專利名稱：一種采樣數(shù)據(jù)的壓縮方法及裝置的制作方法
一種采樣數(shù)據(jù)的壓縮方法及裝置技術(shù)領(lǐng)域
本申請涉及數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，特別是涉及一種采樣數(shù)據(jù)的壓縮方法，以及，一種采樣數(shù)據(jù)的壓縮裝置。
背景技術(shù)：
隨著無線移動通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，用戶對無線通信系統(tǒng)的速率提出了越來越高的要求。因此用于提高數(shù)據(jù)傳輸速率的多種無線通信技術(shù)，如MMO技術(shù)，正在快速的發(fā)展。更高速率信號的傳輸依賴于更大的帶寬和更高的采樣速率。因此，通信設(shè)備需要處理的數(shù)據(jù)速率將變得越來越大，從而對通信設(shè)備的數(shù)據(jù)處理速率提出了更高的要求。
而現(xiàn)有技術(shù)中，一方面，由于硬盤的讀寫速率和某些種類接口(如GE 口)的處理速率的限制，很多通信平臺無法處理過高速率的數(shù)據(jù)流，因此需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理，以向下兼容數(shù)據(jù)處理速率較低的設(shè)備。例如，對高速率通信系統(tǒng)的無線信道參數(shù)進(jìn)行測量和分析時，由于發(fā)送端數(shù)據(jù)速率很高，可達(dá)到Gbit/s的數(shù)量級，接收端對數(shù)據(jù)處理速率的要求也會很高。但是由于海量的數(shù)據(jù)需要用硬盤來進(jìn)行存儲，以及用接口將數(shù)據(jù)接入PC進(jìn)行分析和處理，而硬盤的讀寫速率和接口的處理速率一般很難達(dá)到Gbit/s的數(shù)量級。
另一方面，過高的數(shù)據(jù)速率對數(shù)據(jù)處理設(shè)備提出了很高要求的同時未必能夠帶來用戶體驗的大幅度增加。發(fā)明內(nèi)容
本申請所要解決的技術(shù)問題是提供一種采樣數(shù)據(jù)的壓縮方法，用以降低高速率通信系統(tǒng)對設(shè)備數(shù)據(jù)處理速率的要求。
本申請還提供了一種采樣數(shù)據(jù)的壓縮裝置，用以保證上述方法在實際中的應(yīng)用及實現(xiàn)。
為了解決上述問題，本申請公開了一種采樣數(shù)據(jù)的壓縮方法，包括
接收以采樣速率為fs獲得的實數(shù)據(jù)序列，并對所述實數(shù)據(jù)序列進(jìn)行時域壓縮處理，其中，fs > 0 ；
對經(jīng)時域壓縮處理的實數(shù)據(jù)序列進(jìn)行分組，每組包括N1個數(shù)據(jù)，其中,N1 = 2a，a為自然數(shù)；
依次對各組實數(shù)據(jù)序列進(jìn)行N1點的傅里葉變換，得到帶寬為W1的頻域數(shù)據(jù)序列；
依次對各組帶寬為W1的頻域數(shù)據(jù)序列進(jìn)行頻域壓縮處理，得到每組包括N2個數(shù)據(jù)，帶寬為W2的頻域數(shù)據(jù)序列，其中，W2 > W1 > 0，2N2 < N2 N1 =26，b為自然數(shù)；
依次將各組帶寬為W2的頻域數(shù)據(jù)序列，進(jìn)行N2點的反傅里葉變換，得到壓縮后的時域數(shù)據(jù)序列；
將各組壓縮后的時域數(shù)據(jù)序列依次相連，得到所述實數(shù)據(jù)序列對應(yīng)的壓縮結(jié)果。
優(yōu)選的，所述接收以采樣速率為fs獲得的實數(shù)據(jù)序列，并對實數(shù)據(jù)序列進(jìn)行時域4壓縮處理的步驟包括
接收以采樣速率為fs獲得的，序列長度為N3的實數(shù)據(jù)序列；
對所述實數(shù)據(jù)序列，每m個數(shù)據(jù)求平均值，得到n個平均值，作為時域壓縮處理的結(jié)果，其中，mXn = N3, m、n和N3均為正整數(shù)。
優(yōu)選的，所述接收以采樣速率為fs獲得的實數(shù)據(jù)序列，并對實數(shù)據(jù)序列進(jìn)行時域壓縮處理的步驟包括
接收以采樣速率為fs獲得的,序列長度為N3的實數(shù)據(jù)序列；
