一种黑广播信号采集方法及系统
技术领域
本申请涉及信号采集技术领域，具体而言，涉及一种黑广播信号采集方法及系统。
背景技术
黑广播，是指未经广电主管部门与无线电管理部门审批，私自设立的非法广播电台，主要用于违法药品、假药推销等商业活动，给社会造成了很大的危害。另外，私人非法架设的“黑广播”在全国范围内大量出现，会对航空安全造成极大威胁。因此，快速、精确的监测并发现黑广播对于无线电频谱秩序管理具有重要意义。
而黑广播信号数据采集是黑广播监测的基础和前提，为了实现黑广播信号覆盖分析、黑广播信号一致性分析和黑广播检测等一系列黑广播监测功能，需要对各个采集节点的广播信号数据进行采集。现有技术中，为了使得多个采集节点采集到的广播信号数据进行快速的接收和传输，通常采用成本高昂的采集设备和处理设备，使得黑广播信号采集系统的成本高，不利于推广。
发明内容
本申请的目的在于提供一种黑广播信号采集方法及系统，用以有效的改善现有技术中成本高，难以广泛推广应用的技术缺陷。
第一方面，本申请实施例提供了一种黑广播信号采集方法，方法包括：根据从多个采集节点获得的多个有效频点制定本轮的同步采集计划；将同步采集计划传输至多个采集节点处，控制多个采集节点根据同步采集计划分时同步采集所述黑广播信号数据，直至完成本轮的所述黑广播信号数据的采集。
结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，根据从多个采集节点获得的多个有效频点制定本轮的同步采集计划，包括：设置本轮频点的采集个数、与每个频点对应的黑广播信号数据的第一采集时长和起始采集频点，其中，起始采集频点为上一轮采集的终止采集频点；基于获得的多个有效频点，获得多个第一数据组成的第一列表，其中，第一数据包括：有效频点和采集节点的编号；根据有效频点，对第一列表进行分组，将同有效频点对应的至少一个采集节点的编号确定为同一组，获得多组第二数据；对多组第二数据按照有效频点的数值大小进行排序，获得由多组第二数据组成的有序第二列表；基于有序第二列表，制定本轮的同步采集计划。
结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，基于所述有序第二列表，制定本轮的所述同步采集计划，包括：设置本轮的起始采集时刻,其中，起始采集时刻晚于当前时刻；将有序第二列表中第i个有效频点大于起始采集频点的频点确定为本轮第i个开始同步采集的频点，其中，i为整数，i的初始数值为1；基于与第i个开始同步采集的频点对应的至少一个采集节点的编号，生成与编号一一对应的至少一个同步采集节点组成的同步采集节点组和第i个开始同步采集的频点的采集时刻timei，其中，采集时刻timei的计算公式为：起始采集时刻加上第一采集时长与i-1的乘积；判断本轮同步采集频点的个数i是否等于本轮频点的采集个数，若否，将有序第二列表中第i+1个有效频点大于起始采集频点的频点确定为本轮第i+1个开始同步采集的频点，循环上述步骤，直至满足本轮同步采集频点的个数等于本轮频点的采集个数，生成同步采集计划，并记录本轮最后一个有效频点作为下一轮的起始采集频点。
结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，将同步采集计划传输至多采集节点处，控制多个所集节点根据同步采集计划分时同步采集黑广播信号数据，包括：将同步采集计划下发至多个采集节点处，其中，同步采集计划以文件形式进行表示，文件形式包括：同步采集的频点、所述采集时刻timei和同步采集节点组；每个采集节点读取同步采集计划，在与同步采集的频点所对应的同步采集节点组中查询到该采集节点，按照与同步采集的频点所对应的采集时刻timei采集黑广播信号数据。
结合第一方面，在第四种可能的实现方式中，在根据获得的多个黑广播信号数据对应的有效频点信息制定本轮的同步采集计划之前，方法还包括：控制中心分别发送频点采集时间指令至多个所述采集节点，用以在频点采集时间指令为有效状态时，控制控制中心与多个采集节点之间进行有效通信，其中，频点采集时间指令包括：起始时刻、第二采集时长和终止时刻。
结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，在控制中心发送频点采集时间指令至多个所述采集节点之后，在根据获得的多个黑广播信号数据对应的有效频点信息制定本轮的同步采集计划之前，方法还包括：多个采集节点分别设置起始扫描频点和终止扫描频点，并将起始扫描频点与终止扫描频点之间的扫描频段切分成连续的M个扫描子频段，第M-1个扫描子频段的终止扫描子频点为第M个扫描子频段的起始扫描子频点，第一个扫描子频段的起始扫描子频点为起始扫描频点，其中，M为大于1的整数；对每个扫描子频段在第一预设时长内做多次扫描采集，用以将扫描子频段携带的能量进行聚集，提高信噪比；提取每个扫描子频段携带的能量聚集结束后的局部频点极大值；判断每个局部频点极大值是否大于预设阈值，若是，将该局部频点极大值确定为有效频点，获得多个所述有效频点。
