無線電頻譜信號的時域壓縮方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無線電頻譜信號的時域壓縮方法，第一步：采集指定頻段的一段時間段內(nèi)的掃描數(shù)據(jù)；第二步：針對頻段內(nèi)的每個頻點在此時間段內(nèi)采集到的幅度數(shù)據(jù)部分進行幅度的分布統(tǒng)計，得到此頻點在每個幅度值上出現(xiàn)的次數(shù)；第三步：去掉在幅度統(tǒng)計時對應(yīng)幅度值出現(xiàn)次數(shù)為零的數(shù)據(jù)；第四步：按照一定格式進行數(shù)據(jù)排列，直到完成所有數(shù)據(jù)排列；第五步：將排列好的數(shù)據(jù)采用無損的霍夫曼編碼壓縮技術(shù)進行處理。本發(fā)明在不損失所有掃描幅度的情況下，損失部分的時間信息，保留統(tǒng)計分析需要用到的盡可能多的信息，并盡量的壓縮數(shù)據(jù)。從而極大的減小數(shù)據(jù)的存儲，并為事后統(tǒng)計提供高效的數(shù)據(jù)源。
【專利說明】無線電頻譜信號的時域壓縮方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及無線電頻譜信號的時域壓縮技術(shù)，尤其涉及一種無線電頻譜信號的時域壓縮方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)在無線電信號實時掃描過程中，數(shù)據(jù)的存儲主要以全部保存所有實時數(shù)據(jù)為主，主要作用為事后統(tǒng)計頻段占用度和信道占用度。以超短波頻段為例，掃描30MHz到3000MHz的頻段，步進為25KHz時，一幀數(shù)據(jù)大小250K字節(jié)左右，以每秒一幀來算，一天全時數(shù)據(jù)在20G字節(jié)以上。從而造成占用巨大的存儲空間，并且統(tǒng)計處理需要處理所有數(shù)據(jù)，這會花費較大的時間和資源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種無線電頻譜信號的時域壓縮方法，在不損失所有掃描幅度的情況下，損失部分的時間信息，保留統(tǒng)計分析需要用到的盡可能多的信息，并盡量的壓縮數(shù)據(jù)。從而極大的減小數(shù)據(jù)的存儲，并為事后統(tǒng)計提供高效的數(shù)據(jù)源。
[0004]本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):
[0005]一種無線電頻譜信號的時域壓縮方法，其時域壓縮方法如下:
[0006]第一步:采集指定頻段的一段時間段內(nèi)的掃描數(shù)據(jù)；
[0007]第二步:針對頻段內(nèi)的每個頻點在此時間段內(nèi)采集到的幅度數(shù)據(jù)部分進行幅度的分布統(tǒng)計，得到此頻點在每個幅度值上出現(xiàn)的次數(shù)；
[0008]第三步:去掉在幅度統(tǒng)計時對應(yīng)幅度值出現(xiàn)次數(shù)為零的數(shù)據(jù)；
[0009]第四步:按照下面格式進行數(shù)據(jù)排列，直到完成所有數(shù)據(jù)排列:
[0010]頻段總點數(shù)，第一點幅度個數(shù)，幅值1，幅值I對應(yīng)次數(shù)；第二點點幅度個數(shù)，幅值2，幅值I對應(yīng)次數(shù)；并以此類推，得到第i點幅度個數(shù)，幅值i，幅值i對應(yīng)次數(shù)；
[0011]第五步:將排列好的數(shù)據(jù)采用無損的霍夫曼編碼壓縮技術(shù)進行處理。
[0012]本發(fā)明提供一種具體的第五步計算方法為:所述第五步方法包括如下步驟:
[0013]A、將該段時間端內(nèi)的掃描數(shù)據(jù)按照第一步到第四步的方法處理后，對其中的數(shù)據(jù)進行量化和統(tǒng)計，并分析、計算出各個數(shù)據(jù)值出現(xiàn)的概率，并按照概率從大到小排列得到Pi ；
