[發(fā)明專利]一種基于頻域濾波的優(yōu)化方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110745429.3 | 申請日： | 2021-07-01 |
| 公開（公告）號： | CN113541648A | 公開（公告）日： | 2021-10-22 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 陳喆;殷福亮;趙研 | 申請（專利權(quán)）人： | 大連理工大學(xué) |
| 主分類號： | H03H17/02 | 分類號： | H03H17/02 |
| 代理公司： | 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212 | 代理人： | 姜玉蓉;李洪福 |
| 地址： | 116024 遼*** | 國省代碼： | 遼寧;21 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 濾波 優(yōu)化 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種基于頻域濾波的優(yōu)化方法，具體包括：對需要進行濾波的時域長序列信號x(n)進行時域加窗處理獲得時域加窗后的分段信號x1(n)，x2(n)，...，xDA(n)；根據(jù)用戶的濾波要求自行設(shè)計濾波器函數(shù)對信號進行頻域加窗處理獲得時域濾波器函數(shù)h(n)；對獲取的分段信號x1(n)，x2(n)，...，xDA(n)和時域濾波器函數(shù)h(n)進行FFT計算線性卷積處理從而獲得濾波后的分段信號y1(n)，y2(n)，...，yDA(n)；對分段信號y1(n)，y2(n)，...，yDA(n)進行疊接相加法還原信號處理從而獲得濾波后的時域輸出信號y(n)。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及信號處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于頻域濾波的優(yōu)化方法。
背景技術(shù)
在實際的通信系統(tǒng)中，檢測到的信號是時域信號，而有的時候從時域分析信號及其困難，需要轉(zhuǎn)換為頻域進行分析。可以在頻域上設(shè)計出一種濾波方法，將時域中不需要的頻率分量濾除，得到濾波后的信號。實際中可通過頻域濾波去除信號中的干擾信號。頻域濾波方法就是利用FFT技術(shù)，將要進行濾波的原始信號變換到頻域中，根據(jù)濾波要求，將需要濾除的部分加窗濾除，在經(jīng)過IFFT反變換即可得到濾波后的信號。
目前，傳統(tǒng)的頻域濾波即是將信號做FFT到頻域上，將所需要濾波的頻率范圍所對應(yīng)的點數(shù)的值增大或減小相應(yīng)的倍數(shù)。傳統(tǒng)頻域濾波由于頻域直接對頻率響應(yīng)進行操作，相當(dāng)于截斷，會使時域信號發(fā)生展寬現(xiàn)象。由于實際中的信號一般為時域長序列信號，為了實現(xiàn)計算機處理數(shù)據(jù)的實時處理，會對長序列信號進行分段，直接截斷會使頻域信號發(fā)生展寬現(xiàn)象，進而影響頻域的濾波。并且，傳統(tǒng)頻域的濾波設(shè)計出的濾波器會受過渡帶影響，使得在特定頻率上的濾波效果變差。同時，傳統(tǒng)濾波對于復(fù)雜的濾波器設(shè)計較為麻煩。故傳統(tǒng)頻域濾波存在著一定的缺陷，如精度不高，靈活性差，效率低等缺點。
與本發(fā)明相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)如下：
現(xiàn)有技術(shù)方案一：
在王顏發(fā)表的“頻域濾波產(chǎn)生的時域端點效應(yīng)及避免方法”[1]即文獻[1]，提到了傳統(tǒng)頻域濾波的缺點，即所濾波后的時域信號會出現(xiàn)一端被截斷，被截去的部分又在另一端出現(xiàn)的現(xiàn)象，會產(chǎn)生嚴(yán)重失真。并提供了兩種優(yōu)化濾波的方法，第一種方法為時域信號的起始端和末尾端補零，第二種方法為拓寬濾波器頻譜。
該方案提供了兩種處理方法，對于第一種方法，起始端補零會對原始信號產(chǎn)生影響，需要對其輸出信號做一系列處理，較為麻煩。而且補零操作未做出明確計算，若補零過多，則計算復(fù)雜，若補零過少，不能有效避免失真。對于第二種方法，拓寬濾波器頻譜，即使用較為緩變的窗函數(shù)，只提供了加寬過渡帶的低通濾波器頻譜，并未考慮實際中處理濾波時復(fù)雜的濾波情況，只能過濾低頻，不能過濾任意頻率分量。此外，兩種方法對于處理時域長序列信號時，將會具有及其巨大的計算量。
現(xiàn)有技術(shù)方案二：
在劉艷良發(fā)表的“實時頻域濾波干擾抑制補償技術(shù)研究”[2]即文獻[2]，采用時域加窗和重疊處理的方法對頻域濾波的缺點進行彌補。時域加窗需要加低旁瓣的窗函數(shù)，以平滑在塊邊緣處的不連續(xù)性，從而減小頻譜泄漏。重疊處理是補償由于加窗帶來的處理增益損失并增強信號的關(guān)聯(lián)。需要增加一路處理信號的通道，兩路信號有N/2點長度的延遲。對兩路信號均做分段處理，每段長度為N，對兩路的每段信號均做頻域濾波，利用門限設(shè)置直接將頻域?qū)?yīng)點置零后做反變換，得到兩路濾波后的信號，每段信號均只保留中間N/2個樣點，把前后的N/4個樣點拋棄，將對應(yīng)的兩路N/2個樣點信號拼接成N點信號，再將各段拼接成輸出信號。
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