DE10323231A1

DE10323231A1 - Erkennung eines periodischen frequenzoffset-behafteten Nutzsignals durch mehrfache parallele Kreuzkorrelation mit einem bekannten Signal unter Nutzung von Frequenzverschiebungen

Info

Publication number: DE10323231A1
Application number: DE2003123231
Authority: DE
Inventors: Stefano Marsili
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Intel Deutschland GmbH
Priority date: 2003-05-22
Filing date: 2003-05-22
Publication date: 2004-12-23
Anticipated expiration: 2023-05-23
Also published as: DE10323231B4

Abstract

Eine Vorrichtung zum Kreuzkorrelieren eines Eingangssignals (s(t)) mit einem bekannten Signal (b(t)) weist eine Anzahl N an parallel geschalteten Kreuzkorrelations-Einheiten (CK¶1¶, ..., CK¶N¶) auf, die derart ausgebildet sind, dass in zumindest N-1 Kreuzkorrelations-Einheiten (CK¶1¶, ..., CK¶N¶) eine Kreuzkorrelation zwischen dem frequenzverschobenen Eingangssignal (s(t)) und dem bekannten Signal (b(t)) oder dem Eingangssignal (s(t)) und dem frequenzverschobenen bekannten Signal (b(t)) durchgeführt wird. Zur Detektion des Nutzsignals wird dasjenige, von einer Kreuzkorrelations-Einheit (CK¶1¶, ..., CK¶N¶) erzeugte Kreuzkorrelationssignal DOLLAR I1 für eine Verknüpfung mit einem von einer Autokorrelations-Einheit (AK) erzeugten Autokorrelationssignal c¶1¶(t) herangezogen, welches die größten Signalamplituden aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Kreuzkorrelieren eines Eingangssignals mit einem bekannten Signal. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erkennung eines Nutzsignals in einem Empfänger, insbesondere in einem Funkempfänger.

In drahtlosen lokalen Netzwerken werden mittlerweile Datenübertragungsraten von bis zu 54 MBit pro Sekunde erreicht. Die Spezifikationen hierzu finden sich in "IEEE 802.11a – Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications: High-speed Physical Layer in the 5 GHZ Band" sowie "IEEE 802.118 – Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications: Further Higher Speed Physical Layer Extension in the 2,4 GHz Band" oder auch in "ETSI TS 101 761-1 Broadband Radio Access Networks (BRAN); Hiperlan Type 2; Physical (PHY) Layer". Zur Erkennung eines Nutzsignals wird nach einem periodischen Signal gesucht, welches am Anfang eines Datenbursts des Nutzsignals ausgesendet wird.

1 zeigt ein Zeitdiagramm, bei dem ab einem bestimmten Zeitpunkt t₀ zusätzlich zu einem Rauschsignal n(t) ein periodisches Signal u(t) mit definierter Periode auftritt. Auf der x-Achse des Diagramms ist dabei die Zeit in Einheiten einer Abtastzeitdauer, d.h. der Abtastindex, und auf der y-Achse die Amplitude des Gesamtsignals r(t) bestehend aus dem Rauschsignal n(t) und dem periodischen Signal u(t) aufgetragen. Mittels eines Signaldetektors kann das Auftreten des dem Rauschsignal n(t) überlagerten periodischen Signals u(t) de tektiert werden. Bei einer fehlerfreien Arbeitsweise des Signaldetektors muss dieser bis zum Zeitpunkt t₀ feststellen, dass kein periodisches Signal u(t) vorhanden ist. Die Wahrscheinlichkeit einer fehlerhaften Detektion des periodischen Signals muss in diesem Zeitraum möglichst gering sein. Nachdem das periodische Signal u(t) zum Zeitpunkt t₀ aufgetreten ist, muss der Signaldetektor andererseits so schnell wie möglich das Vorhandensein des periodischen Signals u(t) nachweisen. Die Fehlerrate soll dabei ebenfalls so gering wie möglich sein. Das periodische Signal u(t) und damit das Nutzsignal soll beispielsweise innerhalb von 4 μs mit einer Wahrscheinlichkeit von 90 % nachgewiesen werden.

Eine mögliche Verwendung eines solchen Signaldetektors ist in 2 gezeigt. Das analoge komplexe Signal r(t), welches das Rauschsignal n(t) enthält und das periodische Signal u(t) enthalten kann, wird mittels eines Verstärkers mit automatischer Verstärkungsanpassung 1 skaliert und einem Analog-Digital-Wandler 2 zugeführt. Das am Ausgang des Analog-Digital-Wandlers 2 abgreifbare digitale komplexe Signal s(t) wird dem Signaldetektor 3 zugeführt. Zudem wird das Signal s(t) einem Empfänger 4 zugeführt. Der Signaldetektor 3 teilt dem Empfänger 4 über ein am Detektorausgang DA anliegendes Signal mit, ob ein periodisches Signal detektiert wurde.

Aufgrund der Tatsache, dass der Verstärker mit automatischer Verstärkungsanpassung 1, im folgenden auch Automatic Gain Control (AGC) genannt, die Gesamtleistung verändert, ist es für die Detektion des periodischen Signals u(t) nicht ausreichend, nur die Leistungsveränderung des Eingangssignals s(t) zu überwachen. Der Verstärker mit automatischer Verstärkungsanpassung 1 passt die Signalverstärkung von Zeit zu Zeit den Bedürfnissen an. Daher schwankt die Leistung am Eingang des Analog-Digital-Wandlers 2 und damit auch am Eingang DE des Signaldetektors 3, weshalb die Veränderung der Leistung im Eingangssignal s(t) keine verlässliche Aussage über das Vorhandensein oder die Abwesenheit des periodischen Signals u(t) zulässt.

3 zeigt eine Burststruktur, wie sie in der oben genannten IEEE-Spezifikation definiert ist und zur Datenübertragung sowie zur Synchronisation zwischen Sender und Empfänger dient. Die Burststruktur beginnt mit einer aus kurzen Trainingssequenzen aufgebauten Präambel STP, welche auch als PLCP-Präambel oder OFDM training structure bezeichnet wird. Ein 0,8 μs langes Signal (kurze Trainingssequenz), in 3 mit t₁ bezeichnet, wird innerhalb STP 10 mal für insgesamt 8 μs wiederholt. In 3 sind die Wiederholungen mit t₂, t₃, ..., t₁₀ gekennzeichnet. Daran schließen sich eine aus einer Schutzzeit GI2 und zwei langen Trainingssequenzen T1 und T2 aufgebaute Präambel LTP an. LTP erstreckt sich ebenfalls über 8 μs. Da es auf LTP und die LTP nachfolgenden Burst-Abschnitte SIGNAL, Data1, Data2 nicht ankommt, wird im Folgenden darauf auch nicht weiter eingegangen. Erläuterungen hierzu finden sich im Abschnitt 17.3 der oben genannten Spezifikation IEEE 802.11a.

Das periodische Signal t₁, t₂,..., t₁₀ der Präambel STP wird zur empfängerseitigen Erkennung eines Bursts verwendet. Um das periodische Signal im Eingangssignal s(t) zu detektieren, kann man die Ähnlichkeit des periodischen Signals t₁, t₂,..., t₁₀ mit sich selbst bei einer Verschiebung entsprechend der Signalperiode ausnutzen. Für den Fall, dass kein periodisches Signal vorliegt, sollte das Eingangssignal s(t) auch keine Periodizität aufweisen.

In der zweiten oben erwähnten Spezifikation ETSI wird die kurze Trainingssequenz etwas anders definiert. Die Periodizität des periodischen Signals ist jedoch auch bei diesen Spezifikationen ebenfalls gegeben. Es sei hier auf die Spezifi kationsabschnitte 5.7 und 5.8 verwiesen. Daher kann die Detektion des periodischen Signals u(t), welches dem Rauschsignal n(t) überlagert ist, auch bei dieser Spezifikation auf die gleiche Art und Weise erfolgen.

In 4 ist in Form eines Zeitdiagramms, bei dem auf der x-Achse der Abtastwerte-Index und auf der y-Achse die Amplitude in beliebigen Einheiten aufgetragen sind, der Realteil 4.1 und der Imaginärteil 4.2 von insgesamt 4 Signalen t₁ bis t₄ dargestellt. Die Abtastrate beträgt 20 MHz, d.h. 16 Abtastwerte entsprechen einer Wiederholungsdauer (0,8 μs) des periodischen Signals u(t). Mittels des Signaldetektors 3 sollten die in 4 gezeigten Signale t₁ bis t₄ des periodischen Signals detektierbar sein.

Aus dem Stand der Technik "VLSI Implementation of IEEE 802.11a Physical Layer, L. Schwoerer, H. Wirz, Nokia Research Center, 6th International OFDM Workshop 2001 – Hamburg, Seiten 28-1 bis 28-4" ist ein Signaldetektor bekannt, der zur Detektion des periodischen Signals folgende Autokorrelationsfunktion verwendet:

Dabei ist τ = 0,8 μs die Periode des periodischen Signals u(t) und T die Integrations- bzw. Summationszeitdauer.

