CN102027680A - 用于检测以及用于生成有用信号的方法以及相关设备和通信系统 - Google Patents

Abstract

说明有一种用于生成有用信号的方法以及一种用于检测有用信号的方法，其中有用信号的一个元素与该有用信号的至少一个另外元素具有函数依赖性。此外说明有相关的设备以及包括这样的设备的通信系统。

Description

用于检测以及用于生成有用信号的方法以及相关设备和通信系统

技术领域

本发明涉及一种用于检测有用信号的方法以及一种用于生成有用信号的方法以及相关设备和通信系统。

背景技术

在用于信息传输或信息获取的宽带系统中大多数情况下需要与有用信号同步。

在此，接收器(例如测量设备)经常在事先不具关于如下内容的信息：在所接收的信号中或在输入信号中是否或以何种程度包含有用信号。造成困难的还有，所接收的信号可由于干扰而发生失真或大体上改变。

干扰常常作为白噪声(或高斯噪声)出现，其中噪声功率谱密度在确定的或大或小频带中是几乎恒定的。有问题的特别是与这样的白噪声不同并且具有强烈的时间和/或频率选择性特性的干扰。

因此在接收器或测量设备中，多个频道可能短时间地被干扰，使得在频道本身中不再可能识别有用信号。

发明内容

本发明的任务是，避免上述缺点并且特别是介绍一种方案，借助该方案，使得在强烈的时间和/或频率选择性的干扰的情况下也能够以高可靠性对同步信号或有用信号进行鲁棒的检测。

该任务将根据独立权利要求的特征解决。根据从属权利要求还得出本发明的改进方案。

为了解决该任务，说明一种检测有用信号的方法，

-其中有用信号是多维有用信号；

-其中有用信号包括多个元素；

-其中考虑有用信号的一个元素与该有用信号的至少一个另外的元素的函数依赖性。

因此在检测有用信号时有利的是，在多维中、例如在时-频域中考虑有用信号的元素。

优选地，有用信号的所述多个元素彼此是函数依赖的。

此外有利的是，有用信号的所述多个元素被实施为冗余的，使得为了重建或检测有用信号可以将所述多个元素中的一部分包括进来。

优选地，有用信号的所述多个元素被划分到有用信号的多个维度上，使得在从发送器到接收器的传输中可以容忍对有用信号的干扰。

一种改进方案是，利用不同的载波信号和/或在不同的子信道上处理有用信号的不同元素。

该有用信号可以被划分到不同的子信道上，这些子信道尤其是利用不同的载波信号被调制。

另一改进方案是，根据预先给定的n维矩阵确定或可以确定函数依赖性。

特别地，可以给出该n维矩阵，以便预先给定函数依赖性。因此可能的是，n维矩阵将函数依赖性预先给定为使得可以根据干扰的类型来检测有用信号。

一种改进方案尤其是，根据频率调制、差分调制和/或编码来确定函数依赖性。

有用信号的元素的彼此的依赖性可以根据差分调制来确定。在此，优选地通过状态改变、而不是通过绝对状态值来传输信息。差分调制的示例有：D-PSK(差分相移键控)、增量调制(Deltamodulation)。

