering″′，IEEEASSP Magazine，April 1988，pages 4-24，以及在Joshi，Dietrich和Stutzman所著的＂Adaptive Beamforming Measurements UsingFour-element Portable and Mobile Arrays＂，IEEE Transactions onAntennas and Propagation，Volume 53，Issue 12，December 2005，pages 4065-4072中进行了描述，这两篇文章都以引用的方式并入本文中。
[0026]如图1中所进一步显示的，权重计算组件120将其相应的输出端口1到N上的每一个计算出的复合滤波器权重(WCALC)112提供到信号特定的权重选择和权重重新排列组件140，后者如这里进一步描述的，选择并重新排列计算出的复合滤波器权重(WCALC)112的输出端口。然后，信号特定的权重选择和权重重新排列组件140将计算出的复合滤波器权重(WCALC)112作为重新排列的复合滤波器权重(WARRANGED)114提供到实时权重应用组件130，以便与N个信道104相乘，以在波束形成系统110的N个输出端口(BF)116a到116n产生N个输出信号，以便自动地选择SOI，并在所需的端口(例如，116a)上输出，无需操作员干预。正如这里所进一步描述的，信号特定的权重选择和权重重新排列组件140被配置为基于SOI的一个或多个内部结构特征，选择和重新排列计算出的复合滤波器权重(WCALC)112的原始输出端口序列，变为复合滤波器权重(WARRANGED)114的重新排序的输出端口序列，以便权重应用组件130使用复合滤波器权重(WARRANGED)114以在特定波束形成系统输出端口(例如，116a)上始终作为输出信号提供SOI。
[0027]如图所示，可以通过此示范性实施例的波束形成输出端口(BF)116a到116n向处理系统150提供最多N个单独的同信道信号，以便进行进一步的处理(例如，对声纳浮标SOI的音响处理)。在所显示的实施例中，在波束形成输出端口116a提供SOI。然而，应该理解，这样的进一步处理是可选的，可以输出选择的SOI，可选地，输出一个或多个其他信号，以便用于任何合适的用途，无需进一步的处理，例如，保存到易失性或非易失性存储器的SOI，作为音频信号输出，以便让操作员收听，用图像或图形形式显示(例如，超声波成像显示，显示在示波器等等上)。此外，波束形成系统在一个以上的波束形成系统输出端口提供输出信号不是必需的，例如，波束形成系统110可以只在单一输出端口116a上提供SOI，而不必在输出端口116b到116n(和/或，它们甚至不必存在)上提供其他输出信号。
[0028]图2是显示了非实时权重计算组件120的组件的波束形成系统110的简化方框图，它们可以根据所说明的方法和系统的一个示范性实施例进行配置。如图2所示，N个信道104是作为非实时权重计算组件120的输入端104a到104n提供的，其中使用权重计算处理组件210并基于N个对应于输入信号端口104a到104n中的每一个的并且由误差计算组件230以如下面所描述的方式所提供的误差项(E)224，为每一个端口计算复合滤波器权重。在所显示的典型的情况下，权重计算处理组件210使用包含给定信号的1024复式样品的数据块(例如，每秒钟以320,000复式样品进行采样)，但是应该理解，也可以使用任何其他合适的较大的或较小的数据块和/或采样速率。如前所述，N个接收到的同信道信号可以包括已调制的SOI，和在输入信号端口104a到104n接收到的(N-1)个同信道干扰信号。
[0029]由权重计算处理组件210计算对应于输入信号端口104a到104n的同信道信号的N个计算出的权重(WCALC)，并提供到如图所示的权重端口112a到112n上的非实时权重应用组件220和信号特定的权重选择和权重重新排列组件140。在此实施例中，提供了非实时权重应用组件220，以执行将输入信号端口104a到104n乘以计算出的权重(WCALC)112a到112n，以便在N个非实时波束成形输出数据端口(NBF)222a到222n产生N个非实时输出信号，每一个信号都对应于输入信号端口104a到104n的N个同信道信号中的一个，并提供到误差计算组件230和信号特定的权重选择和权重重新排列组件140。基于非实时波束成形输出数据端口(NBF)222a到222n的输出信号，误差计算组件230通过将非实时波束成形输出数据与所需的基准信号进行比较，来计算N个误差项(E)224a到224n。每一个误差项(E)224a到224n都对应于输入信号端口104a到104n的N个同信道信号中的一个，并提供回权重计算处理组件210，以便计算下一组计算出的权重(WCALC)112。