In 5 sind zwei Zeitdiagramme dargestellt, bei denen jeweils auf der x-Achse der Abtastwerte-Index und auf der y-Achse die Amplitude aufgetragen sind. Im oberen Diagramm ist das digitale komplexe Eingangssignal s(t) dargestellt. Beim Abtastwerte-Index 20 tritt das periodische Signal u(t) auf. Im unteren Diagramm ist die Autokorrelationsfunktion c₁(t), wie sie oben in Gleichung (1) angegeben ist, gezeigt. Dabei beinhaltet das Signal s(t) kein Rauschsignal. Die Integrations- bzw. Summationszeitdauer T beträgt 0,8 μs. Nach 1,6 μs (entspricht 32 Abtastungen) korrelieren die letzten 0,8 μs des Eingangssignals s(t) mit den ersten 0,8 μs des Eingangssignals s(t) perfekt und die Autokorrelationssumme bleibt 1,6 μs nach dem Auftreten des periodischen Signals konstant.

In 6 sind ebenfalls zwei Zeitdiagramme gezeigt, wobei das obere Zeitdiagramm wiederum das Eingangssignal s(t) und das untere Zeitdiagramm die Autokorrelationsfunktion c₁(t) zeigt. Die Abtastrate beträgt wiederum 20 MHz. Hierbei weist das Eingangssignal s(t) nun jedoch einen Rauschsignalanteil auf. Der Autokorrelationswert c₁(t) ist nunmehr nicht mehr stabil. Zudem weicht der Autokorrelationswert c₁(t) auch bereits vor dem Auftreten des periodischen Signals vom Wert 0 ab. Um das periodische Signal sicher zu detektieren, ist ein Schwellenwert zu berücksichtigen. Überschreitet der Autokorrelationswert c₁(t) den Schwellenwert, wird angenommen, dass das periodische Signal vorliegt. Je höher der Schwellenwert ist, desto kleiner ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Autokorrelation gemäß der oben genannten Funktion c₁(t) fälschlicherweise ein periodisches Signal detektiert. Dies hat jedoch zur Folge, dass eine Detektion des periodischen Signals um so länger dauert, je höher der Schwellenwert thr₁ ist.

Der Wert der Autokorrelation c₁(t) hängt zudem von der Leistung des Eingangssignals s(t) ab. Der Schwellenwert thr₁ muss daher der Signalleistung angepasst werden. Der Mittelwert der Leistung des Eingangssignals s(t) ist nicht konstant, weil der Verstärker mit veränderlicher Verstärkung 1, welcher vor dem Signaldetektor 3 angeordnet ist, versucht, das Ausgangssignal innerhalb eines Intervalls zu halten. Dies ist erforderlich, um eine Übersteuerung des Analog-Digital-Wandlers 2 zu vermeiden. Auch wenn das an der AGC-Einheit 1 anliegende Eingangssignal r(t), wie in 2 gezeigt, eine konstante mittlere Leistung aufweist, ist es nicht möglich, den Verstärker mit anpassbarer Verstärkung 1 sofort auf den richtigen Wert einzustellen. Dazu sind erst eine Reihe von Einstellungen erforderlich. Infolge der Veränderung der Verstärkung treten also in jedem Fall Schwankungen in der mittleren Leistung des Eingangssignals s(t) am Eingang des Signaldetektors 3 auf. Hinzu kommt, dass der Verstärker mit anpassbarer Verstärkung 1 normalerweise erst dann auf einen festen Endwert eingestellt wird, wenn das periodische Signal detektiert wurde und das Nutzsignal empfangen wird. Daher muss die Leistung während des Detektionsprozesses geschätzt werden. Im Stand der Technik wird zur Schätzung der Leistung des Eingangssignals s(t) die folgende Formel verwendet:

Die Leistung p₁(t) wird über die letzten T Sekunden des bei der Autokorrelation verwendeten Eingangssignals s(t) geschätzt.

Die Entscheidung, ob das periodische Signal vorliegt oder nicht vorliegt, wird mittels der Bedingung c1(t) ≥ p1 (t)·thr1 (3)getroffen. Dabei bezeichnet thr₁ den (nicht Leistungsskalierten) Schwellenwert für die Autokorrelation. Falls c₁(t) größer oder gleich dem Produkt aus Leistung p₁(t) und Schwellenwert thr₁ ist, wird angenommen, dass ein periodisches Signal vorliegt.

Die Höhe des Schwellenwerts thr₁ ist dabei das Ergebnis einer Abwägung zwischen der gewünschten hohen Detektionssicherheit des periodischen Signals und einer andererseits möglichst schnellen Detektion des periodischen Signals.

Im folgenden wird in den 7, 8A bis 8C und 9 eine Vorrichtung und ein Verfahren beschrieben, wie sie in der deutschen Patentanmeldung DE 102 45 039.0-31 , welche Stand der Technik nach § 3 (2) PatG darstellt, offenbart sind.

Das Blockdiagramm in 7 zeigt den Aufbau eines Signaldetektors 3, welcher die im oben genannten Stand der Technik angegebenen Gleichungen umsetzt. Die dicken Linien kennzeichnen komplexe Signale, während die dünnen Linien reelle Signale kennzeichnen.

Der Signaldetektor 3, wie er in 7 als Blockschaltbild gezeigt ist, weist einen Eingang DE auf, an dem das Eingangssignal s(t), welches das digitale komplexe Ausgangssignal des Analog-Digital-Wandlers 2 ist, anliegt. Das Eingangssignal s(t) wird einer Einheit zur Leistungsschätzung 13 zugeführt, die an ihrem Ausgang das Leistungsschätzsignal p₁(t), welches nach Gleichung (2) berechnet wurde, zur Verfügung stellt. Hierzu weist die Einheit zur Leistungsschätzung 13 eine Einheit zur Betragsquadratbildung 5 und einen Summierer 6 auf. Gleichzeitig wird das Signal s(t) einer Autokorrelations-Einheit 15 zugeführt. Die Autokorrelations-Einheit 15 umfasst eine Einheit 9 zur Bildung des konjungiert komplexen Signals, eine Verzögerungseinheit 10 zur Verzögerung des Eingangssignals s(t) um die Periode τ, sowie einen Multiplizierer 16, welcher das Eingangssignal s(t) mit dem verzögerten, komplex konjungierten Eingangssignal s·(t – τ) multipliziert. Hinter dem Multiplizierer 16 sind ein Summierer 11 mit der Summierzeitdauer T und eine Einheit zur Betragsbildung 12 angeordnet. Der Ausgang der Autokorrelations-Einheit 15 ist mit ei nem ersten Eingang einer Entscheidungseinheit 14 verbunden. An einem zweiten Eingang der Entscheidungseinheit 14 liegt der Schwellenwert thr₁ an. Ein dritter Eingang der Entscheidungseinheit 14 ist mit dem Ausgang der Einheit zur Leistungsschätzung 13 verbunden. Die Skalierung des Schwellenwertes thr₁ erfolgt mittels des Multiplizierers 7. Die Überprüfung der Schwellenwertbedingung gemäß Gleichung (3) wird durch den Vergleicher 8 vorgenommen. Am Ausgang DA des Signaldetektors 3 ist ein Detektorsignal d(t) abgreifbar, welches angibt, ob ein periodisches Signal detektiert wurde.

Die Verwendung der Autokorrelation zur Signaldetektion hat den Vorteil, dass die Form des periodischen Signals nicht bekannt sein muss, um das periodische Signal zu detektieren. Zur Detektion des periodischen Signals muss lediglich dessen Periode τ bekannt sein. Bei stark verzerrenden oder störenden Übertragungskanälen wird die Form des empfangenen Signals in erheblichem Maße gegenüber dem ausgesendeten Signal verändert. Die Periode des ausgesendeten Signals bleibt jedoch erhalten. Bei diesen Übertragungsverhältnissen ist das Signalzu-Rauschverhältnis (signal to noise ratio SNR), das benötigt wird, damit der Empfänger korrekt arbeitet, normalerweise relativ hoch – jedenfalls aber so hoch, dass die Signaldetektion durch Autokorrelation ohne weiteres gelingt. Mit anderen Worten: Bei einem stark verzerrenden Kanal besteht die Schwierigkeit nicht darin, das Vorhandensein des (stark verzerrten) Nutzsignals durch Autokorrelation im Detektor nachzuweisen, sondern das Nutzsignal im Empfänger 4 zu dekodieren.

Anders liegen die Verhältnisse bei einem annähernd idealen Übertragungskanal. In diesem Fall kann das SNR, das für die Funktionsfähigkeit des Empfängers erforderlich ist, sehr niedrig liegen, gegebenenfalls bis zu 0 dB. Das heißt, dass der Empfänger ein stark verrauschtes Nutzsignal noch dekodie ren kann. Es kann die Situation auftreten, dass der Empfänger das nahezu verzerrungsfreie, stark verrauschte Nutzsignal zwar dekodieren könnte, aber der Detektor, der die Autokorrelation durchführt, nicht im Stande ist, das Vorliegen des Nutzsignals anzuzeigen. Mit anderen Worten: Bei einem annähernd idealen Kanal besteht die Schwierigkeit in der Signalerkennung (Nachweis des Vorliegens des Nutzsignals) im Signaldetektor 3, nicht in der anschließenden Signal-Dekodierung im Empfänger 4.

Durch die Schwierigkeiten bei der Signalerkennung wird die Performance des Systems bestehend aus Empfänger 4 und Detektor 3 beeinträchtigt. Empfänger 4 und Detektor 3 bilden ein Gesamtsystem, welches gleichsam eine erhöhte Fehlerrate aufweist. Die erhöhte Fehlerrate hat in nachteiliger Weise zusätzliche Wiederholungsübertragungen zur Folge. Letztlich bewirkt dies eine Verminderung des Datendurchsatzes für das Gesamtsystem.

