【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及船载卫星通信领域，具体涉及一种基于船载卫星通信数据传输的压缩方法。
技术介绍
1、在现代航海领域中，船载卫星通信以其远距离、高覆盖的特性，成为实现船舶与地面通信终端以及其他船舶通信的关键手段。
2、由于卫星轨道的限制和信号传输的衰减，能够分配给每个船舶的带宽资源十分有限。同时，随着航海技术的发展，船载卫星通信涉及的数据类型越来越丰富，对数据传输速率和稳定性的要求越来越高，传统的数据传输和压缩方法已难以满足需求。
3、因此，亟需一种基于船载卫星通信数据传输的高效压缩方法，以实现数据的高效压缩和传输，进而提高带宽利用率，降低通信成本，满足航海领域日益增长的数据传输需求。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足以及实际应用的需求，本专利技术提供了一种基于船载卫星网络通信数据传输的压缩方法，旨在满足航海领域日益增长的数据传输需求。
2、本专利技术所提供的基于船载卫星网络通信数据传输的压缩方法，包括如下步骤：分别获取第一通信通道和第二通信通道在一采样时刻的通道特征，所述第一通信通道为第一船载卫星节点与卫星通信节点之间的数据传输通道，所述第二通信通道为所述卫星通信节点与第二船载卫星节点之间的数据传输通道；根据所述第一通信通道和所述第二通信通道在所述采样时刻的通道特征，设置第一船载通信节点的通信数据压缩比，并基于所述通信数据压缩比，压缩所述第一船载通信节点发射的第一通信数据，并在第二船载通信节点上还原压缩后的第一通信数据；分别获取第一通信通道和第二
3、进一步地，所述根据所述第一通信通道和所述第二通信通道在所述采样时刻的通道特征，设置第一船载通信节点的通信数据压缩比，包括如下步骤：根据第一通信通道和第二通信通道在一采样时刻的通道特征，分别获得第一通信通道和第二通信通道的信道容量；基于第一通信通道和第二通信通道的信道容量中的最小信道容量，设置数据传输量阈值，并利用所述数据传输量阈值，设置第一船载通信节点的通信数据压缩比。本专利技术根据通信通道的实际容量情况设置通信数据压缩比，利用压缩后的第一通信数据在通信通道中传输，不仅保证了数据传输的稳定性和可靠性，还保证了带宽资源的利用率。
4、进一步地，第一船载通信节点的通信数据压缩比，满足如下设置模型：，，，其中，表示t采样时刻对应的通信数据压缩比，表示t采样时刻对应的压缩前的第一通信数据的通信数据量，表示t采样时刻对应的数据传输量阈值，表示t采样时刻对应的数据传输量阈值调节系数，表示t采样时刻对应的最小信道容量，表示t采样时刻对应的最小信道容量对应的通信通道的通道带宽，表示t采样时刻对应的最小信道容量对应的通信通道的通道信噪比。本专利技术根据通信通道的实际情况设置通信数据压缩比，使得数据传输量始终控制在可接受的阈值范围内，不仅保证了数据传输的稳定性和可靠性，还保证了带宽资源的利用率。
5、进一步地，当所述卫星通信节点对应一条第二通信通道时，所述最小信道容量满足如下表征模型：，其中，表示最小信道容量，表示第一通信通道的信道容量，表示第二通信通道的信道容量，表示第一通信通道的信道容量与第二通信通道的信道容量中的最小值。本专利技术同时考虑了第一通信通道和第二通信通道的实际容量情况，并根据第一通信通道和第二通信通道的实际容量情况，设置适当的通信数据压缩比，保证了压缩后的第一通信数据能够适用不同通信通道。
6、进一步地，当所述卫星通信节点对应多条第二通信通道时，所述最小信道容量满足如下表征模型：，其中，表示最小信道容量，表示第一通信通道的信道容量，表示第一通信通道对应的第1条第二通信通道的信道容量，表示第一通信通道对应的第2条第二通信通道的信道容量，表示第一通信通道对应的第条第二通信通道的信道容量，表示第一通信通道对应的第二通信通道的总数量，表示第一通信通道的信道容量,第1条第二通信通道的信道容量，第2条第二通信通道的信道容量，以及第条第二通信通道的信道容量中的最小值。本专利技术同时考虑了第一通信通道和多条第二通信通道的实际容量情况，并根据第一通信通道和多条第二通信通道的实际容量情况，设置适当的通信数据压缩比，保证了压缩后的第一通信数据能够适用不同通信通道。