还有一种改进方案是，在时域和/或频域中确定函数依赖性。

有用信号的元素尤其是可以被分布式地布置在时域和/或频域中，其中能够在这些域之一或二者中给出函数依赖性。

另外的一种改进方案是，有用信号是n维有用信号。该有用信号尤其可以是尤其是在时-频域中的二维有用信号。

作为附加的改进方案，在接收器处、尤其是在解码和/或解调的范围内考虑有用信号的一个元素与该有用信号的至少一个另外的元素的函数依赖性。

下一个改进方案在于，通过基于硬判决和/或基于软判决确定同步矩阵的各个元素来考虑有用信号的一个元素与该有用信号的至少一个另外的元素的函数依赖性。

在此可以使用多种不同方法来确定硬判决或软判决。尤其可能的是阈值比较或随机判决，所述阈值比较或随机判决例如考虑预先给定的情形、例如预先给定长度的时长。

一种扩展方案是，考虑有用信号的一个元素与相同子信道和/或来自于多维有用信号的至少一个另外的子信道的至少一个另外的元素的函数依赖性。

可替代的实施方式是，为至少一个元素考虑相应的干扰信号估计或相应元素的信号强度的估计。

下一个扩展方案是，在考虑函数依赖性之后执行信号与该信号的至少部分地不相交的部分的相关、尤其是信号与其自身的自相关，或者该信号与其他信号的互相关。

相关器的系数尤其可以与同步矩阵匹配。

还有一种扩展方案是，在考虑函数依赖性之后借助滤波器执行滤波。在此，可以将滤波器的系数与同步矩阵相匹配。

一种改进方案是，借助于滤波器确定该滤波器的与同步矩阵相匹配的系数与所接收的信号的时间有限的分段(Abschnitt)之间的相关系数。

附加扩展方案是，如果相关器或滤波器的输出端处的相关系数达到和/或超过预先给定的阈值，则有用信号被识别。

另一扩展方案是，在接下来的迭代中检验：下一个相关系数是否好于上一个相关系数并且在这种情况下根据较好的相关系数识别有用信号。

还有一种可能性是，在考虑函数依赖性之前执行对干扰信号分量的减小，包括步骤：

(a)将输入信号变换为多维信号；

(b)估计该多维信号的干扰分量，其中根据该多维信号的至少一个子集进行干扰分量的估计；

(c)将干扰分量与多维信号进行比较；

(d)根据该比较至少部分地抑制该多维信号。

在此应当指出，干扰信号分量可以是任意特性或强度的任意干扰信号。尤其是在减小干扰信号分量的范围内，该干扰信号分量可以在强度上被或多或少地减小。示例性地也可能(几乎)完全地减少干扰信号分量。

有利地，这里所介绍的方案使得能够将输出信号中的干扰信号分量通过如下方式减小：被识别为受到强烈干扰的输入信号被强烈地直至完全地抑制并且因此不被继续处理。

这所具有的优点例如是，可以禁止由于错误地识别数据造成的错误警报。

特别地，该方法适于识别有用信号，其中有用信号优选地在多维信号的不同位置处被冗余地传输。在被强烈干扰位置处的信号可以被减弱，同时例如在几乎没有(或未被)干扰的位置处的信号被准许通过以进行继续处理。

所介绍的方案的另一个优点是，不必知道在多维信号中的何处存在哪些有用信号。更确切地说，对干扰信号分量的减小有利地在不需要关于有用信号的类型或位置的更详细知识的情况下进行。换句话说，对干扰信号分量的减小与是否正好传输有用信号无关地进行。

优点还有，根据实际的信道干扰来动态地调整对干扰信号分量的减少。这尤其是在时间有限的(强烈的)干扰情况下起作用，所述干扰例如在电网被用作通信网络时在电网中出现。

一种改进方案是，所述变换包括输入信号的串-并转换。

在此可以有利地将串行信号变换成多维信号。例如，可以使用时-频变换或小波变换。此外，可以使用这些或其他的变换，以便获得多维信号、尤其是n维信号。

还有一种改进方案是，输入信号包括多维信号和/或复信号。

另一改进方案是，该变换包括到时-频域的变换。

一种改进方案尤其是，将多维信号存储在存储器中。

优选地，该存储器可以实施为多个行耦合的并行移位寄存器。该存储器也可以被实施为常规的存储器。

例如，该存储器允许继续处理的单元访问多维信号的多维的时间有限的片段(Ausschnitt)。

还有的一种改进方案是，该存储器包括由耦合的移位寄存器组成的场(Feld)，该场与输入信号的变换同步。

此外一个改进方案是，通过为多维输入信号的至少一个子集确定预先给定的函数和/或统计和/或统计变量和/或从中导出的变量或函数的至少一个值来进行对多维信号的干扰分量的估计。

在此，统计可以包括n维累积分布函数或n维概率(密度)函数。该统计变量例如包括平均值、方差、绝对值或统计矩。所导出的变量例如包括超出量(Excess)、偏度(Skewness)、中值和/或特征函数。上述项目的组合也是可能的。

尤其是可以确定干扰信号分量和/或有用信号分量的至少一个特征和/或至少一个参数的估计。

这样的特征或参数的示例尤其是：信号幅度、信号功率、信号绝对值、信号电平、相位、频率及其组合。

在此，子集可以包括多维信号的一个或多个样本或片段。这些片段尤其是可以被设置在多维信号的不同位置处。子集本身可以具有不同的一个或多个形式。也有可能的是，子集具有如下形式：该形式覆盖多维区域并且在此在该区域内具有多维空缺。在二维时-频平面的示例中，这对应于在内部具有孔或开口的形式。

在附加的改进方案的范围内，至少一个子集具有周期性。

因此，在确定的时刻可以考虑多个子集或样本，其中子集在彼此之间具有确定的时间间隔。

下一个改进方案在于，通过根据干扰分量调节至少一个信号屏障来对干扰分量与多维信号进行比较。

因此，该比较允许根据估计的干扰分量来调节至少一个信号屏障。由此可以动态匹配有用信号的阈值，也就是说高于阈值的信号可以被继续处理，而低于阈值的信号被抑制并且不再继续处理。

一种扩展方案是，如果多维信号与干扰分量不具有预先给定的间隔，则该多维信号至少部分地被抑制。

抑制多维信号的方式有利地可以依赖于信号强度并且不必构造为硬判决。例如，多维信号与干扰相比越显得突出(例如与干扰的间隔越大)，则该多维信号可以被越好地(越强烈地)准许通过。

