一种航天遥测码流前向预测编码方法和系统技术方案

本发明专利技术实施例提供一种航天遥测码流前向预测编码方法和系统，所述方法包括：将每个副帧进行分组划分成若干个包含若干个采样值的副帧子单元；取相邻子帧采用线性预测编码进行计算，获得每个子帧的p阶预测系数和残差；对第1帧残差进行霍夫曼编码，得到第1帧残差的霍夫曼编码结果并将其与第1帧的p阶预测系数形成第1帧编码；将第n帧残差与第n

【技术实现步骤摘要】
一种航天遥测码流前向预测编码方法和系统


[0001]本专利技术涉及遥测码流数据测控站数据传输
，主要应用于航天测控行业，具体涉及一种航天遥测码流前向预测编码方法和系统。

技术介绍

[0002]航天测控系统中，需要利用遥测技术将航天器的各种工程参量，包括位置、速度、加速度、发动机工况、箭上视频音频信号等，通过天基或地基，有线结合无线的方式，发送到地面测控站。
[0003]航天遥测码流数据经过天基、地基链路发送到地面测控站后，测控站通过网络作为主要传输链路，发送到数据中心或者是发射任务承接方进行处理。
[0004]目前地面测控站收到数据后，会把原始的数据码流按照原始全帧的方式，以网络单播或组播的发送给接收方，对传输链路的带宽利用率不高。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提供一种航天遥测码流前向预测编码方法和系统，利用分组、帧间前向预测、霍夫曼编码结合的压缩编码方法，以解决现有技术中航天遥测数据码流按照原始全帧方式通过网络发送时对传输链路的带宽利用率不高、谱估计失真、抗通信错误能力弱的至少一个技术问题。
[0006]为达上述目的，第一方面，本专利技术实施例提供了一种航天遥测码流前向预测编码方法，所述方法包括以下步骤：
[0007]将每个副帧进行分组划分成若干个包含若干个采样值的副帧子单元；其中，遥测码流全帧数据包括若干个所述副帧，每个所述副帧包括若干个位时码加若干个子帧；
[0008]取相邻所述子帧采用线性预测编码进行计算，获得每个子帧的p阶预测系数和残差；
[0009]对第1帧残差进行霍夫曼编码，得到第1帧残差的霍夫曼编码结果；将所述第1帧残差的霍夫曼编码结果与第1帧的p阶预测系数形成第1帧编码；
[0010]将第n帧残差与第n
‑
1帧残差的差值进行霍夫曼编码，得到第n
‑
1帧残差和第n帧残差的差值的霍夫曼编码结果，将所述第n
‑
1帧残差和第n帧残差的差值的霍夫曼编码结果与第n帧p阶预测系数形成第n帧编码；其中，n为大于1的整数。
[0011]在一些可能的实施方式中，在所述的将每个所述副帧进行分组划分成若干个包含若干个采样值的副帧子单元的步骤之后，还包括步骤：
[0012]在每个所述副帧子单元的头部增加p0个采样值；
[0013]在第一个副帧子单元的头部增加的p0个采样值以及将最后一个副帧子单元尾部的p0个采样值全部赋值为0。
[0014]在一些可能的实施方式中，形成第n帧编码的步骤之后，还包括步骤：
[0015]取第k
‑
1帧的编码表，与第k帧的编码表合并；
[0016]对第k帧残差在合并编码表重新进行霍夫曼编码后作为第k帧编码，同时将第k
‑
1帧残差用第k帧的合并编码表重新进行霍夫曼编码，作为第k
‑
1帧冗余编码；
[0017]将所述第k
‑
1帧冗余编码和第k帧编码合成一数据包；其中，k为大于1的整数。
[0018]在一些可能的实施方式中，所述遥测码流全帧数据包括64个所述副帧，每个所述副帧包括8个位时码加240个子帧。
[0019]第二方面，本专利技术实施例提供了一种航天遥测码流前向预测编码系统，其包括：
[0020]分组模块，用于将每个副帧进行分组划分成若干个包含若干个采样值的副帧子单元；其中，遥测码流全帧数据包括若干个所副帧，每个所述副帧包括若干个位时码加若干个子帧；
[0021]帧间前向预测与编码模块，用于对相邻所述子帧进行线性预测编码计算获得每个子帧的p阶预测系数和残差；
[0022]其中，所述帧间前向预测与编码模块还用于对每个子帧进行霍夫曼编码，其具体包括：
[0023]对第1帧残差进行霍夫曼编码，得到第1帧残差的霍夫曼编码结果；将所述第1帧残差的霍夫曼编码结果与第1帧的p阶预测系数形成第1帧编码；
[0024]将第n帧残差与第n
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1帧残差的差值进行霍夫曼编码，得到第n
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1帧残差和第n帧残差的差值的霍夫曼编码结果，将所述第n
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1帧残差和第n帧残差的差值的霍夫曼编码结果与第n帧p阶预测系数形成第n帧编码；其中，n为大于1的整数。
[0025]在一些可能的实施方式中，其还包括：
[0026]防谱估计失真模块，用于在每个所述副帧子单元的头部增加p0个采样值；在第一个副帧子单元的头部增加的p0个采样值以及将最后一个副帧子单元的尾部的p0个采样值全部赋值为0。
[0027]在一些可能的实施方式中，其还包括：
[0028]冗余编码模块，用于取第k
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1帧的编码表，与第k帧的编码表合并；对第k帧残差在合并编码表重新进行霍夫曼编码后作为第k帧编码，同时将第k
