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基于卫星运行状态的指令检测及纠错方法技术

技术编号:40822097 阅读:2 留言:0更新日期:2024-04-01 14:41
基于卫星运行状态的指令检测及纠错方法,涉及指令检测与纠错技术领域,地面基站将需要发送的指令信息转换成低密度奇偶校验码,并通过通信链路传输至卫星终端;卫星终端基于置信传播算法对接收到的低密度奇偶校验码进行图模型解码,在卫星终端进行图模型解码获取指令信息并执行前,根据卫星终端的卫星运行状态动态设置图模型解码中的最大迭代次数;卫星终端基于卫星运动状态对低密度奇偶校验码进行解码,获得对应的指令信息并执行后,向地面基站反馈执行结果,本发明专利技术通过设置动态停止标准,从而判断置信传播算法迭代是否应该终止,减少不必要的迭代,从而节省计算资源和时间,同时确保解码性能不受影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及指令检测与纠错,具体是基于卫星运行状态的指令检测及纠错方法


技术介绍

1、因为卫星在运行时与地面站的通讯可能会有延迟,且在某些情况下地面无法立即响应,为此,卫星通常会被赋予一定程度的自主性,以确保在遇到问题时能快速做出反应,保护自己避免遭遇更为严重的损害,卫星指令检测及纠错方法通常涉及多个组件,包括卫星上的硬件、地面站软件以及卫星和地面站之间的通信协议,指令检测和纠错的主要目的是确保卫星能正确执行地面控制中心发出的命令,同时防止故障或误操作损害卫星的健康状态。

2、对比文件cn101349978a“星载计算机硬件扫描错误恢复方法”通过纠检错模块读取外部存储器中的数据进行纠错,并将纠错后的数据发至处理器内总线上,等待与处理器总线连接的计算处理单元cpu的命令;cpu设定硬件扫描错误恢复模块的扫描区域、扫描速率、使能功能,启动硬件扫描错误恢复模块;由硬件扫描错误恢复模块按照cpu确定的扫描区域、扫描速率,将位于处理器内部总线上纠错后的数据再经过纠检错模块写回至外部储存器,实现错误恢复功能,提高了卫星星载计算机的容错性和可靠性,降低了卫星在轨运行的风险,解决了卫星在轨时系统出现存储器故障时,通过硬件自动扫描,实时错误恢复的手段实现卫星在轨存储器自动修复的实际问题。

3、对比文件cn113918386a“一种在轨处理系统自主容错和故障恢复方法”基于fpga内部软件进行校验和纠正,以便解决单粒子翻转的影响,包括tmr(三模冗余)、edac(单bit纠错)及程序重加载,tmr主要保证卫星单机烧录应用文件受单粒子翻转后,仍可实现系统加载;edac主要保证单机在应用程序加载运行中,所有配置变量等关键数据受单粒子翻转后,仍可实现纠错,保证正常运行,该专利技术还包括程序重加载过程,主要保证卫星单机烧录三份应用文件均受单粒子翻转后,仍可实现地面在轨上注,保证卫星正常运行。

4、现有的使用低密度奇偶校验(ldpc)码实现卫星前向检测与纠错的过程中,普遍使用校验方程的syndrome作为停止迭代的标准,所述使用校验方程的syndrome作为停止迭代的标准的确是一个行之有效的方法,因为它直接关联到了ldpc码的校验约束,不过,这种方法可能过于保守,仅当所有校验方程都完全满足时才停止迭代可能会导致过多的迭代,这意味着在实际通信系统中,解码会消耗比必要更多的时间和计算资源,特别是在低信噪比(snr)条件下,这会更加明显,对噪声的应对不是最优:切仅使用syndrome检查可能使得解码过程对噪声不够鲁棒,即使编码信息的一小部分受到了损坏,也可能需要额外的迭代来重构正确的信息,而其他一些基于概率的停止准则可能在更早的阶段就能达到同样的解码质量,因此如何设置动态停止标准,从而判断置信传播算法迭代是否应该终止,减少不必要的迭代,从而节省计算资源和时间,同时确保解码性能不受影响是我们亟需解决的问题,现提供一种基于卫星运行状态的指令检测及纠错方法。


技术实现思路

1、为了解决上述技术问题,本专利技术的目的在于提供基于卫星运行状态的指令检测及纠错方法,包括以下步骤:

2、步骤s1:地面基站将需要发送的指令信息转换成低密度奇偶校验码,并通过通信链路传输至卫星终端;

3、步骤s2:卫星终端基于置信传播算法对接收到的低密度奇偶校验码进行图模型解码,在卫星终端进行图模型解码获取指令信息并执行前,根据卫星终端的卫星运行状态动态设置图模型解码中的最大迭代次数;

4、步骤s3:卫星终端基于卫星运动状态对低密度奇偶校验码进行解码,获得对应的指令信息并执行后,向地面基站反馈执行结果。

5、进一步的,卫星终端基于置信传播算法对接收到的低密度奇偶校验码进行图模型解码的过程包括:

6、卫星终端通过置信传播算法对接收到的低密度奇偶校验码进行图模型解码,将低密度奇偶校验码中的码字比特和校验方程分别表示变量节点和校验节点,并根据低密度奇偶校验码中的校验矩阵,获取变量节点与校验节点之间的连接关系,根据连接关系将变量节点与校验节点连接起来构成图模型;