可替代的实施方式在于，尤其是通过为至少一个子集确定预先给定的函数和/或统计和/或统计变量和/或从中导出的变量或函数的至少一个值来对多维信号的有用信号强度进行估计。

一个扩展方案是，确定或执行有用信号分量的至少一个特征和/或至少一个参数的估计。

尤其是，可选地可以附加地估计有用信号强度和在减小干扰信号分量时考虑这一点。

下一个扩展方案是，在考虑到有用信号电平的情况下进行干扰分量与多维信号的比较。

还有一种扩展方案是，如果多维信号中的有用信号与干扰分量具有预先给定的间隔，则该有用信号被识别。

干扰分量的估计和有用信号分量的估计都可以如接收信号或有用信号本身那样是多维的和/或复数的。

相应地，可以使用用于减小干扰信号分量的方法，以便识别有用信号。

改进方案是，在减小干扰信号分量时考虑至少一个另外的信道。

因此，该方案可以实现为多输入多输出(MIMO)系统，其中每个信道可以对系统的其他信道产生影响，并且这些影响中的每个或一部分被考虑。

一种附加扩展方案是，继步骤(d)之后，在步骤(e)执行步骤(a)的逆变换。

另一个扩展方案是，执行输出信号到输出信号序列的并-串转换。

相应地，可以提供原来的时域中的串行形式的输出信号以及时间进程中的串行形式的估计的干扰信号。

还有另一个扩展方案是，有用信号是同步信号。

上文所述任务也可以通过一种生成有用信号的方法来解决，

-在该方法中，有用信号由多个载波信号组成，其中每个载波信号在子信道中通过自身的元素被调制，其中所述元素根据预先给定的同步矩阵产生，

-在该方法中，有用信号的一个元素与该有用信号的至少一个另外的元素具有函数依赖性。

如上文所描述的那样，所生成的有用信号尤其是多维有用信号。同步矩阵优选地也是多维同步矩阵。

一种扩展方案在于，有用信号基本上在信息传输期间的开始时和/或多次在信息传输期间被发送。

还有另一个扩展方案是，所生成的有用信号是同步信号。

另一个扩展方案是，根据多个载波信号确定有用信号，其中每个载波信号在子信道中通过自身的元素被调制。

此外，为了解决上述任务说明一种用于检测有用信号的设备，该设备包括处理器单元，该处理器单元被安排为使得在该处理器单元上可以执行在此所述的方法。

此外，为了解决上述任务说明一种用于生成有用信号的设备，该设备包括处理器单元和/或至少部分地硬布线的电路布置，该处理器单元和/或电路布置被安排为使得可以执行在此所述的方法。

所述处理器单元可以是或者包括每种类型的具有相应的必要外围设备(存储器、输入/输出接口、输入输出设备等)的处理器或电脑或计算机。这样的处理器单元尤其是可以被设置在通信设备中，该通信设备尤其是具有发送器、接收器(Receiver)或收发器。

