CN101689881B - 检测扩展频谱信号的存在 - Google Patents

Abstract

本发明涉及检测扩展频谱信号的存在。在接收器(10)中通过以下步骤来检测给定频率范围内扩展频谱信号的存在：接收信号；针对测量频率(ω₀)确定指示信号；以及将该指示信号用作存在具有与所述测量频率(ω₀)相等的载波频率(ω_c)的扩展频谱信号的指示。通过将接收到的信号与具有所述测量频率(ω₀)的振荡器信号进行混频来提供同相信号(B)和正交信号(C)；对这些信号中的至少一个进行相移；生成和信号(E)跟差信号(F)：以及将该和信号乘以该差信号并进行低通滤波。这样，就提供了一种在给定频率范围内检测扩展频谱信号的存在的方法和电路，其在被用于低成本认知无线电方面较简单且足够快。

Description

检测扩展频谱信号的存在

技术领域

本发明涉及在针对射频信号的接收器中检测给定频率范围的扩展频谱信号的存在。

背景技术

认知无线电(cognitive radio)是近来备受关注的新领域。人们已经认识到，射频频谱的某些部分并没有被最好地利用。部署频带而使用的服务不能使用(如美国的TV频率)，或者服务在地理上非常集中或仅可在一天的特定部分使用。频谱监管机构(regulator)正寻求能够更有效使用频谱的更自由的分配策略，即，允许不同用户共享频谱的机制。这种探索的首先结果之一是已经在美国占主导的、2002年2月由FCC提出的超宽频带(UWB)。未经许可的UWB装置被允许在严格的发射功率限制下工作在3到10GHz的频带中。

“窃取(steal)”未用频谱的无线电装置必须是智能的，以检测频带中的活动性(activity)，并且在该频谱被主要用户(primary user)使用的情况下放弃(back off)。在欧洲占主导的UWB需要检测与回避(Detect And Avoid，DAA)技术，即，检测任何主要用户并且回避与该用户在频域中的任何交叠。因此，UWB无线电是针对商业应用的在用的第一认知无线电。

对于认知无线电来讲非常重要的是其检测频带是否在用的能力。

检查频谱占用率的最直接方式是测量频带的能含量(energy content)。在不存在任何信号的情况下，将仅测量到噪声功率。对于存在信号的情况来说，测得的功率是信号功率与噪声功率的叠加。

当前工业方面的研究焦点在于检测WiMAX信号。WiMAX工作在作为分配给UWB的频谱的一部分的3.5GHz频带内。WiMAX基于OFDM信号并且需要真正高于0dB的信噪比。对于WiMAX来说检测机制看起来是可行的。

然而，像UMTS/WCDMA这样的高级系统基于其中信号可能湮没(buried)在噪声中的扩展频谱。WCDMA接收器与扩频信号同步化并且与已知扩频码相关联。由于解扩(de-spreading)，获得了将信号提升高于噪声基底(noise floor)的处理增益。

应当明白，对于认知无线电来说，难于检测湮没在噪声中的信号。简单的功率检测是不够的，因为其仅示出了噪声功率而没有考虑扩频信号的存在。为了检测扩频信号，需要解扩，这主要是需求一种扩展频谱接收器。应当清楚，实现UWB的低成本应用不能负担只用于WCDMA检测的附加WCDMA接收器的成本。

另一缺点是为检测扩展频谱信号而造成的延迟。扩频越大，获取期间的信噪比就越低，获取过程耗时也就越长。对于需要从频带向频带跳跃的捷变性(agility)的认知无线电来说，需要快速的检测方法。

在Hill et al：“Techniques for detecting & characterizing covertcommunication signals”，European Conference on Security and Detection，28-30，April 1997，Conference Publication No.437pp 57-60，IEE中，提到了在直接序列扩展频谱中，二进制相移键控(BPSK)调制载波的频谱表现出了以载波频率为中心的相位和量值对称，并且下边带和上边带彼此复共轭，从而可以利用这个事实，通过使来自当前宽带信号的上边带和下边带的频谱分量相关联而批露湮没在噪声中的BPSK信号的存在。在以相关中心频率为中心的窗口上计算出的相关函数的峰值在该相关中心频率等于扩展频谱信号的载波频率时出现，而对于该相关中心频率的其它值来说，该窗口上的频率样本之间的相关性较低。然而，这个过程计算上较密集并且耗时，由此不适于这里所讨论的低成本应用。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种检测给定频率范围内的扩展频谱信号的方法，该方法在被用于低成本认知无线电方面简单且足够快。