7、获取低密度奇偶校验码中每个码字位的初始对数似然比,随后对图模型中的变量节点的初始对数似然比与校验节点的初始对数似然比进行迭代更新,并根据卫星运行状态动态设置最大迭代次数,当图模型中的迭代次数达到最大迭代次数时,则停止迭代并输出解码结果。

8、进一步的,在卫星终端进行图模型解码获取指令信息并执行前,根据卫星终端的卫星运行状态动态设置图模型解码中的最大迭代次数的过程包括:

9、预设关于卫星运行状态的置信监测周期数n,所述置信监测周期数n包括当前监测周期和当前监测周期的前n-1个历史监测周期,获取置信监测周期数n内的卫星运行状态,判断置信监测周期数n内的卫星运行状态是否存在故障状态;

10、若置信监测周期数n内的卫星运行状态存在故障状态,则将低密度奇偶校验码中的校验方程的计算结果作为图模型停止迭代的标准;

11、若置信监测周期数n内的卫星运行状态不存在故障状态,则对n个监测周期内的图模型迭代过程进行数据挖掘,获取各个监测周期内图模型的各个变量节点在每次迭代后对应的各个码位的对数似然比、对数似然比变化幅度和每次迭代后的误码率,通过对所述各个监测周期每次迭代后各个码位的对数似然比、对数似然比变化幅度和每次迭代后的误码率进行双层模糊处理,获取各监测周期的最大迭代次数,并根据各个监测周期的最大迭代次数获取当前监测周期的最大迭代次数。

12、进一步的,通过对各个监测周期每次迭代后各个码位的对数似然比、对数似然比变化幅度进行第一层模糊处理的过程包括:

13、预设图模型迭代过程中各个变量节点对应码位的对数似然比下限值和对数似然比变化幅度上限值,筛选出各个监测周期中各个码位的对数似然比大于等于对数似然比下限值,且对数似然比变化幅度小于等于对数似然比变化幅度上限值的迭代次数;

14、根据筛选出的各个监测周期的迭代次数中的各个码位的对数似然比与对数似然比下限值的偏差值、对数似然比变化幅度与对数似然比变化幅度上限值的偏差值绝对值作为评价标准,并根据迭代次数的大小关系设置对应评价标准的指标权重,所述迭代次数越小,则指标权重越大,预设第一重要性等级,通过模糊综合评价判断各个监测周期的迭代次数对于第一重要性等级的隶属度矩阵;

15、根据隶属度矩阵及指标权重获取各个监测周期的迭代次数的第一重要性等级,设置第一重要性等级阈值,筛选出各个监测周期内第一重要性等级大于等于第一重要性等级阈值的迭代次数,并将其标记为第一迭代次数。

16、进一步的,通过对各个监测周期每次迭代后各个码位的误码率进行第二层模糊处理的过程包括:

17、获取各个监测周期内第一迭代次数对应的误码率,设置卫星终端的误码率阈值,筛选出各个监测周期内误码率小于等于误码率阈值的第一迭代次数;

18、根据筛选出的各个监测周期的第一迭代次数中的误码率与误码率阈值的偏差绝对值作为评价标本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于卫星运行状态的指令检测及纠错方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于卫星运行状态的指令检测及纠错方法,其特征在于,卫星终端基于置信传播算法对接收到的低密度奇偶校验码进行图模型解码的过程包括:

3.根据权利要求2所述的基于卫星运行状态的指令检测及纠错方法,其特征在于,在卫星终端进行图模型解码获取指令信息并执行前,根据卫星终端的卫星运行状态动态设置图模型解码中的最大迭代次数的过程包括:

4.根据权利要求3所述的基于卫星运行状态的指令检测及纠错方法,其特征在于,通过对各个监测周期每次迭代后各个码位的对数似然比、对数似然比变化幅度进行第一层模糊处理的过程包括:

5.根据权利要求4所述的基于卫星运行状态的指令检测及纠错方法,其特征在于,通过对各个监测周期每次迭代后各个码位的误码率进行第二层模糊处理的过程包括:

6.根据权利要求5所述的基于卫星运行状态的指令检测及纠错方法,其特征在于,根据各个监测周期的最大迭代次数获取当前监测周期的最大迭代次数的过程包括:

7.根据权利要求6所述的基于卫星运行状态的指令检测及纠错方法,其特征在于,卫星终端基于卫星运动状态对低密度奇偶校验码进行解码,获得对应的指令信息并执行后,向地面基站反馈执行结果的过程包括:

8.根据权利要求7所述的基于卫星运行状态的指令检测及纠错方法,其特征在于,卫星终端进行自身运行状态分析的过程包括:

...

【技术特征摘要】

1.基于卫星运行状态的指令检测及纠错方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于卫星运行状态的指令检测及纠错方法,其特征在于,卫星终端基于置信传播算法对接收到的低密度奇偶校验码进行图模型解码的过程包括:

3.根据权利要求2所述的基于卫星运行状态的指令检测及纠错方法,其特征在于,在卫星终端进行图模型解码获取指令信息并执行前,根据卫星终端的卫星运行状态动态设置图模型解码中的最大迭代次数的过程包括:

4.根据权利要求3所述的基于卫星运行状态的指令检测及纠错方法,其特征在于,通过对各个监测周期每次迭代后各个码位的对数似然比、对数似然比变化幅度进行第一层模糊处理的过程包括:

...

【专利技术属性】
技术研发人员:李修录朱小聪尹善腾
申请(专利权)人:深圳市安信达存储技术有限公司
类型:发明
国别省市:

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