CN106788675A - 利用空帧数据统计在轨卫星原始数据误码的方法 - Google Patents

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Abstract

利用空帧数据统计在轨卫星原始数据误码的方法，步骤如下：(1)对卫星原始数据进行帧同步字识别与字节对齐；(2)对步骤(1)处理后的卫星原始数据进行解扰处理；(3)根据卫星数传格式定义，逐帧对解扰后的卫星原始数据虚拟信道标识进行判断，如果标识是空帧数据，则把该帧数据逐位与标称空帧数据进行比对，与标称空帧数据区比对的不相同位即为误码，统计空帧帧数fill_frames及所有空帧累加的空帧数据区中的误码位数fill_allbitsoff；(4)计算步骤(3)中误码的误码率。

Description

利用空帧数据统计在轨卫星原始数据误码的方法
技术领域
本发明属于遥感数据预处理领域。
背景技术
卫星原始数据，是指地面站接收、解调、记录的卫星下传数据。地面站接收的卫星原始数据，通过存储介质或网络传输等方式发送到数据处理中心，由数据处理中心进行遥感数据的预处理和标准产品生产工作。
卫星原始数据质量反应了星地数传链路指标设计是否匹配、地面站数据接收记录是否正常。卫星原始数据的质量决定了数据预处理和标准产品的质量，甚至是数据能否被处理。因此，在卫星在轨测试阶段通常要进行原始数据误码率测试，验证星地数传链路指标是否满足设计要求，地面接收系统是否满足指标要求。在日常运行中，在发现某一轨数据处理不正常时，也需要首先对原始数据进行误码分析，以排查是原始数据问题，还是处理系统问题。
过去卫星每个载荷对应一个数传通道，载荷数据没有压缩，卫星原始数据中除帧同步字等少量字节为已知字节外，其他数据均为卫星动态的观测数据和辅助数据。因此，一直以来在轨卫星原始数据误码率测试，都是通过统计数据中所有帧同步字部分的错误率来代表整个数据的误码率。这种方法的一个缺陷是代表性问题：卫星一帧数据的长度通常在1K字节以上，而同步字长度是4～8字节，占比较小。以原始数据帧长2048字节，同步字长度8字节计算，帧同步字部分占数据总量的比重为0.39％，不具有很好的代表性。这种方法面临的另一个缺陷是适用性问题：为提高星地链路增益，目前越来越多的卫星下传数据采用LDPC编码方式，地面站在接收卫星数据时通过解调器对原始数据进行帧同步和LDPC译码，到数据处理中心的卫星原始数据是帧同步后且同步字全正确的数据(同步字失锁的数据均被过滤)，不能再通过帧同步字来发现和统计误码。
当前卫星数传格式基本采用CCSDS(空间数据咨询委员会)格式，多个载荷数据混合编排在1个或两个数传通道中，载荷数据多有可变压缩比模式。为满足数据实时下传的要求，数传通道速率需要大于卫星的有效数据率，并且是在载荷数据采用最小压缩比的情况下。当载荷数据压缩比变大时，卫星有效数据率更小于数传通道速率。为使载荷各种工作模式下数传通道均保持1个稳定的速度，需要在原始数据中不断的填充空帧数据。空帧数据占整个数据的比重可以达到10％～85％，如高分一号卫星空帧数据占原始数据比重通常在30％以上，高分四号卫星数据在300Mb/s实传时，空帧数据占原始数据比重甚至超过80％。空帧数据是1个已知序列的数据，利用空帧数据统计在轨卫星原始数据误码的方法，可以极大提高统计数据的代表性和统计结果的可信度。同时，该方法对于LDPC译码后的卫星原始数据同样适用。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种利用空帧数据统计在轨卫星原始数据误码的方法。
本发明的技术解决方案是：利用空帧数据统计在轨卫星原始数据误码的方法，步骤如下：
(1)对卫星原始数据进行帧同步字识别与字节对齐；
(2)对步骤(1)处理后的卫星原始数据进行解扰处理；
(3)根据卫星数传格式定义，逐帧对解扰后的卫星原始数据虚拟信道标识进行判断，如果标识是空帧数据，则把该帧数据逐位与标称空帧数据进行比对，与标称空帧数据区比对的不相同位即为误码，统计空帧帧数fill_frames及所有空帧累加的空帧数据区中的误码位数fill_allbitsoff；
(4)计算步骤(3)中误码的误码率，并输出误码统计结果报告。
误码率计算公式如下：
BER＝fill_allbitsoff/(fill_frames*data_length*8)
其中，data_length为空帧数据区长度。