结合第一方面的第五种可能的实现方式中，在第六种可能的实现方式中，在判断每个所述局部频点极大值是否大于预设阈值，若是，将该局部频点极大值确定为有效频点之后，方法还包括：判断当前时刻与频点采集时间指令中的终止时刻之间的时长是否小于第二预设时长，若是，扫描采集停止；若否，判断M个扫描子频段是否扫描采集完成，若是，扫描采集停止；若否，对下一个扫描子频段扫描采集。
第二方面，本申请实施例提供了一种黑广播信号采集系统，系统包括：控制中心，用于根据从多个采集节点获得的多个有效频点制定本轮的同步采集计划；以及还用于将同步采集计划传输至多个采集节点处，控制多个采集节点根据同步采集计划分时同步采集黑广播信号数据，直至完成本轮的黑广播信号数据的采集；多个采集节点，用于获得多个有效频点；以及还用于接收并读取同步采集计划，实现黑广播信号数据的分时同步采集。
与现有技术相比，本申请实施例的有益效果为：本申请实施例中的黑广播信号采集系统包括：一个控制中心和多个采集节点。采集节点为单通道的信号接收设备；控制中心通过制定的同步采集计划，在同一时间段协同采集同一频点的信号数据，实现统一调度多个采集节点。该系统中的采集节点使用简单、低成本的单通道采集端，在控制中心的调度下可以进行分布式协同采集。简单、低成本的单通道采集端可以使得采集设备的大量部署，有利于实现只增加少量成本的前提下，大量部署和广泛应用。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种黑广播信号采集方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种黑广播信号采集系统的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种黑广播信号采集方法的流程示意图。在本申请实施例中，黑广播信号采集方法包括：步骤S11和步骤S12。
步骤S11：根据从多个采集节点获得的多个有效频点制定本轮的同步采集计划；
步骤S12：将同步采集计划传输至多个采集节点处，控制多个采集节点根据同步采集计划分时同步采集所述黑广播信号数据，直至完成本轮的所述黑广播信号数据的采集。
下面将对方法的流程做详细的说明。
在步骤S11之前，方法包括：控制中心分别发送频点采集时间指令至多个所述采集节点，用以在频点采集时间指令为有效状态时，控制控制中心与多个采集节点之间进行有效通信，其中，频点采集时间指令包括：起始时刻、第二采集时长和终止时刻。在本申请实施例中，第二采集时长是可调的，可选地，设置为5分钟。
遵循采集节点处的信号接收机的一般规律，每一次的频点扫描只能在一段不大的频段区间中进行，才能比较精确。因此需要做分段的扫描，最后拼接成对所有广播频道频点的扫描。
详细地，多个采集节点分别设置起始扫描频点和终止扫描频点，并将起始扫描频点与终止扫描频点之间的扫描频段切分成连续的M个扫描子频段，第M-1个扫描子频段的终止扫描子频点为第M个扫描子频段的起始扫描子频点，第一个扫描子频段的起始扫描子频点为起始扫描频点，其中，M为大于1的整数；对每个扫描子频段在第一预设时长内做多次扫描采集，用以将扫描子频段携带的能量进行聚集，提高信噪比；提取每个扫描子频段携带的能量聚集结束后的局部频点极大值；判断每个局部频点极大值是否大于预设阈值，若是，将该局部频点极大值确定为有效频点，获得多个所述有效频点。
在判断每个所述局部频点极大值是否大于预设阈值，若是，将该局部频点极大值确定为有效频点之后，方法还包括：判断当前时刻与频点采集时间指令中的终止时刻之间的时长是否小于第二预设时长，若是，扫描采集停止；若否，判断M个扫描子频段是否扫描采集完成，若是，扫描采集停止；若否，对下一个扫描子频段扫描采集。当接近控制中心制定的频点扫描结束时间时，终止频点扫描；当所有指定频段扫描完成后，也停止扫描。扫描完成后，向控制中心提交扫描数据，格式为以(s_id,fre)为元素的列表。其中s_id表示采集节点的id，fre为频点
需要说明的是，在本申请实施例中，单个采集节点只存在一个采集通道，因此在单个采集节点内的频点扫描、广播音频数据记录是串行的流程。
步骤S11：根据从多个采集节点获得的多个有效频点制定本轮的同步采集计划。
详细地，设置本轮频点的采集个数、与每个频点对应的黑广播信号数据的第一采集时长和起始采集频点，其中，起始采集频点为上一轮采集的终止采集频点；基于获得的多个有效频点，获得多个第一数据组成的第一列表，其中，第一数据包括：有效频点和采集节点的编号；根据有效频点，对第一列表进行分组，将同有效频点对应的至少一个采集节点的编号确定为同一组，获得多组第二数据；对多组第二数据按照有效频点的数值大小进行排序，获得由多组第二数据组成的有序第二列表；基于有序第二列表，制定本轮的同步采集计划。
