基于时频分析的时变滤波参数产生与实现系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信和信号处理领域。
【背景技术】
[0002] 滤波一直是通信和信号处理领域的重要课题，本发明所提出的滤波参数产生方法 及实现结构是基于信号的时频二维分析的。由于傅里叶变换只能给出信号包含哪些频率 成分，却无法给出这些频率成分是在何时出现的及其在不同时频点的能量分布，所以它适 合于分析平稳信号。为了研究非平稳信号或时变信号，学者们对信号的时频联合分布展开 了研究。随着研究的完善，时频分布主要可分为两大类：第一类是线性时频表示，由傅氏谱 转化而来，其特点是变换为线性，典型形式为短时傅立叶变换（STFT)、Gabor变换及小波分 析。第二类是二次型时频表示，这种时频分布的二次型具有独特的优点，因为信号的二次型 就是信号能量的表示，故这种能量化的时频表示与能量的相关概念有密切联系。而Wigner 分布是其中最重要的一种，但是由于它的双线性，对于多分量信号来讲，它的WVD除了各分 量的WVD外，还存在着附加项，即交叉项（Cross-term)。交叉项的存在严重影响了人们对 WVD的理解，阻碍了WVD的发展。1966年，Cohen给出了各种时频分布的统一表示形式，时 频分布的形式由核函数来决定。在1989年，Choi和Williams提出了能够消除交叉项的时 频分布Choi-Williams分布。
【发明内容】
[0003] 本发明是为了更好的滤除多用户干扰及噪声，从而提供一种基于时频分析的时变 滤波参数产生与实现系统及方法。
[0004] 基于时频分析的时变滤波参数产生与实现系统，它包括缓存器单元、时频分析单 元、滤波参数生成单元和可调滤波器；
[0005] 缓存器单元用于缓存长度为M*T的接收信号，其中T为符号宽度，M为缓存窗长度； 所述缓存器单元还用于将缓存信号送往时频分析单元进行信号的时频分析，以及用于在滤 波参数生成之后，将该缓存信号送往可调滤波器进行滤波，同时缓存下一时刻的信号；
[0006] 时频分析单元用于将来自缓存器单元的缓存信号进行时频分析，并将时频分析后 的信号发送至带宽向量生成单元；
[0007] 带宽向量生成单元用于根据滤波门限确定信号的滤波区域，将能量大于滤波门限 的区域确定为通域；
[0008] 还用于对每一时间窗1\内的信号带宽进行量化，产生带宽向量1=[8^8^，~ ，BJ和Bh= [BH1，Bh2，…，BJ;其中，Bhi分别为时间窗T1内滤波器的带宽下限和上 限；
[0009] 产生的向量&和BH作为滤波参数送往可调滤波器；
[0010] 可调滤波器用于在参数向量BJPBh的控制下对来自缓存器的信号进行滤波。
[0011] 基于时频分析的时变滤波参数产生与实现方法，它由以下步骤实现：
[0012] 步骤一、将接收信号先送入缓存器单元进行缓存，缓存器单元存储M*T长度的接 收信号x。(t)，其中T为符号宽度，M为缓存窗长度；
[0013] 步骤二、缓存器将该接收信号\(t)送往时频分析单元进行时频分析；将送入时频 分析单元的信号计算信号的时频分布，得到时频分布矩阵；
[0014] 步骤三、带宽向量生成单元根据滤波门限确定信号的滤波区域，将时频分布矩阵 上能量大于滤波门限的区域确定为通域；
[0015] 步骤四、滤波参数生成单元根据滤波通域对每一时间窗T1内的信号带宽进行量 化；
[0016] 产生带宽向量心=[BU，B^，…，BJ和仏=[BH1，BH2，…，BJ;产生的向量B#Bh 作为滤波参数送往可调滤波器；
[0017] 步骤五、可调滤波器根据滤波参数&和心对缓存器中缓存的信号XJt)进行滤波。
[0018] 本发明基于信号时频分布的时变滤波可以根据信号带宽的变化对信号进行滤波， 更好的滤除多用户干扰及噪声。
【附图说明】
[0019] 图1是经过脉冲成型的QPSK信号生成原理示意图；
[0020] 图2是脉冲成型QPSK信号时频图；
[0021] 图3是【具体实施方式】一中确定能量中心与S(t)定变化关系示意图；
[0022] 图4是基于时频分析的时变滤波参数产生与实现系统结构图；
[0023] 图5是带宽量化示意图。
【具体实施方式】
【具体实施方式】 [0024] 一、结合图4说明本，基于时频分析的时变滤波参数 产生与实现系统，它包括缓存器单元、时频分析单元、滤波参数生成单元和可调滤波器；
[0025] 缓存器单元：用于存储M*T长度的接收信号，其中T为符号宽度，M为缓存窗长度。 一方面，缓存器将该缓存信号送往时频分析单元进行信号的时频分析；另一方面，待该部分 信号的滤波参数生成之后，缓存器将该缓存信号送往可调滤波器进行滤波，同时缓存下一 时刻的信号。
[0026] 时频分析单元：采用Wigner，Choi-williams，STFT等时频分析工具计算信号的时 频分布，得到如图2所示的时频分布图。
[0027] 滤波参数生成单元：滤波参数生成单元的工作过程如下所述：（1)根据滤波门限 确定信号的滤波区域，将时频图上能量大于滤波门限的区域确定为通域。如图2的粗实线 所包含的区域。（2)对每一时间窗1\内的信号带宽进行量化，量化采用取均值的方式，如图 为时间窗T1内滤波器的带宽下限和上限。产生的向量BJPBH作为滤波参数送往可调滤波 器。
[0028] 可调滤波器：本实施方式中不对可调滤波器的实现方法进行具体限制。只要是带 宽可调，中心频率可调的滤波器或滤波器组都可以。
[0029]
【具体实施方式】二、基于时频分析的时变滤波参数产生与实现方法，具体步骤如下 所述：
[0030] 步骤一、接收信号先送入缓存器单元进行缓存。缓存器单元存储M*T长度的接收 信号\(t)，其中T为符号宽度，M为缓存窗长度。
[0031] 步骤二、缓存器将该缓存信号\(t)送往时频分析单元进行时频分析。送入时频 分析单元的信号经过Wigner，Choi-williams，STFT等时频变换，计算信号的时频分布，得 到时频分布矩阵（其对应的等高线图如图2所示）。