[0014]B、將A所述中的最小兩個概率的數(shù)據(jù)Pm與Pm-1進行掃描數(shù)據(jù)的合并，并分別用O和I碼符號表示，這樣又形成了 Q_2d的符號縮減信源S2 ；
[0015]B、依次按照步驟A繼續(xù)下去，直到減信源S2剩下最后兩個符號為止，將最后兩個概率的掃描數(shù)據(jù)P1、P2分別用O和I碼符號表示；
[0016]C、從最后一級縮減信源開始，向前返回，就得到各個信源符號對應(yīng)的碼符序列，即得到對應(yīng)碼字；[0017]D、根據(jù)得到的碼子來替換第四步的所有數(shù)值，從而得到最終的二進制數(shù)據(jù)流，該二進制數(shù)據(jù)流即為無線電頻譜信號的時域壓縮數(shù)據(jù)。
[0018]本專利中的算法主要幅度分布統(tǒng)計和無損壓縮相結(jié)合的方法。對于一個指定的短時間端內(nèi)的掃描數(shù)據(jù)的幅度部分進行幅度分布統(tǒng)計，以此短時間段內(nèi)的時間信息來處理數(shù)據(jù)，并對處理完成的數(shù)據(jù)采用無損的霍夫曼編碼壓縮技術(shù)進行處理。從而極大的對無線電頻譜掃描數(shù)據(jù)進行壓縮，并且不會對事后的數(shù)據(jù)統(tǒng)計造成影響。
[0019]如圖1所示，其中一個頻點的存儲格式如下:
[0020]該圖中的橫坐標(biāo)為幅度，縱坐標(biāo)為次數(shù)。幅度根據(jù)精度要求可以設(shè)置為IdB或
0.1dB間隔。從而統(tǒng)計出一段時間內(nèi)(時間范圍可以設(shè)置，一般為15分鐘)信號在各個幅度上出現(xiàn)的次數(shù)。各個幅度上出現(xiàn)次數(shù)之和即為總測量次數(shù)。通過此方式能夠方便的得到信號的最大、最小、平均值信息、針對設(shè)置的不同門限也能夠分析出對應(yīng)門限的信道占用度信息。唯一損失的是在此時間段內(nèi)的各個信號幅度出現(xiàn)的具體時間，但是能夠知道是當(dāng)前時間段內(nèi)出現(xiàn)的信號。
[0021]在數(shù)據(jù)存儲時，丟掉出現(xiàn)次數(shù)為O的所有幅度的信息，此方式能夠極大的減小存儲空間，以此方式將所有頻段內(nèi)的頻點數(shù)據(jù)都存儲下了后即可得到此時間段內(nèi)的所以數(shù)據(jù)。
[0022]再將此時間段內(nèi)的數(shù)據(jù)以霍夫曼編碼的方式進行壓縮。霍夫曼樹一即最優(yōu)二叉樹，帶權(quán)路徑長度最小的二叉樹，經(jīng)常應(yīng)用于數(shù)據(jù)壓縮(又稱“熵編碼法”)。具體壓縮方法如下:A、將所述第三步中的最小兩個概率的掃描數(shù)據(jù)Pm與Pm-1進行掃描數(shù)據(jù)的合并，并分別用O和I碼符號表示，這樣又形成了 Q_2d的符號縮減信源S2 ；
[0023]B、依次按照步驟A繼續(xù)下去，直到減信源S2剩下最后兩個符號為止，將最后兩個概率的掃描數(shù)據(jù)P1、P2分別用O和I碼符號表示；
[0024]C、從最后一級縮減信源開始，向前返回，就得到各個信源符號對應(yīng)的碼符序列，即得到對應(yīng)碼字。
[0025]本發(fā)明較現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及有益效果:
[0026](I)本發(fā)明實際測試30MHz到3000MHz頻段，以25KHz步進進行頻譜掃描，在接收機掃描速度為每秒一幀的情況下，幅度保存到IdB精度，記錄I小時原始數(shù)據(jù)大小為510M字節(jié)；同時通過本技術(shù)以15分鐘時間段，幅度間隔IdB來壓縮后的數(shù)據(jù)為48M字節(jié)，壓縮10倍，如果以I小時時間壓縮為12M字節(jié)，壓縮為40多倍。
[0027](2)本發(fā)明實際測試30MHz到3000MHz頻段，以25KHz步進進行頻譜掃描，在接收機掃描速度為每秒一幀的情況下，幅度保存到0.1dB精度，記錄I小時原始數(shù)據(jù)大小為