根据本发明，采用一种在针对射频信号的接收器中检测给定频率范围内的扩展频谱信号的方法来实现所述目的，该方法包括以下步骤：接收所述频率范围内的信号；针对所述频率范围内的测量频率，根据接收到的信号确定指示信号；以及将确定的指示信号用作存在具有与所述测量频率相等的载波频率的扩展频谱信号的指示。

所述目的的实现在于，所述确定指示信号的步骤还包括以下步骤：通过将接收到的信号与具有所述测量频率的本机生成振荡器信号进行混频来提供同相信号和正交信号；对所述同相信号和所述正交信号中的至少一个进行相移以提供两个相位对准信号；生成所述两个相位对准信号的和信号和所述两个相位对准信号之间的差信号；将所述和信号乘以所述差信号以提供相乘信号；以及对所述相乘信号进行低通滤波以提供所述指示信号。

如同上述Hill等人的论文中所公开的方法一样，这种方法利用了以下事实：在射频载波上调制的诸如BPSK信号的真实信号表现出了彼此复共轭的下边带和上边带。然而，这种已知方法对于任何测量频率来说都必须执行计算上较密集的操作，即，确定低于测量频率的频带中的频率分量和高于测量频率的频带中的频率分量并使这些频率分量相关联，与其相对的是，这里提出的方法仅执行几个简单操作。对于与其上调制了扩展频谱信号的频率不同的测量频率来说，所确定的指示信号基本上仅包含噪声。然而，当测量频率等于其上调制了扩展频谱信号的频谱时，如如下示出的，和信号与差信号都表示高于测量频率的频带和低于测量频率的频带(即，彼此复共轭的上边带和下边带)中的一个频带中的频率分量，并且在这种情况下和信号与差信号的乘积提供了这样的信号，该信号进行低通滤波后表示该频率下存在扩展频谱信号。

当所述相移步骤包括以下步骤时，获得了更加简单的实现，因为仅需要对一个信号进行相移：对所述同相信号和所述正交信号中的第一信号进行相移以提供相移信号，作为所述两个相位对准信号中的一个；以及将所述同相信号和所述正交信号中的另一信号用作所述两个相位对准信号中的另一个。

在一个实施方式中，所述相移步骤包括以下步骤：将所述正交信号相移90度以提供所述相移信号作为同相信号。

所述方法还可以包括以下步骤：将所述测量频率选择成一个特定频率，该特定频率是扩展频谱信号的可能载波频率；以及将确定的指示信号用作在这个特定频率处是否存在扩展频谱信号的指示。这使得能够检测另一用户是否已经使用了特定频率。

另选的是，所述方法还可以包括以下步骤：在包括扩展频谱信号的多个可能载波频率的频带上对所述测量频率进行扫频；以及将确定的指示信号用作所述频带中存在扩展频谱信号的频率的指示。这使得能够检测频带中哪些频率被使用而哪些未使用，从而认知无线电可以回避已经使用的那些频率。

在一个实施方式中，所述方法还可以包括以下步骤：在所述确定步骤之前按比特率来提供预旋转。这样，所述方法还可以检测应用偏移-QPSK或pi/2BPSK的信号。

在一个实施方式中，所述方法的步骤是在超宽频带接收器中执行的。

如上所述，本发明还涉及一种针对射频信号的接收器，该接收器被设置成在给定频率范围内检测扩展频谱信号的存在，所述接收器包括：用于接收所述频率范围内的信号的装置；用于针对所述频率范围的测量频率，根据接收到的信号确定指示信号的确定电路；以及控制电路，其被设置成将确定的指示信号用作存在具有等于所述测量频率的载波频率的扩展频谱信号的指示。其中，所述确定电路包括：混频器，其被设置成通过将接收到的信号与具有所述测量频率的本机生成振荡器信号进行混频来提供同相信号和正交信号；相移装置，其被设置成对所述同相信号和所述正交信号中的至少一个进行相移以提供两个相位对准信号；加法器，其被设置成生成所述两个相位对准信号的和信号和所述两个相位对准信号之间的差信号；乘法电路，其被设置成将所述和信号乘以所述差信号以提供相乘信号；以及低通滤波器，其被设置成对所述相乘信号进行滤波以提供所述指示信号，因而，实现了一种可以简单地检测扩展频谱信号的存在的接收器。

