[发明专利]一种多台站频谱监测数据压缩处理方法

说明书

本发明提出了一种多台站频谱监测数据压缩处理方法，包括以下步骤：单台站频谱监测数据结构化表示、多台站频谱监测数据结构化表示、频谱监测数据灰度化处理、采用视频压缩方法对监测数据进行压缩。本发明的积极效果是：基于频谱监测数据的结构化表示方法，利用一定区域内多台站频谱监测数据间的相似性特点，借鉴传统视频压缩的原理来处理多台站海量频谱监测数据，在无线电频谱监测网系的建设和数据传输、大数据处理方面应用前景广阔，有利于无线电台站频谱监测数据被更加合理和高效的利用。

技术领域

本发明属于无线电频谱监测数据处理技术领域，特别涉及一种多台站频谱监测数据压缩处理方法。

背景技术

随着频谱资源重要性和重视程度的提高，电磁频谱台站数量的急剧扩大，对电磁频谱监测数据处理以获取频谱使用详细状况是合理和高效进行频谱资源利用和频谱管理的基础。尤其是随着频谱网系建设的发展，频谱监测台站及不同频谱管理单位间的数据传输和处理需求不断提高，由于频谱监测数据具有天然的海量、分散的特点，使得传统频谱监测数据的存储和处理方法渐渐难以适应对电磁频谱数据传输和大数据处理新要求。本单位通过将单台站频谱监测数据表示为频谱矩阵形式，可转为灰度图像进行压缩和传输，并提出了多台站频谱监测数据结构化表示方法，将其表示为频谱矩阵体。这种结构不仅形式和结构上和视频数据上类似，从数据特点上来说，给定区域的多台站频谱监测数据在时间、频率、位置三个维度上的数据之间相关性非常强。比如，相邻监测时间，频谱监测数据相关性非常强；相邻台站，不同时间获得监测数据也具有强相关性；相邻频段，监测数据也有相关性。因此，以频谱矩阵体形式表示的监测数据具有相当程度的信息冗余。

发明内容

针对频谱监测数据单台站频谱矩阵和多台站频谱矩阵体结构化表示形式，本发明提出一种多台站频谱监测数据压缩处理方法，基于频谱监测数据的结构化表示方法，利用给定区域内多台站频谱监测数据间的相似性特点，借鉴传统视频压缩的原理来处理多台站海量频谱监测数据，在无线电频谱监测网系的建设和数据传输、大数据处理方面应用前景广阔，有利于无线电台站频谱监测数据被更加合理和高效的利用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种频谱监测数据压缩处理方法，包括以下步骤：

单台站频谱监测数据结构化表示，根据统一的监测频率带宽、监测时间维采样间隔和频率维采样间隔，完成给定时刻、给定带宽的监测数据频率维离散化和给定时段时间维上的离散化，将给定监测时间段和频率带宽的频谱监测数据表示为频谱矩阵；

多台站频谱监测数据结构化表示，将给定区域内的多台站获得的所有频谱矩阵，按照台站位置上的特定规则排列成频谱矩阵体；

频谱监测数据灰度化处理，从频谱矩阵体的三个维度中选择一个维度，频谱矩阵体可看做该维度上一系列矩阵的排列，将每个矩阵进行灰度化处理转化为灰度图像，则频谱矩阵体可视为一段视频数据；

采用视频压缩方法对监测数据进行压缩，对给定区域内的多台站监测数据来说，在时间、频率、位置各维度上，均有大量的冗余信息，可利用传统视频压缩标准，对频谱矩阵体对应的视频数据进行压缩。

在提出的多台站频谱监测数据压缩处理方法的多台站频谱监测数据结构化表示步骤中，频谱矩阵排列为频谱矩阵体规则可采用以下两种方法：

选择某一监测台站为基准台站，以所有台站与基准台站间的地理直线距离远近作为标准来排列各台站对应的频谱矩阵数据；

选择某区域多台站地理位置经纬度的平均值对应的地理位置作为基准点，以所有台站与基准点间的地理直线距离远近作为标准来排列各台站对应的频谱矩阵数据。

在提出多台站频谱监测数据压缩处理方法的频谱监测数据灰度化处理步骤中，频谱矩阵体可采用以下三种方法来进行灰度化：