在步骤(3)中输出并显示误码出现的位置及误码位数，得到整轨原始数据误码分布情况输出报告。
本发明与现有技术相比有益效果为：
现有技术通过统计卫星原始数据中所有帧同步字部分的错误率来代表整个数据的误码率，由于帧同步字部分占数据总量的比重通常小于0.39％，不具有很好的代表性。另外，对于卫星采用LDPC编码方式的下传数据，地面站通过解调器对原始数据进行帧同步和LDPC译码后，到数据处理中心的卫星原始数据是帧同步后且同步字全正确的数据，不能再通过帧同步字来发现和统计误码。
利用空帧数据统计在轨卫星原始数据误码的方法，空帧数据占整个数据的比重可以达到10％～85％。因此，利用空帧数据中的误码来统计误码率，可以极大提高统计数据的代表性和统计结果的可信度。同时，该方法对于LDPC译码后的数据同样适用，可以解决LDPC译码后卫星原始数据的误码统计问题。该方法适用于当前所有采用CCSDS数传格式的在轨卫星原始数据的误码统计。
附图说明
图1为本发明方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实例对本发明做详细说明，本发明利用空帧数据统计在轨卫星原始数据误码的方法，包括下述步骤：
(1)原始数据帧同步
原始数据帧同步是对遥感卫星原始数据进行帧同步字识别与字节对齐，恢复原始数据帧格式的过程。
原始数据帧同步完成原始数据流中同步字的锁定和同步之后数据的输出。原始数据帧格式同步后，才能进行后续的处理工作。
现有技术中利用帧同步字统计误码，是在该步骤的帧同步字识别时，设计有容错位数。如果当前位置相应字节与标称帧同步字比较的不相同位数小于容错位数，则认为当前位置相应字节为帧同步字字节，与标称帧同步字比较的不相同位即为误码。统计搜索到帧同步字输出的帧数(num_frames)及所有帧同步字部分的误码数(allbitsoff)，用于后面误码率的计算。
(2)原始数据解扰
原始数据解扰是针对星上对下传数据做加扰处理的逆处理，恢复卫星原始数据的过程。
卫星对下传数据进行加扰，是通过一个扰码器生成扰码序列，扰码序列与一帧数据格式中除同步字以外的数据逐位异或。
原始数据解扰是上述过程的逆处理，根据卫星数传格式定义，生成与卫星相同的扰码序列，对帧同步后数据中除同步字以外的数据与扰码序列逐位异或，即恢复出卫星原始数据。
(3)空帧判断及误码统计
根据卫星数传格式定义，逐帧对解扰后的原始数据虚拟信道标识进行判断，如果标识是空帧数据，则把该帧数据区部分逐位与标称空帧数据区序列进行比对，与标称空帧数据区序列比对的不相同位即为误码。输出出现的误码位置及误码位数到屏幕及输出报告。
CCSDS数传格式是多遥感器数据合成的编码方式，支持多路虚拟信道数据的数传合路，通过虚拟信道标识区分各路数据。空帧数据是其中的一路虚拟信道数据。
不同卫星的空帧数据区序列有所不同，需要根据具体卫星的数传格式定义，得到标称空帧数据区序列。
以高分四号卫星为例，空帧数据区序列为00～FF(16进制)的循环，共894个字节，如下：
000102……FEFF0001……
把从原始数据中提取的空帧数据区数据与标称空帧数据序列逐位异或，得到误码数。统计提取到的空帧帧数(fill_frames)及所有空帧累加的空帧数据区中的误码位数(fill_allbitsoff)，用于后面误码率的计算。
(4)误码率计算
误码率为参与统计的数据中发现的误码数与参与统计数据的比值。
现有技术中利用帧同步字统计误码，只需要步骤(1)和步骤(4)，误码率计算的分母为搜索到帧同步字的帧数(num_frames)乘以帧同步字长度(syncode_length)再乘以8(1个字节为8位)，分子为所有帧累加的帧同步字中的误码位数(allbitsoff)。计算公示如下：
BER＝allbitsoff/(num_frames*syncode_length*8)
利用空帧数据统计在轨卫星原始数据误码的方法，为步骤(1)～(4)，误码率计算的分母为搜索到的空帧的帧数(fill_frames)乘以空帧数据区长度(data_length)再乘以8(1个字节为8位)，分子为所有空帧累加的空帧数据区中的误码位数(fill_allbitsoff)。计算公示如下：
BER＝fill_allbitsoff/(fill_frames*data_length*8)
输出统计参数、统计结果到屏幕及输出报告。
本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。