针对本方法的与上述相对应的实施方式也适用于这种接收器。

附图说明

下面，参照附图对本发明进行更全面的描述，其中：

图1示出了可以使用本发明的情况的示例；

图2示出了检测器电路的图；

图3例示了针对在RF载波上调制的BPSK信号，下频带为上频带的复共轭；

图4示出了将包括扩展频谱信号在内的接收信号与比该扩展频谱信号的载波频率低得多的频率进行混频的结果；

图5示出了将包括扩展频谱信号在内的接收信号与比该扩展频谱信号的载波频率略低的频率进行混频的结果；

图6示出了将包括扩展频谱信号在内的接收信号与大致等于该扩展频谱信号的载波频率的频率进行混频的结果；

图7示出了检测器电路的另选实施方式的图；而

图8示出了用于确定扩展频谱信号的存在的方法的流程图。

具体实施方式

图1示出了可以使用本发明的情况的示例。无线电发射器1被设置成从天线2例如向对应的接收器3发射扩展频谱信号，该接收器3被设置成经由天线4接收这种信号。该扩展频谱信号被调制在给定频带内的给定载波频率上或多个载波频率中的一个载波频率上。例如，发射器1和接收器3可以分别为UMTS/WCDMA(通用移动电话系统/宽带码分多址)移动电话系统的基站和移动台。由于信号的扩展频谱特征，它们可能或多或少地湮没在噪声中。WCDMA接收器3与扩频信号同步化并且与已知扩频码相关联。由于解扩，获得了将信号提升高于噪声基底的处理增益。这个系统可以被视为给定载波频率或给定频带的主要用户。

另一无线电装置10被设计成在还可以被其它用户使用的频率或频带上发射无线电信号，如在包括发射器1和接收器3的系统所使用的频率或频带上发射无线电信号。然而，无线电装置10被设计成只有在某一频率未被其主要用户使用时才使用该频率。因而，无线电装置10是所谓的认知无线电，例如，其可以是超宽频带(UWB)无线电。

这种“窃取”未用频谱的无线电装置必须是智能的，以检测频带中的活动性，并且在该频谱被主要用户使用的情况下放弃。在欧洲占主导的UWB需要检测与回避(DAA)技术，即，该装置必须检测任何主要用户并且回避与该用户在频域中的任何交叠。

因此，除了发射器11与天线12以外，无线电装置10还包括：检测器13，其可以检测给定频率是否已经被主要用户使用，或者检测某一频带中哪些频率已被使用而哪些未被使用；以及控制电路24，其可以控制发射器11使用未被主要用户使用的频率，或者换句话说，不使用已经被主要用户使用的频率。

可以根据要检测的信号类型而按不同方式实现检测器13。检查频谱占用率的最直接方式是测量频带的能含量。在不存在任何信号的情况下，仅测量到噪声功率。对于存在信号的情况来说，测得的功率是信号功率和噪声功率的叠加。

然而，对于基于扩展频谱的像UMTS/WCDMA那样的高级系统而言，信号可能会湮没在噪声中，而且应当明白，对于认知无线电来说，难于检测湮没在噪声中的信号。简单的功率检测是不够的，因为其仅示出了噪声功率而没有考虑扩频信号的存在。

通常来说，扩频信号需要解扩频以便进行检测，这实质上需要扩展频谱接收器。应当清楚，实现UWB的低成本应用不能负担只用于WCDMA检测的附加WCDMA接收器的成本。

而且，在扩展频谱接收器中，造成了用于检测扩展频谱信号的延迟。扩频越大，获取期间的信噪比就越低，并且获取过程的耗时就越长。对于需要从频带向频带跳跃的捷变性的认知无线电来说，需要一种快速的检测方法。

