本發(fā)明涉及數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域，特別是涉及一種大數(shù)據(jù)頻譜分析系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)：

所謂頻譜分析，是指將信號(hào)源發(fā)出的時(shí)域信號(hào)按其頻率分量順序展開，使其成為頻率的函數(shù)，并考察其變化規(guī)律；也就是，將時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào)以對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析的一種方法。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)處理量正呈爆炸性增長(zhǎng)，針對(duì)海量數(shù)據(jù)若不使用針對(duì)性的算法進(jìn)行頻譜分析處理，會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)處理速度慢、數(shù)據(jù)分析效率低、用戶等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等情況。因此亟需提供一種新型的大數(shù)據(jù)頻譜分析系統(tǒng)及其分析方法來(lái)解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種大數(shù)據(jù)頻譜分析系統(tǒng)及其方法，能夠在保證滿足用戶需求的基礎(chǔ)上提高數(shù)據(jù)分析效率。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種大數(shù)據(jù)頻譜分析系統(tǒng)，包括用戶接口單元、數(shù)據(jù)處理分析單元、數(shù)據(jù)提取單元、大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、數(shù)據(jù)顯示單元，數(shù)據(jù)處理分析單元與用戶接口單元、數(shù)據(jù)提取單元相互通信，數(shù)據(jù)處理分析單元的輸出端與數(shù)據(jù)顯示單元相連，大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的輸出端與數(shù)據(jù)提取單元相連；

用戶接口單元用于接收用戶的頻譜分析參數(shù)設(shè)置；

數(shù)據(jù)提取單元在數(shù)據(jù)處理分析單元的控制下提取大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)處理分析單元將接收到的頻譜分析參數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)提取參數(shù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)提取參數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)提取單元提取的數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析；

數(shù)據(jù)顯示單元用于顯示數(shù)據(jù)處理分析單元頻譜分析的結(jié)果。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，用戶接口單元接收的頻譜分析參數(shù)包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)速率或數(shù)據(jù)采樣速率、頻譜分析的掃描時(shí)間、頻譜分辨率及分析點(diǎn)數(shù)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的另一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種大數(shù)據(jù)頻譜分析系統(tǒng)的分析方法，包括以下步驟：

s1：用戶通過(guò)用戶接口單元輸入頻譜分析參數(shù)，包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)速率或數(shù)據(jù)采樣速率、頻譜分析的掃描時(shí)間、頻譜分辨率及分析點(diǎn)數(shù)；

s2：根據(jù)用戶設(shè)置的頻譜分析參數(shù)，數(shù)據(jù)處理分析單元利用頻譜分析算法轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)提取參數(shù)；

s3：數(shù)據(jù)提取單元根據(jù)數(shù)據(jù)處理分析單元提供的數(shù)據(jù)提取參數(shù)提取大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)，并傳送至數(shù)據(jù)處理分析單元進(jìn)行頻譜分析；

s4：頻譜分析結(jié)果傳送至數(shù)據(jù)顯示單元供用戶查看。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，在步驟s2中，頻譜分析算法的具體步驟如下：

s2.1：根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)速率和頻譜分析的掃描時(shí)間，計(jì)算出時(shí)域里的幀長(zhǎng)度，將大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元里存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分幀，其中，

每幀包含的數(shù)據(jù)量＝(數(shù)據(jù)存儲(chǔ)速率或數(shù)據(jù)采樣速率)*頻譜分析掃描時(shí)間，頻譜分析范圍為零頻到0.5倍的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)速率或數(shù)據(jù)采樣速率；

s2.2：根據(jù)頻譜分辨率及分析點(diǎn)數(shù)確定每次提取的數(shù)據(jù)量即數(shù)據(jù)包；

每個(gè)數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)量＝頻譜分析范圍/頻率分辨率；或者

每個(gè)數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)量＝分析點(diǎn)數(shù)；頻譜分析范圍為零頻到0.5倍的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)速率或數(shù)據(jù)采樣速率；

s2.3：根據(jù)所述幀長(zhǎng)度和數(shù)據(jù)包大小，按照如下數(shù)據(jù)提取規(guī)律進(jìn)行數(shù)據(jù)提取：首先提取幀1中的數(shù)據(jù)包1，然后提取幀2中的數(shù)據(jù)包2，再提取幀3中的數(shù)據(jù)包3，以此類推；

s2.4：對(duì)提取的數(shù)據(jù)進(jìn)行離散傅里葉變換得到數(shù)據(jù)的頻譜數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明所述大數(shù)據(jù)頻譜分析系統(tǒng)能夠根據(jù)用戶設(shè)定的頻譜分析參數(shù)對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行快速準(zhǔn)確地分析處理，所述大數(shù)據(jù)頻譜分析方法提供的頻譜分析算法將用戶設(shè)定的頻譜分析參數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)提取參數(shù)，既滿足用戶需求，又無(wú)需對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行全部分析，提高了數(shù)據(jù)分析效率，減少了用戶等待時(shí)間。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明所述大數(shù)據(jù)頻譜分析系統(tǒng)一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是所述大數(shù)據(jù)頻譜分析方法的流程圖；

