CN108768584B - 一种数据压缩、解压缩的方法、装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种数据压缩、解压缩的方法、装置及系统，以设定时间长度为周期，将每个周期的要传输数据从时域转换到频域；根据设定识别规则识别得到其中的弱功率频点后，对识别得到弱功率频点发送的数据加权处理；将转换到频域中的其他数据及加权后的数据转换回时域并压缩，与加权信息一起传输到接收端。在接收端，当接收到传输的数据后，以设定时间长度为周期，将每个周期的传输数据进行时域的解压缩，将解压缩的数据从时域转换到频域上，根据接收的加权信息，识别得到其中的弱功率频点，并对识别得到弱功率频点发送的数据进行去加权处理后，将转换到频域上中的其他数据及去加权的数据转换到时域上。在保证整体数据的压缩比例、整体的MSE或EVM的前提下，降低有损压缩对于弱功率用户传输数据的影响。

Description

一种数据压缩、解压缩的方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及无线通信领域的数据处理技术，特别涉及一种数据压缩、解压缩的方法、装置及系统。
背景技术
现代无线通信系统采用通用公共无线电接口(CPRI，Common Public RadioInterface)协议，使用光纤传输数据。在目前的高速率和大宽带的时代，对无线通信系统中数据传输的需求增长，需要寻找方法来降低对数据传输高速光纤的需求，对所传输的数据进行压缩就是一种重要的方法。
目前，对无线通信系统中的数据压缩方法为：简单地对所传输的数据进行有损压缩。具体地说，就是将要传输的数据直接在时域压缩，然后通过CPRI传输时域压缩后的数据，或将要传输的数据转到频域上进行压缩，通过CPRI传输频域压缩后的数据。但是，采用这种压缩方式所带来的噪声对弱功率用户所传输数据的信噪比损失(SNR Loss)会更加严重。因此，如何在无线通信系统中在传输数据时，保证整体数据的压缩比例、整体的时域均方误差(MSE)或误差矢量幅度(EVM)的前提下，降低有损压缩对于弱功率用户传输数据的影响，这是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明的一个实施例提供了一种数据压缩的方法，该方法能够在保证整体数据的压缩比例、整体的MSE或EVM的前提下，降低有损压缩对于弱功率用户传输数据的影响。
本发明的一个实施例提供了一种数据解压缩的方法，该方法能够在保证整体数据的压缩比例、整体的MSE或EVM的前提下，降低有损压缩对于弱功率用户传输数据的影响。
本发明实施例的一个实施例提供了一种数据压缩的装置，该装置能够在保证整体数据的压缩比例、整体的MSE或EVM的前提下，降低有损压缩对于弱功率用户传输数据的影响。
本发明的一个实施例提供了一种数据解压缩的装置，该装置能够在保证整体数据的压缩比例、整体的MSE或EVM的前提下，降低有损压缩对于弱功率用户传输数据的影响。
本发明的一个实施例提供了一种数据压缩及解压缩的系统，该系统能够在保证整体数据的压缩比例、整体的MSE或EVM的前提下，降低有损压缩对于弱功率用户传输数据的影响。
本发明实施例是这样实现的：
一种数据压缩的方法，该方法包括：
以设定时间长度为周期，将每个周期的要传输数据从时域转换到频域；
根据设定识别规则识别得到其中的弱功率频点，对识别得到弱功率频点发送的数据加权处理，并得到对应的加权信息；
将转换到频域中的其他数据及加权后的数据转换回时域并压缩，和加权信息一起发送。
所述加权处理的范围是若干个采样点、一个符号、一个时隙或一个子帧。
所述发送是通过通用公共无线电接口CPRI协议发送的。
所述识别规则为粗识别规则，包括：
比较设定数量的连续多个频点的功率值，将其中最大功率值作为基准，将基准缩小到设定倍数作为门限值，将该多个频点的功率值与门限值比较，小于门限值的频点作为弱功率频点。
所述识别规则为细识别规则，包括：
将设定数量的连续多个频点作为一个频点集，将连续时域在所述连续多个频点作为多组频点集，比较连续多组频点集，获取其中所述连续多个频点的每个频点的最大功率值后，再将所述连续多个频点的每个频点的最大功率值中，其中最大功率作为基准，将基准缩小到设定倍数作为门限值，采用该门限值对后续频点集中的频点功率值与门限值比较，将小于门限值的后续频点集中的频点作为弱功率频点。