對所述實數(shù)據(jù)序列，每m個數(shù)據(jù)抽取一個數(shù)據(jù)，得到n個數(shù)據(jù)，作為時域壓縮處理的結(jié)果，其中，mXn = N3，m、n和N3均為正整數(shù)。
優(yōu)選的，所述頻域壓縮處理為，依次將各組帶寬為W1的頻域數(shù)據(jù)序列，通過帶寬為 W2的濾波器進(jìn)行濾波。
優(yōu)選的，所述濾波器為低通濾波器、帶通濾波器或高通濾波器。
本申請還提供了一種采樣數(shù)據(jù)的壓縮裝置，包括
時域壓縮模塊，用于接收以采樣速率為fs獲得的實數(shù)據(jù)序列，并對所述實數(shù)據(jù)序列進(jìn)行時域壓縮處理，其中，fs>0；
實數(shù)據(jù)序列分組模塊，用于對經(jīng)時域壓縮處理的實數(shù)據(jù)序列進(jìn)行分組，每組包括 N1個數(shù)據(jù)，其中，N1 = 2% a為自然數(shù)；
傅里葉變換模塊，用于依次對各組實數(shù)據(jù)序列進(jìn)行N1點的傅里葉變換，得到帶寬為W1的頻域數(shù)據(jù)序列；
頻域壓縮模塊，用于依次對各組帶寬為W1的頻域數(shù)據(jù)序列進(jìn)行頻域壓縮處理，得到每組包括N2個數(shù)據(jù)，帶寬為W2的頻域數(shù)據(jù)序列，其中，W2 > W1 > 0，2N2 < N1,N2 =^Nl =26，b為自然數(shù)；
反傅里葉變換模塊，用于依次將各組帶寬為W2的頻域數(shù)據(jù)序列，進(jìn)行N2點的反傅里葉變換，得到壓縮后的時域數(shù)據(jù)序列；
時域數(shù)據(jù)序列連接模塊，用于將各組壓縮后的時域數(shù)據(jù)序列依次相連，得到所述實數(shù)據(jù)序列對應(yīng)的壓縮結(jié)果。
優(yōu)選的，所述時域壓縮模塊包括
第一數(shù)據(jù)接收子模塊，用于接收以采樣速率為fs獲得的，序列長度為N3的實數(shù)據(jù)序列；
平均壓縮子模塊，用于對所述實數(shù)據(jù)序列，每m個數(shù)據(jù)求平均值，得到n個平均值， 作為時域壓縮處理的結(jié)果，其中，mXn = N3，m、n和N3均為正整數(shù)。
優(yōu)選的，所述時域壓縮模塊包括
第二數(shù)據(jù)接收子模塊，用于接收以采樣速率為fs獲得的，序列長度為N3的實數(shù)據(jù)序列；
抽取壓縮子模塊，用于對所述實數(shù)據(jù)序列，每m個數(shù)據(jù)抽取一個數(shù)據(jù)，得到n個數(shù)據(jù)，作為時域壓縮處理的結(jié)果，其中，mXn = N3，m、n和N3均為正整數(shù)。
優(yōu)選的，所述頻域壓縮模塊包括
濾波子模塊，用于依次將各組帶寬為W1的頻域數(shù)據(jù)序列，通過帶寬為W2的濾波器進(jìn)行濾波。
優(yōu)選的，所述濾波器為低通濾波器、帶通濾波器或高通濾波器。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請具有以下優(yōu)點
本申請對接收到的采樣數(shù)據(jù)，首先進(jìn)行時域壓縮，減少采樣數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量，然后變換到頻域進(jìn)行頻域壓縮，濾除在預(yù)設(shè)信號帶寬之外的噪音信號，然后將信號變換回時域信號，完成對信號的壓縮處理。依據(jù)本申請可以在采樣速率很高的情況下，大大減少需要處理的數(shù)據(jù)量，降低了高速率通信系統(tǒng)對設(shè)備數(shù)據(jù)處理速率的要求，不用提高系統(tǒng)成本。
同時，由于在極短的時間內(nèi)，信道的變化不大，因此，對這段時間內(nèi)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮的同時，可以保證分析結(jié)果的精度，進(jìn)而保證足夠的用戶體驗。本申請可以用于各種信道測量設(shè)備和需要進(jìn)行高速率數(shù)據(jù)壓縮的設(shè)備中。


圖I是本申請的一種采樣數(shù)據(jù)的壓縮方法實施例的流程圖2是本申請的一種采樣數(shù)據(jù)的壓縮裝置實施例的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
