利用熒光譜矩陣存儲并統(tǒng)計頻譜數(shù)據(jù)

祝宏志 徐赟 江飛

摘要：隨著時間的推移，無線電監(jiān)測系統(tǒng)生成了海量的頻譜數(shù)據(jù)。對頻譜監(jiān)測數(shù)據(jù)存儲和利用的研究，顯得非常重要。本文介紹了無線電頻譜數(shù)據(jù)采集和存儲的現(xiàn)狀，并提出了一種高效無線電監(jiān)測頻譜數(shù)據(jù)存儲設(shè)計，并說明了這種設(shè)計怎樣用于頻譜信號的占用度統(tǒng)計。

關(guān)鍵詞：頻譜存儲;熒光譜矩陣;無線電監(jiān)測軟件;占用度統(tǒng)計

中圖分類號：TN911文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1672-9129（2018）06-0078-02

Storage and Statistics of Spectral Data Using Fluorescence Matrix

ZHU Hongzhi*， XUN Yun， JIANG Fei

（Tong Fang Electronic Science & Technology Co.，Ltd， Jiangxi Jiujiang， 332000， China）

Abstract： Over time， radio monitoring systems generate massive amounts of spectral data. Research on the storage and utilization of spectrum monitoring data is very important. This paper introduces the current status of radio spectrum data acquisition and storage， and proposes an efficient radio monitoring spectrum data storage design， and illustrates how this design can be used for spectrum signal occupancy statistics.

Keywords：Spectrum Save; Fluorescence Matrix; Radio Monitoring; Occupy

引用：祝宏志， 徐赟， 江飛利用熒光譜矩陣存儲并統(tǒng)計頻譜數(shù)據(jù)[J]. 數(shù)碼設(shè)計， 2018， 7（6）： 78-78.

Cite：ZHU Hongzhi， XUN Yun， JIANG Fei. Storage and Statistics of Spectral Data Using Fluorescence[J]. Peak Data Science， 2018， 7（6）： 78-78.

引言

隨著時間的推移，無線電監(jiān)測系統(tǒng)生成了海量的頻譜數(shù)據(jù)。對頻譜監(jiān)測數(shù)據(jù)存儲和利用的研究，顯得非常重要。

1? 技術(shù)現(xiàn)狀

（1）接收機上傳的監(jiān)測數(shù)據(jù)未做處理全部上傳到應(yīng)用系統(tǒng)，在應(yīng)用系統(tǒng)直接存儲為文件，后期數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)挖掘難。

（2）接收機上傳的監(jiān)測數(shù)據(jù)未做處理全部上傳到應(yīng)用系統(tǒng)，在應(yīng)用系統(tǒng)存入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，后期有一定的數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)挖掘能力，海量數(shù)據(jù)造成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的災(zāi)難。

2? 設(shè)計思路

2.1? 頻率占用度的基本概念

為了提高無線電頻譜的利用率， 需全面、及時地掌握頻譜的使用情況， 并將其用具體的數(shù)字表示出來， 這就是頻段利用率和頻率占用度的測量。典型的頻譜占有測量系統(tǒng)通常通過接收機， 大約每隔1- 2 秒用以記錄每頻率的信號電平， 測量結(jié)果可實時處理或后續(xù)處理， 門限值電平的設(shè)置需設(shè)計成所有高于噪聲的信號均被記錄下來， 并可使用不同的門限值來處理。頻率占用度計算方法為信號大于某一門限電平值的時間與總測量時間的百分比。

2.2? 熒光譜矩陣存儲頻譜數(shù)據(jù)

要實現(xiàn)大范圍長時間的統(tǒng)計分析，必須先對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行融合處理。

融合處理主要針對監(jiān)測頻譜數(shù)據(jù)，通過對一定時間間隔（如15分鐘）的頻譜數(shù)據(jù)進行融合生成該時間熒光譜數(shù)據(jù)， 大大減少了數(shù)據(jù)量，即能進行離線占用度統(tǒng)計，又能表征一定時間間隔的頻譜特征。