Ein wesentlicher Vorteil der Autokorrelationsfunktion c₁(t) gemäß Gleichung (1) ist es, dass für eine Detektion eines Signals der Signalverlauf bzw. die Signalform nicht notwendiger Weise bekannt sein muss. Ein wesentlicher Punkt, der hingegen bekannt sein muss, ist die Periodendauer bzw. die Periode des Signals. Bei sehr stark gestörten Übertragungskanälen ist die Form des Eingangssignals s(t) im allgemeinen sehr unterschiedlich zu der Form des gesendeten Signals. Dennoch bleibt trotz der deutlichen Veränderung der Signalform die Periodizität des Signals im wesentlichen erhalten. Um eine ausreichende Detektionssicherheit eines Detektors gewährleisten zu können, ist bei diesen Übertragungskanälen der Wert für ein minimales SNR, welches für den Empfänger erforderlich ist, relativ hoch. Der Detektor arbeitet bzw. detektiert nur sehr unzureichend, falls der Übertragungskanal im wesentlichen als „ideal" betrachtet werden kann und der erwartete Wert des minimalen SNR für den Empfänger relativ klein sein kann (bspw. bis zu 0dB in den eingangs bereits erwähnten Spezifikationen IEEE 802.11a und ETSI TS 101 761-1). In diesem Fall tritt die Situation auf, dass der Empfänger das Signal zwar dekodieren kann, aber der Detektor keine ausreichende Detektion durchführen kann. Dies ist vergleichbar mit einer Empfängerstruktur, die eine höhere Fehlerrate aufweist. Das führt dazu, dass eine höhere Re-Transmission erforderlich ist, wobei das Problem hauptsächlich darauf zurückzuführen ist, dass im Ausdruck für die Autokorrelationsfunktion c₁(t) nach Gleichung (1) beide darin enthaltenen Faktoren rauschbehaftet sind. Ein weiterer Nachteil der Autokorrelationsfunktion gemäß Gleichung (1) ist es, dass darin keine Informationen im Hinblick auf die Zeitdauern und/oder Rahmenstruktur der Präambel enthalten sind.

Falls der Übertragungskanal nur eine geringe Verzerrung aufweist, ist es möglich, einen der beiden Faktoren in Gleichung (1) vom Rauschen zu befreien. In diesem Fall ist das empfangene Signal bekannt und es gleicht dem ausgesendeten Signal, vgl. hierzu 4. Somit lässt sich auch anhand der folgenden Gleichung das Nutzsignal erkennen:

wobei b(τ) ein T Sekunden langer Signalanteil des bekannten ausgesendeten Signals ist. Dieser Signalanteil können zum Beispiel die Signale bzw. Symbole t₁ und t₂ der Präambel STP oder auch ein anderer im Empfänger bekannter Signalabschnitt des gesendeten Signals sein. Ferner kann anstelle von b(τ) in Gleichung (4) auch ein aus b(τ) abgeleitetes oder transfor miertes Signal verwendet werden, z.B. sgn(b(τ)), wobei sgn(·) die Vorzeichenfunktion ist.

Die Gleichung (4) beschreibt die Kreuzkorrelation des Signals s(t) mit dem bekannten Signal b(τ) (bzw. einem von dem bekannten Signal b(τ) abgeleiteten Signal). Üblicherweise wird die Kreuzkorrelation zur Synchronisation und nicht zur Detektion verwendet. Im vorliegenden Fall wird die Kreuzkorrelation jedoch zur Erkennung des Nutzsignals herangezogen.

In 8A ist das Nutzsignal 8.1, welches mit einem Rauschsignal 8.2 überlagert ist, gezeigt. Es sind nur die Realteile der beiden Signale dargestellt. Auf der x-Achse des Zeitdiagramms ist der Abtastwerte-Index (Abtastrate 20 MHz) aufgetragen und auf der y-Achse ist die reelle Amplitude des Gesamtsignals s(t) aufgetragen. Beim Abtastwert mit Index 20 tritt das Nutzsignal 8.1 auf. Es wird deutlich, dass das Nutzsignal 8.1 im Rauschen nahezu "untergeht", d.h. dass ein geringes SNR vorliegt.

In 8B ist der Verlauf der Autokorrelation gemäß Gleichung (2) gezeigt. Auch hier ist auf der x-Achse der Abtastwerte-Index und auf der y-Achse die Amplitude aufgetragen. Dabei zeigt der Verlauf 8.3 den erwarteten Verlauf der Autokorrelation für das rauschfreie Nutzsignal. Die Autokorrelation des mit einem Rauschsignal behafteten Nutzsignals ist als Signalverlauf 8.4 dargestellt. Es ist deutlich zu erkennen, dass der Signalverlauf 8.4 stark vom erwarteten Signalverlauf 8.3 abweicht. Unter bestimmten Bedingungen wird der leistungsangepasste Schwellenwert nach Gleichung (3) nicht rechtzeitig erreicht, was einem Fehler beim Signalempfang entspricht (der leistungsangepasste Schwellenwert p₁(t)·thr₁ muss relativ hoch sein, um die Wahrscheinlichkeit für eine fehlerhafte Detektion gering zu halten).

Im Zeitdiagramm in 8C ist der Verlauf 8.5 der Kreuzkorrelation für das in 8A dargestellte Signal gezeigt. Auch hier ist auf der x-Achse der Abtastwerte-Index und auf der y-Achse die Amplitude aufgetragen. Der bekannte Signalteil b(t), nachfolgend auch als Filter b(t) bezeichnet, wurde aus den beiden Signalen t₁ und t₂ in 3 gebildet. Die Maxima in 8C, die unabhängig von der Filterlänge sind, treten alle 0,8 μs auf. Ihre Werte werden durch das Rauschen nicht stark verzerrt. Wie bereits erwähnt, werden diese Maxima normalerweise benutzt, um ein Signal zu synchronisieren. Im vorliegenden Fall werden sie jedoch zur Erkennung bzw. Detektion des Nutzsignals verwendet. Dazu wird ein gegenüber dem bei der Autokorrelation verwendeten Schwellwert thr₁ anderer Schwellenwert thr₂ gewählt. Der gewählte Schwellenwert thr₂ muss sicherstellen, dass mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit eine falsche Detektion ausgeschlossen werden kann.

Wie auch in Gleichung (1) hängt der Ausgangswert c₂(t) der Gleichung (4) von der Signalstärke ab. Da in Gleichung (4) jedoch nur einer der beiden Faktoren von der Signalstärke abhängt, ist die Amplitude des Eingangssignals s(t) und nicht dessen Leistung zu berücksichtigen. Dies kann zum Beispiel dadurch geschehen, dass die Quadratwurzel aus p₁(t) gemäß Gleichung (2) gezogen und für die Skalierung des Schwellenwertes thr₂ verwendet wird.

Alternativ dazu ist es auch möglich, mittels einer Näherung zu arbeiten. Für die Näherung der Signalamplitude kann die folgende Gleichung verwendet werden:

Dies führt zu einem weiteren Detektionskriterium: c2(t) ≥ p2 (t)·thr2 (6)wobei thr₂ der zweite Schwellenwert (Schwellenwert für die Kreuzkorrelation) ist.

D.h., sobald Korrelationsspitzen auftreten, die das Produkt p₂(t)·thr₂ übertreffen, wird eine Detektion des Nutzsignals angenommen. Zudem kann die Periode dieser Maxima für einen robusteren Algorithmus zur Nutzsignalerkennung herangezogen werden.

Die beiden Detektionskriterien gemäß den Gleichungen (3) und (6) werden z.B. mittels einer ODER-Verknüpfung verknüpft. Ein entsprechendes Blockschaltbild ist in 9 gezeigt. Das Eingangssignal s(t), das am Eingang DE des Detektors anliegt, wird sowohl einer Autokorrelations-Einheit AK als auch einer Kreuzkorrelationseinheit CK zugeführt. Die Ausgangssignale c₁(t) bzw. c₂(t) der beiden Korrelationseinheiten AK und CK werden mittels einer Verknüpfungseinheit VE miteinander verknüpft. Die Verknüpfungseinheit VE überprüft die Bedingungen gemäß Gleichungen (3) und (6) und erzeugt intern jeweils einen logischen Zustand "1", sofern die jeweilige Bedingung erfüllt ist. Diese logischen Signale werden in der Verknüpfungseinheit VE ODER-verknüpft. Am Ausgang DA des (nicht gesondert dargestellten) ODER-Glieds, welcher auch den Ausgang des Detektors 3 bildet, ist ein Detektionssignal d(t) abgreifbar, das eine Information über das Vorhandensein des Nutzsignals liefert. Liegt der Ausgang DA des ODER-Glieds auf dem logischen Zustand "1", kann dies als Vorhandensein des Nutzsignals interpretiert werden.

Mit dem Konzept der Kreuzkorrelation kann sowohl die Detektions- als auch die Synchronisationsproblematik verbessert werden. Es tritt jedoch ein Problem auf, wenn aufgrund einer Abweichung (Frequenz-Offset) zwischen der Trägerfrequenz des Empfangssignals und der im Empfänger zum Heruntermischen verwendeten Frequenz das Empfangssignal nicht vollständig in das Basisband heruntergemischt wird. In 10 ist der Einfluss eines Frequenz-Offsets von 240 kHz auf die Autokorrelationsfunktion c₂(t) nach Gleichung (4) gezeigt. Das obere Diagramm in 10 zeigt den Signalverlauf ohne einen Frequenz-Offset und das untere Diagramm in 10 zeigt den Signalverlauf mit einem Frequenz-Offset von 240 kHz. Wie aus den Diagrammen deutlich zu entnehmen ist, sind die Signalspitzen in dem unteren Diagramm durch den Einfluss des Frequenz-Offsets wesentlich kleiner als in dem oberen Diagramm. Daraus folgt, dass entweder ein kleinerer Schwellwert für eine Detektion der Präambel erforderlich ist, was jedoch zu einer höheren Wahrscheinlichkeit von falschen Detektionen führt, oder aber, falls der Schwellwert für die Gewährleistung einer im wesentlichen gleichbleibenden Wahrscheinlichkeit für eine falsche Detektion unverändert bleibt, eine geringere Anzahl an Bursts mittels dem Detektor detektiert werden.