為使本申請的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本申請作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
參考圖1，示出了本申請的一種采樣數(shù)據(jù)的壓縮方法實施例的流程圖，具體可以包括以下步驟
步驟101、接收以采樣速率為fs獲得的實數(shù)據(jù)序列，并對所述實數(shù)據(jù)序列進(jìn)行時域壓縮處理，其中，fs>0。
在本申請的一種優(yōu)選示例中，所述步驟101可以包括
子步驟S11、接收以采樣速率為fs獲得的，序列長度為N3的實數(shù)據(jù)序列；
子步驟S12、對所述實數(shù)據(jù)序列，每m個數(shù)據(jù)求平均值，得到n個平均值，作為時域壓縮處理的結(jié)果,其中，mXn = N3，m、n和N3均為正整數(shù)。
以fs 采樣速率采集實數(shù)據(jù)序列 Sl(j) (j = 0,1,2, , N3-IMN3= 1，2，3，…)， 輸入系統(tǒng)后進(jìn)行時域壓縮處理。
在本示例中，時域壓縮處理采用平均壓縮法，在采樣時，可以設(shè)定一份數(shù)據(jù)的個數(shù)為n(n為任意正整數(shù))，或設(shè)定一個時間長度t，在t時間段內(nèi)獲取n個數(shù)據(jù)(n = fsXt)，接收m份數(shù)據(jù)作為進(jìn)行壓縮處理的實數(shù)據(jù)序列，序列長度為N3 = mXn。在進(jìn)行時域壓縮時， 提取實數(shù)據(jù)序列中的m個數(shù)據(jù)求平均值，如此將計算出來的n個均值替換掉原來的mXn個數(shù)據(jù)，作為時域壓縮處理的結(jié)果。
在具體的實現(xiàn)中，可以按照原實數(shù)據(jù)序列的順序，依次提取m個數(shù)據(jù)求均值；也可以將實數(shù)據(jù)序列按照順序分為m份，將m份數(shù)據(jù)按照順序進(jìn)行疊加，然后對疊加的各個數(shù)據(jù)求均值，此處，以高速率的MIMO信道測量為例進(jìn)行說明。
在高速率的mXN MIMO信道中，以一個發(fā)天線分別和N個收天線依次進(jìn)行時間長度為t(t > 0)的通信為一個快拍。通信的數(shù)據(jù)在接收端以頻率為fs進(jìn)行采樣。
首先，依次存儲第一個快拍的所有數(shù)據(jù)xn，x12，. . .，Xln，其中，n為一個快拍的數(shù)據(jù)個數(shù)，滿足n = NXtXfs。然后將第二個快拍的所有數(shù)據(jù)依次疊加到第一個快拍相應(yīng)位置的數(shù)據(jù)上，即X21+Xll，x22+x12, . . .，x2n+xln。依此類推，對之后輸入的m-2個快拍的數(shù)據(jù)不斷疊加到相應(yīng)位置的數(shù)據(jù)上，從而完成對m個快拍相應(yīng)位置的數(shù)據(jù)的求和，求和后進(jìn)行平均，即^= 1，2，...， )，即完成了對m個快拍數(shù)據(jù)的時域壓縮，原實數(shù)據(jù)序列Sl (j) m(j = 0,1,2, . . . , N3-I) (N3 = 1，2，3，…)壓縮為 s2 (j) (j = 0,1,2, . . . , n_l) (n = 1,2, 3， ..)，序列長度由N3 = mXn減少為n。
在具體的實現(xiàn)中，進(jìn)行時域壓縮的時間由數(shù)字信號發(fā)生器ESG控制，時鐘頻率f =
在本申請的另一種優(yōu)選示例中，所述步驟101可以包括
子步驟S21、接收以采樣速率為fs獲得的，序列長度為N3的實數(shù)據(jù)序列。
子步驟S22、對所述實數(shù)據(jù)序列，每m個數(shù)據(jù)抽取一個數(shù)據(jù)，得到n個數(shù)據(jù)，作為時域壓縮處理的結(jié)果,其中，mXn = N3，m、n和N3均為正整數(shù)。
在本示例中，時域壓縮處理采用抽取壓縮法，同上個示例，可以設(shè)定一份數(shù)據(jù)的個數(shù)為n(n為任意正整數(shù))，或設(shè)定一個時間長度t，在t時間段內(nèi)獲取n個數(shù)據(jù)(n = fsXt)， 接收了 m份數(shù)據(jù)后，提取其中n個數(shù)據(jù)作為時域壓縮處理的結(jié)果。
