一种卫星信号接收处理方法技术

本发明专利技术属于卫星信号处理领域，具体涉及一种卫星信号接收处理方法；该方法包括：卫星信号接收基带根据频率将模拟信号转化为数字信号，将数字信号打包并编号；将打包后的数字信号发送到消息队列的对应分区；消费者组从消息队列中状态为待消费的消息中选取消息进行处理，并将处理中的消息状态更改为消费中；在信号处理过程中对消费者组进行动态扩容，实现高效信号处理；本发明专利技术有效减少了消息堆积的情况出现，提高了系统硬件资源的利用率

【技术实现步骤摘要】
一种卫星信号接收处理方法


[0001]本专利技术属于卫星信号处理领域，具体涉及一种卫星信号接收处理方法
。

技术介绍

[0002]随着低轨卫星技术的快速发展，越来越多的卫星信号需要被接收和处理，卫星信号接收处理系统的压力也越来越大
。
在低轨卫星信号接收和处理系统中，基带处理是一个非常重要的环节，它涉及到信号的采集
、
滤波
、
解调
、
调制等多个方面
。
然而，由于低轨卫星信号接收基带以及处理系统中各个模块之间的耦合度较高，导致了一些问题的存在，例如：一旦其中某个模块出现问题，就可能会影响到整个系统的稳定性和可靠性
。
[0003]为了提高低轨卫星信号接收处理系统的稳定性和可靠性，需要采取一些措施来降低各个模块之间的耦合度，从而减少故障的发生率，提高系统的稳定性和可靠性
。
常见的提升系统稳定性以及可靠性的方法有模块化设计
、
加入缓存等，其中模块化设计中不同模块的处理速度不尽相同，并且无法对系统进行动态扩容，存在灵活性较低的问题；而加入缓存则无法保证不同信号频域的隔离性，容易造成信号堆积
。
[0004]消息队列可以被用于构建高效的信号处理系统
。
通过将信号发送到消息队列中，可以实现异步处理，从而减少处理信号所需的时间
。
此外，由于消息队列是一个分布式的系统，可以通过添加更多的处理节点来轻松地扩展信号处理系统的处理能力
>。
[0005]综上所述，亟需一种利用消息队列以提高低轨卫星信号接收处理系统的稳定性和可靠性的方法
。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的不足，本专利技术提出了一种卫星信号接收处理方法，该方法包括：
[0007]S1
：卫星信号接收基带根据频率将模拟信号转化为数字信号，将数字信号打包并编号；
[0008]S2
：将打包后的数字信号发送到消息队列的对应分区；
[0009]S3
：消费者组从消息队列中状态为待消费的消息中选取消息进行处理，并将处理中的消息状态更改为消费中；
[0010]S4
：对消费者组进行动态扩容，实现高效信号处理
。
[0011]优选的，数字信号的编号包括数字信号的频率
、
当前时间戳
、
发送端
MAC
地址
、
接收端
MAC
地址和数字信号的内容哈希值
。
[0012]优选的，步骤
S2
中，将打包后的数字信号发送到消息队列的对应分区包括：消息队列接收到数字信号后发送确认消息给发送端，发送端接收到确认消息则发送完成；若发送端未接收到确认消息则采用滑动窗口机制进行重传
。
[0013]进一步的，发送端采用滑动窗口机制进行重传时的初始窗口时间为历史发送消息到收到确认消息的时间平均值
。
[0014]优选的，对消费者组进行动态扩容的过程包括：
[0015]S41
：初始化各个线程池的核心线程数以及最大线程数；
[0016]S42
：每个消费者在成功消费后计算线程池利用率；
[0017]S43
：每个消费者在成功消费后计算当前
CPU
利用率；
[0018]S44
：当
CPU
利用率高于
99%
时，对线程池利用率最低的线程池进行动态缩容；
[0019]S45
：当
CPU
利用率低于
95%
，且利用率最高的线程池的利用率高于
90%
时，对线程池利用率最高的线程池进行动态扩容
。
[0020]进一步的，初始化各个线程池的核心线程数以及最大线程数的公式为：
[0021][0022][0023]其中，表示每个线程池的初始核心线程数，表示系统的