[0030]仍请参看图2，信号特定的权重选择和权重重新排列组件140接收计算出的权重(WCALC)112a到112n，每一个对应于N个同信道信号中的给定的一个。如图所示，信号特定的权重选择和权重重新排列组件140还接收非实时射束形成器输出(NBF)信号222a到222n，每一个对应于来自信号环境的最多N个同信道信号中的给定一个。如此，每一个计算出的权重(WCALC)112a到112n还分别对应于非实时射束形成器输出(NBF)信号222a到222n中的给定一个。
[0031]正如这里所进一步描述的，信号特定的权重选择和权重重新排列组件140测试非实时射束形成器输出(NBF)信号222a到222n中的每一个，以便发现先验已知的一个或更多内部结构特征是否存在于SOI中。在此示范性实施例中，信号特定的权重选择和权重重新排列组件140测试非实时射束形成器输出(NBF)信号222a到222n中的每一个，以便发现先验已知的两个导频音是否存在于SOI中。一旦由信号特定的权重选择和权重重新排列组件140标识和选择了具有两个导频音的特定的非实时射束形成器输出(NBF)信号222(即，信号222a到222n中的一个)，则还标识和选择了对应于选择的非实时射束形成器输出(NBF)信号222(即，计算出的权重(WCALC)112a到112n中的一个)的给定计算出的权重(WCALC)112。然后，信号特定的权重选择和权重重新排列组件140根据需要重新排列计算出的权重(WCALC)112的顺序，以便对应于SOI的选择的计算出的权重(WCALC)112始终被相同输出端口114上(即，在此显示的示范性实施例中，始终在输出端口114a上)的信号特定的权重选择和权重重新排列组件140输出到实时权重应用组件130。
[0032]如图2所示，实时权重应用组件130向输入信道104a到104n应用重新排列的复合滤波器权重(WARRANGED)114a到114n，以分别产生波束形成系统110的N个输出端口(BF)116a到116n的对应的N个输出信号。在此示范性实施例中，实时权重应用组件130的输出端口(BF)的信号始终是SOI，因为重新排列的复合滤波器权重(WARRANGED)114a始终被选定是对应于SOI的计算出的复合滤波器权重(WCALC)112，甚至在那些当计算出的权重(WCALC)112a不对应于SOI(由于端口交换影响或非实时权重计算组件120内的任意算法初始化)的时间。
[0033]应该理解，图1和2的所显示的逻辑组件只是示范性的，可以使用硬件、软件和/或固件的适合于执行这里所描述的其任务的任何组合来执行这些组件的任务。
[0034]图3是显示了可以在一个示范性实施例中实现的(例如，通过信号特定的权重选择和权重重新排列组件140)方法300的流程图，以选择对应于SOI(在此示例中，包括以SOI内的已知频率的两个导频音的形式存在的两个发射的内部结构特征)的计算出的权重(WCALC)112。在此示例中，两个导频音作为SOI中的相对来说比较强的信号分量存在，否则具有存在于其频谱的其他部分的相对较小的能量(或平均能量)，如为图4中的SOI 400所显示的。如图3所示，方法300还重新排列计算出的权重(WCALC)112a到112n，以便在信号特定的权重选择和权重重新排列组件140的同一个端口，例如，第一端口或端口114a上始终输出对应于SOI的选择的计算出的权重。
[0035]正如所进一步详细描述的，可以通过将围绕两个导频音的已知频率的预先定义的(例如，窄的)频率范围中发现的光谱能量相加来实现方法300，以测试SOI。因为SOI否则在其频谱的其他部分具有相对来说较小的能量存在，在一个示范性实施例中可以使用多个同信道干扰信号的光谱能量比率(即，导频音比率)的比较，来从多个同信道干扰信号中标识SOI，即，与其他同信道信号相比，预计SOI的相加的光谱能量与信号中的其余能量的平均值的比率最高。在标识与给定同信道信号关联的最高光谱能量比率时，给定同信道信号被标识为SOI，对应的计算出的权重(WCALC)112被放置在指定的输出端口(例如，114a)上。
