The invention provides a data compression method for on board load and multi beam sampling, and specifically relates to a method for compressing the quantization bit number of multi channel large dynamic range signals on the satellite. The method has the following characteristics: (1) in the star, first of the multi beam aliasing signal of 12 bit quantization and extract the maximum value of each signal amplitude; secondly the maximum quantized amplitude acquired to construct linear transformation matrix to achieve amplitude dynamic range compression; again on the multi-channel signal compression after 6 bit two quantified by Ka band transmission. (2) in the ground station, using K SVD method to obtain the ideal signal of the dictionary matrix; and then restore the user initial signal by using satellite data and sparse reconstruction algorithm received. The advantage of the invention is that the forwarding cost on the star is low, the compression effect is good and the applicability is strong.
【技术实现步骤摘要】
一种星上载荷多波束采样数据压缩方法
本专利技术提供了一种星上载荷多波束采样数据压缩方法,具体涉及一种用于压缩星上多路大动态范围信号的量化比特数方法。
技术介绍
近年来,随着高性能卫星通信系统的快速发展,星上载荷多路大动态范围信号的量化比特数压缩方法的市场需求越来越强烈。美军MUOS系统的前2颗卫星在2014年、2015年完成发射任务,已投入运行。星上载荷前向是传统的透明传输,反向采用的是DavidK与Randall在2006年提出的一种降低多路相关信号的量化比特数方法。该方法先对多路并行信号进行12比特的A/D转换,再利用复扰码序列进行去相关处理,对去相关后的信号进行Hadamard线性变换,从而使变换后的多路信号具有相等的平均功率。对具有相同平均功率的多路信号,根据系统的性能要求,选择合适的量化比特数对其进行二次量化。该方法的主要缺点是信息有损伤,星上转发复杂度高。事实上,Crowther等人早在1967年就提出了应用Hadamard变换来降低量化比特数的方法。该方法利用多路输入信号间的强相关特性以及Hadamard矩阵本身具备的线性变换特性,实现对A/D输入信号动态范围的压缩。该方法实现起来比较简便,但存在的主要问题是各路输入信号的压缩比不一致,需要动态分配量化比特数,增加了系统的实际开销。在Crowther等人研究成果的基础上,Frangoulis与Turner在1977年又进一步提出了Hadamard-Haar量化比特压缩方法。在依次经过Hadamard和Haar线性变换后,不仅多路A/D输入信号的动态范围被压缩,而且信号功率只集中在一小部分Haa ...
【技术保护点】
一种星上载荷多波束采样数据压缩方法,其特征在于包括如下步骤:在星上转发过程中:(1)对星上多波束混叠信号进行量化得到量化信号;(2)提取量化信号每行元素的最大值,依次进行取反和对角化处理后构建线性变换矩阵;(3)通过矩阵相乘的方式实现幅度动态范围压缩,即将量化信号与线性变换矩阵相乘得到压缩矩阵;(4)对压缩矩阵进行DA转换,再经量化后通过Ka波段传输;在地面站接收过程中:(5)在理想无噪信号下利用字典学习方法获得字典矩阵Φ;(6)在字典矩阵Φ下利用稀疏重构算法将接收的星上转发的数据恢复成用户初始信号。
【技术特征摘要】
1.一种星上载荷多波束采样数据压缩方法,其特征在于包括如下步骤:在星上转发过程中:(1)对星上多波束混叠信号进行量化得到量化信号;(2)提取量化信号每行元素的最大值,依次进行取反和对角化处理后构建线性变换矩阵;(3)通过矩阵相乘的方式实现幅度动态范围压缩,即将量化信号与线性变换矩阵相乘得到压缩矩阵;(4)对压缩矩阵进行DA转换,再经量化后通过Ka波段传输;在地面站接收过程中:(5)在理想无噪信号下利用字典学习方法获得字典矩阵Φ;(6)在字典矩阵Φ下利用稀疏重构算法将接收的星上转发的数据恢复成用户初始信号。2.根据权利要求1所述的一种星上载荷多波束采样数据压缩方法,其特征在于,步骤(5)包括以下步骤:[501]对接收到的理想无噪信号进行分块处理;[502]对分块后的理想无噪信号进行稀疏编码,构建初始字典;[503]通过字典学习方法对初始字典进行迭代更新,得到字典矩阵。3.根据权利要求2所述的一种星上载荷多波束采样数据压缩方法,其特征在于,步骤[503]中当迭代精度小于设定阈值或迭代次数满足C≥WQ时终止迭代,其中C为迭代次数,Q为理...
【专利技术属性】
技术研发人员:田野,王力男,
申请(专利权)人:中国电子科技集团公司第五十四研究所,
类型:发明
国别省市:河北,13
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