所述加权信息为弱功率频点的标识；
所述加权信息在周期内的闲置时域信号资源发送，或者在周期内占用所传输数据的时域信号资源发送。
在每个周期重新执行如权利要求1所述的方法，或者在每隔设定周期内重新执行如权利要求1所述的方法。
一种数据解压缩的方法，该方法包括：
接收到时域上传输的压缩后的数据及加权信息；
在时域上对压缩后的数据解压缩，以设定时间长度为周期，将每个周期的要传输数据从时域转换到频域；
根据加权信息识别得到其中的弱功率频点后，对识别得到的弱功率频点发送的数据进行去加权处理；
将转换到频域中的其他数据及去加权的数据，转换回时域上，完成了所传输数据的接收。
所述加权信息为弱功率频点的标识；
所述去加权处理根据设定的加权值进行。
一种数据压缩的装置，包括：时频转换单元、频域加权处理单元、压缩单元及发送单元，其中，
时频转换单元，用于以设定时间长度为周期，将每个周期的要传输数据从时域转换到频域；将转换到频域中的其他数据及加权后的数据转换回时域；
频域加权处理单元，用于根据设定识别规则识别得到其中的弱功率频点，对识别得到弱功率频点发送的数据加权处理；
压缩单元，用于对转换回时域的数据进行压缩；
发送单元，用于将压缩后的数据与加权信息一起传输。
一种数据解压缩的装置，包括：接收单元、解压缩单元、时频转换单元及频域去加权处理单元，其中，
接收单元，用于接收传输的在时域上经过压缩后的数据及加权信息；
解压缩单元，用于将在时域上经过压缩后的数据进行解压缩；
时频转换单元，用于以设定时间长度为周期，将每个周期的要传输数据从时域转换到频域；将转换到频域中的其他数据及去加权的数据，转换回时域上。
频域去加权处理单元，用于根据加权信息识别得到其中的弱功率频点后，对识别得到的弱功率频点发送的数据进行去加权处理。
一种数据压缩及解压缩的系统，发送端设备和接收端设备，其中，
发送端设备，用于以设定时间长度为周期，将每个周期的要传输数据从时域转换到频域；根据设定识别规则识别得到其中的弱功率频点后，对识别得到弱功率频点发送的数据加权处理，并得到对应的加权信息；将转换到频域中的其他数据及加权后的数据转换回时域并压缩，与加权信息一起传输到接收端设备上；
接收端设备，用于接收到时域上传输的压缩后的数据及加权信息；在时域上对压缩后的数据解压缩，以设定时间长度为周期，将每个周期的要传输数据从时域转换到频域；根据加权信息识别得到其中的弱功率频点后，对识别得到的弱功率频点发送的数据进行去加权处理；将转换到频域中的其他数据及去加权的数据，转换回到时域上。
如上可见，本发明实施例以设定时间长度为周期，将每个周期的要传输数据从时域转换到频域；根据设定识别规则识别得到其中的弱功率频点后，对识别得到弱功率频点发送的数据加权处理；将转换到频域中的其他数据及加权后的数据转换回时域并压缩，与加权信息一起传输到接收端。在接收端，当接收到传输的数据后，以设定时间长度为周期，将每个周期的传输数据进行时域的解压缩，将解压缩的数据从时域转换到频域上，根据接收的加权信息，识别得到其中的弱功率频点，并对识别得到弱功率频点发送的数据进行去加权处理后，将转换到频域上中的其他数据及去加权的数据转换到时域上。由于本发明实施例提供的方法、装置及系统对弱功率频点发送的数据进行加权处理，从而在有损压缩传输过程中不会损失过大，在接收到能够被正确接收到，且也不会对整体数据的压缩比例有很大影响，从而在保证整体数据的压缩比例、整体的MSE或EVM的前提下，降低有损压缩对于弱功率用户传输数据的影响。
附图说明
图1为本发明实施例提供的数据压缩方法流程图；
图2为本发明实施例提供的数据压缩方法实施例流程图；
图3为本发明实施例提供的数据解压缩方法流程图；
图4为本发明实施例提供的数据压缩装置结构示意图；
图5为本发明实施例提供的数据解压缩装置结构示意图；
图6为本发明实施例提供的数据压缩及解压缩的系统结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
本发明实施例在保证整体数据的压缩比例、整体的MSE或EVM的前提下，降低有损压缩对于弱功率用户传输数据的影响。本发明实施例以设定时间长度为周期，将每个周期的要传输数据从时域转换到频域；根据设定识别规则识别得到其中的弱功率频点后，对识别得到弱功率频点发送的数据加权处理；将转换到频域中的其他数据及加权后的数据转换回时域并压缩，与加权信息一起传输到接收端。在接收端，当接收到传输的数据后，以设定时间长度为周期，将每个周期的传输数据进行时域的解压缩，将解压缩的数据从时域转换到频域上，根据接收的加权信息，识别得到其中的弱功率频点，并对识别得到弱功率频点发送的数据进行去加权处理后，将转换到频域上中的其他数据及去加权的数据转换到时域上。