图2示出了可以如何实现满足这些需求的检测器13的示例。

这个检测器基于以下事实：根据信号理论已知的是，调制在射频(RF)载波上的诸如二进制相移键控(BPSK)信号的真实信号具有环绕该载波对称的振幅响应，而其相位响应是反对称的。因此，高于该载波的信号分量与低于该载波的信号分量之间存在相关性。高于该载波和低于该载波的噪声并不相关。可以利用这个现象来设计一种其中低于RF载波的信号频率分量与高于该RF载波的信号频率分量相关联的电路。所使用的电路与应用于镜像抑制混频器(image rejection mixer)中的构造具有相似之处。提取上频带和下频带并将其相乘。如果存在真实信号，则乘法器的输出处会出现DC分量。

检测器采用以真实信号调制的RF载波的频谱中的对称特性。真实信号s(t)具有傅里叶变换S_r(ω)+jS_i(ω)，其实部S_r(ω)是对称的，即，S_r(ω)＝S_r(-ω)；而其虚部S_i(ω)是反对称的，即，S_i(ω)＝-S_i(-ω)。这个特性导致针对振幅响应|S(ω)|的对称行为和针对相位响应

的反对称行为。

当BPSK信号(或任何其它-维信号)是调制在具有RF频率ω_c的载波上时，该信号的傅里叶变换具有下频带(低于载波频率ω_c的频率)是上频带的复共轭的特定性质。图3中对此进行了例示。因此，上频带与下频带之间存在清楚的相关性。在该检测器中，下频带与上频带是关联的，由此将信号提升至噪声以外。信道中的噪声将不具有这些对称性质因而不被提升。通过应用上述方法，对于信号来说，将发生频率分量的相干累积，而噪声分量未被同相相加。

图2所示电路的第一部分类似于镜像抑制(IR)混频器。然而，与镜像抑制混频器相反的是，在这种情况下，镜像为期望分量。作为较低频带的镜像用来与上频带相关联。为此，将应当检查是否存在扩展频谱信号的频率降频转换成基带，这类似于零差(零IF)混频器的功能。

将天线12处接收到的信号输入至检测器13。在图2中，这个信号被标记为“A”。为了获得降频转换信号的同相形式和正交形式，将输入信号馈送至两个混频器14和15。在混频器14中，将输入信号与cos(ω₀t)进行混频以提供降频转换同相信号“B”(I分支)，其中，ω₀是与应当检查是否存在扩展频谱信号的频率相对应的本机振荡器16的频率。类似的是，在混频器15中，将输入信号与sin(ω₀t)进行混频以提供降频转换正交信号“C”(Q分支)。

为了说明这些混频器的功能，首先在图4中例示了当调制在载波频率ω_c上的扩展频谱信号与比该载波频率ω_c低得多的频率ω₀混频时，这些信号看上去会是什么样子。如图3中所示，信号“A”例示了环绕扩展频谱信号的载波频率ω_c的上频带和下频带。在混频器14和15的每一个中，使入向信号的副本的频率从载波频率ω_c起下移ω₀的量。从该图可以看出，混频器还将入向信号的副本的频率从载波频率ω_c起上移ω₀的量。然而，这些上移镜像不是这里所关注的。而且，图4例示了针对ω的负值出现的对应镜像集。因为

$\cos \left(\mathrm{\ωt}\right)=\frac{e^{\mathrm{i\ωt}}+e^{-\mathrm{i\ωt}}}{2}$ 且 $\sin \left(\mathrm{\ωt}\right)=\frac{e^{\mathrm{i\ωt}}-e^{-\mathrm{i\ωt}}}{2i}$

所以对于负频率来说将出现降频转换同相信号“B”的对称镜像，而针对降频转换正交信号“C”，对于负频率来说将出现反对称镜像。

类似的是，图5例示了当将频率ω₀增加至仅略低于其上调制有扩展频谱信号的载波频率ω_c时，信号“B”和“C”看上去会是什么样子。在该情况下，环绕载波频率ω_c的上频带和下频带的副本(ω的正值和负值)被下移至接近但仍不同于基带的频率。在图5中，因为上述上移镜像在该图之外，所以未示出它们。

