基于北斗短報文通信的過程數(shù)據(jù)壓縮方法.pdf

1、短報文通信是我國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)特有的一個功能，可用于公網(wǎng)通信覆蓋盲區(qū)的數(shù)據(jù)傳輸。然而，由于北斗短報文通信頻度和報文長度的限制，大大降低了北斗短報文通信的實用性。為解決此問題，本文提出了一種用于北斗短報文通信數(shù)據(jù)的壓縮方法，通過壓縮數(shù)據(jù)來減少數(shù)據(jù)量，從而提升通信效率。該壓縮方法分兩步，第一步為有損壓縮，使用了工業(yè)數(shù)據(jù)庫壓縮技術中常用的旋轉(zhuǎn)門算法(Spinning Door Transformation, SDT)作為有損壓縮的基礎，同時

2、為了實現(xiàn)有損壓縮的精度可調(diào)，設計了改進的BP神經(jīng)網(wǎng)絡PID控制器對旋轉(zhuǎn)門算法的參數(shù)進行在線調(diào)整。第二步為無損壓縮，提出了前置特殊字節(jié)法，配合差值傳遞的無損壓縮策略。實驗表明經(jīng)過此壓縮方法兩步壓縮后，對原始工業(yè)過程數(shù)據(jù)完成了較高的壓縮，同時，數(shù)據(jù)壓縮的精度還可在線準確調(diào)整。由此證明，該工業(yè)過程數(shù)據(jù)壓縮方法在頻度和報文長度受限的北斗短報文通信中具有實用價值。本文研究工作內(nèi)容如下：
　　首先，研究了常用的數(shù)據(jù)壓縮算法及其基本概念。壓縮技

3、術一般可分為了有損壓縮和無損壓縮?？紤]到本課題的主要目標是對工業(yè)過程數(shù)據(jù)的壓縮，因此重點研究了工業(yè)數(shù)據(jù)壓縮領域的專用有損壓縮技術和一些通用的無損壓縮技術。
　　然后，針對本文的實際問題，提出了基于北斗通信的工業(yè)用過程數(shù)據(jù)有損壓縮算法。在提出此算法前，分別研究了PID算法和神經(jīng)網(wǎng)絡算法,并完成了被控對象模型的設計，最后完成了BP神經(jīng)網(wǎng)絡PID控制器的設計及其改進工作。
　　之后，提出了針對工業(yè)過程數(shù)據(jù)的一種無損壓縮算法。為了更

4、好的根據(jù)待壓縮數(shù)據(jù)特點設計相應的壓縮算法，先對工業(yè)過程數(shù)據(jù)進行了分類，后又分別設計了針對狀態(tài)量和質(zhì)量碼的無損壓縮算法。工業(yè)過程數(shù)據(jù)中應用最廣泛的一類數(shù)據(jù)是浮點型數(shù)據(jù)，因此重點設計了針對浮點型數(shù)據(jù)，利用北斗短報文通信時的無損壓縮算法。
　　最后，對上文所設計的算法進行了仿真實驗。根據(jù)實驗結(jié)果確定了最佳的自控精度有損壓縮算法控制器及其對應算法，確定了針對質(zhì)量碼的最佳壓縮算法，而且對于浮點型過程數(shù)據(jù)，通過無損和有損兩個階段的壓縮實驗，對