这样，由于本发明实施例提供的方法、装置及系统对弱功率频点发送的数据进行加权处理，从而在有损压缩传输过程中不会损失过大，在接收到能够被正确接收到，且也不会对整体数据的压缩比例有很大影响。
图1为本发明实施例提供的数据压缩的方法流程图，其具体步骤为：
步骤101、以设定时间长度为周期，将每个周期的要传输数据从时域转换到频域；
步骤102、根据设定识别规则识别得到其中的弱功率频点，对识别得到弱功率频点的数据加权处理，并得到对应的加权信息；
步骤103、将转换到频域中的其他数据及加权后的数据转换回时域并压缩，与加权信息一起传输到接收端。
在该方法中，所述加权处理的范围是若干个采样点、一个符号、一个时隙或一个子帧等等。
在该方法中，在时域上的压缩可以采用各种压缩算法，一般是有损压缩算法。
在该方法中，所述传输是基于CPRI传输的。
在该方法中，所述识别规则可以是粗识别规则或细识别规则，其中，
粗识别规则为：
比较设定数量的连续多个频点的功率值，将其中最大功率值作为基准，将基准缩小到设定倍数作为门限值，将该多个频点的功率值与门限值比较，小于门限值的频点作为弱功率频点；
细识别规则为：
将设定数量的连续多个频点作为一个频点集，将连续时域在所述连续多个频点作为多组频点集，比较连续多组频点集，获取其中所述连续多个频点的每个频点的最大功率值后，再将所述连续多个频点的每个频点的最大功率值中，其中最大功率作为基准，将基准缩小到设定倍数作为门限值，采用该门限值对后续频点集中的频点功率值与门限值比较，将小于门限值的后续频点集中的频点作为弱功率频点。
在该方法中，所述加权所采用的加权值根据实际需要可以设定，增大弱功率频点所发送数据的发射功率值。
在该方法中，还传输了加权信息，所述加权信息标识了弱功率频点。所述加权信息可以在周期内的闲置时域信号资源发送，也可以在周期内占用所传输数据的时域信号资源发送。
在该方法中，在每个周期都采用图1所述的方法重新执行，或者在每隔设定周期内重新执行。
举一个具体实施例说明
如图2所示，图2为本发明实施例提供的数据压缩方法实施例流程图，其具体步骤为：
步骤201、获取定义的同向正交调制(IQ)数据周期的起始位置；
在本步骤中，所述IQ数据就是准备要传输的数据，所设定周期可以为长期演进(LTE)系统中的一个子帧、一个时隙或一个符号；
在本步骤中，就是为了要获取一个周期内的要传输数据；
步骤202、在定义的IQ数据周期内，将每一个时域的N点IQ数据集转换为频域的N点IQ数据集，N为自然数，后续执行步骤203、步骤205及步骤207；
步骤203～步骤204是采用粗识别规则进行识别的过程，步骤205～206是采用细识别规则进行识别的过程
步骤203、在定义的IQ数据周期的起始位置处，采用最初的频域的一个N点的IQ数据集中，根据设定的识别规则来识别得到其中的弱功率频点；
具体地说，采用最初的频域的一个N点的IQ数据集中，将其中最大功率值作为基准，将基准缩小到设定倍数作为门限值，将该多个频点的功率值与门限值比较，小于门限值的频点作为弱功率频点；
步骤204、获取得到弱功率频点标识，比如设置为Mr，执行步骤207；
步骤205、在定义的IQ数据周期的起始位置处，采用最初的频域的S个连续的N点数据集，根据设定的识别规则识别得到其中的弱功率频点，其中S为自然数；
具体地说，比较S个连续的N点数据集，获取其中所述N点的每个频点的最大功率值后，再将所述N点的每个频点的最大功率值中，其中最大功率作为基准，将基准缩小到设定倍数作为门限值，采用该门限值对S个连续的N点数据集后的N点数据集中的频点功率值与门限值比较，将小于门限值的后续频点集中的频点作为弱功率频点；
步骤206、获取得到弱功率频点标识，比如设置为Mf，执行步骤207；
步骤207、根据得到的弱功率频点标识，对弱功率频点采用设定的权值加权：在定义的IQ数据周期内，第一个N点数据集中的弱功率频点标识使用Mr，其与S个N点数据集中的弱功率频点标识使用Mf；
步骤208、在定义的IQ数据周期内，将频域的N点IQ数据集转换为时域的N点IQ数据集；