如果混频频率ω₀，即，本机振荡器16的频率被进一步增加至等于扩展频谱信号所调制到的载波频率ω_c，则将环绕载波频率ω_c的频带的副本下移至基带，并且信号的下移副本的上频带和下频带(对应于图3)会交叠，如图6中针对信号“B”和“C”所示。应注意到，在图6中，虚线所示下频带被示为具有与上频带的尺寸稍微不同的尺寸。这完全出于绘制目的，以使频带可以彼此区别开。

下面返回至图2，降频转换正交信号“C”被馈送通过90度相移器17。在信号理论中，这对应于Hilbert变换。结果，针对正频率的分量获得了+90度相移，而针对负频率的分量获得了-90度相移。应注意到，由于进行了90度相移，所以相移器17的输出信号“D”此时为同相信号。图4、5以及6例示了上述三种情况下的相移信号“D”。在图4和5中，相移信号“D”中的所示上频带和下频带的副本类似于同相信号“B”中的情况，而在图6中，由于环绕ω＝0的频带交叠，信号“D”与信号“B”差别很大。

接下来，将降频转换同相信号“B”和降频转换且相移信号“D”在加法器18中相加，并且在加法器19中彼此相减。从图4和5可以看出，因为调制在载波频率ω_c上的信号的上频带和下频带的相移信号“D”的副本类似于同相信号“B”的情况，所以加法器18的输出信号“E”(即，信号“B”+信号“D”)将包含相同频带，只是振幅翻番，而在加法器19的输出信号“F”(即，信号“B”-信号“D”)中，这些频带将被抵消掉。

然而，从图6看出，如果混频频率ω₀，即，本机振荡器16的频率被选择成等于扩展频谱信号所调制在的载波频率ω_c，则将提取调制在载波频率ω_c上的信号的上频带和下频带，这是因为，在加法器18的输出信号“E”(即，信号“B”+信号“D”)中，下频带的副本将被抵消掉使得该信号包含上频带S_p(ω)或时域中的S_p(t)的副本，同时在加法器19的输出信号“F”(即，信号“B”-信号“D”)中，上频带的副本将被抵消掉使得该信号包含下频带S_n(ω)或时域中的S_n(t)的副本。因而，在这种情况下，上频谱部分S_p(ω)和下频谱部分S_n(ω)的信号明确地可获，并且如从上述获知，它们是彼此的复共轭S_n(-ω)＝S_p ^*(ω)。

接着，将信号“E”和“F”在乘法器20中相乘。时域中的相乘对应于频域中的卷积。因此，在图6的情况下，将混频频率ω₀选择为等于其上扩展频谱信号所调制在的载波频率ω_c，将信号“E”和“F”(即，S_p(t)和S_n(t))相乘得到了：

$\mathrm{\Φ}\left(\mathrm{\Ω}\right)=\∫S_p\left(\mathrm{\ω}\right)S_n(\mathrm{\Ω}-\mathrm{\ω})\mathrm{d\ω}=\∫S_p\left(\mathrm{\ω}\right)S_p^{*}(\mathrm{\ω}-\mathrm{\Ω})\mathrm{d\ω}.$

在DC下，Ω＝0，这样就得到了：

$\mathrm{\Φ}\left(0\right)={\∫S}_p\left(\mathrm{\ω}\right)S_n^{*}\left(\mathrm{\ω}\right)\mathrm{d\ω}=\∫{\left|S_p\left(\mathrm{\ω}\right)\right|}^2\mathrm{d\ω},$

这是信号的功率。因此，通过在低通滤波器21中对乘法器20的输出进行低通滤波，当将混频频率ω₀选择成等于扩展频谱信号所调制在的载波频率ω_c时，与扩频信号的功率成比例的DC项(相关输出)保留下来。对于噪声来说，缺乏复共轭关系且DC项为零。对于图4和5的情况亦是如此，即，存在扩展频谱信号，但载波频率不同于混频频率ω₀。因此可以看出，当混频频率ω₀被选择成等于扩展频谱信号所调制的载波频率时ω_c出现DC项，而当等于混频频率ω₀的载波频率上没有调制扩展频谱信号时不存在DC项。因而，实现了对存在扩展频谱信号的指示，而不需要明确的解扩。