1.15G字節(jié)；同時通過本技術(shù)以15分鐘時間段，幅度間隔0.1dB來壓縮后的數(shù)據(jù)為86M字節(jié)，壓縮在10倍以上，幅度間隔IdB來壓縮后的數(shù)據(jù)為48M字節(jié)，壓縮20倍以上。
[0028](3)本發(fā)明在不損失所有掃描幅度的情況下，損失部分的時間信息，保留統(tǒng)計分析需要用到的盡可能多的信息，并盡量的壓縮數(shù)據(jù)。從而極大的減小數(shù)據(jù)的存儲，并為事后統(tǒng)計提供高效的數(shù)據(jù)源。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明其中一個頻點的數(shù)據(jù)存儲示意圖。【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步地詳細說明:
[0031]實施例
[0032]如圖1所示，一種無線電頻譜信號的時域壓縮方法，其時域壓縮方法如下:
[0033]第一步:采集指定頻段的一段時間段內(nèi)的掃描數(shù)據(jù)；
[0034]第二步:針對頻段內(nèi)的每個頻點在此時間段內(nèi)采集到的幅度數(shù)據(jù)部分進行幅度的分布統(tǒng)計，得到此頻點在每個幅度值上出現(xiàn)的次數(shù)；
[0035]第三步:去掉在幅度統(tǒng)計時對應(yīng)幅度值出現(xiàn)次數(shù)為零的數(shù)據(jù)；
[0036]第四步:按照下面格式進行數(shù)據(jù)排列，直到完成所有數(shù)據(jù)排列:
[0037]頻段總點數(shù)，第一點幅度個數(shù)，幅值1，幅值I對應(yīng)次數(shù)；第二點點幅度個數(shù)，幅值2，幅值I對應(yīng)次數(shù)；并以此類推，得到第i點幅度個數(shù)，幅值i，幅值i對應(yīng)次數(shù)；
[0038]第五步:將排列好的數(shù)據(jù)采用無損的霍夫曼編碼壓縮技術(shù)進行處理。
[0039]本實施例的第五步方法包括如下步驟:
[0040]A、將該段時間端內(nèi)的掃描數(shù)據(jù)按照第一步到第四步的方法處理后，對其中的數(shù)據(jù)進行量化和統(tǒng)計，并分析、計算出各個數(shù)據(jù)值出現(xiàn)的概率，并按照概率從大到小排列得到Pi ；
[0041]B、將A所述中的最小兩個概率的數(shù)據(jù)Pm與Pm-1進行掃描數(shù)據(jù)的合并，并分別用O和I碼符號表示，這樣又形成了 Q_2d的符號縮減信源S2 ；
[0042]B、依次按照步驟A繼續(xù)下去，直到減信源S2剩下最后兩個符號為止，將最后兩個概率的掃描數(shù)據(jù)P1、P2分別用O和I碼符號表示；
[0043]C、從最后一級縮減信源開始，向前返回，就得到各個信源符號對應(yīng)的碼符序列，即得到對應(yīng)碼字；
[0044]D、根據(jù)得到的碼子來替換第四步的所有數(shù)值，從而得到最終的二進制數(shù)據(jù)流，該二進制數(shù)據(jù)流即為無線電頻譜信號的時域壓縮數(shù)據(jù)。
[0045]本發(fā)明實際測試30MHz到3000MHz頻段，以25KHz步進進行頻譜掃描，在接收機掃描速度為每秒一幀的情況下，幅度保存到IdB精度，記錄I小時原始數(shù)據(jù)大小為510M字節(jié)。同時通過本技術(shù)以15分鐘時間段，幅度間隔IdB來壓縮后的數(shù)據(jù)為48M字節(jié)，壓縮10倍，如果以I小時時間壓縮為12M字節(jié)，壓縮為40多倍。實際測試30MHz到3000MHz頻段，以25KHz步進進行頻譜掃描，在接收機掃描速度為每秒一幀的情況下，幅度保存到0.1dB精度，記錄I小時原始數(shù)據(jù)大小為1.15G字節(jié)；同時通過本技術(shù)以15分鐘時間段，幅度間隔