步骤209、对时域的N点IQ数据集进行有损压缩；
步骤210、将有损压缩后的时域的N点IQ数据集进行传输。
图3为本发明实施例提供的数据解压缩方法流程图，其具体步骤为：
步骤301、接收到时域上传输的压缩后的数据及加权信息；
步骤302、在时域上对压缩后的数据解压缩，以设定时间长度为周期，将每个周期的要传输数据从时域转换到频域；
步骤303、根据加权信息识别得到其中的弱功率频点后，对识别得到的弱功率频点发送的数据进行去加权处理；
步骤304、将转换到频域中的其他数据及去加权的数据，转换回时域上，完成了所传输数据的接收。
在该方法中，所述加权信息为弱功率频点的标识；
所述去加权处理根据设定的加权值进行。
本发明实施例对传输数据进行压缩处理的装置是管辖用户的小区基站或小区中继服务器等等，这里不限定。如图4所示，图4为本发明实施例提供的数据压缩装置结构示意图，包括：时频转换单元、频域加权处理单元、压缩单元及发送单元，其中，
时频转换单元，用于以设定时间长度为周期，将每个周期的要传输数据从时域转换到频域；将转换到频域中的其他数据及加权后的数据转换回时域；
频域加权处理单元，用于根据设定识别规则识别得到其中的弱功率频点，对识别得到弱功率频点发送的数据加权处理；
压缩单元，用于对转换回时域的数据进行压缩；
发送单元，用于将压缩后的数据与加权信息一起传输。
本发明实施例对传输数据进行解压缩处理的装置是无线通信网络的网络侧中的各种服务器，这里不限定。如图5所示，图5为本发明实施例提供的数据解压缩装置结构示意图，包括：接收单元、解压缩单元、时频转换单元及频域去加权处理单元，其中，
接收单元，用于接收传输的在时域上经过压缩后的数据及加权信息；
解压缩单元，用于将在时域上经过压缩后的数据进行解压缩；
时频转换单元，用于以设定时间长度为周期，将每个周期的要传输数据从时域转换到频域；将转换到频域中的其他数据及去加权的数据，转换回时域上。
频域去加权处理单元，用于根据加权信息识别得到其中的弱功率频点，对识别得到的弱功率频点发送的数据进行去加权处理。
图6为本发明实施例提供的数据压缩及解压缩的系统结构示意图，具体包括：发送端设备和接收端设备，其中，
发送端设备，用于以设定时间长度为周期，将每个周期的要传输数据从时域转换到频域；根据设定识别规则识别得到其中的弱功率频点后，对识别得到弱功率频点发送的数据加权处理，并得到对应的加权信息；将转换到频域中的其他数据及加权后的数据转换回时域并压缩，与加权信息一起传输到接收端设备上；
接收端设备，用于接收到时域上传输的压缩后的数据及加权信息；在时域上对压缩后的数据解压缩，以设定时间长度为周期，将每个周期的要传输数据从时域转换到频域；根据加权信息识别得到其中的弱功率频点后，对识别得到的弱功率频点发送的数据进行去加权处理；将转换到频域中的其他数据及去加权的数据，转换回到时域上。
在该系统中，其中，发送端设备可以为管辖用户的小区基站或小区中继服务器等等，这里不限定，接收端设备可以为无线通信网络的网络侧中的各种服务器，这里不限定。
在该系统中，所述发送端设备和接收端设备之间的数据通过CPRI协议进行传输。
从本发明实施例提供的方案可以看出，对于无线通信系统中的上行数据，特别是上行IQ数据，采用本发明实施例提供的方案，可以在保证整体数据的压缩比例、整体的MSE或EVM的前提下，显著地减小弱功率频点发送的数据的信噪比损失。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种数据压缩的方法，其特征在于，该方法包括：
以设定时间长度为周期，将每个周期的要传输数据从时域转换到频域；
根据设定识别规则识别得到其中的弱功率频点，对识别得到弱功率频点发送的数据加权处理，并得到对应的加权信息，所述加权处理用于增大弱功率频点所发送数据的发射功率值，所述加权信息为弱功率频点的标识；
将转换到频域中的其他数据及加权后的数据转换回时域并压缩，和加权信息一起发送。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加权处理的范围是若干个采样点、一个符号、一个时隙或一个子帧。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发送是通过通用公共无线电接口CPRI协议发送的。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述识别规则为粗识别规则，包括：