输出中反映了初始信号中的任何固定的相位旋转

(即，如果仅考虑输出的实部，则观察到

关系)。因此，在低通滤波之后，有利的是，考虑复域下的输出信号。

而且，如果本机振荡器频率ω₀与载波频率ω_c相差Δω，则针对Δω会出现相关输出而在DC出并未出现。低通滤波器21应当适应这种相移。通常来说，扩展频谱信号(如WCDMA)在频谱上具有固定的载波分配，这样，检测器会非常清楚可以将信号放置在哪里。不必非常准确地知道RF载波频率。

因而，图2的电路可以简单地检测给定频率上是否存在扩展频谱信号，或者换句话说，这个频率是否已经被另一用户使用。将振荡器16调谐至这个频率，于是低通滤波器的输出便直接表示了这个频率上是否存在扩展频谱信号。还可以通过在某一频带上对本机振荡器频率ω₀进行扫频，而在该频带上扫描被湮没的扩展频谱信号。接着，针对扩展频谱信号所调制在的每一个频率，在低通滤波器21的输出信号中出现峰值，控制电路24随后可以使用这个信号来控制发射器11回避这些频率。

如上所述，上频带与下频带之间的共轭关系对于一维信号(真实信号或以固定相位旋转的信号)是成立的。许多扩展频谱系统应用了复合调制(针对I和Q)。然而，导频和/或同步信道使用一维调制。例如，在WCDMA中，主要同步信道(P-SCH)是一维信号，因为I分支和Q分支上的扩频码是相同的。为了该系统能够运行，要检测的信号需要是-维的(可以应对固定相位旋转)。假若在检测之前应用了按比特率的预旋转，那么还可以检测应用了偏移-QPSK或pi/2BPSK的信号。因为接收器未被锁定至扩频信号，所以仅可以采取粗略的比特率。这将导致检测器的输出处的拍频(beat frequency)。

因而，本发明提供了一种不需要解扩的扩展频谱信号简单检测。因此不需要获取时间较长的复杂接收器。可以构建可准确地检测扩频信号的存在的低成本认知无线电(包括工作在3-10GHz频带中的UWB无线电)。

在图2的电路中，降频转换正交信号“C”被相移成同相信号，接着对同相信号执行以下信号处理。应注意到，相反的是，可以将降频转换同相信号“B”相移成正交信号，接着对正交信号执行以下信号处理。更一般地可以这么说，为了能够对两个混频器14和15所输出的信号进行相加和相减，这些信号需要在复域相位对准。如上所述，这例如可以通过将正交信号“C”旋转90度以将其映射至同相信号“B”或者通过将同相信号“B”旋转90度以将其映射至正交信号“C”来完成。将信号旋转+90度还是旋转-90度没有本质上的差别，而仅仅是改变符号的问题。而且，因为差了90度的信号“B”和“C”仅需要对准，所以还可以将它们中的一个旋转+45度而将另一个旋转-45度，或者更一般地，将它们中的一个旋转X度，而将另一个旋转X-90度(或X+90度)，使得它们的相位旋转差了+90度或-90度。例如，图7示出了除信号“B”和“C”的相移以外，其余部分都与图2类似的电路。在这个电路中，将同相信号“B”在相移器28中相移了-45度，以提供第一相移信号“D₁”，而将正交信号“C”在相移器27中相移了+45度，以提供第二相移信号“D₂”。接着如针对图2所述，在加法器18和19中将这些相移信号进行相加和相减。然而，应注意到，将信号中的一个相移90度实现起来更简单，因为仅需要一个相移器。

