[0032] 步骤三、滤波参数生成单元首先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（如图2的粗实线所包含的区域）。
[0033] 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，量化采用取均值的方式。如图5所示，产生带宽向量[BmBm…，BJ和Bh = [Bh1，Bh2，…，BJ。产生的向量BdPBH作为滤波参数送往可调滤波器。
[0034] 步骤五、可调滤波器根据滤波参数&和B"对缓存器中缓存的信号X。(t)进行滤波。
[0035] 本【具体实施方式】的主要思路是在接收机一侧，根据信号的时频分布特征，产生时 变滤波参数，调整时变滤波器的带宽，对接收信号进行时变滤波。
[0036] 以QPSK调制信号为例，对时变滤波原理进行描述如下：
[0037] 经过脉冲成型的QPSK信号生成框图如图1所示。待发送数据经过I/Q映射后，分 别送入脉冲成型滤波器对数据进行脉冲成型，成型脉冲可以是升余弦滾降或高斯脉冲。成 型后的同相和正交信号分量分别加载到余弦和正弦载波上进行正交调制，产生发送信号。
[0038] 经过脉冲成型的同相和正交信号分量分别表示为I(t)和Q(t)，载波的中心频率 为fA发送信号表示为：
[0039] X(t) =I(t)cos(2JTf^t)-Q(t)sin(2JTf^t) (I)
[0042] 可见，#)影响信号x(t)的中心频率，频率偏移应为相位的一阶导数S⑴；
[0044] 其中：S⑴由I(t)和Q(t)决定，见公式（4) ;1'⑴和Q'⑴分别代表I(t)和Q(t)的一阶导数。
[0046] 图2是经过脉冲成型的QPSK信号的时频分布图，时频分析采用的是Wigner变换， 如（5)所示。
[0048] 其中，信号的载波中心频率设置为60MHz，信号带宽5MHz。图2中信号带宽范围 为[57. 5MHz，62. 5MHz]，即两条黑实线所夹的区域。可以看到，QPSK信号的时频分布并不是 占满整个通带的，而是在通带内随时间变化。其能量中心由上述的S(t)决定（如图3所 示），在不同时间点的带宽由同相和正交信号是否出现连〇或连1决定。此时，使用常规的 带通滤波器无法根据信号的带宽变化实现符合信号特征的时变滤波。
[0049] 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。
【主权项】
1. 基于时频分析的时变滤波参数产生与实现系统，其特征是：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； 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； 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； 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； 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I= [B u，…，BJ 和Bh= [BH1，Bh2，…，Bhn];其中，BjPBhi分别为时间窗T M滤波器的带宽下限和上限；产 生的向量&和B H作为滤波参数送往可调滤波器； 可调滤波器用于在参数向量&和B H的控制下对来自缓存器的信号进行滤波。2. 根据权利要求1所述的一种基于时频分析的时变滤波参数产生与实现系统，其特征 在于带宽向量生成单元采用取均值的方式对信号带宽进行量化。3. 根据权利要求1所述的一种基于时频分析的时变滤波参数产生与实现系统，其特征 在于时频分析单元采用Wigner、Choi-williams或STFT时频分析工具计算信号的时频分 布。4. 基于时频分析的时变滤波参数产生与实现方法，其特征是：它由以下步骤实现： 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； 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； 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； 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；产 生带宽向量Bt= [Bu，Bt2，…，BtN]和仏=[BH1，B H2，…，BJ ;产生的向量^和％作为滤波 参数送往可调滤波器； 步骤五、可调滤波器根据滤波参数&和B "对缓存器中缓存的信号X Jt)进行滤波。5. 根据权利要求4所述的基于时频分析的时变滤波参数产生与实现方法，其特征在于 步骤二中，将送入时频分析单元的信号经过Wigner、Choi-williams或STFT时频变换，计算 信号的时频分布。6. 根据权利要求4所述的基于时频分析的时变滤波参数产生与实现方法，其特征在于 步骤四中，滤波参数生成单元根据滤波通域对每一时间窗T 1内的信号带宽采用取均值的方 式进行量化。
【专利摘要】基于时频分析的时变滤波参数产生与实现系统及方法，涉及通信和信号处理领域。本发明是为了更好的滤除多用户干扰及噪声。本发明公开了一种基于时频分析的时变滤波参数产生与实现方法。该方法在接收端引入时变参数产生单元，包括缓存单元、时频分析单元和带宽向量生成单元。首先对缓存信号进行时频分析，得到时频分布矩阵；然后根据设定的滤波门限确定滤波通域，并根据设定的时间窗长度对各时间窗内的滤波器带宽进行量化，产生带宽向量；可调滤波器根据输入的带宽向量，对各时间窗内的信号进行时变滤波。通过本方法可以根据信号的带宽变化对信号进行滤波，更好的滤除多用户干扰及噪声。
【IPC分类】H03H21/00
【公开号】CN105162434
【申请号】CN201510607745
【发明人】沙学军, 李月, 叶亮, 吴宣利, 吴玮
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月22日