[0036]如图3所示，在端口222a到222n上(例如，由信号特定的权重选择和权重重新排列组件140)作为未解调的信号(例如，FM调制信号)接收非实时射束形成器输出(NBF)信号222，在步骤302中，对这些信号分别进行解调(例如，作为包含1024个样本或其他合适的样本数目的数据块)，以产生分别对应于非实时射束形成器输出(NBF)信号222a到222n的对应的N个波束成形的已解调的(BFD)信号330a到330n。在步骤304中，对每一个波束成形的已解调的(BFD)信号330，例如，通过使用每一个端口上的1024FFT(实的)处理，使用3或4条件窗口(term window)，执行快速傅里叶变换(FFT)处理。将所产生的复合FFT bin转换为mag2或10log(mag2)，将对应于N个波束成形的已解调的(BFD)信号330的每一个频谱bin的FFT数据332a到332n提供到活动计算步骤306、308和310，如图所示。应该理解，SOI可以是在所说明的方法和系统的实施中解调的任何类型的已调制信号，例如，已调制的AM或FM信号，或者，如果正在利用的特点在于未解调的信号，则可以跳过解调步骤302。
[0037]仍请参看图3，在步骤306中计算后台活动，以产生分别对应于非实时射束形成器输出(NBF)信号222a到222n的后台活动(BKG)334a到334n的测量值。在这方面，可以通过求每一个相应的端口的FFT数据332a到332n的FFT bin的平均值，计算每一个信号的后台活动(BKG)334。类似地，在步骤308中，可以通过求每一个相应的端口的FFT数据332a到332n的FFTbin的平均值，计算每一个信号的第一导频音活动(PT1)数据信号336，在步骤310中，可以通过求每一个相应的端口的FFT数据332a到332n的FFT bin的平均值，计算每一个信号的第二导频音活动(PT2)数据信号336。步骤306到310的示范性bin数量假设使用320,000样本每秒钟的采样速率，但是，应该理解，可以对于其他采样速率，调整bin数量。
[0038]接下来，在步骤312和314中，使用对应于每一个相应的端口的后台活动(BKG)数据信号334、第一导频音(PT1)数据信号336和第二导频音(PT2)数据信号338，为第一和第二导频音计算对应于N个非实时射束形成器输出(NBF)信号222a到222n中的每一个的导频音与后台活动比率。在这方面，通过计算对应于每一个非实时射束形成器输出(NBF)信号222a到222n的每一个第一导频音活动(PT1)数据信号336a到336n与相应的后台活动(BKG)数据信号334a到334n的比率，在步骤312中，计算对应于每一个非实时射束形成器输出(NBF)信号222a到222n的第一导频音与后台活动比率(PT1_BKG)340a到340n。类似地，通过计算对应于每一个非实时射束形成器输出(NBF)信号222a到222n的每一个第二导频音活动(PT2)数据信号338a到338n与相应的后台活动(BKG)数据信号334a到334n的比率，在步骤314中，计算对应于每一个非实时射束形成器输出(NBF)信号222a到222n的第二导频音与后台活动比率(PT2_BKG)342a到342n。
[0039]在步骤316中，通过求对应于每一个相应的端口的第一导频音与后台活动比率(PT1_BKG)340和第二导频音与后台活动比率(PT2_BKG)342的平均值，计算对应于N个非实时射束形成器输出(NBF)信号222a到222n中的每一个的导频音与后台活动比率(PT_BKG)344的平均值。在这方面，通过求每一个第一导频音与后台活动比率(PT1_BKG)340a到340n和对应的相应的第二导频音与后台活动比率(PT2_BKG)342a到342n的平均值，在步骤316中计算对应于每一个非实时射束形成器输出(NBF)信号222a到222n的平均导频音与后台活动比率(PT_BKG)344a到344n。