3? 設(shè)計流程

3.1? 頻譜數(shù)據(jù)存儲熒光矩陣流程

（1）流程：掃描任務(wù)起始時間作為統(tǒng)計起始時間，至自然分鐘為5的整數(shù)倍時，統(tǒng)計之間的頻率振幅情況，而當(dāng)前自然分鐘作為新一輪頻率振幅的起始，直至下一個5倍速自然分鐘結(jié)束。如此循環(huán)。

（2）方法：頻率振幅統(tǒng)計初始化，創(chuàng)建熒光譜矩陣二維數(shù)組，一維代表頻率值，二維代表頻率幅度，并記錄掃描任務(wù)的掃描次數(shù)s。

（3）過程中：實時統(tǒng)計掃描次數(shù)，實時統(tǒng)計各頻率在相應(yīng)幅度上的振幅次數(shù)

（4）頻率振幅統(tǒng)計：當(dāng)時間至自然分鐘的5的倍數(shù)時（0/5/10/15/20/25/30/ 35/40/45/50/55分），進入頻率振幅統(tǒng)計計算。振幅最高點減去-129為幅度基準(zhǔn)，并將幅度基準(zhǔn)至振幅最高點的幅度之間的二維數(shù)據(jù)取出，算出振幅百分比，完成頻率振幅統(tǒng)計。

3.2? 熒光矩陣信號占用度統(tǒng)計流程

（1）流程：以掃描任務(wù)起始時間作為統(tǒng)計起始時間，至自然時變更后作為統(tǒng)計結(jié)束時間，統(tǒng)計之間出現(xiàn)的信號情況。當(dāng)前自然時作為新一輪信號統(tǒng)計的起始，直至下一個自然時或任務(wù)結(jié)束時間結(jié)束。如此循環(huán);

（2）過程：實時統(tǒng)計頻譜的峰值、平均值、RMS值、最小值和占用度值;

（3）存儲：頻譜統(tǒng)計數(shù)據(jù)和信號列表數(shù)據(jù)。

4? 設(shè)計效果

本存儲方法在于頻譜數(shù)據(jù)的預(yù)處理方式。數(shù)據(jù)預(yù)處理后，存儲空間大大節(jié)省。

以頻率振幅統(tǒng)計、信號統(tǒng)計、頻譜統(tǒng)計三個存儲數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，可實現(xiàn)的分析包括：

（1）非法信號分析（含黑廣播）：根據(jù)信號統(tǒng)計數(shù)據(jù)中的頻率與合法信號表比對，獲取非法信號統(tǒng)計報告;

（2）信號時域分析：根據(jù)頻譜統(tǒng)計值，可獲取信號在自然時/日/周/月上的幅度和占用度等信號活動情況，可獲取24小時分布的幅度和占用度等變化情況;

（3）信號地域分析：根據(jù)頻譜統(tǒng)計值，可獲取信號在自然時/日/周/月上的幅度和占用度等分布情況;

（4）頻段時域分析：根據(jù)頻譜統(tǒng)計值，可獲取頻段在自然時/日/周/月上的占用度情況;

（5）頻段地域分析：根據(jù)頻譜統(tǒng)計值，可獲取頻段在自然時/日/周/月上的占用度分布情況;

（6）頻譜地圖分析：根據(jù)頻率振幅統(tǒng)計和頻譜統(tǒng)計，可提供頻譜地圖軟件，進行地域態(tài)勢分析;

5? 結(jié)束語

采用熒光譜矩陣方式存儲無線電監(jiān)測頻譜數(shù)據(jù)，節(jié)省了大量的存儲空間，熒光譜矩陣存儲的頻譜用于占用度統(tǒng)計不會影響統(tǒng)計值的可信度， 為無線電監(jiān)測系統(tǒng)的頻譜存儲分析統(tǒng)計實現(xiàn)提供了一個解決方法。

參考文獻

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