基于所述有序第二列表，制定本轮的所述同步采集计划，包括：设置本轮的起始采集时刻,其中，起始采集时刻晚于当前时刻；将有序第二列表中第i个有效频点大于起始采集频点的频点确定为本轮第i个开始同步采集的频点，其中，i为整数，i的初始数值为1；基于与第i个开始同步采集的频点对应的至少一个采集节点的编号，生成与编号一一对应的至少一个同步采集节点组成的同步采集节点组和第i个开始同步采集的频点的采集时刻timei，其中，采集时刻timei的计算公式为：起始采集时刻加上第一采集时长与i-1的乘积；判断本轮同步采集频点的个数i是否等于本轮频点的采集个数，若否，将有序第二列表中第i+1个有效频点大于起始采集频点的频点确定为本轮第i+1个开始同步采集的频点，循环上述步骤，直至满足本轮同步采集频点的个数等于本轮频点的采集个数，生成同步采集计划，并记录本轮最后一个有效频点作为下一轮的起始采集频点。
步骤S12：将同步采集计划传输至多个采集节点处，控制多个采集节点根据同步采集计划分时同步采集所述黑广播信号数据，直至完成本轮的所述黑广播信号数据的采集。
将同步采集计划下发至多个采集节点处，其中，同步采集计划以文件形式进行表示，文件形式包括：同步采集的频点、所述采集时刻timei和同步采集节点组；每个采集节点读取同步采集计划，在与同步采集的频点所对应的同步采集节点组中查询到该采集节点，按照与同步采集的频点所对应的采集时刻timei采集黑广播信号数据。
在本申请实施例中，假设，本轮同步采集10个频点的广播数据brd_num，每个频点采集广播数据的第一采集时长rec_len。显然，两者的乘积为本轮所有采集节点采集广播数据的最大时长，设定本轮采集的起始频点fre_start，起始采集频点为上一轮采集的最后一个频点。
收集所有采集节点回传的有效频点数据，形成以(fre,eq_id)为元素的列表。其中fre为有效频点，eq_id为采集节点处的信号采集接收机编号。该采集接收机编号和采集节点编号、采集节点位置是一一对应的。
将采集获得的以(fre,eq_id)为元素的列表按有效频点的数值进行分组，形成成新的有效频点数据列表为第二列表，第二列表的格式为：((fre1,(eq_id11,eq_id12,...)),(fre2,(eq_id21,eq_id22,...)),(fre3,(eq_id31,eq_id32,...)),....)，其中，该列表的每一个基本元素是(fre,(eq_id,eq_id,...))，表示一些列的采集节点处的信号采集接收机(eq_id,eq_id,...)都收到了同一个有效频点fre。对第二列表按有效频点fre进行从小到大排序，形成有序第二列表。
设定本轮首个同步采集频点的起始采集时刻time0，要求time0晚于当前时间；设定i＝1。从fre_start频点开始，取有序列表中第i个大于fre_start频点的频点，记为fre_i。对于频点fre_i所对应的采集站点列表(eq_id,eq_id,...)，所有的采集站点在timei时刻开始同时采集广播数据。timei的计算公式为：timei＝time0+(i-1)*rec_len。取有序列表中fre_i频点之后的下一个频点所对应的数据(fre,(eq_id,eq_id,...))，如果已处理到有序列表的最后一个元素，则重新从有序列表的第一个元素开始处理；i＝i+1。
如本轮未处理完brd_num个频点数据，则重复上述的从fre_start频点开始，取有序列表中第i个大于fre_start频点的频点，进行循环处理；如处理完brd_num个频点数据，则退出循环。记录本轮采集的最后一个频点，下轮采集以该频点作为起始频点fre_start。这样可以始终保持循环采集状态，避免部分站点被反复多次采集，部分站点始终无法采集。
请参阅图2，本申请实施例还提供了一种黑广播信号采集系统，系统包括：控制中心，用于根据从多个采集节点获得的多个有效频点制定本轮的同步采集计划；以及还用于将同步采集计划传输至多个采集节点处，控制多个采集节点根据同步采集计划分时同步采集黑广播信号数据，直至完成本轮的黑广播信号数据的采集；多个采集节点，用于获得多个有效频点；以及还用于接收并读取同步采集计划，实现黑广播信号数据的分时同步采集。
综上所述，本申请实施例提供一种黑广播信号采集方法，方法包括：根据从多个采集节点获得的多个有效频点制定本轮的同步采集计划；将同步采集计划传输至多个采集节点处，控制多个采集节点根据同步采集计划分时同步采集所述黑广播信号数据，直至完成本轮的所述黑广播信号数据的采集。黑广播信号采集系统包括：一个控制中心和多个采集节点，采集节点为单通道的信号接收设备。该系统中的采集节点使用简单、低成本的单通道采集端，在控制中心的调度下可以进行分布式协同采集。简单、低成本的单通道采集端可以使得采集设备的大量部署，有利于实现只增加少量成本的前提下，大量部署和广泛应用。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