比较设定数量的连续多个频点的功率值，将其中最大功率值作为基准，将基准缩小到设定倍数作为门限值，将该多个频点的功率值与门限值比较，小于门限值的频点作为弱功率频点。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述识别规则为细识别规则，包括：
将设定数量的连续多个频点作为一个频点集，将连续时域在所述连续多个频点作为多组频点集，比较连续多组频点集，获取其中所述连续多个频点的每个频点的最大功率值后，再将所述连续多个频点的每个频点的最大功率值中，其中最大功率作为基准，将基准缩小到设定倍数作为门限值，采用该门限值对后续频点集中的频点功率值与门限值比较，将小于门限值的后续频点集中的频点作为弱功率频点。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加权信息在周期内的闲置时域信号资源发送，或者在周期内占用所传输数据的时域信号资源发送。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在每个周期重新执行如权利要求1所述的方法，或者在每隔设定周期内重新执行如权利要求1所述的方法。
8.一种数据解压缩的方法，其特征在于，该方法包括：
接收到时域上传输的压缩后的数据及加权信息；
在时域上对压缩后的数据解压缩，以设定时间长度为周期，将每个周期的要传输数据从时域转换到频域；
根据加权信息识别得到其中的弱功率频点后，对识别得到的弱功率频点发送的数据进行去加权处理，所述去加权处理用于减小弱功率频点所发送数据的发射功率值；
将转换到频域中的其他数据及去加权的数据，转换回时域上，完成了所传输数据的接收。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述加权信息为弱功率频点的标识；
所述去加权处理根据设定的加权值进行。
10.一种数据压缩的装置，其特征在于，包括：时频转换单元、频域加权处理单元、压缩单元及发送单元，其中，
时频转换单元，用于以设定时间长度为周期，将每个周期的要传输数据从时域转换到频域；将转换到频域中的其他数据及加权后的数据转换回时域；
频域加权处理单元，用于根据设定识别规则识别得到其中的弱功率频点，对识别得到弱功率频点发送的数据加权处理，并得到对应的加权信息，所述加权处理用于增大弱功率频点所发送数据的发射功率值，所述加权信息为弱功率频点的标识；
压缩单元，用于对转换回时域的数据进行压缩；
发送单元，用于将压缩后的数据与加权信息一起传输。
11.一种数据解压缩的装置，其特征在于，包括：接收单元、解压缩单元、时频转换单元及频域去加权处理单元，其中，
接收单元，用于接收传输的在时域上经过压缩后的数据及加权信息；
解压缩单元，用于将在时域上经过压缩后的数据进行解压缩；
时频转换单元，用于以设定时间长度为周期，将每个周期的要传输数据从时域转换到频域；将转换到频域中的其他数据及去加权的数据，转换回时域上；
频域去加权处理单元，用于根据加权信息识别得到其中的弱功率频点后，对识别得到的弱功率频点发送的数据进行去加权处理，所述去加权处理用于减小弱功率频点所发送数据的发射功率值。
12.一种数据压缩及解压缩的系统，其特征在于，发送端设备和接收端设备，其中，
发送端设备，用于以设定时间长度为周期，将每个周期的要传输数据从时域转换到频域；根据设定识别规则识别得到其中的弱功率频点后，对识别得到弱功率频点发送的数据加权处理，并得到对应的加权信息，所述加权处理用于增大弱功率频点所发送数据的发射功率值，所述加权信息为弱功率频点的标识；将转换到频域中的其他数据及加权后的数据转换回时域并压缩，与加权信息一起传输到接收端设备上；
接收端设备，用于接收到时域上传输的压缩后的数据及加权信息；在时域上对压缩后的数据解压缩，以设定时间长度为周期，将每个周期的要传输数据从时域转换到频域；根据加权信息识别得到其中的弱功率频点后，对识别得到的弱功率频点发送的数据进行去加权处理，所述去加权处理用于减小弱功率频点所发送数据的发射功率值；将转换到频域中的其他数据及去加权的数据，转换回到时域上。
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