0.1dB來壓縮后的數(shù)據(jù)為86M字節(jié)，壓縮在10倍以上，幅度間隔IdB來壓縮后的數(shù)據(jù)為48M字節(jié)，壓縮20倍以上。
[0046]在本說明書中所談到的“一個實施例”、“另一個實施例”、“實施例”、等，指的是結(jié)合該實施例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點包括在本申請概括性描述的至少一個實施例中。在說明書中多個地方出現(xiàn)同種表述不是一定指的是同一個實施例。進一步來說，結(jié)合任一實施例描述一個具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點時，所要主張的是結(jié)合其他實施例來實現(xiàn)這種特征、結(jié)構(gòu)或者特點也落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0047]盡管這里參照本發(fā)明的多個解釋性實施例對發(fā)明進行了描述，但是，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則范圍和精神之內(nèi)。更具體地說，在本申請公開、附圖和權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以對主題組合布局的組成部件和/或布局進行多種變型和改進。除了對組成部件和/或布局進行的變型和改進外，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，其他的用途也將是明顯的。
【權(quán)利要求】
1.一種無線電頻譜信號的時域壓縮方法，其特征在于:其時域壓縮方法如下: 第一步:采集指定頻段的一段時間段內(nèi)的掃描數(shù)據(jù)； 第二步:針對頻段內(nèi)的每個頻點在此時間段內(nèi)采集到的幅度數(shù)據(jù)部分進行幅度的分布統(tǒng)計，得到此頻點在每個幅度值上出現(xiàn)的次數(shù)； 第三步:去掉在幅度統(tǒng)計時對應(yīng)幅度值出現(xiàn)次數(shù)為零的數(shù)據(jù)； 第四步:按照下面格式進行數(shù)據(jù)排列，直到完成所有數(shù)據(jù)排列: 頻段總點數(shù)，第一點幅度個數(shù)，幅值1，幅值I對應(yīng)次數(shù)；第二點點幅度個數(shù)，幅值2，幅值I對應(yīng)次數(shù)；并以此類推，得到第i點幅度個數(shù)，幅值i，幅值i對應(yīng)次數(shù)； 第五步:將排列好的數(shù)據(jù)采用無損的霍夫曼編碼壓縮技術(shù)進行處理。
2.按照權(quán)利要求1所述的無線電頻譜信號的時域壓縮方法，其特征在于:所述第五步方法包括如下步驟: A、將該段時間端內(nèi)的掃描數(shù)據(jù)按照第一步到第四步的方法處理后，對其中的數(shù)據(jù)進行量化和統(tǒng)計，并分析、計算出各個數(shù)據(jù)值出現(xiàn)的概率，并按照概率從大到小排列得到Pi ； B、將A所述中的最小兩個概率的數(shù)據(jù)Pm與Pm-1進行掃描數(shù)據(jù)的合并，并分別用O和I碼符號表示，這樣又形成了 Q_2d的符號縮減信源S2 ； B、依次按照步驟A繼續(xù)下去，直到減信源S2剩下最后兩個符號為止，將最后兩個概率的掃描數(shù)據(jù)P1、P2分別用O和I碼符號表示； C、從最后一級縮減信源開始，向前返回，就得到各個信源符號對應(yīng)的碼符序列，即得到對應(yīng)碼字； D、根據(jù)得到的碼子來替換第四步的所有數(shù)值，從而得到最終的二進制數(shù)據(jù)流，該二進制數(shù)據(jù)流即為無線電頻譜信號的時域壓縮數(shù)據(jù)。
【文檔編號】H03M7/30GK103731155SQ201310754447
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】劉春鵬, 李佳玲, 幸石東, 張越 申請人:成都華日通訊技術(shù)有限公司