[0040]在步骤318中，标识最大的平均导频音与后台活动比率(PT_BKG)344(即，在步骤316中计算出的平均导频音与后台活动比率344a到344n的最大的值，然后，选择对应于此最大的平均导频音与后台活动比率(PT_BKG)344的计算出的复合滤波器权重(WCALC)112，并移动到指定的对应于SOI的端口(例如，在此示范性实施例中，端口1)。可以可选地将最初分配给指定端口的计算出的复合滤波器权重(WCALC)112移动到端口(从其中移动了对应于此最大的平均导频音与后台活动比率(PT_BKG)344的计算出的复合滤波器权重(WCALC)112)，或者，也可以以任何其他所需的方式重新安置到另一个端口。如果对应于此最大的平均导频音与后台活动比率(PT_BKG)344的计算出的复合滤波器权重(Wcalc)112已经分配给为SOI指定的端口，则不移动它。如图3所示，然后，例如，由信号特定的权重选择和权重重新排列组件140将重新排列的复合滤波器权重(WARRANGED)114输出到图1和2的实时权重应用组件130。可以可选地通过反复重复图3的步骤重新排列计算出的权重(WCALC)112a到112n，完成对应于SOI的计算出的权重(WCALC)112的自动和动态选择，以便根据需要，使用自动和连续的端口重新分配，始终在相同端口上输出对应于SOI的选定计算出的权重，以在为SOI指定的端口上维持对应于SOI的计算出的权重(WCALC)112。
[0041]虽然图3显示了在步骤318中为所有端口输出的所有重新排列的复合滤波器权重(WARRANGED)114，也可以只输出选择的端口的子集的重新排列的复合滤波器权重(WARRANGED)114，其余的计算出的复合滤波器权重(WCALC)112被丢弃。在一个示例中，可以只输出对应于为SOI指定的端口的重新排列的复合滤波器权重(WARRANGED)114。
[0042]应该理解，参考图3所显示和描述的特定方法只是示范性的，可以使用适合于基于SOI的一个或多个内部结构特征来选择所关心的信号(SOI)的任何其他方法，例如，包括用于不同于导频音的内部或外部结构特征来选择所关心的信号(SOI)的方法。对于图3的示范性实施例，应该理解，图3的步骤可以以适合于基于两个导频音来选择所关心的信号(SOI)的任何其他顺序来执行。也可以利用较少的额外的和/或替代步骤来实现图3的方法。例如，在一个可能的备选实施例中，可以实现所说明的方法，以选择对应于一个以上的SOI(例如，每一个包括已知频率的一个或多个导频音)的计算出的权重(Wcalc)112，并重新排列计算出的权重(Wcalc)112a到112n，以便在相同输出端口(BF)(例如，相应的第一和第二SOI的第一和第二端口116a和116b)上始终输出对应于相应的多个SOI的选择的计算出的权重。在另一个示范性实施例中，可以标识在任何给定时间向其输出对应于SOI的计算出的权重(WCALC)112的输出端口(BF)116的的数量，而不是重新排列向其输出对应于SOI的计算出的权重(WCALC)112的端口。在这样的实施例中，可以根据需要切换特定输出端口(BF)116a到116n，以便进行输出或分析，以遵循向其输出对应于SOI的计算出的权重(WCALC)112的特定端口编号。
[0043]此外，还应该理解，可以实现类似的方法，以基于SOI的其他类型的内部或外部结构特征，选择SOI。例如，可以将SOI内的哑点的已知频率周围的预先定义的(例如，窄的)频率范围中发现的光谱能量相加，并进行光谱能量比率的比较，以从多个同信道干扰信号中标识SOI，即，在此情况下，与其他同信道信号相比，预计SOI的相加的光谱能量与信号中的其余能量的平均值的比率最低。图5显示了SOI中的两个这样的哑点，作为SOI 500中的相对来说弱的信号分量存在，否则在其频谱的其他部分具有相对来说较大的能量存在。
[0044]虽然可以对本发明进行各种修改，并采用各种代替方式，但是，具体实施例是作为示例显示和描述的。然而，应该理解，本发明不限于所说明的具体形式。相反，本发明将涵盖在如所附的权利要求所定义的本发明的精神和范围内的所有修改、等效的内容，以及替代方案。此外，可以以不同组合和/或独立地使用所说明的方法和系统的不同的方面。
如此，本发明不仅局限于这里所显示的那些组合，而是可以包括其他组合。