Claims (3)

1.利用空帧数据统计在轨卫星原始数据误码的方法，其特征在于步骤如下：
(1)对卫星原始数据进行帧同步字识别与字节对齐；
(2)对步骤(1)处理后的卫星原始数据进行解扰处理；
(3)根据卫星数传格式定义，逐帧对解扰后的卫星原始数据虚拟信道标识进行判断，如果标识是空帧数据，则把该帧数据逐位与标称空帧数据进行比对，与标称空帧数据区比对的不相同位即为误码，统计空帧帧数fill_frames及所有空帧累加的空帧数据区中的误码位数fill_allbitsoff；
(4)计算步骤(3)中误码的误码率，并输出误码统计结果报告。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：误码率计算公式如下：
BER＝fill_allbitsoff/(fill_frames*data_length*8)
其中，data_length为空帧数据区长度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤(3)中输出并显示误码出现的位置及误码位数，得到整轨原始数据误码分布情况输出报告。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110879786A (zh) * 2019-12-03 2020-03-13 中国科学院软件研究所 一种星载软件的测试系统
CN113132070A (zh) * 2021-04-16 2021-07-16 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种高速数传基带数据无帧结构误码统计系统
CN114826384A (zh) * 2022-06-27 2022-07-29 中国科学院空天信息创新研究院 遥感卫星数据误码率估计方法、装置、设备及介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101106444A (zh) * 2006-07-11 2008-01-16 北京畅通达通信技术有限公司 数据传输电路中误码等级实时测试的方法
CN103546242A (zh) * 2013-10-25 2014-01-29 中国科学院对地观测与数字地球科学中心 一种遥感卫星原始数据误码率检测方法
CN104253719A (zh) * 2014-09-11 2014-12-31 上海卫星工程研究所 基于分包遥测填充数据的遥测误码测试方法
CN105141352A (zh) * 2015-07-24 2015-12-09 哈尔滨工业大学 一种卫星高速数传基带数据误码统计及帧排序处理系统及方法
CN205105214U (zh) * 2015-11-20 2016-03-23 西安天宸量子通信技术有限公司 一种卫星调制解调器用mac控制器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101106444A (zh) * 2006-07-11 2008-01-16 北京畅通达通信技术有限公司 数据传输电路中误码等级实时测试的方法
CN103546242A (zh) * 2013-10-25 2014-01-29 中国科学院对地观测与数字地球科学中心 一种遥感卫星原始数据误码率检测方法
CN104253719A (zh) * 2014-09-11 2014-12-31 上海卫星工程研究所 基于分包遥测填充数据的遥测误码测试方法
CN105141352A (zh) * 2015-07-24 2015-12-09 哈尔滨工业大学 一种卫星高速数传基带数据误码统计及帧排序处理系统及方法
CN205105214U (zh) * 2015-11-20 2016-03-23 西安天宸量子通信技术有限公司 一种卫星调制解调器用mac控制器

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110879786A (zh) * 2019-12-03 2020-03-13 中国科学院软件研究所 一种星载软件的测试系统
CN113132070A (zh) * 2021-04-16 2021-07-16 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种高速数传基带数据无帧结构误码统计系统
CN114826384A (zh) * 2022-06-27 2022-07-29 中国科学院空天信息创新研究院 遥感卫星数据误码率估计方法、装置、设备及介质
CN114826384B (zh) * 2022-06-27 2022-09-06 中国科学院空天信息创新研究院 遥感卫星数据误码率估计方法、装置、设备及介质

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