图8示出了流程图100，该流程图例示了如何利用图2的检测器电路来实现确定给定载波频率上的扩展频谱信号的存在的方法的示例。在步骤101中，在天线12处接收到信号“A”，接着分别通过将接收到的信号与cos(ω₀t)和sin(ω₀t)混频而在步骤102和103中将这个信号降频转换成同相信号“B”和正交信号“C”，其中，ω₀是与应当检查扩展频谱信号的存在的频率相对应的、本机振荡器16的频率。接着在步骤104中，将降频转换正交信号“C”相移90度，以获得如上面结合图2所述的相移(此时为同相)信号“D”。如上所述，还可以以不同方式来执行信号“B”和“C”中的一个或两个的相移，只要这些信号在复域中相位对准即可。

在步骤105中，将降频转换同相信号“B”和降频转换且相移的信号“D”在加法器18中相加以获得和信号“E”类似的是，在步骤106中，将这两个信号在加法器19中彼此相减，以获得差信号“F”。如上所述，如果本机振荡器频率ω₀等于扩展频谱信号所调制在的载波频率ω_c，则和信号“E”将提供调制扩展频谱信号的上频带的基带形式，而差信号“F”对应地将提供调制扩展频谱信号的下频带的基带形式。如果本机振荡器频率ω₀不等于这种载波频率，就不是这种情况。因而，上频带和下频带仅在ω₀等于这种载波频率时才被提取。

在步骤107中，信号“E”和“F”接着在乘法器20中相乘，然后在步骤108中对相乘的结果进行低通滤波。如上所述，时域中的相乘对应于频域中的卷积。因此，当混频频率ω₀等于扩展频谱信号所调制在的载波频率ω_c时，即，当信号“E”和“F”表示调制扩展频谱信号的上频带和下频带时，因为调制扩展频谱信号的上频带与下频带之间的复共轭关系，低通滤波器21的输出处将出现DC值。对于其它频率来说，信号“E”和“F”并不关联，并且除了特定噪声电平之外，低通滤波器的输出处没有出现任何信号。因而，如果在低通滤波器的输出处测量到了DC信号，则表示对应频率上存在扩展频谱信号，或者换句话说，这个频率已经被另一用户占用。因此，在步骤109中，将这个信号用作存在扩展频谱信号的指示符，并且可以将该信号供应至控制电路24，控制电路24随后指令发射器11回避已经被另一用户使用的频率。

尽管已经描述并示出了本发明的不同实施方式，但本发明不限于此，而是还可以在下列权利要求书中所限定的主旨的范围内，按其它方式具体实施。

Claims (28)

1.一种在针对射频信号的接收器(10)中在给定频率范围内检测扩展频谱信号的存在的方法，该方法包括以下步骤：

·接收(101)所述频率范围的信号；

·针对所述频率范围内的测量频率(ω₀)，根据接收到的信号确定指示信号；以及

·将所确定的指示信号用作(109)存在具有与所述测量频率(ω₀)相等的载波频率(ω_c)的扩展频谱信号的指示，

其特征在于，确定指示信号的步骤还包括以下步骤：

·通过将接收到的信号与具有所述测量频率(ω₀)的本机生成振荡器信号进行混频来提供(102、103)同相信号(B)和正交信号(C)；

·对所述同相信号和所述正交信号中的至少一个进行相移(104)以提供两个相位对准信号(B、D；D₁、D₂)；

·生成(105、106)所述两个相位对准信号的和信号(E)和所述两个相位对准信号之间的差信号(F)；

·将所述和信号乘以(107)所述差信号以提供相乘信号；以及

·对所述相乘信号进行低通滤波(108)，以提供所述指示信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，相移步骤(104)包括以下步骤：

·对所述同相信号和所述正交信号中的第一信号进行相移以提供相移信号(D)，作为所述两个相位对准信号中的一个；和

·将所述同相信号和所述正交信号中的另一信号用作所述两个相位对准信号中的另一个。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，相移步骤(104)包括以下步骤：

使所述正交信号(C)相移90度以提供所述相移信号(D)作为同相信号。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：