7、进一步地，所述基于所述通信数据压缩比，压缩所述第一船载通信节点发射的第一通信数据，所述第一通信数据为图像数据，包括如下步骤：将所述第一通信数据转化为第一数据矩阵，所述第一数据矩阵中第i行第j列的元素值为第一通信数据中第i行第j列的灰度值；获取所述第一通信数据中灰度均值和灰度标准差，并利用所述灰度均值和所述灰度标准差，将所述第一数据矩阵标准化，获得第二数据矩阵，所述第二数据矩阵中第i行第j列的元素值为第一数据矩阵中第i行第j列的元素值与所述灰度均值之间的差值与所述灰度标准差的商；利用所述第二数据矩阵构建相关系数矩阵，并获取所述相关系数矩阵的特征值和特征向量，所述相关系数矩阵满足如下构建模型：，其中，c表示相关系数矩阵，表示第一数据矩阵的行数，表示第二数据矩阵，表示第二数据矩阵的转置；基于所述通信数据压缩比，设置特征向量保留数量，所述特征向量保留数量满足如下设置模型：，其中，表示特征向量保留数量，表示第一数据矩阵的行数，表示通信数据压缩比，表示对取整；根据所述特征值的大小将对应特征向量进行降序排列，并根据所述特征向量保留数量，从最大特征值对应的特征向量开始保留特征向量，直至保留的特征向量的数量与所述特征向量保留数量一致；利用保留的特征向量构建特征向量矩阵，并利用所述特征向量矩阵和所述第二数据矩阵，获得压缩后的第一通信数据，压缩后的第一通信数据为特征向量矩阵的转置与第二数据矩阵的乘积。本专利技术有效地利用了图像数据的特征，通过特征向量的压缩，实现了通信数据的高效压缩。
8、进一步地，所述在第二船载通信节点上还原压缩后的第一通信数据，包括如下步骤：根据第二船载通信节点上获取的压缩后的第一通信数据和特征向量矩阵，还原第二数据矩阵；根据第二船载通信节点上获取的灰度均值和灰度标准差，基于还原后的第二数据矩阵，还原第一数据矩阵；利用还原的第一数据矩阵，重构第一通信数据。本专利技术通过逆运算，有效地还原了压缩数据，确保了通信数据在传输全过程中的完整性和准确性。
9、进一步地，还原后的第一数据矩阵中第i行第j个元素值本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于船载卫星网络通信数据传输的压缩方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于船载卫星网络通信数据传输的压缩方法，其特征在于，所述根据所述第一通信通道和所述第二通信通道在所述采样时刻的通道特征，设置第一船载通信节点的通信数据压缩比，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于船载卫星网络通信数据传输的压缩方法，其特征在于，第一船载通信节点的通信数据压缩比，满足如下设置模型：，，，其中，表示t采样时刻对应的通信数据压缩比，表示t采样时刻对应的压缩前的第一通信数据的通信数据量，表示t采样时刻对应的数据传输量阈值，表示t采样时刻对应的数据传输量阈值调节系数，表示t采样时刻对应的最小信道容量，表示t采样时刻对应的最小信道容量对应的通信通道的通道带宽，表示t采样时刻对应的最小信道容量对应的通信通道的通道信噪比。
4.根据权利要求3所述的基于船载卫星网络通信数据传输的压缩方法，其特征在于，当所述卫星通信节点对应一条第二通信通道时，所述最小信道容量满足如下表征模型：，其中，表示最小信道容量，表示第一通信通道的信道容量，表示第二通信通