Claims (28)

1.一种用于从多个同信道信号中选择所关心的信号的方法，包括：
接收多个同信道信号，所述多个同信道信号包括所关心的信号，其中当接收到所述多个信号时，不知道所述多个信号中的哪一个是所述所关心的信号；以及
基于在所述所关心的信号中至少一个已知内部或外部结构特征的存在，从所述多个同信道信号中选择所述所关心的信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中以调制的形式接收所述多个同信道信号，并且其中所述方法进一步包括基于在所述所关心的信号中至少一个已知外部结构特征的存在，从所述多个同信道信号中选择所述已调制的所关心的信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其中以调制形式接收所述多个同信道信号；并且其中所述方法进一步包括：
对所述多个已调制信号进行解调，以形成包括具有已解调形式的所述所关心的信号的多个已解调信号；以及
基于在具有已解调形式的所述所关心的信号中至少一个已知内部结构特征的存在，从所述多个同信道信号中选择所述已调制所关心的信号。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述多个已调制同信道信号包括射频(RF)信号；并且其中所述至少一个已知内部结构特征包括所述所关心的信号中的信号强度与频率的已知关系。
5.根据权利要求3所述的方法，其中所述多个已调制同信道信号包括射频(RF)信号；并且其中所述至少一个已知内部结构特征包括导频音。
6.根据权利要求3所述的方法，其中所述多个已调制同信道信号包括射频(RF)信号；并且其中所述方法还包括：
提供具有连接到空间天线阵的输入的波束形成系统；
在所述空间天线阵中接收所述多个已调制同信道信号；
将所述多个从所述空间天线接收到的已调制同信道信号提供到所述波束形成系统的所述输入端；
在所述波束形成系统内执行所述解调并选择所述已调制所关心的信号的所述步骤；以及
在所述波束形成系统的输出端提供所述选择的已调制所关心的信号。
7.根据权利要求6所述的方法，其中选择所述所关心的信号的所述步骤包括：
基于所述接收到的多个已调制同信道信号，计算多个复合滤波器权重，所述多个所述复合滤波器权重中的每一个对应于所述多个接收到的已调制同信道信号中的一个；
基于在具有已解调形式的所述所关心的信号中至少一个已知内部结构特征的存在，选择所述多个复合滤波器权重中的对应于所述已调制所关心的信号的第一个复合滤波器权重；以及
将所述多个复合滤波器权重中所述选择的第一个复合滤波器权重乘以所述多个已调制同信道信号，以产生具有已滤波形式的所述已调制所关心的信号。
8.根据权利要求1所述的方法，其中作为所述所关心的信号的一部分，传输所述所关心的信号的所述内部或外部结构特征；并且其中所述方法进一步包括基于在所述所关心的信号中所述至少一个已知传输的内部或外部结构特征的存在，从所述多个同信道信号中选择所述所关心的信号。
9.一种处理信号的方法，包括：
接收第一信号；以及
确定在所述第一信号中是否存在至少一个已知内部或外部结构特征。
10.根据权利要求9所述的方法，其中以未调制的形式接收所述信号，并且其中所述方法进一步包括确定在所述已解调的第一信号中是否存在至少一个已知外部结构特征。
11.根据权利要求9所述的方法，其中以调制形式接收所述信号，并且其中所述方法进一步包括：
对所述已调制的第一信号进行解调，以形成已解调的第一信号；以及
确定在所述已解调的第一信号中是否存在至少一个已知内部结构特征。
12.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：
接收多个已调制的同信道信号，所述多个已调制的同信道信号包括所述已调制的第一信号；
对所述多个同信道信号中的每一个信号进行解调，以形成包括所述已解调的第一信号的多个已解调信号；
对所述多个已解调的同信道信号中的每一个信号进行处理，以确定在所述已解调的第一信号中是否存在所述至少一个已知内部结构特征。