此外，可以设置硬布线的电路单元，例如FPGA或ASIC或其他集成电路。尤其是可以设置电子元件、电磁元件、声学元件或其他元件，以便识别和/或处理不同的信号。

因此，该设备尤其是可以包括用于并行处理信号的单元和/或用于串行处理信号的单元。

该设备可以包括或被实施为：测量设备、诊断设备、计数器、信息获取设备、调节设备、测向设备和/或相应的系统。

该设备可以用在动力技术中。

可能的是，所述信号包括不同的物理变量：

-电变量，

-机电变量，

-电磁变量，

-声学变量，

-热变量，

-机械(尤其是液压或气动)变量，

-化学变量，

-光学变量。

上述变量的组合也可以作为一个或多个信号。

一种改进方案是，该设备是通信设备，其中该通信仪器与另外的通信仪器通过至少部分地包括电网的通信连接来交换信号。

此外，为了解决所述任务说明一种系统，该系统包括这里所述的设备。

附图说明

在下文中借助于附图来示出和阐述本发明的实施例。

图1示出包括用于信号处理的单元的框图，这些单元使得能够在发送器处生成同步信号并且在接收器处逐个元素地接收同步信号以及识别这些被逐个元素地接收的同步信号；

图2示出包括用于信号处理的单元的框图，这些单元使得能够减小干扰信号分量；

图3示出阐明为了确定干扰分量而包括二维信号的多个子区域的绘图。

具体实施方式

下文中特别是使用下列标记：

s(t)，s(t，f) 有用信号；

s_k，j(t)      (发送器侧的)有用信号或同步信号或者有用信号或同                  步信号的元素；

w(t，f_j)      每个信道j的载波信号；

w′(t，f_j)    每个信道j的参考信号(接收器侧)；

          同步信号的被检测的元素；

G_k，j          n维同步矩阵；

G′_k，j        n维滤波器或相关器的系数矩阵；

g_k，j          同步矩阵G_k，j的元素；

g′_k，j        系数矩阵G′k_，j的元素；

            相关系数或相关矩阵；

n(t，f)        干扰；

          对干扰n(t，f)的估计；

r(t)，r(t，f)  输入信号；

r′(t)，r′(t，f)干扰抑制后的输入信号；

A(t，f)        说明输入信号r(t，f)中以何种程度包含有用信号s(t，f)的度                  量；

             对有用信号分量的估计或测量；

r₁(t，f)        第一信道的多维(输入)信号；

r′₁(t，f)      在干扰抑制或通过信号屏障之后的第一信道的多维(输                 入)信号；

        多维输入信号的针对干扰而被包括的子集；

        多维输入信号的针对有用信号而被包括的子集；

     用于基于

确定干扰信号分量的函数；

      用于基于

确定有用信号分量的函数；

这里所述的信号包括或者是实信号或复信号、尤其是多维信号。

图1示出包括用于信号处理的单元的框图，这些单元使得能够在发送器120处对同步信号进行调制或编码以及在接收器130处对编码的同步信号进行解调或解码或识别。

下面示例性地从同步信号开始，其中每种其他类型的有用信号也可以被编码或解码。

发送器120具有用于比特调制和/或符号调制或编码的单元101，该单元101与单元102相连，借助该单元102进行时-频逆变换或利用不同载波信号w(t，f_j)的信号合成。单元102的输出信号在单元103内经历并-串转换并且通过传输信道104发送给接收器130。该传输信道具有干扰n(t)，该干扰尤其可以是非高斯干扰。

在发送器120处，由多个不同的载波信号w(t，f_j)组成同步信号s(t)，这些载波信号分别通过子同步信号或同步信号的元素s_k，j(t)被调制到子信道j中。

基于预先给定的二维同步矩阵G_k，j生成同步信号s_k，j(t)。这例如可以通过调频和/或通过差分调制进行。

在此，同步信号s(t_s)的元素s_k，j(t)优选地可以具有与至少一个来自相同子信道j的其他元素s_n，j(t)|_n≠k和/或与至少一个来自子信道m≠j的其他元素s_n，m(t)|_m≠j的函数依赖性。

以这种方式生成的同步信号可以在信息传输开始时被发送并且如果有必要的话在信息传输期间附加地被多次发送。

接收器130包括下列部件：输入信号r(t)被输送给可选地设置的干扰抑制105并且接着经历串-并转换106。在下一个单元107中进行时频变换以及借助多个不同参考信号w′(t，f_j)的频道隔离。在单元107的输出端生成的输入信号r(t，f)要么被输送给用于减小时频域中的干扰信号分量的单元108，要么被直接输送给用于进行解调或比特/符号判决的单元109。

就这方面来说单元108是可选的。如果该单元存在，则该单元108将被减去干扰信号分量的输入信号r′(t，f)并且可选地附加地将估计的干扰信号分量

以及可选地附加地将估计的有用信号强度

提给单元109。单元108以及必要时单元105的工作方式尤其是将在下文中更详细地阐述。

单元109在其输出端提供同步矩阵

的各个元素，这些元素是基于硬判决和/或软判决(Hard-Decision/Soft-Decision)形成的。

根据这些元素

在匹配滤波器或在相关器110中确定相关系数

并且将该系数

输送给用于利用阈值进行信号检测的单元111。接着，在单元112中进行信号同步，在该单元112的输出端处提供在预先给定时间段期间可以确定的最佳同步信号。该同步信号有利地被用于识别另外的有用数据。

在接收器130处，在单元107中首先基于参考信号w′(t，f_j)执行输入信号r(t)到各个时-频信号分量r(t_i，f_i)的时-频变换。这样的变换例如可以是短时傅里叶变换、小波变换或者可以借助滤波器组来执行。

借助单元107获得的信号r(t，f)要么直接被输送给单元109要么经由单元108被输送给单元109。

在单元108处，若干时-频输入信号分量可以根据实际干扰部分地或完全地被抑制并且剩余的输入信号分量r′(t_i，f_i)配备有相应的干扰信号估计和/或有用信号的强度的相应估计