Dies zeigt, dass das in 9 dargestellte Konzept mit lediglich einer Einheit CK zum Durchführen einer Kreuzkorrelation nur unzureichende Detektionsergebnisse liefert. Aufgrund der Tatsache, dass dort die Kreuzkorrelation nur in der einzigen Einheit CK ohne Berücksichtigung von Frequenzverschiebungen durchgeführt wird, führt dies zu einer wesentlichen Beeinträchtigung und zu einer relativ unzureichenden Detektion eines Nutzsignals.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Kreuzkorrelieren eines unter Umständen mit einem Frequenz-Offset behafteten Eingangssignals mit einem be kannten Signal zu schaffen, bei der bzw. dem signalstärkere Kreuzkorrelationsergebnisse erzeugt werden können. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erkennung eines Nutzsignals anzugeben, die bzw. das auch bei verschiedenen Kanalverhältnissen eine gute Zuverlässigkeit des Gesamtsystems ermöglicht. Insbesondere soll die Detektion des Nutzsignals auch bei einem vorhandenen Frequenz-Offset zuverlässig und schnell erfolgen können.

Die Aufgaben werden durch eine Vorrichtung zum Kreuzkorrelieren eines Eingangssignals mit einem bekannten Signal, welches die Merkmale des Patentanspruchs 1, und einem entsprechenden Verfahren zum Kreuzkorrelieren des Eingangssignals mit einem bekannten Signal, welches die Merkmale nach Patentanspruch 13 aufweist, sowie durch eine Vorrichtung zum Erkennen eines Nutzsignals, welche die Merkmale nach Patentanspruch 5 aufweist, und ein Verfahren zum Erkennen eines Nutzsignals, welches die Merkmale nach Patentanspruch 17 aufweist, gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der unabhängigen und der nebengeordneten Ansprüche sind in den Unteransprüchen angegeben.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kreuzkorrelieren eines Eingangssignals mit einem bekannten Signal umfasst eine Anzahl von N parallel geschalteten Kreuzkorrelations-Einheiten die derart ausgebildet sind, dass in zumindest N-1 Kreuzkorrelations-Einheiten eine Kreuzkorrelation zwischen einem frequenzverschobenen Eingangssignal und dem bekannten Signal oder dem Eingangssignal und einem frequenzverschobenen bekannten Signal durchführbar ist. Dadurch kann erreicht werden, dass mehrere Kreuzkorrelationen zwischen dem Eingangssignal und dem bekannten Signal durchgeführt werden können und durch das Verwenden eines in geeigneter Weise frequenzverschobenen Eingangssignals oder eines entsprechend frequenzverschobenen bekannten Signals ein signalstarkes Kreuzkorrelationsergebnis erzielt werden kann.

Vorteilhaft ist es, wenn die Verschiebung des Eingangssignals oder die Verschiebung des bekannten Signals in jeder Kreuzkorrelations-Einheit unterschiedlich ist. Dadurch kann erreicht werden, dass Kreuzkorrelationen mit einer Mehrzahl an unterschiedlichen Signalkombinationen erzeugt werden und aus den somit erzielten Korrelationsergebnissen das signalstärkste ausgewählt werden kann. Die für das signalstärkste Korrelationsergebnis verwendete Frequenzverschiebung stellt gleichzeitig eine Grobaussage über den Frequenz-Offset des unverschobenen Eingangssignals dar.

Vorteilhaft ist es, wenn die Frequenzverschiebungen in den Kreuzkorrelations-Einheiten ganzzahlige Vielfache einer Grund-Frequenzverschiebung sind.

Es kann vorgesehen sein, dass in einer Kreuzkorrelations-Einheit der Anzahl an Kreuzkorrelations-Einheiten eine Kreuzkorrelation zwischen dem nicht-frequenzverschobenen Eingangssignal und dem nicht-frequenzverschobenen bekannten Signal durchführbar ist.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum Erkennen eines Nutzsignals, in welchem ein periodisches Signal enthalten ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erkennen eines Nutzsignals umfasst eine Autokorrelations-Einheit zum Autokorrelieren eines Eingangssignals, in welchem das Nutzsignal vorhanden sein kann. Ferner weist diese Vorrichtung zum Erkennen eines Nutzsignals eine wie oben beschriebene Vorrichtung zum Kreuzkorrelieren auf. Als weitere Einheit umfasst die Vorrichtung zum Erkennen eines Nutzsignals eine Verknüpfungseinheit zum Verknüpfen der Ausgänge der Autokorrelations-Einheit und der Kreuzkorrelations-Einheiten, wobei die Verknüpfungseinheit ein Verknüpfungssignal ausgibt, welches angibt, ob das Nutzsignal erkannt wurde. Dadurch kann auch bei unterschiedlichen Kanalverhältnissen eine gute Zuverlässigkeit des Gesamtsystems ermöglicht werden und es kann die Detektion des Nutzsignals auch bei einem Frequenz-Offset des Eingangssignals zuverlässig und schnell ermöglicht werden.

In einer vorteilhaften Ausführung umfasst die Vorrichtung zum Erkennen eines Nutzsignals eine Amplitudenschätzeinheit zur Schätzung der Amplitude des Eingangssignals, wobei das von der Amplitudenschätzeinheit ausgegebene Amplitudenschätzsignal der Verknüpfungseinheit zugeführt ist.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung zum Erkennen eines Nutzsignals eine Leistungsschätzeinheit zur Schätzung der Leistung des Eingangssignals umfasst, und dass das von der Leistungsschätzeinheit ausgegebene Leistungsschätzsignal an der Verknüpfungseinheit anliegt.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Verknüpfungseinheit

– eine der Autokorrelations-Einheit nachgeschaltete erste Entscheidungseinheit umfasst, welche ein erstes logisches Signal ausgibt, das angibt, ob das Nutzsignal durch Autokorrelation erkannt wurde,
– eine den Kreuzkorrelations-Einheiten nachgeschaltete zweite Entscheidungseinheit aufweist, welche ein zweites logisches Signal ausgibt, das angibt, ob das Nutzsignal durch Kreuzkorrelation erkannt wurde, und
– ein den beiden Entscheidungseinheiten nachgeschaltetes ODER-Glied, das das Verknüpfungssignal ausgibt, umfasst.

Es kann auch vorgesehen sein, dass jeder Kreuzkorrelations-Einheit jeweils eine eigene zweite Entscheidungseinheit nachgeschaltet ist, von denen jede ein zweites logisches Signal ausgibt, das angibt, ob das Nutzsignal durch Kreuzkorrelation erkannt wurde.

Bevorzugt ist es, wenn die zweite Entscheidungseinheit derart ausgebildet ist, dass mit ihr erkannt wird, mit welcher der N Kreuzkorrelations-Einheiten das gegebenenfalls vorhandene Nutzsignal mittels einer Kreuzkorrelation am schnellsten detektierbar ist.

Vorteilhaft ist es weiter, dass die Verknüpfungseinheit derart ausgebildet ist, dass sie das Ausgangssignal der Autokorrelations-Einheit und das Ausgangssignal derjenigen Kreuzkorrelations-Einheit zur Erzeugung des Verknüpfungssignals verknüpft, mit welcher durch Kreuzkorrelation das gegebenenfalls vorhandene Nutzsignal am schnellsten detektierbar ist.

Bevorzugt ist es, wenn das für die Verknüpfung herangezogene Kreuzkorrelationssignal das Kreuzkorrelationssignal mit den größten Signalamplituden ist.

In vorteilhafter Weise ist das das für eine Kreuzkorrelation verwendete bekannte Signal oder das veränderte, insbesondere frequenzverschobene bekannte Signal, das periodische Signal des zu erkennenden Nutzsignals oder ein aus diesem bekannten Signal durch eine Signaltransformation, insbesondere Vorzeichenbildung, gewonnenes Signal.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Kreuzkorrelieren eines Eingangssignals mit einem bekannten Signal werden zum Durchführen des Kreuzkorrelierens eine Anzahl von N parallel geschalteten Kreuzkorrelations-Einheiten bereitgestellt. In zumindest N-1 Kreuzkorrelations-Einheiten werden Kreuzkorrelationen zwischen dem frequenzverschobenen Eingangssignal und dem bekannten Signal oder dem Eingangssignal und dem frequenzverschobenen bekannten Signal durchgeführt. Mittels dem erfindungsgemäßen Verfahren kann erreicht werden, dass mehrere Kreuzkorrelationen zwischen dem Eingangssignal und dem bekannten Signal durchgeführt werden können. Durch das Verwenden eines entsprechend frequenzverschobenen Eingangssignals oder eines verschobenen bekannten Signals können signalstarke Kreuzkorrelationsergebnisse erzielt werden, mit denen ein gegebenenfalls vorhandener Frequenz-Offset des Eingangssignals besser ausgeglichen werden kann.