5.根据权利要求3所述的基于船载卫星网络通信数据传输的压缩方法，其特征在于，当所述卫星通信节点对应多条第二通信通道时，所述最小信道容量满足如下表征模型：，其中，表示最小信道容量，表示第一通信通道的信道容量，表示第一通信通道对应的第1条第二通信通道的信道容量，表示第一通信通道对应的第2条第二通信通道的信道容量，表示第一通信通道对应的第条第二通信通道的信道容量，表示第一通信通道对应的第二通信通道的总数量，表示第一通信通道的信道容量，第1条第二通信通道的信道容量，第2条第二通信通道的信道容量，以及第条第二通信通道的信道容量中的最小值。
6.根据权利要求3所述的基于船载卫星网络通信数据传输的压缩方法，其特征在于，所述基于所述通信数据压缩比，压缩所述第一船载通信节点发射的第一通信数据，所述第一通信数据为图像数据，包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的基于船载卫星网络通信数据传输的压缩方法，其特征在于，所述在第二船载通信节点上还原压缩后的第一通信数据，包括如下步骤：
8.根据权利要求3所述的基于船载卫星网络通信数据传输的压缩方法，其特征在于，还原后的第一数据矩阵中第i行第j个元素值满足如下计算公式：，其中，表示还原后的第一数据矩阵中第i行第j列的元素值，表示第二船载通信节点上获取的灰度标准差，表示第二船载通信节点上获得压缩后的第一通信数据，表示第二船载通信节点上获得的特征向量矩阵的转置，表示第二船载通信节点上获取的灰度均值。
9.根据权利要求3所述的基于船载卫星网络通信数据传输的压缩方法，其特征在于，所述结合还原后的第一通信数据和下一采样时刻的通道特征，调整第一船载通信节点的通信数据压缩比，包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的基于船载卫星网络通信数据传输的压缩方法，其特征在于，所述根据第一通信数据的数据质量，调整所述数据传输量阈值调节系数，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于船载卫星网络通信数据传输的压缩方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于船载卫星网络通信数据传输的压缩方法，其特征在于，所述根据所述第一通信通道和所述第二通信通道在所述采样时刻的通道特征，设置第一船载通信节点的通信数据压缩比，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于船载卫星网络通信数据传输的压缩方法，其特征在于，第一船载通信节点的通信数据压缩比，满足如下设置模型：，，，其中，表示t采样时刻对应的通信数据压缩比，表示t采样时刻对应的压缩前的第一通信数据的通信数据量，表示t采样时刻对应的数据传输量阈值，表示t采样时刻对应的数据传输量阈值调节系数，表示t采样时刻对应的最小信道容量，表示t采样时刻对应的最小信道容量对应的通信通道的通道带宽，表示t采样时刻对应的最小信道容量对应的通信通道的通道信噪比。
4.根据权利要求3所述的基于船载卫星网络通信数据传输的压缩方法，其特征在于，当所述卫星通信节点对应一条第二通信通道时，所述最小信道容量满足如下表征模型：，其中，表示最小信道容量，表示第一通信通道的信道容量，表示第二通信通道的信道容量，表示第一通信通道的信道容量与第二通信通道的信道容量中的最小值。
5.根据权利要求3所述的基于船载卫星网络通信数据传输的压缩方法，其特征在于，当所述卫星通信节点对应多条第二通信通道时，所述最小信道容量满足如下表征模型：，其中，表示最小信道容量，表示第一通信通道的信道容量，表示第一通信通道对应的第1条第二通信通道的信道容量，表示第一通信通道对...
【专利技术属性】
技术研发人员：李文华，张永锋，黄斌，
申请(专利权)人：广州中海电信有限公司，
类型：发明
国别省市：
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