可替代地，干扰抑制也可以被设置在时-频变换107之前。

在单元109的输出端处，优选地在每个离散的处理时刻，基于硬判决和/或软判决根据猜测的同步信号

的所接收的时-频元素形成同步矩阵的各个元素

借助所述的硬判决和/或软判决，尤其是使同步矩阵的各个元素

能够相互比较。

硬判决例如包括将固定的变量分配给预先给定的值。这例如可以通过与预先给定的值比较来进行。而在最终的判决被推迟时，则尤其是进行软判决。就这方面而言，当输入变量具有无法进行明确判决的值时，则可以在例如该输入变量的时间进程的情形中观察该输入变量，以便由此在最终判决时获得更高的可靠性。在软判决的情况下，尤其是考虑输入变量或概率分布的时间进程。

在单元109中、尤其是在解调的范围内处理信号时，尤其是考虑同步信号的单个元素s_k，j(t)(尤其是每个这样的元素)与来自相同子信道j的至少一个其他元素s_n，j(t)|_n≠k和/或与来自子信道m≠j的至少一个其他元素s_n，m(t)|_m≠j的函数依赖性。如果可能的话可以附加地考虑上述干扰信号分量的估计

和/或有用信号强度的估计

同步矩阵G_k，j的所接收的各个元素

被输送给单元110，其中将2维滤波器或相关器的各个系数g′_k，j与同步矩阵G_k，j的接收到的元素

相匹配。在滤波器或相关器109的输出端尤其是为每个时刻t_i确定相关系数

该相关系数根据二维系数矩阵G′_k，j和元素

的数据流的第t_i个分段被确定。

如果相关系数

的值达到和/或超过预先给定的阈值，则同步信号可以被认为是被检测的(在单元111内的检测)。

附加地，可以在单元112中在下一个同步阶段t_i中检验，相关系数

的值是否已经仍然被改善。在这种情况下，相关系数

的更好的值被应用，以便更精确地检测同步信号s_k，j(t)的时间位置。优选地，在单元112中等待预先给定的时长并且在该时长期间确定同步信号s_k，j(t)的最佳时间位置。

下面更详细地阐述单元108。

在此应当指出，干扰信号分量和有用信号分量的强度至少部分地彼此依赖。

下面尤其是阐述这里所介绍的用于干扰抑制的方案。

在图2中，输入信号r₁(t)被输送给串-并转换201并且接着经历时-频变换202。可替代地也可以进行其他(多维)变换。时-频变换202的结果是多维信号r₁(t，f)，该多维信号r₁(t，f)被存储在存储器203中。

优选地，存储器203被实施为由行耦合的并行移位寄存器组成的场(或者阵列)。所述耦合的并行移位寄存器的列包括时-频变换后的瞬时谱的元素，行包括谱信道中的时间进程。

存储变量实现时间期间Tc的存储。当前的计算可以有利地在时刻t₀＜t＜t_c处进行，使得当前时间t之前、也就是从时间t0到时间t的情形以及从时刻t到时刻Tc的情形可以用于该计算。

后面的单元可以在时刻t_i访问移位寄存器的所有录入项。

因此，存储器203履行针对多个并行数据序列的多信道延迟和滑动窗口的功能，所述并行数据序列可以相应地被后面的单元分析和/或继续处理。

替代于并行移位寄存器的实施方式，也可以设置常规的存储器。在此，可以通过特定的地址指针或对该地址指针进行相应的递增来实现滑动窗口的功能。

因此，输入信号首先经历借助短时傅里叶变换或小波变换或者其他变换的分解。然后，根据多维信号r₁(t，f)的时-频分布优选连续地(例如在预先给定的离散时刻)确定干扰信号分量

的估计，并且尤其是为输入信号r₁(t，f)的用于继续处理而包括的那些分量

$\left[\stackrel{\‾}{r_1(t,f)}\right]N_{i,j}$

之中的每个确定干扰信号分量的估计

该对干扰信号分量的尤其是非线性的估计在位于存储器203之后的单元204中进行。

为了确定干扰信号分量的估计可以为输入信号r₁(t，f)的第i个分量或第j个分量借助函数

$F\left(\right[\stackrel{\‾}{r_1(t,f)}\left]N_{i,j}\right)$

根据猜测或假定的干扰的类型或多维样本(例如根据预先给定的时-频样本)使用多维信号r₁(t，f)的各个分量的子集

$\left[\stackrel{\‾}{r_1(t,f)}\right]N_{i,j}.$

在此应当指出，该子集可以对应于多维信号r₁(t，f)的任意样本或者来自多维信号r₁(t，f)的选集。如果多维信号r₁(t，f)例如是二维时-频观测，则该子集可以包括该层次上的至少一个片段、尤其是多个片段、必要时也包括周期性重复的片段。

函数

以及函数

可以分别包括对能量密度、功率或平均信号幅度的确定。

子集

尤其也可以是要识别的信号的环境，而不必包含要识别的信号本身。

优选地，输入信号r₁(t)中的有用信号分量

A(t_i，f_i)·s(t_i，f_i)