Vorteilhafter Weise werden die Frequenzverschiebungen in den Kreuzkorrelations-Einheiten als ganzzahlige Vielfache einer Grund-Frequenzverschiebung eingestellt. Die Frequenzverschiebung kann abweichend von einer Verschiebung als ganzzahliges Vielfaches jedoch auch in vielfältiger anderer und geeigneter Weise eingestellt werden.

Bei einer bevorzugten Ausführung wird in einer der Kreuzkorrelations-Einheiten eine Kreuzkorrelation zwischen dem unverschobenen Eingangssignal und dem unverschobenen bekannten Signal durchgeführt.

Die Erfindung bezieht sich ebenso auf ein Verfahren zur Erkennung eines Nutzsignals, in welchem ein periodisches Signal enthalten ist. Bei dem Verfahren zum Erkennen eines Nutzsignals wird ein Eingangssignal, in welchem das Nutzsignal vorhanden sein kann, mittels Autokorrelation mit sich selbst korreliert und ein Autokorrelationssignal gebildet. Des Weiteren wird ein Kreuzkorrelieren zwischen dem Eingangssignal und dem bekannten Signal mit einem oben angegebenen erfindungsgemäßen Verfahren zum Kreuzkorrelieren des Eingangssignals mit dem bekannten Signal oder einer vorteilhaften Weiterbildung davon durchgeführt, und Kreuzkorrelationssignale erzeugt. Als weiteren Schritt umfasst das Verfahren zum Erkennen eines Nutzsignals das Verknüpfen des Autokorrelationssignals mit einem der Kreuzkorrelationssignale und das Erzeu gen eines Verknüpfungssignal, das angibt, ob das Nutzsignal erkannt wurde.

In bevorzugter Weise wird dasjenige Kreuzkorrelationssignal zur Verknüpfung mit dem Autokorrelationssignal herangezogen, bei dem das Nutzsignal durch die entsprechende Kreuzkorrelation in der entsprechenden Kreuzkorrelations-Einheit im Vergleich zu den Kreuzkorrelationen der restlichen Kreuzkorrelations-Einheiten eine bestmögliche Erkennung gewährleistet. Insbesondere wird dafür das Kreuzkorrelationssignal herangezogen, bei welchem ein gegebenenfalls vorhandenes Nutzsignal durch Kreuzkorrelation am schnellsten erkannt wird.

Es kann vorgesehen sein, dass die Amplitude des Eingangssignals geschätzt wird, und dass das Verknüpfungssignal abhängig von dem Ergebnis der Amplitudenschätzung ist. Ein Kreuzkorrelationssignal hängt gemäß Gleichung (4) von der Amplitude des Eingangssignals ab und wird mittels des Detektionskriteriums nach Gleichung (6) zum Erzeugen eines Verknüpfungssignals selektiert, wodurch das Verknüpfungssignal eine Abhängigkeit von der Amplitude des Eingangssignals erfährt.

In einer vorteilhaften Ausführung kann vorgesehen sein, dass die Leistung des Eingangssignals geschätzt wird, und dass das Verknüpfungssignal abhängig von dem Ergebnis der Leistungsschätzung ist. Ein Autokorrelationssignal hängt gemäß Gleichung (1) von der Leistung des Eingangssignals ab und wird mittels des Detektionskriteriums nach Gleichung (3) zum Erzeugen eines Verknüpfungssignals selektiert, wodurch das Verknüpfungssignal eine Abhängigkeit von der Leistung des Eingangssignals aufweist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kennzeichnet sich dadurch, dass in Abhängigkeit von dem Autokorrelationssignal ein erstes logisches Signal gebildet wird, das angibt, ob das Nutzsignal durch Autokorrelation erkannt wurde, und in Abhängigkeit von den Kreuzkorrelationssignalen ein zweites logisches Signal gebildet wird, das angibt, ob das Nutzsignal durch die Kreuzkorrelationen in den jeweiligen Kreuzkorrelations-Einheiten erkannt wurde. Darüber hinaus werden das erste und das zweite logische Signal zur Bildung des Verknüpfungssignals durch eine ODER-Operation verknüpft.

Bevorzugt ist es, dass zur Bildung des Verknüpfungssignals des Autokorrelationssignals mit einem Kreuzkorrelationssignal dasjenige Kreuzkorrelationssignal herangezogen wird, mit welchem ein gegebenenfalls vorhandenes Nutzsignal am schnellsten erkannt wird.

Als vorteilhaft erweist es sich, wenn zum Verknüpfen dasjenige Kreuzkorrelationssignal herangezogen wird, welches die größten Signalamplituden aufweist.

Bevorzugt ist das Nutzsignal ein Nutzsignal in einem drahtlosen lokalen Netzwerk, insbesondere gemäß dem Standard IEEE 802.11a oder dem Standard IEEE 802.11g oder dem Standard ETSI TS 101 761-1 (BRAN), Hiperlan Typ2.

Vorteilhaft erweist es sich, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erkennen eines Nutzsignals oder eine vorteilhafte Ausführung davon in einem drahtlosen lokalen Netzwerk, insbesondere gemäß dem Standard IEEE 802.11a oder dem Standard IEEE 802.11g oder dem Standard ETSI TS 101 761-1 (BRAN), Hiperlan Typ2, verwendet wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 ein Zeitdiagramm eines auszuwertenden Rauschsignals, dem ein periodisches Signal überlagert ist;

2 ein Blockschaltbild einer Anwendungsmöglichkeit eines Signaldetektors zur Detektion des periodischen Signals;

3 eine Burststruktur, wie sie in der IEEE-Spezifikation beschrieben ist;

4 ein Zeitdiagramm des Signals bei der Aussendung der Trainingssequenz-Präambel aus 3;

5 den Signalverlauf eines am Eingang des Signaldetektors anliegenden Signals und den dazugehörigen Verlauf der Autokorrelationsfunktion;

6 den Signalverlauf eines einen Rauschanteil aufweisenden am Eingang des Signaldetektors anliegenden Signals und den dazugehörigen Verlauf der Autokorrelationsfunktion;

7 ein Blockschaltbild des Aufbaus eines Signaldetektors in Analogie zum Stand der Technik;

8A den Signalverlauf eines einen Rauschanteil aufweisenden am Eingang des Signaldetektors anliegenden Signals;

8B den Verlauf der Autokorrelation des autokorrelierten Signals aus 8A;

8C den Verlauf der Kreuzkorrelation des kreuzkorrelierten Signals aus 8A;

9 ein Blockschaltbild eines bekannten Signaldetektors;

10 den Verlauf eines kreuzkorrelierten Signals mit und ohne einem Frequenz-Offset;

11 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kreuzkorrelieren eines Eingangssignals mit einem bekannten Signal; und

12 den Verlauf von Kreuzkorrelationssignalen mit unterschiedlichen Frequenzverschiebungen.