13.根据权利要求12所述的方法，其中当接收到所述多个已调制信号时不知道所述多个已调制信号中的哪一个是所述已调制的第一信号；并且进一步包括，基于已确定在所述已解调的第一信号中存在所述至少一个已知内部结构特征，从所述多个已解调信号中选择所述已解调的第一信号。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述已调制的第一信号包括射频(RF)信号。
15.根据权利要求13所述的方法，进一步包括基于所述接收到的多个已调制同信道信号，计算多个复合滤波器权重，所述多个所述复合滤波器权重中的每一个对应于所述多个接收到的已调制同信道信号中的一个；选择所述多个复合滤波器权重中的对应于所述选择的已解调的第一信号的第一个复合滤波器权重；以及将所述多个复合滤波器权重中所述选择的第一个复合滤波器权重乘以所述多个已调制同信道信号，以产生具有已滤波形式的所述已调制第一信号。
16.根据权利要求11所述的方法，其中所述至少一个已知内部结构特征包括所述已解调的第一信号中的信号强度与频率的已知关系。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述至少一个已知内部结构特征包括导频音。
18.根据权利要求9所述的方法，其中所述所关心的信号的所述内部或外部结构特征是作为所述所关心的信号的一部分传输的；并且其中，所述方法进一步包括确定在所述第一信号中是否存在所述至少一个已知传输的内部或外部结构特征。
19.一种自适应波束形成系统，包括干扰消除组件，所述干扰消除组件包括：
非实时权重计算组件，具有已调制信号输入端和计算出的复合滤波器权重输出端；
信号特定的权重选择和权重重新排列组件，具有计算出的复合滤波器权重输入端和重新排列的复合滤波器权重输出端，所述信号特定的权重选择和权重重新排列组件的所述计算出的复合滤波器权重输入端连接到所述非实时权重计算组件的所述计算出的复合滤波器权重输出端；以及
实时权重应用组件，具有连接到所述非实时权重计算组件的所述已调制信号输入端的已调制信号输入端，连接到所述信号特定的权重选择和权重重新排列组件的所述重新排列的复合滤波器权重输出端的重新排列的复合滤波器权重输入端，以及已滤波的已调制信号输出端。
20.一种信号处理系统，包括信号选择器，被配置为接收第一信号；以及确定在所述第一信号中是否存在至少一个已知内部或外部结构特征。
21.根据权利要求20所述的系统，其中所述信号选择器进一步被配置为接收具有已调制形式的第一信号；以及确定至少一个已知外部结构特征在所述已调制第一信号中是否存在。
22.根据权利要求21所述的系统，其中所述信号选择器进一步被配置为接收具有已调制形式的第一信号；对所述已调制的第一信号进行解调，以形成已解调的第一信号；以及确定在所述已解调的第一信号中是否存在至少一个已知内部结构特征。
23.根据权利要求22所述的系统，其中所述信号选择器进一步被配置为接收多个已调制的同信道信号，所述多个已调制的同信道信号包括所述已调制的第一信号；对所述多个同信道信号中的每一个信号进行解调，以形成包括所述已解调的第一信号的多个已解调信号；以及对所述多个已解调的同信道信号中的每一个信号进行处理，以确定在所述已解调的第一信号中是否存在所述至少一个已知内部结构特征。
24.根据权利要求23所述的系统，其中所述信号选择器进一步被配置为：
基于所述接收到的多个已调制同信道信号，计算多个复合滤波器权重，所述多个所述复合滤波器权重中的每一个对应于所述多个接收到的已调制同信道信号中的一个；以及
基于在所述已解调第一信号中至少一个已知内部结构特征的存在，选择所述多个复合滤波器权重中的对应于所述已解调的第一信号的第一个复合滤波器权重；以及
将所述多个复合滤波器权重中所述选择的第一个复合滤波器权重乘以所述多个已调制同信道信号，以产生具有已滤波形式的所述已调制所关心的信号。
25.根据权利要求22所述的系统，其中所述至少一个已知内部结构特征包括所述已解调的第一信号中的信号强度与频率的已知关系。
26.根据权利要求22所述的系统，其中所述至少一个已知内部结构特征包括导频音。
27.根据权利要求22所述的系统，其中所述第一信号包括射频(RF)信号。
28.根据权利要求20所述的系统，包括信号选择器，被配置为确定作为所述第一信号的一部分传输的至少一个已知内部或外部结构特征是否存在。
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