本身对估计的干扰信号分量不具有贡献或仅具有可以忽略的贡献。

如果例如干扰在时-频域中具有以周期T_N重复的样本，或者该干扰在相同周期T_N的情况下是稳态，则可以基于多维信号r₁(t，f)的时-频分布的各个分量的子集

来形成干扰信号分量的估计

其中子集这些

彼此相距周期T_k。

图3示例性地示出这样的子集

302、303(也称“区域”或“样本”)，这些子集用于确定或估计干扰信号分量

在此，相应的子集可以具有不同的形式。在图3中每个子集都示例性地显示为椭圆形。所示输入信号r(t_i，f_j)示例性地位于子集302内，而不是在子集301和303内。通过为了估计干扰信号分量而考虑多个子集301至303，可以确定子集302中的干扰信号分量并且因此确认要识别的信号是被强烈地干扰还是被轻微地干扰。如果该信号被强烈地干扰(例如在接收信号低于预先给定的阈值时)，则该信号不被继续处理，而是被抑制。这所具有的优点是，只有基本上未被干扰的信号可以被继续处理并且可以在被强烈干扰的信道上以高的概率对被准许通过以进行继续处理的那些信号进行正确的解码、识别、解调或测量。

优选地，在继续处理或识别方面显得令人感兴趣的那些信号分量r₁(t_i，f_j)在单元205中经历比较。在这样的比较中，信号分量T₁(t_i，f_j)可以被输送给信号屏障(尤其是非线性的信号屏障)，其中根据估计的干扰信号分量或者可选地根据估计的有用信号强度

控制和/或设置信号屏障的信号通过特性。

如果信号分量r₁(t_i，f_j)例如大于(或等于)从估计的干扰信号分量

中得出的阈值，则准许信号分量r₁(t_i，f_j)作为输出信号r′₁(t_i，f_j)通过，以用于继续处理。

信号分量r₁(t_i，f_j)与阈值相比越小，则这些信号分量r₁(f_i，f_j)就被更早地或更强烈地抑制。换句话说，信号分量r₁(t_i，f_j)应当尽可能无干扰地作为输出信号r′₁(t_i，f_j)被继续处理。

可选地，借助于用于(可选地为非线性的)有用信号强度估计的单元206从输入信号r₁(t，f)的分量

$\left[\stackrel{\‾}{r_1(t,f)}\right]s_{i,j}$

估计有用信号的分量

相应地，在单元205中，输出信号r′₁(t_i，f_j)可以附加地基于估计的有用信号强度被确定。这例如可以通过如下方式实现：确定有用信号的估计的幅度或强度

与估计的干扰信号

之间的差并且将该差输送给阈值比较：该差越大，对接收信号r₁(t_i，f_j)的抑制就越小。该差越小，则对接收信号r₁(t_i，f_j)的抑制就越大。可选地，在该差相应地小或为负的情况下，接收信号r₁(t_i，f_j)也可以被完全地抑制。

保持给相应的输出信号r′₁(t_i，f_j)分配相应估计的干扰信号

和/或估计的有用信号的强度作为有用信号质量的指示符。

输出信号r′₁(t_i，f_i)以及估计的干扰信号

可以要么被直接继续处理，要么被分别变换回时域中(例如通过短时傅立叶逆变换或小波逆变换)，参见图2中的单元207和208。

相应地，可以分别在单元207和208之后接有用于并-串转换的单元209和210，其中在单元209和210的输出端分别提供输出信号序列r′₁(t)和估计的干扰信号序列

可选地，估计的有用信号及其强度或电平

可以通过用于时-频逆变换的单元212被转换为信号

并且进一步地借助用于并-串转换的单元213被转换为串行信号

此外在图2中示出框211，该框211说明：针对具有输入信号r_K(t)的至少一个另外的信道K，可选地可以设置上文所描述的布置。可选的框211的工作方式类似于与具有输入信号r₁(t)的第一信道有关的上述实施方式。

附加地，可以考虑每个信道对所有其他信道的影响。这在图2中示例性地示出，所通过的方式是示出信道K对信道1的影响(参见虚线)。

因此，被存储的多维信号r_K(t_i，f_i)可以在单元205中被考虑。此外该另一信道K的所确定的分量

(或样本)在用于确定估计的干扰信号分量

的单元204中被考虑。可选地，该另一信道K的分量

也可以在有用信号强度估计

206中被考虑。

相应地可能的是，通过在信道K的相应的单元中考虑信号

r₁(t_i，f_j)和

信道1如上所述那样影响信道k的输出信号r′_K(t_i，f_j)以及估计的干扰信号分量

和估计的有用信号强度

(为清楚起见，这种情况没有在图2中示出)。

此外可能的是，设置多个信道1…K，其中每个信道都影响其他信道的用于有用信号强度估计的单元、用于确定输出信号的单元和用于估计干扰信号分量的单元。

结合单元108尤其是产生下列优点：

a.可以抑制单个干扰信号或一组干扰信号。

b.借助该方案尤其是可以普遍地抑制输入信号中的干扰。只有与在输入信号的时-频分布中被连续估计的干扰信号分量相比突出的有用信号分量不会被抑制或者被继续处理和/或分析。