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1帧残差用第k帧的合并编码表重新进行霍夫曼编码，作为第k
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1帧冗余编码；将所述第k
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1帧冗余编码、第k帧编码合成一数据包；其中，k为大于1的整数。
[0029]在一些可能的实施方式中，所述遥测码流全帧数据包括64个所述副帧，每个所述副帧包括8个位时码加240个子帧。
[0030]第三方面，本专利技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面中任意一种所述的方法。
[0031]第四方面，本专利技术实施例提供了一种计算机设备，其包括一个或多个处理器、通信接口、存储器和通信总线；
[0032]其中，所述处理器、所述通信接口以及所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；
[0033]所述存储器用于存放计算机程序；
[0034]所述处理器用于执行所述存储器上所存放的程序时，实现第一方面中任意一种所述的方法。
[0035]上述技术方案具有如下有益效果：本申请利用分组、帧间前向预测、霍夫曼编码结
合的压缩编码方法，对遥测码流原始数据进行了压缩，有效降低数据码率，并增加了关键数据的冗余信息，提高了通信链路的质量，抗通信错误能力更强。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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的附图。
[0037]图1是本专利技术实施例所述的遥测码流前向预测编码方法流程示意图；
[0038]图2是本专利技术实施例所述的在每个副帧子单元的头部增加p0个采样值的流程示意图；
[0039]图3是本专利技术实施例所述的冗余编码、合成数据包的流程示意图；
[0040]图4是本专利技术实施例所述的航天遥测码流数据经过天基、地基链路发送到地面测控站后原始全帧数据格式示意图；
[0041]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航天遥测码流前向预测编码方法，其特征在于，包括以下步骤：将每个副帧进行分组划分成若干个包含若干个采样值的副帧子单元；其中，遥测码流全帧数据包括若干个所述副帧，每个所述副帧包括若干个位时码加若干个子帧；取相邻所述子帧采用线性预测编码进行计算，获得每个子帧的p阶预测系数和残差；对第1帧残差进行霍夫曼编码，得到第1帧残差的霍夫曼编码结果，将所述第1帧残差的霍夫曼编码结果与第1帧的p阶预测系数形成第1帧编码；将第n帧残差与第n
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1帧残差的差值进行霍夫曼编码，得到第n
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1帧残差和第n帧残差的差值的霍夫曼编码结果，将所述第n
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1帧残差和第n帧残差的差值的霍夫曼编码结果与第n帧的p阶预测系数形成第n帧编码；其中，n为大于1的整数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述的将每个副帧进行分组划分成若干个包含若干个采样值的副帧子单元的步骤之后，还包括步骤：在每个所述副帧子单元的头部增加p0个采样值；在第一个副帧子单元的头部增加的p0个采样值以及将最后一个副帧子单元的尾部的p0个采样值全部赋值为0。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在形成第n帧编码的步骤之后，还包括步骤：取第k
‑
1帧的编码表，与第k帧的编码表合并；对第k帧残差在合并编码表重新进行霍夫曼编码后作为第k帧编码，同时将第k
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1帧残差用第k帧的合并编码表重新进行霍夫曼编码，作为第k
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1帧冗余编码；将所述第k
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1帧冗余编码和第k帧编码合成一数据包；其中，k为大于1的整数。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述遥测码流全帧数据包括64个所述副帧，每个所述副帧包括8个位时码加240个子帧。5.一种航天遥测码流前向预测编码系统，其特征在于，其包括：分组模块，用于将每个副帧进行分组划分成若干个包含若干个采样值的副帧子单元；其中，遥测码流全帧数据包括若干个所副帧，每个所述副帧包括若干个位时码加若干个子帧；帧间前向预测与编码模块，用于对相邻所述子帧进行线性预测编码计算获得每个...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱洪亮，韩彤，袁春贵，
申请(专利权)人：北京天兵科技有限公司，
类型：发明
国别省市：