圖3是所述幀與數(shù)據(jù)包的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。

本發(fā)明實(shí)施例包括：

請(qǐng)參閱圖1，一種大數(shù)據(jù)頻譜分析系統(tǒng)，包括用戶接口單元、數(shù)據(jù)處理分析單元、數(shù)據(jù)提取單元、大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、數(shù)據(jù)顯示單元。數(shù)據(jù)處理分析單元與用戶接口單元、數(shù)據(jù)提取單元相互通信，數(shù)據(jù)處理分析單元的輸出端與數(shù)據(jù)顯示單元相連，大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的輸出端與數(shù)據(jù)提取單元相連。

用戶接口單元用于接收用戶的頻譜分析參數(shù)設(shè)置，所述頻譜分析參數(shù)包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)速率或數(shù)據(jù)采樣速率、頻譜分析的掃描時(shí)間、頻譜分辨率及分析點(diǎn)數(shù)；

大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元用于存儲(chǔ)大量的待處理數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)提取單元在數(shù)據(jù)處理分析單元的控制下提取大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)處理分析單元將接收到的頻譜分析參數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)提取參數(shù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)提取參數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)提取單元提取的數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析；

數(shù)據(jù)顯示單元用于顯示數(shù)據(jù)處理分析單元頻譜分析的結(jié)果。

所述大數(shù)據(jù)頻譜分析系統(tǒng)能夠根據(jù)用戶設(shè)定的頻譜分析參數(shù)對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行快速準(zhǔn)確地分析處理，提高了數(shù)據(jù)分析效率，減少了用戶等待時(shí)間。

基于所述大數(shù)據(jù)頻譜分析系統(tǒng)，本發(fā)明還提供了一種大數(shù)據(jù)頻譜分析系統(tǒng)的分析方法，請(qǐng)參閱圖2，包括以下步驟：

s1：用戶通過(guò)用戶接口單元輸入頻譜分析參數(shù)，包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)速率或數(shù)據(jù)采樣速率、頻譜分析的掃描時(shí)間、頻譜分辨率及分析點(diǎn)數(shù)；

s2：根據(jù)用戶設(shè)置的頻譜分析參數(shù)，數(shù)據(jù)處理分析單元利用頻譜分析算法轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)提取參數(shù)；

進(jìn)一步的，在步驟s2中，頻譜分析算法的具體步驟如下：

s2.1：根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)速率和頻譜分析的掃描時(shí)間，計(jì)算出時(shí)域里的幀長(zhǎng)度，將大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元里存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分幀，其中，

每幀包含的數(shù)據(jù)量＝(數(shù)據(jù)存儲(chǔ)速率或數(shù)據(jù)采樣速率)*頻譜分析掃描時(shí)間，頻譜分析范圍為零頻到0.5倍的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)速率或數(shù)據(jù)采樣速率；

s2.2：根據(jù)頻譜分辨率及分析點(diǎn)數(shù)確定每次提取的數(shù)據(jù)量即數(shù)據(jù)包；

每個(gè)數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)量＝頻譜分析范圍/頻率分辨率；或者

每個(gè)數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)量＝分析點(diǎn)數(shù)；頻譜分析范圍為零頻到0.5倍的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)速率或數(shù)據(jù)采樣速率；

s2.3：根據(jù)所述幀長(zhǎng)度和數(shù)據(jù)包大小，結(jié)合圖3，按照如下數(shù)據(jù)提取規(guī)律進(jìn)行數(shù)據(jù)提取：首先提取幀1中的數(shù)據(jù)包1，然后提取幀2中的數(shù)據(jù)包2，再提取幀3中的數(shù)據(jù)包3，以此類推。

由于數(shù)據(jù)包大小小于幀大小，系統(tǒng)只需對(duì)數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，無(wú)需對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行全部分析處理，大大提高了分析效率。

s2.4：對(duì)提取的數(shù)據(jù)進(jìn)行離散傅里葉變換得到數(shù)據(jù)的頻譜數(shù)據(jù)。

s3：數(shù)據(jù)提取單元根據(jù)數(shù)據(jù)處理分析單元提供的數(shù)據(jù)提取參數(shù)提取大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)，并傳送至數(shù)據(jù)處理分析單元進(jìn)行頻譜分析，即進(jìn)行離散傅里葉變換得到數(shù)據(jù)的頻譜分量；

s4：頻譜分析結(jié)果傳送至數(shù)據(jù)顯示單元供用戶查看。

所述大數(shù)據(jù)頻譜分析方法提供的頻譜分析算法將用戶設(shè)定的頻譜分析參數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)提取參數(shù)，既滿足用戶需求，又無(wú)需對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行全部分析，提高了數(shù)據(jù)分析效率，減少了用戶等待時(shí)間。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。