c.因此，即使输入信号中不包含有用信号或者干扰情况或干扰类型改变，干扰抑制仍然保持有效。

d.该方案尤其是可以与对信号继续处理无关地或与对信号的继续处理的方式无关地被使用，这尤其是因为已被消除干扰的信号的时-频分布在需要时可以被变换回时域。

e.这里所介绍的解决方案的可能使用领域或应用是其中干扰抑制可能为有利的所有类型的信号处理。

另外的优点是：

同步信号的各个元素s_k，j(t)从发送器通过多个频道(或频率子信道)被分散地传输，其中同步信号的各个元素s_k，j(t)彼此之间具有函数依赖性。尤其是可以针对时刻t_i要么在时域中和/或在频域中给出这样的函数依赖性。

有利的是，在这里介绍的方案中，同步信号的各个元素s_k，j(t)依赖于来自相同子信道j的至少一个其他元素s_n，j(t)|_n≠k和/或与来自子信道m≠j的至少一个其他元素s_n，m(t)|_m≠j。这样的冗余使得即使在同步信号或有用信号的若干元素被干扰的情况下仍然能够无误地接收同步信号或有用信号的各个元素。

为了进一步改进所介绍的方案的鲁棒性，可以在接收器中在原来的信号接收之前进行干扰抑制(参见图1中的单元105)。这在不知道输入信号中是否包含同步信号或有用信号的情况下也同样起作用。

干扰抑制105尤其是可以实施为带阻滤波器或限幅器。

这里所介绍的方案的另一优点是，在数字地接收同步矩阵G_k，j的每个单个元素时作出关于该元素的分配的判决(硬判决和/或软判决)。在此，可以有利地对同步信号或有用信号进行识别，即使在传输信道具有不同于白噪声的干扰的情况下也是如此。

因此，在多个子信道中已经被单个地解调的同步矩阵G_k，j的元素可以被输送给二维信号匹配滤波器、尤其是FIR滤波器或者相关器，在所述滤波器或相关器处这些元素优选地被共同或一起地处理、并且尤其是利用彼此而被处理。因此，可以以高概率在同步矩阵G_k，j的不同时-频域内接收大量的单个元素

同样地，这里所介绍的方案可以成功地应用在具有频率选择的和/或时间选择的衰减的信道上。

Claims (45)

1.一种用于检测有用信号的方法，

-其中所述有用信号是多维有用信号；

-其中所述有用信号包括多个元素；

-其中考虑所述有用信号的一个元素与所述有用信号的至少一个另外的元素的函数依赖性。

2.根据权利要求1所述的方法，其中利用不同的载波信号和/或在不同子信道上处理所述有用信号的不同元素。

3.根据上述权利要求之一所述的方法，其中根据预先给定的n维矩阵确定所述函数依赖性。

4.根据上述权利要求之一所述的方法，其中根据频率调制、差分调制和/或编码确定所述函数依赖性。

5.根据上述权利要求之一所述的方法，其中在时域和/或频域中确定所述函数依赖性。

6.根据上述权利要求之一所述的方法，其中所述有用信号是n维有用信号。

7.根据上述权利要求之一所述的方法，其中所述有用信号尤其是时-频域中的二维有用信号。

8.根据上述权利要求之一所述的方法，其中在接收器处尤其是在解码和/或解调的范围内考虑所述有用信号的一个元素与所述有用信号的至少一个另外的元素的函数依赖性。

9.根据上述权利要求之一所述的方法，其中通过基于硬判决和/或软判决确定同步矩阵的各个元素来考虑所述有用信号的一个元素与所述有用信号的至少一个另外的元素的函数依赖性。