在具體的實現(xiàn)中，可以按照原實數(shù)據(jù)序列的順序，依次提取n個數(shù)據(jù)，如上面的例子，依次存儲第一個快拍的所有數(shù)據(jù)Xll，X12,Xln，對之后的m-1個快拍的數(shù)據(jù)做丟棄處理，序列長度由n X m減少為n。
也可以將實數(shù)據(jù)序列按照順序分為m份，在每份數(shù)據(jù)中提取I個數(shù)據(jù)，共n個數(shù)據(jù)作為時域壓縮處理的結(jié)果，其中，各數(shù)據(jù)在其所在那份數(shù)據(jù)中的位置均不相同。
步驟102、對經(jīng)時域壓縮處理的實數(shù)據(jù)序列進(jìn)行分組，每組包括N1個數(shù)據(jù)，其中,N1 =2% a為自然數(shù)。
由于采樣數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量比較大，需要劃分為個數(shù)適合的多組，分別進(jìn)行傅里葉變換，每組的數(shù)據(jù)個數(shù)要求為2的a次冪，若N1并非2的a次冪的整數(shù)倍，可以以0補(bǔ)充。
步驟103、依次對各組實數(shù)據(jù)序列進(jìn)行N1點的傅里葉變換，得到帶寬為W1的頻域數(shù)據(jù)序列。
對上述步驟中獲得的時域?qū)崝?shù)據(jù)序列進(jìn)行傅里葉變換，是為了方便在頻域上對信號做處理。第1組實數(shù)據(jù)序列進(jìn)行隊(& = 2%& = 0，1，2，...)點傅里葉變換之后，依次獲 得第i組復(fù)頻域信號
權(quán)利要求
1.一種采樣數(shù)據(jù)的壓縮方法，其特征在于，包括接收以采樣速率為fs獲得的實數(shù)據(jù)序列，并對所述實數(shù)據(jù)序列進(jìn)行時域壓縮處理，其中，fs > 0 ;對經(jīng)時域壓縮處理的實數(shù)據(jù)序列進(jìn)行分組，每組包括N1個數(shù)據(jù)，其中，N1 = 2% a為自然數(shù)；依次對各組實數(shù)據(jù)序列進(jìn)行N1點的傅里葉變換，得到帶寬為W1的頻域數(shù)據(jù)序列；依次對各組帶寬為W1的頻域數(shù)據(jù)序列進(jìn)行頻域壓縮處理，得到每組包括N2個數(shù)據(jù)，帶寬為W2的頻域數(shù)據(jù)序列,其中，W2 > W1 > 0,2N2 < Nij^2 :寸=26，b為自然數(shù)；依次將各組帶寬為W2的頻域數(shù)據(jù)序列，進(jìn)行N2點的反傅里葉變換，得到壓縮后的時域數(shù)據(jù)序列；將各組壓縮后的時域數(shù)據(jù)序列依次相連，得到所述實數(shù)據(jù)序列對應(yīng)的壓縮結(jié)果。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述接收以采樣速率為fs獲得的實數(shù)據(jù)序列，并對實數(shù)據(jù)序列進(jìn)行時域壓縮處理的步驟包括接收以采樣速率為fs獲得的，序列長度為N3的實數(shù)據(jù)序列；對所述實數(shù)據(jù)序列，每m個數(shù)據(jù)求平均值，得到n個平均值，作為時域壓縮處理的結(jié)果， 其中，mXn = N3，m、n和N3均為正整數(shù)。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述接收以采樣速率為fs獲得的實數(shù)據(jù)序列，并對實數(shù)據(jù)序列進(jìn)行時域壓縮處理的步驟包括接收以采樣速率為fs獲得的，序列長度為N3的實數(shù)據(jù)序列；對所述實數(shù)據(jù)序列，每m個數(shù)據(jù)抽取一個數(shù)據(jù)，得到n個數(shù)據(jù)，作為時域壓縮處理的結(jié)果，其中，mXn = N3，m、n和N3均為正整數(shù)。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述頻域壓縮處理為，依次將各組帶寬為W1 的頻域數(shù)據(jù)序列，通過帶寬為W2的濾波器進(jìn)行濾波。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述濾波器為低通濾波器、帶通濾波器或高通濾波器。