Auf die Beschreibung der 1 bis 10 wird im folgenden nicht weiter eingegangen, sondern bezüglich der Erfindung auf die oben hierzu bereits gemachten Erläuterungen verwiesen.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kreuzkorrelieren eines Eingangssignals (11) umfasst im Ausführungsbeispiel eine Anzahl N an Kreuzkorrelations-Einheiten CK₁ bis CK_N, die parallel geschaltet sind. An den Eingängen der Kreuzkorrelations-Einheiten CK₁ bis CK_N liegt das Eingangssignal s(t) an. An jeder Kreuzkorrelations-Einheit CK₁ bis CK_N liegt auch das bekannte Signal b(t) an. Um verschiedene Kreuzkorrelationen in den Kreuzkorrelations-Einheiten CK₁ bis CK_N durchführen zu können, wird das Eingangssignal s(t) in den Kreuzkorrelations-Einheiten CK₁ bis CK_N mit verschiedenen Frequenzverschiebungen beaufschlagt. In der ersten Kreuzkorrelations-Einheit CK₁ wird das Eingangsignal s(t) um eine Grund-Frequenzverschiebung f₁ gegenüber dem ursprünglichen Eingangssignal s(t) verschoben. Des Weiteren wird in der zweiten Kreuzkorrelations-Einheit CK₂ das Eingangssignal s(t) in seiner Frequenz um den Betrag der doppelten Grund-Frequenzverschiebung f₁ gegenüber dem ursprünglichen Eingangssignal s(t) verschoben. Das Eingangssignal s(t) in der N-ten Kreuzkorrelations-Einheit CK_N weist eine Frequenzverschiebung von Nf₁ gegenüber dem ursprünglichen Eingangssignal s(t) auf.
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Frequenzverschiebungen nicht als ganzzahlige Vielfache der Grundfrequenzverschiebung f₁ ausgeführt sind, und des Weiteren vielfältige andere Einstellungen der Frequenzverschiebung in geeigneter Form möglich sind.
Es kann auch vorgesehen sein, dass anstatt der Frequenzverschiebung des Eingangssignals eine Frequenzverschiebung des bekannten Signals b(t) durchgeführt wird.
Des Weiteren kann auch vorgesehen sein, dass in einer der Kreuzkorrelations-Einheiten CK₁ bis CK_N eine Korrelation zwischen dem unveränderten bzw. nicht-frequenzverschobenen Eingangssignal s(t) und dem unveränderten bzw. nichtfrequenzverschobenen bekannten Signals b(t) durchgeführt wird.
In jeder der Kreuzkorrelations-Einheiten CK₁ bis CK_N wird ein Kreuzkorrelationssignal
(t),...,
(t) erzeugt.
Um ein Nutzsignal in einem periodischen Signal detektieren zu können weist eine dazu geeignete erfindungsgemäße Vorrichtung neben den Kreuzkorrelations-Einheiten CK₁ bis CK_N eine Verknüpfungseinheit VE' auf. Die Verknüpfungseinheit VE' ist den Kreuzkorrelations-Einheiten CK₁ bis CK_N nachgeschaltet, wobei die Kreuzkorrelationssignale
(t),...,
(t) an die Verknüpfungseinheit VE' übertragen werden. Des Weiteren weist jede Kreuzkorrelations-Einheit CK₁ bis CK_N eine weitere Signalverbindung mit der Verknüpfungseinheit VE' auf, über die jeweils ein Synchronisationssignal t_sync übertragen wird. Die Verknüpfungseinheit VE' weist des Weiteren eine Signalverbindung zu der nicht dargestellten Autokorrelations-Einheit auf, welche ebenfalls der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erkennen eines Nutzsignals in einem periodischen Signal zugeordnet ist. Über diese weitere Signalverbindung wird das Autokorrelati onssignal c₁(t) von der Autokorrelations-Einheit zur Verknüpfungseinheit VE' übertragen.
Im Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung zum Erkennen eines Nutzsignals des Weiteren eine nicht dargestellte Amplitudenschätzeinheit zur Schätzung der Amplitude des Eingangssignals s(t), wobei das von der Amplitudenschätzeinheit ausgegebene Amplitudenschätzssignal der Verknüpfungseinheit VE' zugeführt wird.
Eine ebenfalls nicht dargestellte Leistungsschätzeinheit, zur Schätzung der Leistung des Eingangssignals s(t), welche die Vorrichtung zum Erkennen des Nutzsignals aufweist, erzeugt ein Leistungsschätzsignal, welches der Verknüpfungseinheit VE' zugeführt wird. Das Leistungsschätzsignal und das Amplitudenschätzsignal werden durch die Signale p₁(t) und p₂(t) in 11 dargestellt, die über die entsprechenden Eingänge an die Verknüpfungseinheit VE' angelegt werden.
Im Ausführungsbeispiel umfasst die Verknüpfungseinheit VE' eine der Autokorrelations-Einheit nachgeschaltete und in der 11 nicht dargestellte erste Entscheidungseinheit, welche ein erstes logisches Signal ausgibt, das angibt, ob auf der Basis eines Schwellenwertvergleichs das Nutzsignal durch Autokorrelation erkannt wurde. Darüber hinaus weist die Verknüpfungseinheit VE' eine den Kreuzkorrelations-Einheiten CK₁ bis CK_N nachgeschaltete zweite Entscheidungseinheit auf, welche ein zweites logisches Signal ausgibt, das angibt, ob das Nutzsignal durch Kreuzkorrelation in einer der Kreuzkorrelations-Einheiten CK₁ bis CK_N erkannt wurde. Ein den beiden Entscheidungseinheiten nachgeschaltetes, in der 11 nicht dargestelltes ODER-Glied, das das Verknüpfungssignal d(t) ausgibt, ist ebenfalls der Verknüpfungseinheit VE' zugeordnet.
Diese zweite Entscheidungseinheit ist derart ausgebildet, dass durch das Durchführen eines Schwellenwertvergleichs gemäß Gleichung (6) mit ihr erkannt wird, mit welcher der N Kreuzkorrelations-Einheiten CK₁ bis CK_N gegebenenfalls die bestmögliche Erkennung des Nutzsignals mittels einer Kreuzkorrelation durchführbar ist. Dazu kann in dieser Entscheidungseinheit ein Vergleich für jedes der Kreuzkorrelationssignale
(t),...,
(t) gemäß dem Detektionskriterium nach Gleichung (6) durchgeführt werden. Für eine Verknüpfung mit dem Autokorrelationssignal wird dasjenige Kreuzkorrelationsergebnis bzw. dasjenige Kreuzkorrelationssignal
(t),...,
(t) herangezogen, welches von derjenigen Kreuzkorrelations-Einheit CK₁ bis CK_N erzeugt wird, welche mit der darin durchgeführten Kreuzkorrelation dieses Kriterium nach Gleichung (6) am schnellsten bzw. als erste erfüllt. Im allgemeinen ist das dasjenige Kreuzkorrelationssignal
(t),...,
(t), welches im Vergleich zu den anderen Kreuzkorrelationssignalen
(t),...,
(t) die höchsten Korrelationssignal-Spitzen bzw. Signalamplituden aufweist.
In der Verknüpfungseinheit VE' werden das Ausgangssignal der Autokorrelations-Einheit und das Ausgangssignal bzw. das Kreuzkorrelationssignal
(t),...,
(t), welches als schnellstes die Bedingung gemäß Gleichung (6) erfüllt, zur Erzeugung des Verknüpfungssignals d(t) miteinander verknüpft.
Alternativ zu der im Ausführungsbeispiel erläuterten Ausführung mit nur einer zweiten Entscheidungseinheit kann auch vorgesehen sein, dass jeder Kreuzkorrelations-Einheit CK₁ bis CK_N jeweils eine eigene zweite Entscheidungseinheit nachgeschaltet ist. Jede dieser N zweiten Entscheidungseinheiten erzeugt ein zweites logisches Signal, das angibt, ob das Nutzsignal durch Kreuzkorrelation in der jeweiligen Kreuzkor relations-Einheit CK₁ bis CK_N erkannt wurde. In entsprechender Weise zur Ausführung mit einer einzigen zweiten Entscheidungseinheit, wird auch bei dieser Alternative dasjenige Kreuzkorrelationssignal
(t),...,
(t) für eine Verknüpfung mit dem Autokorrelationssignal herangezogen, welches am schnellsten die Bedingung nach Gleichung (6) erfüllt.
Nachfolgend wird eine Darstellung der Berechnung der Kreuzkorrelationssignale
(t),...,
(t) gemäß der Erfindung dargestellt. Das Konzept der Bestimmung des Kreuzkorrelationssignals c₂(t) gemäß Gleichung (1), der Bestimmung der Signalamplitude bzw. der Leistung des Eingangssignals s(t) gemäß Gleichung (5) sowie der Bestimmung des Schwellenwertkriteriums gemäß Gleichung (6) wird in der Erfindung entsprechend der Anzahl der Kreuzkorrelations-Einheiten wiederholt. Im Ausführungsbeispiel findet somit eine N-fache Wiederholung statt. Die bekannte Gleichung (4) wird daher wie folgt modifiziert:
mit i=0, 1,..., N-1
oder
mit i=0, 1,..., N-1.
Die Funktionen Ψ(b·(τ)exp[+(j2πf_iτ) und Y(b·(τ)) sind feste Sequenzen, die als optionale Transformation des ursprünglich bekannten Signals oder eines frequenzverschobenen Signals des ursprünglich bekannten Signals erhalten werden. Das Konzept der Kreuzkorrelation wird somit N-mal durchgeführt. Gleichung (7) gibt dabei die Kreuzkorrelationssignale
(t),...,
(t) für diejenige Alternative an, bei der das bekannte Signal b(t) in den Kreuzkorrelations-Einheiten CK₁ bis CK_N jeweils um eine entsprechende Frequenzverschiebung verschoben, insbesondere nach oben verschoben wird und entsprechend jeweils eine Korrelation zwischen dem frequenzverschobenen bekannten Signal b(t) und dem unverschobenen Eingangssignal s(t) durchgeführt wird. Demgegenüber werden mit Gleichung (8) die Kreuzkorrelationssignale
(t),...,
(t) für den Fall bestimmt, in dem das bekannte Signal b(t) für eine Korrelation unverändert bleibt und dafür das Eingangssignal s(t) jeweils um eine Frequenzverschiebung f₀,..., f_N-1 in den entsprechenden Kreuzkorrelations-Einheiten CK₁ bis CK_N verschoben, insbesondere nach unten verschoben wird. Die Bestimmung der Kreuzkorrelationssignale
(t),...,
(t) mittels der Gleichung (7) hat dabei den Vorteil, dass keine Multiplizierer zum komplexen Signalmischen in der Implementierung erforderlich sind. Diese sind deshalb nicht notwendig, da deren Einfluss in den Koeffizienten der Kreuzkorrelations-Einheit CK_N vorausberechnet werden. In Gleichung (7) haben alle Kreuzkorrelations-Einheiten CK₁ bis CK_N unterschiedliche Koeffizienten. In Gleichung (8) hingegen haben alle Kreuzkorrelations-Einheiten CK₁ bis CK_N die gleichen Koeffizienten und komplexe Multiplizierer werden benötigt.
