[發明專利]利用空幀數據統計在軌衛星原始數據誤碼的方法

在審

• 申請號: 201611104696.8
• 申請日: 2016-12-05
• 公開（公告）號: CN106788675A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 徐建艷;王小燕
• 申請（專利權）人: 中國資源衛星應用中心
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04L1/00;H04L7/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心11009
• 代理人: 龐靜

技術領域

本發明屬于遙感數據預處理領域。

背景技術

衛星原始數據，是指地面站接收、解調、記錄的衛星下傳數據。地面站接收的衛星原始數據，通過存儲介質或網絡傳輸等方式發送到數據處理中心，由數據處理中心進行遙感數據的預處理和標準產品生產工作。

衛星原始數據質量反應了星地數傳鏈路指標設計是否匹配、地面站數據接收記錄是否正常。衛星原始數據的質量決定了數據預處理和標準產品的質量，甚至是數據能否被處理。因此，在衛星在軌測試階段通常要進行原始數據誤碼率測試，驗證星地數傳鏈路指標是否滿足設計要求，地面接收系統是否滿足指標要求。在日常運行中，在發現某一軌數據處理不正常時，也需要首先對原始數據進行誤碼分析，以排查是原始數據問題，還是處理系統問題。

過去衛星每個載荷對應一個數傳通道，載荷數據沒有壓縮，衛星原始數據中除幀同步字等少量字節為已知字節外，其他數據均為衛星動態的觀測數據和輔助數據。因此，一直以來在軌衛星原始數據誤碼率測試，都是通過統計數據中所有幀同步字部分的錯誤率來代表整個數據的誤碼率。這種方法的一個缺陷是代表性問題：衛星一幀數據的長度通常在1K字節以上，而同步字長度是4～8字節，占比較小。以原始數據幀長2048字節，同步字長度8字節計算，幀同步字部分占數據總量的比重為0.39％，不具有很好的代表性。這種方法面臨的另一個缺陷是適用性問題：為提高星地鏈路增益，目前越來越多的衛星下傳數據采用LDPC編碼方式，地面站在接收衛星數據時通過解調器對原始數據進行幀同步和LDPC譯碼，到數據處理中心的衛星原始數據是幀同步后且同步字全正確的數據(同步字失鎖的數據均被過濾)，不能再通過幀同步字來發現和統計誤碼。

當前衛星數傳格式基本采用CCSDS(空間數據咨詢委員會)格式，多個載荷數據混合編排在1個或兩個數傳通道中，載荷數據多有可變壓縮比模式。為滿足數據實時下傳的要求，數傳通道速率需要大于衛星的有效數據率，并且是在載荷數據采用最小壓縮比的情況下。當載荷數據壓縮比變大時，衛星有效數據率更小于數傳通道速率。為使載荷各種工作模式下數傳通道均保持1個穩定的速度，需要在原始數據中不斷的填充空幀數據。空幀數據占整個數據的比重可以達到10％～85％，如高分一號衛星空幀數據占原始數據比重通常在30％以上，高分四號衛星數據在300Mb/s實傳時，空幀數據占原始數據比重甚至超過80％。空幀數據是1個已知序列的數據，利用空幀數據統計在軌衛星原始數據誤碼的方法，可以極大提高統計數據的代表性和統計結果的可信度。同時，該方法對于LDPC譯碼后的衛星原始數據同樣適用。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供了一種利用空幀數據統計在軌衛星原始數據誤碼的方法。

本發明的技術解決方案是：利用空幀數據統計在軌衛星原始數據誤碼的方法，步驟如下：

(1)對衛星原始數據進行幀同步字識別與字節對齊；

(2)對步驟(1)處理后的衛星原始數據進行解擾處理；

(3)根據衛星數傳格式定義，逐幀對解擾后的衛星原始數據虛擬信道標識進行判斷，如果標識是空幀數據，則把該幀數據逐位與標稱空幀數據進行比對，與標稱空幀數據區比對的不相同位即為誤碼，統計空幀幀數fill_frames及所有空幀累加的空幀數據區中的誤碼位數fill_allbitsoff；

(4)計算步驟(3)中誤碼的誤碼率，并輸出誤碼統計結果報告。

誤碼率計算公式如下：

BER＝fill_allbitsoff/(fill_frames*data_length*8)

其中，data_length為空幀數據區長度。

在步驟(3)中輸出并顯示誤碼出現的位置及誤碼位數，得到整軌原始數據誤碼分布情況輸出報告。

本發明與現有技術相比有益效果為：

現有技術通過統計衛星原始數據中所有幀同步字部分的錯誤率來代表整個數據的誤碼率，由于幀同步字部分占數據總量的比重通常小于0.39％，不具有很好的代表性。另外，對于衛星采用LDPC編碼方式的下傳數據，地面站通過解調器對原始數據進行幀同步和LDPC譯碼后，到數據處理中心的衛星原始數據是幀同步后且同步字全正確的數據，不能再通過幀同步字來發現和統計誤碼。