具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

应当理解，在本发明的各种实施例中，各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

应当理解，在本发明中，“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应当理解，在本发明中，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“包含A、B和C”、“包含A、B、C”是指A、B、C三者都包含，“包含A、B或C”是指包含A、B、C三者之一，“包含A、B和/或C”是指包含A、B、C三者中任1个或任2个或3个。

应当理解，在本发明中，“与A对应的B”、“与A相对应的B”、“A与B相对应”或者“B与A相对应”，表示B与A相关联，根据A可以确定B。根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其他信息确定B。A与B的匹配，是A与B的相似度大于或等于预设的阈值。

取决于语境，如在此所使用的“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

【应用场景描述】实施例1

参见图1~图5，为本发明的第一个实施例，提供了一种基于滤波器的通信方法，具体包括：

S1：通过发送装置对基带信号进行转换，并将转换的基带信号发送给信道。

本实施例的发送装置由低通滤波器和F-P可调谐滤波器组成；且分别采用金属铜（厚度15μm）和金属铝（厚度10μm）作为发送装置的电感和电容，将发送装置的电感和电容分布在发送装置的不同叠层；其中，发送装置的叠层由3层金属层组成，将其分别定义为层、层、层，分别将电感置于所述层，将电感置于所述层，将电容 置于所述层；较佳的，传统的发送装置的叠层一般为两层，容易产生趋肤效应，稳定性差；本实施例通过设计三层叠层和选取较厚的金属铜和金属铝制备电感和电容，以增大电感值，从而减小寄生电阻和趋肤效应对发送装置产生的影响。

其中需要说明的是，低通滤波器采用高斯低通滤波器，其函数表达式如下：

通过低通滤波器对基带信号中的低频信号进行滤波处理，获得的信号频谱如下：

；

其中， 为通带的半径，n为输入信号， 为平滑程度参数，用于表征低通滤波器的频带宽度； 为复指数序列，DTFT为离散时间傅里叶变换， 为基带信号的样本序列， 为滤波结果。

进一步的，通过F-P可调谐滤波器将滤波后的基带信号进行转换；即将滤波后的基带信号的频率转换为适合在信道中传输的频率（2.4GHz~2.4835GHz），转换结果如下式：

其中， 为转换后的连续频谱，q为移频量， 为滤波后的基带信号的频带对应的角频率。

较佳的是，参照图3，本实施例的F-P可调谐滤波器由两个自聚焦透镜组成，避免了光在空气间隙中的衍射损耗，因此调谐速度要快于传统的F-P滤波器，从而提高了信号的传输速度。

S2：利用信道将转换后的基带信号发送给接收装置。

S3：通过接收装置将转换的基带信号的频带进行分割，而后将其分配给便携移动设备和计算机设备以完成实时通信。

接收装置包括滤波器A和滤波器B，其中，滤波器A与滤波器B通过电线连接；

具体的，滤波器A的设计过程如下：

（1）基于高斯低通滤波器设定滤波器A的技术指标；

技术指标包括带宽、发送装置中心频率、低端阻带处的抑制高度和带内回波损耗；

具体的，将带宽设为950MHz；发送装置中心频率设为1.5GHz；低端阻带处的抑制高度设为35dB；带内回波损耗设为20dB。

（2）选取切比雪夫函数作为滤波器A的逼近函数，根据逼近函数确定谐振腔的数目，完成滤波器A的设计；

其中，切比雪夫函数由传输函数和反射函数两部分组成；

传输函数：

反射函数：

其中， 为时频变量， 为的等波纹常数，为切比雪夫函数的特性多项式。

较佳的是，本实施例通过增加时延权值k优化切比雪夫函数，以降低切比雪夫函数的时延性，如图4所示，滤波器E为切比雪夫滤波器，滤波器R为只优化传输函数的切比雪夫滤波器，滤波器T为只优化反射函数的切比雪夫滤波器，滤波器Y为全面优化后的切比雪夫滤波器，可见，时延性明显下降。