Die Gleichung (5) kann auch weiterhin für die Bestimmung der Signalamplitude bzw. der Leistung des Eingangssignals s(t) herangezogen werden und kann von allen N Kreuzkorrelations-Einheiten CK₁ bis CK_N verwendet werden. Für die Gleichung (6) hingegen ist eine N-fache Implementierung erforderlich, so dass gilt:
Das Zeitsignal t_sync jeder Kreuzkorrelations-Einheit CK₁ bis CK_N gibt den genauen Zeitpunkt an, zu dem Gleichung (9) in der entsprechenden Kreuzkorrelations-Einheit CK₁ bis CK_N erfüllt ist . Die Kreuzkorrelationssignale
(t),...,
(t) werden dann an die Verknüpfungseinheit VE' übertragen, wobei dasjenige Kreuzkorrelationssignal
(t),...,
(t) für eine Verknüpfung herangezogen wird, welches die Gleichung (9) am schnellsten erfüllt. Im Ausführungsbeispiel ist dies dasjenige Kreuzkorrelationssignal
(t),...,
(t), welches die größten Signalamplituden aufweist.
In den Diagrammen in 12 ist eine beispielhafte Darstellung gezeigt, bei der drei Signalverläufe von drei Kreuzkorrelations-Einheiten aufgezeigt sind. Des Weiteren ist in jedem Diagramm der Signalverlauf von p₂(t) dargestellt. Ein den Standards IEEE 802.11a, IEEE 802.11g oder ETSI TS 101 761-1 genügendes Signal wird als Eingangssignal mit einem angenommenen Frequenz-Offset von +300kHz erzeugt. Dieses Eingangssignal wird in den drei Kreuzkorrelations-Einheiten mit einem frequenzverschobenen bekannten Signal b(t) kreuzkorrelliert. Das bekannte Signal b(t) wird in der ersten Kreuzkorrelations-Einheit um eine Frequenz f₀ = +200kHz verschoben und in der dritten Kreuzkorrelations-Einheit um eine Frequenz f₂ = – 200kHz verschoben. Ferner wird in der zweiten Kreuzkorrelations-Einheit das bekannte Signal b(t) nicht frequenzverschoben (f₁ = 0kHz), so dass dort eine Kreuzkorrelation zwischen dem unverschobenen Eingangssignal s(t) und dem unverschobenen bekannten Signal b(t) durchgeführt wird. Die Kreuzkorrelationssignale
(t),...,
(t) werden in diesem Beispiel gemäß der Gleichung (7) bestimmt.
Wie aus den drei Diagrammen zu entnehmen ist, sind die Kreuzkorrelations-Signalspitzen beim obersten Diagramm in 12 am größten. Die Frequenzverschiebung f₀ = +200kHz des Signals ist in diesem Diagramm am nächsten zur angenommenen Frequenzverschiebung von +300kHz.
Wie aus den anderen beiden Diagrammen in 11 zu erkennen ist, sind dort die Signalspitzen der Kreuzkorrelationssignale nur minimal bzw. auch nur eine einzige Signalspitze im Falle des unteren Diagramms oberhalb dem Schwellenwert bzw. dem Signalverlauf von p₂(t). Dies würde bei diesen beiden Diagrammen – mittleres und unteres – dazu führen, dass bei einem geringfügig größerem Rauschanteil ein erhebliches Detektionsproblem des Nutzsignals bestehen würde. Im oberen Diagramm hingegen würde ein erhöhter Rauschanteil immer noch zu einer ausreichenden Detektion führen, da die Signalspitzen deutlich oberhalb dem Schwellwert bzw. dem Signalverlauf von p₂(t) sind.
Die im Stand der Technik durchgeführte Kreuzkorrelation, bei der lediglich eine einzige Kreuzkorrelations-Einheit vorhanden ist, in der eine Kreuzkorrelation des unverschobenen Eingangssignals mit dem unverschobenen bekannten Signal durchgeführt wird, entspricht einer Darstellung des mittleren Diagramms in 11. Ist ausschließlich dieses Kreuzkorrelationssignal vorhanden, so würde dies dazu führen, dass der Schwellenwert bzw. der Signalverlauf p₂(t) für eine ausreichende Detektion zu hoch wäre. Eine Reduzierung dieses Schwellenwerts bzw. eine Verminderung des waagrechten Signalverlaufs von p₂(t) würde dazu führen, dass die Wahrscheinlichkeit einer fehlerhaften Detektion deutlich erhöht werden würde.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung von mehreren Kreuzkorrelations-Einheiten gemäß 11 mit den jeweils darin durchgeführten Kreuzkorrelationen ermöglicht daher eine wesentlich verbesserte Darstellung der Kreuzkorrelationssignale. Es kann durch die Mehrzahl an Kreuzkorrelations-Einheiten ein Erzeugen und Bereitstellen von signalstarken Kreuzkorrelationssignale ermöglicht werden und dabei das signalstärkste für die Bildung eines Verknüpfungssignals herangezogen wer den, um eine zuverlässige und sichere Detektion des Nutzsignals durchführen zu können und zu gewährleisten.
Es sei weiterhin angemerkt, dass diejenige Kreuzkorrelations-Einheit, die als erste eine ausreichende Detektion des Nutzsignals ermöglicht, zusätzlich Informationen darüber liefert, wie der Frequenz-Offset des Eingangssignal ausgebildet ist. Diese tendenziellen und noch wenig exakten Informationen können im Beispiel in 12 dadurch gewonnen werden, dass die Signalspitzen des Kreuzkorrelationssignals im oberen Diagramm wesentlich größer sind als die Signalspitzen in den beiden anderen Diagrammen. Daraus kann die Information abgeleitet werden, dass der wirkliche Frequenz-Offset positiv ist und im Bereich von +200kHz liegt, was durch die im Beispiel angenommene Frequenzverschiebung von +300kHz bestätigt wird.
Diese ungefähren bzw. noch relativ wenig präzisen Informationen über den Frequenz-Offset des Signals können in nachfolgenden Decodierungsschritten für eine verbesserte Bestimmung des wirklichen Frequenz-Offsets herangezogen werden.
Im Vergleich zum Stand der Technik mit nur einer Kreuzkorrelations-Einheit und einer Kreuzkorrelation zwischen dem unverschobenen Eingangssignal und dem unverschobenen bekannten Signal hat die Erfindung den Vorteil, dass höhere Schwellenwerte verwendet werden können, was zu einer wesentlich geringeren fehlerhaften Detektion führt. Des Weiteren beeinflusst dieser höhere Schwellenwert die Detektionsmöglichkeiten nicht. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäße Konzepts der Kreuzkorrelation ist darin zu sehen, dass das Detektionsereignis sehr exakt und präzise die Synchronisation bzw. die Rahmenstruktur definiert bzw. bestimmt. Ferner kann durch die Detektion eine grobe Vorab-Information über die Frequenzverschiebung des Eingangssignals gewonnen werden, welche für eine nachfolgende genaue Bestimmung des Frequenz-Offsets herangezogen werden kann. Darüber hinaus ist es ein weiterer Vorteil, dass in den Standards IEEE 802.11a, IEEE 802.11g oder ETSI TS 101 761-1 derselbe Algorithmus für die Synchronisation der Präambel (Zeitposition von GI2 in 3) wiederverwendet werden kann.
Der wesentliche Vorteil der Kreuzkorrelation gegenüber der Autokorrelation besteht bei stark rauschbehafteten Signalen darin, dass das bekannte Signal keinen Rauschbeitrag liefert und infolgedessen kein Produkt wie in der Gleichung (1) auftritt, in welchem zwei rauschbehaftete Faktoren s(t) und s·(t – τ) miteinander multipliziert werden. Dadurch wird eine bessere Rauschfestigkeit bei der Signalerkennung erreicht.
An Stelle des ODER-Glieds zur Verknüpfung der Autokorrelations-Einheiten AK mit den Kreuzkorrelations-Einheiten CK₁ bis CK_N können die Ausgänge dieser Korrelations-Einheiten AK und CK₁ bis CK_N auch mittels einer Gewichtungseinheit miteinander verknüpft werden. Die Gewichtung der Ausgangssignale c₁(t) bzw.
(t),...,
(t) kann zusätzlich zu der Skalierung, d.h. der Berücksichtigung der Signalleistung bzw. der Signalamplitude entsprechend den Gleichungen (3) und (6), erfolgen. Die Verknüpfung kann z.B. eine Schwellenwertentscheidung der skalierten, gewichteten und addierten Ausgangssignale c₁(t) und
(t),...,
(t) der Autokorrelations-Einheit AK und der Kreuzkorrelationseinheiten CK₁ bis CK_N sein.
Durch die Gewichtung lässt sich der relative Einfluss der beiden Detektionsmechanismen (Autokorrelation, Kreuzkorrelation) auf die Entscheidung nach Wunsch einstellen.
Die in Verbindung mit 9 gezeigte Ausführungsform der Erfindung gemäß 11 ist nicht darauf beschränkt, ausschließlich das Nutzsignal gemäß den oben genannten Spezifikationen zu detektieren. Die Erfindung kann auch für die Detektion von reellen Signalen verwendet werden.
Ferner wird darauf hingewiesen, dass in der vorliegenden Schrift der Begriff "Autokorrelation" nicht nur die in Gleichung (1) angegebene Korrelation des Eingangssignals s(t) mit sich selbst sondern auch die Korrelation des Eingangssignals s(t) mit einem vom Eingangssignal s(t) abgeleiteten (zeitverzögerten und konjungiert komplexen) Signal einbezieht. Damit ist gemeint, dass das Autokorrelationssignal c₁(t) z.B. auch gemäß der Gleichung
gebildet werden kann, wobei sgn(x) das Vorzeichen des komplexen Eingangssignals s(t) bedeutet und im komplexwertigen Fall gemäß sgn(x) = sgn(Re(x)) + j·sgn(Im(x)) (11)definiert ist. Dabei bezeichnet j die imaginäre Einheit. Da die Amplitude des Eingangssignals sgn(s(t-τ))* konstant ist, ist in diesem Fall im übrigen eine Skalierung des Autokorrelationssignals c₁(t) mit der mittleren Signalamplitude und nicht mit der Leistung durchzuführen. D.h., die Einheit zur Leistungsschätzung 13 kann entfallen, es wird lediglich eine Einheit zur Signalamplitudenschätzung gemäß Gleichung (5) benötigt, welche wesentlich aufwandsgünstiger als die Einheit 13 zur Leistungsschätzung implementierbar ist.