6.一種采樣數(shù)據(jù)的壓縮裝置，其特征在于，包括時域壓縮模塊，用于接收以采樣速率為fs獲得的實數(shù)據(jù)序列，并對所述實數(shù)據(jù)序列進(jìn)行時域壓縮處理，其中，fs > 0 ；實數(shù)據(jù)序列分組模塊，用于對經(jīng)時域壓縮處理的實數(shù)據(jù)序列進(jìn)行分組，每組包括N1個數(shù)據(jù)，其中，N1 = 2% a為自然數(shù)；傅里葉變換模塊，用于依次對各組實數(shù)據(jù)序列進(jìn)行N1點的傅里葉變換，得到帶寬為W1 的頻域數(shù)據(jù)序列；頻域壓縮模塊，用于依次對各組帶寬為W1的頻域數(shù)據(jù)序列進(jìn)行頻域壓縮處理，得到每組包括N2個數(shù)據(jù)，帶寬為W2的頻域數(shù)據(jù)序列，其中，W2 > W1 > 0，2N2 < N1, M = = 2&， b為自然數(shù)；反傅里葉變換模塊，用于依次將各組帶寬為W2的頻域數(shù)據(jù)序列，進(jìn)行N2點的反傅里葉變換，得到壓縮后的時域數(shù)據(jù)序列；時域數(shù)據(jù)序列連接模塊，用于將各組壓縮后的時域數(shù)據(jù)序列依次相連，得到所述實數(shù)據(jù)序列對應(yīng)的壓縮結(jié)果。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述時域壓縮模塊包括第一數(shù)據(jù)接收子模塊，用于接收以采樣速率為fs獲得的，序列長度為N3的實數(shù)據(jù)序列；平均壓縮子模塊，用于對所述實數(shù)據(jù)序列，每m個數(shù)據(jù)求平均值，得到n個平均值，作為時域壓縮處理的結(jié)果,其中，mXn = N3，m、n和N3均為正整數(shù)。
8.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述時域壓縮模塊包括第二數(shù)據(jù)接收子模塊，用于接收以采樣速率為fs獲得的，序列長度為N3的實數(shù)據(jù)序列；抽取壓縮子模塊，用于對所述實數(shù)據(jù)序列，每m個數(shù)據(jù)抽取一個數(shù)據(jù)，得到n個數(shù)據(jù)，作為時域壓縮處理的結(jié)果,其中，mXn = N3，m、n和N3均為正整數(shù)。
9.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述頻域壓縮模塊包括濾波子模塊，用于依次將各組帶寬為W1的頻域數(shù)據(jù)序列，通過帶寬為W2的濾波器進(jìn)行濾波。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述濾波器為低通濾波器、帶通濾波器或高通濾波器。
全文摘要
本申請?zhí)峁┝艘环N采樣數(shù)據(jù)的壓縮方法和裝置。所述方法包括接收以采樣速率為fs獲得的實數(shù)據(jù)序列，并對所述實數(shù)據(jù)序列進(jìn)行時域壓縮處理，其中，fs＞0；對經(jīng)時域壓縮處理的實數(shù)據(jù)序列進(jìn)行分組，每組包括N1個數(shù)據(jù)，其中，N1＝2a，a為自然數(shù)；依次對各組實數(shù)據(jù)序列進(jìn)行N1點的傅里葉變換，得到帶寬為W1的頻域數(shù)據(jù)序列；依次對各組帶寬為W1的頻域數(shù)據(jù)序列進(jìn)行頻域壓縮處理，得到每組包括N2個數(shù)據(jù)，帶寬為W2的頻域數(shù)據(jù)序列；依次將各組帶寬為W2的頻域數(shù)據(jù)序列，進(jìn)行N2點的反傅里葉變換，得到壓縮后的時域數(shù)據(jù)序列；將各組壓縮后的時域數(shù)據(jù)序列依次相連，得到所述實數(shù)據(jù)序列對應(yīng)的壓縮結(jié)果。本申請可以降低高速率通信系統(tǒng)對設(shè)備數(shù)據(jù)處理速率的要求。
文檔編號H04L25/02GK102546497SQ20121004799
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月28日
發(fā)明者周世東, 張焱, 李雪茹, 楊海斌, 王京, 肖立民, 許希斌 申請人:清華大學(xué)