优化后的切比雪夫函数如下：

传输函数：

反射函数：

其中，M为零点数，k的取值范围为0.6~0.8。

通过优化后的切比雪夫滤波器确定谐振腔的数目为5，可得33阶耦合矩阵T：

进一步的，设计滤波器B：

（1）采用巴特沃斯低通滤波器作为滤波器B；

（2）在滤波器B中靠近电路中心一侧的矩形环上添加金属化过孔，完成滤波器B的设计。

参照图5，为滤波器B的截面图，其中设置金属化过孔的孔间距为0.2mm，使其电路在截止频率附近发生谐振，以构成接收装置。

优选的，通过滤波器B将转换的基带信号的频带进行分割，同时通过滤波器A减少了带宽和相邻通道间的信号干扰，进而实现多个信号在多个频段的实时传输。

为了对本方法中采用的技术效果加以验证说明，本实施例选择巴特沃斯滤波器、切比雪夫型滤波器和采用本方法进行对比测试，以科学论证的手段对比试验结果，以验证本方法所具有的真实效果。

巴特沃斯滤波器在通频带内外都有平稳的幅频特性，但有较长的过渡带，在过渡带上很容易造成失真；切比雪夫滤波器过渡带很窄，但内部的幅频特性却很不稳定。

为验证本方法相对巴特沃斯滤波器、切比雪夫型滤波器具有较平稳的幅频特性和较高的传输实时性，本实施例中将采用巴特沃斯滤波器、切比雪夫型滤波器和本方法分别对信号的传输效果进行实时测量对比，利用MATLAB进行仿真，结果如表2所示。

表1：实验参数设置。

表2：传输性能对比。

由表2可见，本方法相比于传统滤波器，具有较好的带外抑制和较优的传输实时性。

实施例2

参照图6和图7，为本发明第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是，提供了一种基于滤波器的通信系统，具体包括：

发送装置100，信道200和接收装置300。

发送装置100包括低通滤波器101和F-P可调谐滤波器102；低通滤波器101用于将基带信号中的低频信号进行过滤，然后通过F-P可调谐滤波器102对过滤完成的基带信号进行转换，将基带信号转换成满足信道传输要求的信号；其中，F-P可调谐滤波器由两个自聚焦透镜组成；另外，分别采用金属铜和金属铝作为发送装置100的电感和电容，且发送装置100的电感和电容分布在发送装置100的叠层M1、M2、M3，以减少趋肤效应带来的影响。

信道200通过电力线分别与发送装置100、接收装置300连接，其用于将发送装置100发送的信号传输给接收装置300；

接收装置300与信道200连接，其包括滤波器A 301和滤波器B 302；其中，滤波器A301用于降低传输延时，滤波器B302中靠近电路中心一侧的矩形环上嵌有金属化过孔，使其电路在截止频率附近发生谐振，然后将接收到的基带信号的频带进行分割，并用于将分割结果分配给便携移动设备和计算机设备，以完成实时通信；其中，滤波器A 301采用高斯低通滤波器，滤波器B 302采用巴特沃斯低通滤波器。

其中，n为金属化过孔的数量，金属化过孔的间距为0.2mm。

较佳的，本实施例的发送装置100采用的F-P可调谐滤波器相较于普通的F-P滤波器，其调谐速度较快，能实现数据的快速传输，同时通过信道200结合接收装置300，实现实时通信。

本实施例还提供一种可读存储介质，可读存储介质中存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时用于实现上述的各种实施方式提供的方法。

其中，可读存储介质可以是计算机存储介质，也可以是通信介质，通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质，计算机存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质；例如，可读存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该可读存储介质读取信息，且可向该可读存储介质写入信息。

当然，可读存储介质也可以是处理器的组成部分，处理器和可读存储介质可以位于专用集成电路(Application Specific Integrated Circuits，简称：ASIC)中，另外，该ASIC可以位于用户设备中，当然，处理器和可读存储介质也可以作为分立组件存在于通信设备中，可读存储介质可以是只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

本发明还提供一种程序产品，该程序产品包括执行指令，该执行指令存储在可读存储介质中，设备的至少一个处理器可以从可读存储介质读取该执行指令，至少一个处理器执行该执行指令使得设备实施上述的各种实施方式提供的方法。

在上述设备的实施例中，应理解，处理器可以是中央处理单元（英文：CentralProcessing Unit，简称：CPU），还可以是其他通用处理器、数字信号处理器（英文：DigitalSignal Processor，简称：DSP）、专用集成电路（英文：Application Specific IntegratedCircuit，简称：ASIC），通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器，结合本发明所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。