10.根据上述权利要求之一所述的方法，其中考虑有用信号的一个元素与相同子信道和/或来自多维有用信号的至少一个另外的子信道的至少一个另外的元素的函数依赖性。

11.根据上述权利要求之一所述的方法，其中为至少一个元素考虑相应的干扰信号估计并且尤其是考虑相应元素的有用信号分量的相应估计。

12.根据上述权利要求之一所述的方法，其中在考虑所述函数依赖性之后执行相关。

13.根据上述权利要求之一所述的方法，其中在考虑所述函数依赖性之后借助滤波器执行滤波。

14.根据权利要求13所述的方法，其中将所述滤波器的系数与同步矩阵相匹配。

15.根据权利要求13或14之一所述的方法，其中借助所述滤波器确定所述滤波器的与所述同步矩阵相匹配的系数与所接收的信号的时间有限的分段之间的相关系数。

16.根据权利要求15所述的方法，其中如果所述相关系数达到和/或超过预先给定的阈值，则所述有用信号被识别。

17.根据权利要求16所述的方法，其中在接下来的迭代中检验：下一个相关系数是否好于上一个相关系数并且在这种情况下根据较好的相关系数来识别所述有用信号。

18.根据上述权利要求之一所述的方法，其中在考虑所述函数依赖性之前执行对干扰信号分量的减小，包括步骤：

(a)将输入信号变换为多维信号；

(b)估计所述多维信号的干扰分量，其中根据所述多维信号的至少一个子集对干扰分量进行估计；

(c)将所述干扰分量与所述多维信号相比较；

(d)根据该比较至少部分地抑制所述多维信号。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述变换包括所述输入信号的串-并转换。

20.根据权利要求18或19之一所述的方法，其中所述输入信号包括多维信号和/或复信号。

21.根据权利要求18至20之一所述的方法，其中所述变换包括到时-频域的变换。

22.根据权利要求18至21之一所述的方法，其中所述多维信号被存储在存储器中。

23.根据权利要求22所述的方法，其中所述存储器包括由耦合的移位寄存器组成的场，所述场与所述输入信号的变换同步。

24.根据权利要求18至23之一所述的方法，其中通过为所述至少一个子集确定预先给定的函数和/或统计和/或统计变量和/或从中导出的变量或函数的至少一个值来对多维信号的干扰分量进行估计。

25.根据权利要求24所述的方法，其中确定所述干扰信号分量的至少一个特征和/或至少一个参数的估计。

26.根据权利要求18至25之一所述的方法，其中所述至少一个子集具有周期性。

27.根据权利要求18至26之一所述的方法，其中通过根据所述干扰分量调节至少一个信号屏障来进行所述干扰分量与所述多维信号的比较。

28.根据权利要求27所述的方法，其中如果所述多维信号与所述干扰分量不具有预先给定的间隔，则所述多维信号被至少部分地抑制。

29.根据权利要求18至28之一所述的方法，其中尤其是通过为所述至少一个子集确定预先给定的函数和/或统计和/或统计变量和/或从中导出的变量或函数的至少一个值来执行对所述多维信号的有用信号分量的估计。

30.根据权利要求29所述的方法，其中确定所述有用信号分量的至少一个特征和/或至少一个参数的估计。

31.根据权利要求29或30之一所述的方法，其中在考虑到所述有用信号分量的情况下执行所述干扰分量与所述多维信号的比较。

32.根据权利要求18至31之一所述的方法，其中如果所述多维信号中的有用信号与所述干扰分量具有预先给定的间隔，则所述有用信号被识别。

33.根据权利要求18至32之一所述的方法，其中在减小所述干扰信号分量时考虑至少一个另外的信道。

34.根据权利要求18至33之一所述的方法，其中继步骤(d)之后在步骤(e)中执行步骤(a)的逆变换。

35.根据权利要求34所述的方法，其中执行所述输出信号到输出信号序列的并-串转换。

36.根据上述权利要求之一所述的方法，其中所述有用信号是同步信号。

37.根据上述权利要求之一所述的方法，其中根据多个载波信号来确定所述有用信号，其中每个载波信号在子信道中通过自身的元素被调制。

38.一种用于生成有用信号的方法，

-其中有用信号由多个载波信号组成，其中每个载波信号在子信道中通过自身的元素被调制，其中所述元素根据预先给定的同步矩阵来产生，

-其中所述有用信号的一个元素与所述有用信号的至少一个另外的元素具有函数依赖性。

39.根据权利要求38所述的方法，其中所述有用信号基本上在信息传输期间开始时和/或多次在信息传输期间被发送。

40.根据权利要求38或39所述的方法，其中所述有用信号是同步信号。

41.一种用于检测有用信号的设备，包括处理器单元和/或至少部分地硬布线的电路布置，所述处理器单元和/或至少部分地硬布线的电路布置被安排为使得根据权利要求1至37之一所述的方法能够被执行。

42.根据权利要求41所述的设备，其中所述设备是通信设备，其中所述通信设备与另外的通信设备通过至少部分地包括电网的通信连接交换信号。

43.一种用于生成有效信号的设备，包括处理器单元和/或至少部分地硬布线的电路布置，所述处理器单元和/或所述至少部分地硬布线的电路布置被安排为使得根据权利要求38至40之一所述的方法能够被执行。

44.根据权利要求43所述的设备，其中所述设备是通信设备，其中所述通信设备与另外的通信设备通过至少部分地包括电网的通信连接交换信号。

45.一种系统，包括根据权利要求41至44之一所述的设备。

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