·将所述测量频率(ω₀)选择成一个特定频率，该特定频率是扩展频谱信号的可能载波频率，以及

·将所确定的指示信号用作在这个特定频率处是否存在扩展频谱信号的指示。

5.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：

·在包括扩展频谱信号的多个可能载波频率的频带上对所述测量频率(ω₀)进行扫频；以及

·将所确定的指示信号用作所述频带中存在扩展频谱信号的频率的指示。

6.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：

在确定步骤之前按比特率提供预旋转。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：

在确定步骤之前按比特率提供预旋转。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：

在确定步骤之前按比特率提供预旋转。

9.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，该方法的步骤是在超宽频带接收器中执行的。

10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法的步骤是在超宽频带接收器中执行的。

11.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，该方法的步骤是在超宽频带接收器中执行的。

12.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，该方法的步骤是在超宽频带接收器中执行的。

13.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法的步骤是在超宽频带接收器中执行的。

14.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，该方法的步骤是在超宽频带接收器中执行的。

15.一种针对射频信号的接收器(10)，该接收器被设置成在给定频率范围内检测扩展频谱信号的存在，该接收器包括：

·用于接收所述频率范围的信号的装置(12)；

·确定电路(13)，其用于针对所述频率范围内的测量频率(ω₀)，根据接收到的信号确定指示信号；以及

·控制电路(24)，其被设置成将所确定的指示信号用作存在具有与所述测量频率(ω₀)相等的载波频率(ω_c)的扩展频谱信号的指示，其特征在于，所述确定电路(13)包括：

·混频器(14、15)，其被设置成通过将接收到的信号与具有所述测量频率(ω₀)的本机生成振荡器信号进行混频来提供同相信号(B)和正交信号(C)；

·相移装置(17；27、28)，其被设置成对所述同相信号和所述正交信号中的至少一个进行相移以提供两个相位对准信号(B、D；D₁、D₂)；

·加法器(18、19)，其被设置成生成所述两个相位对准信号的和信号(E)和所述两个相位对准信号之间的差信号(F)：

·乘法电路(20)，其被设置成将所述和信号乘以所述差信号以提供相乘信号；以及

·低通滤波器(21)，其被设置成对所述相乘信号进行滤波以提供所述指示信号。

16.根据权利要求15所述的接收器，其特征在于，所述相移装置被设置成：

·在相移器(17)中对所述同相信号和所述正交信号中的第一信号进行相移以提供相移信号(D)，作为所述两个相位对准信号中的一个；以及

·将所述同相信号和所述正交信号中的另一信号用作所述两个相位对准信号中的另一个。

17.根据权利要求16所述的接收器，其特征在于，所述相移器(17)被设置成使所述正交信号(C)相移90度以提供所述相移信号(D)作为同相信号。

18.根据权利要求15到17中任一项所述的接收器，其特征在于，该接收器还被设置成：

·将所述测量频率(ω₀)选择成一个特定频率，该特定频率是扩展频谱信号的可能载波频率；以及

·将所确定的指示信号用作在这个特定频率处是否存在扩展频谱信号的指示。

19.根据权利要求15到17中任一项所述的接收器，其特征在于，该接收器还被设置成：

·在包括扩展频谱信号的多个可能载波频率的频带上对所述测量频率(ω₀)进行扫频；以及

·将所确定的指示信号用作所述频带中存在扩展频谱信号的频率的指示。

20.根据权利要求15到17中任一项所述的接收器，其特征在于，该接收器还被设置成：在确定步骤之前按比特率提供预旋转。

21.根据权利要求18所述的接收器，其特征在于，该接收器还被设置成：在确定步骤之前按比特率提供预旋转。

22.根据权利要求19所述的接收器，其特征在于，该接收器还被设置成：在确定步骤之前按比特率提供预旋转。

23.根据权利要求15到17中任一项所述的接收器，其特征在于，该接收器是超宽频带接收器。

24.根据权利要求18所述的接收器，其特征在于，该接收器是超宽频带接收器。

25.根据权利要求19所述的接收器，其特征在于，该接收器是超宽频带接收器。

26.根据权利要求20所述的接收器，其特征在于，该接收器是超宽频带接收器。

27.根据权利要求21所述的接收器，其特征在于，该接收器是超宽频带接收器。

28.根据权利要求22所述的接收器，其特征在于，该接收器是超宽频带接收器。

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