CPU
核心总数，表示线程池总数，表示每个线程池的初始最大线程数
。
[0024]进一步的，计算线程池利用率的公式为：
[0025][0026]其中，表示线程池
k
的利用率，表示线程池
k
的核心线程数，表示每个任务的处理时间，表示每个任务的等待时间
。
[0027]进一步的，线程池进行缩容指销毁线性池中一个空闲状态的核心线程并将线性池的核心线程数和最大线程数均减一，线程池进行扩容指在线性池中增加一个核心线程并将线性池的核心线程数和最大线程数均加一
。
[0028]本专利技术的有益效果为：本专利技术充分考虑低轨卫星信号的特点，将不同频率的信号放到消息队列的不同分区，利用消息队列对信号处理流程进行解耦，实现了不同频率消息的异步
、
隔离处理，增强了消息处理的灵活性和扩展性；信号处理器由动态线程池组成，提供一种基于线程池利用率的动态线程池，将利用率低的线程池进行缩容，同时将利用率高的线程池进行扩容，从而减少消息堆积出现的频率同时又提高了系统资源利用率
。
本专利技术实现了不同频率的信号处理的隔离，避免了消息堆积，提升了消息处理的速率，是一种灵活性高
、
耦合性低
、
扩展性强
、
高效的卫星信号处理方法
。
附图说明
[0029]图1为本专利技术中卫星信号接收处理方法流图图；
[0030]图2为本专利技术中数字信号在消息队列中的保存结构示意图
。
具体实施方式
[0031]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围
。
[0032]本专利技术提出了一种卫星信号接收处理方法，如图1所示，所述方法包括以下内容：
[0033]S1
：卫星信号接收基带根据频率将模拟信号转化为数字信号，将数字信号打包并
编号
。
[0034]卫星信号接收基带对频分复用的模拟信号进行采集；采用傅里叶快速变换将模拟信号转换为不同频率的数字信号并分段打包；为了保证信号只被处理一次，对信号段标记全局唯一的编号；编号结构由数字信号的频率（1字节）
、
当前时间戳（8字节）
、
发送端
MAC
地址（4字节）
、
接收端
MAC
地址（4字节）和数字信号的内容哈希值（7字节）组成
。
[0035]S2
：将打包后的数字信号发送到消息队列的对应分区...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种卫星信号接收处理方法，其特征在于，包括：
S1
：卫星信号接收基带根据频率将模拟信号转化为数字信号，将数字信号打包并编号；
S2
：将打包后的数字信号发送到消息队列的对应分区；
S3
：消费者组从消息队列中状态为待消费的消息中选取消息进行处理，并将处理中的消息状态更改为消费中；
S4
：对消费者组进行动态扩容，实现高效信号处理
。2.
根据权利要求1所述的一种卫星信号接收处理方法，其特征在于，数字信号的编号包括数字信号的频率
、
当前时间戳
、
发送端
MAC
地址
、
接收端
MAC
地址和数字信号的内容哈希值
。3.
根据权利要求1所述的一种卫星信号接收处理方法，其特征在于，步骤
S2
中，将打包后的数字信号发送到消息队列的对应分区包括：消息队列接收到数字信号后发送确认消息给发送端，发送端接收到确认消息则发送完成；若发送端未接收到确认消息则采用滑动窗口机制进行重传
。4.
根据权利要求3所述的一种卫星信号接收处理方法，其特征在于，发送端采用滑动窗口机制进行重传时的初始窗口时间为历史发送消息到收到确认消息的时间平均值
。5.
根据权利要求1所述的一种卫星信号接收处理方法，其特征在于，对消费者组进行动态扩容的过程包括：
S41
：初始化各个线程池的核心线程数...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈永刚，王志刚，曾毅，
申请(专利权)人：成都本原星通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：