Claims

Vorrichtung zum Kreuzkorrelieren eines Eingangssignals (s(t)) mit einem bekannten Signal (b(t)), mit einer Anzahl von N parallel geschalteten Kreuzkorrelations-Einheiten (CK₁,..., CK_N) die derart ausgebildet sind, dass in zumindest N-1 Kreuzkorrelations-Einheiten (CK₁,..., CK_N) eine Kreuzkorrelation zwischen einem frequenzverschobenen Eingangssignal (s(t)) und dem bekannten Signal (b(t)) oder dem Eingangssignal (s(t)) und einem frequenzverschobenen bekannten Signal (b(t)) durchführbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, daurch gekennzeichnet, dass die Frequenzverschiebung des Eingangssignals (s(t)) oder des bekannten Signals (b(t)) in jeder Kreuzkorrelations-Einheit (CK₁,..., CK_N) verschieden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, daurch gekennzeichnet, dass die Frequenzverschiebungen in den Kreuzkorrelations-Einheiten (CK₁,..., CK_N) ganzzahlige Vielfache einer Grund-Frequenzverschiebung (f₁) sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, daurch gekennzeichnet, dass in einer der Kreuzkorrelations-Einheiten (CK₁,..., CK_N) eine Kreuzkorrelation zwischen dem unverschobenen Eingangssignal (s(t)) und dem unverschobenen bekannten Signal (b(t)) durchführbar ist.
Vorrichtung zum Erkennen eines Nutzsignals, in welchem ein periodisches Signal enthalten ist, mit – einer Autokorrelations-Einheit (AK) zum Autokorrelieren eines Eingangssignals (s(t)), in welchem das Nutzsignal vorhanden sein kann, – einer Vorrichtung zum Kreuzkorrelieren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, und – einer Verknüpfungseinheit (VE') zum Verknüpfen der Ausgänge der Autokorrelations-Einheit (AK) und der Kreuzkorrelations-Einheiten (CK₁,..., CK_N), die ein Verknüpfungssignal (d(t)) ausgibt, welches angibt, ob das Nutzsignal erkannt wurde.
Vorrichtung nach Anspruch 5, daurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Erkennen eines Nutzsignals eine Amplitudenschätzeinheit zur Schätzung der Amplitude des Eingangssignals (s(t)) umfasst, und dass das von der Amplitudenschätzeinheit ausgegebene Amplitudenschätzssignal an der Verknüpfungseinheit (VE') anliegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, daurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Erkennen eines Nutzsignals eine Leistungsschätzeinheit (13) zur Schätzung der Leistung des Eingangssignals (s(t)) umfasst, und dass das von der Leistungsschätzeinheit (13) ausgegebene Leistungsschätzsignal an der Verknüpfungseinheit (VE') anliegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, daurch gekennzeichnet, dass die Verknüpfungseinheit (VE') aufweist: – eine der Autokorrelations-Einheit (AK) nachgeschaltete erste Entscheidungseinheit (14), welche ein erstes logisches Signal ausgibt, das angibt, ob das Nutzsignal durch Autokorrelation erkannt wurde, – eine den Kreuzkorrelations-Einheiten (CK₁,..., CK_N) nachgeschaltete zweite Entscheidungseinheit, welche ein zweites logisches Signal ausgibt, das angibt, ob das Nutzsignal durch Kreuzkorrelation erkannt wurde, und – ein den beiden Entscheidungseinheiten nachgeschaltetes ODER-Glied, das das Verknüpfungssignal (d(t)) ausgibt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, daurch gekennzeichnet, dass die zweite Entscheidungseinheit derart ausgebildet ist, dass mit ihr erkannt wird, mit welcher der N Kreuzkorrelations-Einheiten (CK₁,..., CK_N) gegebenenfalls das Nutzsignal mittels einer Kreuzkorrelation am schnellsten detektierbar ist.
Verfahren nach Anspruch 5 und 9, daurch gekennzeichnet, dass dass die Verknüpfungseinheit (VE') derart ausgebildet ist, dass sie das Ausgangssignal (c₁(t)) der Autokorrelations-Einheit (AK) und das Ausgangssignal (
(t),...,
(t)) derjenigen Kreuzkorrelations-Einheit (CK₁,..., CK_N) zur Erzeugung des Verknüpfungssignals (d(t)) verknüpft, mit welcher durch Kreuzkorrelation ein gegebenenfalls vorhandenes Nutzsignal am schnellsten detektierbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das für die Verknüpfung herangezogene Kreuzkorrelationssignals (
(t),...,
(t)) das Kreuzkorrelationssignal (
(t),...,
(t)) mit den größten Signalamplituden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das für eine Kreuzkorrelation verwendete bekannte Signal (b(t)) oder das veränderte, insbesondere frequenzverschobene bekannte Signal (b(t)), das periodische Signal des zu erkennenden Nutzsignals oder ein aus diesem bekannten Signal (b(t)) durch eine Signaltransformation, insbesondere Vorzeichenbildung, gewonnenes Signal ist.
Verfahren zum Kreuzkorrelieren eines Eingangssignals (s(t)) mit einem bekannten Signal (b(t)), wobei zum Kreuzkorrelieren eine Anzahl von N parallel geschalteten Kreuzkorrelations-Einheiten (CK₁,..., CK_N) bereitgestellt wird und in zumindest N-1 Kreuzkorrelations-Einheiten (CK₁,..., CK_N) eine Kreuzkorrelation zwischen dem frequenzverschobenen Eingangssignal (s(t)) und dem bekannten Signal (b(t)) oder dem Eingangssignal (s(t)) und dem frequenzverschobenen bekannten Signal (b(t)) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzverschiebung des Eingangssignals (s(t)) oder des bekannten Signals (b(t)) in jeder Kreuzkorrelations-Einheit (CK₁,..., CK_N) unterschiedlich ist.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzverschiebung in den Kreuzkorrelations-Einheiten (CK₁,..., CK_N) als ganzzahlige Vielfache einer Grund-Frequenzverschiebung (f₁) eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass in einer der Kreuzkorrelations-Einheiten (CK₁,..., CK_N) eine Kreuzkorrelation zwischen dem unverschobenen Eingangssignal (s(t)) und dem unverschobenen bekannten Signal (b(t)) durchgeführt wird.
Verfahren zur Erkennung eines Nutzsignals, in welchem ein periodisches Signal enthalten ist, – bei dem ein Eingangssignal (s(t)), in welchem das Nutzsignal vorhanden sein kann, mittels Autokorrelation mit sich selbst korreliert und ein Autokorrelationssignal (c₁(t)) gebildet wird; – bei dem ein Kreuzkorrelieren zwischen dem Eingangssignal (s(t)) und dem bekannten Signal (b (t)) gemäß einem Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 16 durchgeführt wird und Kreuzkorrelationssignale (
(t),...,
(t)) erzeugt werden; und – bei dem das Autokorrelationssignal (c₁(t)) und eines der Kreuzkorrelationssignale (
(t),...,
(t)) miteinander verknüpft werden und ein Verknüpfungssignal (d(t)) gebildet wird, das angibt, ob das Nutzsignal erkannt wurde.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass dasjenige Kreuzkorrelationssignal (
(t) ,...,
(t)) zur Verknüpfung mit dem Autokorrelationssignal (c₁(t)) herangezogen wird, bei dem das Nutzsignal durch die entsprechende Kreuzkorrelation in der entsprechenden Kreuzkorrelations-Einheit (CK₁,..., CK_N) im Vergleich zu den Kreuzkorrelationen der restlichen Kreuzkorrelations-Einheiten (CK₁,..., CK_N) bestmöglich erkannt wird, insbesondere am schnellsten detektiert wird.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude des Eingangssignals (s(t)) geschätzt wird, und dass das Verknüpfungssignal (d(t)) abhängig von dem Ergebnis der Amplitudenschätzung ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistung des Eingangssignals (s(t)) geschätzt wird, und dass das Verknüpfungssignal (d(t)) abhängig von dem Ergebnis der Leistungsschätzung ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, – dass in Abhängigkeit von dem Autokorrelationssignal (c₁(t)) ein erstes logisches Signal gebildet wird, das angibt, ob das Nutzsignal durch Autokorrelation erkannt wurde, – dass in Abhängigkeit von den Kreuzkorrelationssignalen (
(t) ,...,
(t)) ein zweites logisches Signal gebildet werden, das angibt, ob das Nutzsignal durch die Kreuzkorrelationen in den jeweiligen Kreuzkorrelations-Einheiten (CK₁,..., CK_N) erkannt wurde, und – dass das erste und das zweite logische Signal zur Bildung des Verknüpfungssignals (d(t)) durch eine ODER-Operation verknüpft werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung des Verknüpfungssignals des Autokorrelationssignals (c₁(t)) mit einem Kreuzkorrelationssignal (
(t),...,
(t)) dasjenige Kreuzkorrelationssignal (
(t),...,
(t)) herangezogen wird, mit welchem ein gegebenenfalls vorhandenes Nutzsignal am schnellsten detektiert wird.
Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verknüpfen dasjenige Kreuzkorrelationssignal (
(t),...,
(t)) herangezogen wird, welches die größten Signalamplituden aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Nutzsignal ein Nutzsignal in einem drahtlosen lokalen Netzwerk, insbesondere gemäß dem Standard IEEE 802.11a oder dem Standard IEEE 802.11g oder dem Standard ETSI TS 101 761-1 (BRAN), Hiperlan Typ2, ist.
Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12 in einem drahtlosen lokalen Netzwerk, insbesondere gemäß dem Standard IEEE 802.11a oder dem Standard IEEE 802.11g oder dem Standard ETSI TS 101 761-1 (BRAN), Hiperlan Typ2.