operation”. Efficiencies of the indicated methods are compared on the basis of
estimation of the coefficient of enhancement of dispersion and entropy of the error
signal at the output of decorrelator. The telemetry data of automatic control systems
have been used in experiments. Low-frequency parameters (temperature, pressure,
and positioning data) of these systems were used. To form the telemetry data stream,
the IRIG-106 standard is applied that is widely used in the aerospace industry.
Different frame structures of this standard are considered that are constructed
on schemes of channel switching with one or two steps of switching. Several
combinations of methods of decorrelation and entropy coding, including arithmetic
coding, the Huffman and Rice methods are investigated. In accordance with
experimental data, conclusions were drawn that using these methods is effective
for the telemetry data lossless compression. The recommendations are developed on
creating the systems of the lossless compression of a telemetry data stream containing
the cyclically repeated data structures.
Keywords
:
telemetry information, channel switching, lossless compression,
decorrelation, entropy coding, source encoding, Huffman codes, Rice codes, Deflate
algorithm, IRIG-106.
Введение.
Для сжатия телеметрической информации, как прави-
ло, применяют алгоритмы, обеспечивающие точное восстановление
исходных данных в целях их обработки и анализа информации, содер-
жащейся в них. Точное восстановление данных в том виде, в каком они
были получены от объекта телеизмерений системой регистрации, не-
обходимо для анализа нештатных ситуаций, восстановления сбойных
участков в потоке телеметрической информации и других видов по-
стобработки или обработки данных в режиме реального времени [1–7].
Эффективность методов обратимого сжатия во многом определяется
свойствами кодируемой информации [8]. Алгоритмы, хорошо сжима-
ющие текст, могут давать неудовлетворительные результаты при сжа-
тии датчиковой информации. Алгоритмы, уступающие в эффективно-
сти при обработке входных стационарных данных, могут существен-
но улучшить показатели сжатия, если статистические характеристики
входных данных быстро изменяются в процессе проведения экспери-
мента. В настоящей работе представлены результаты исследований,
проведенных для разработки эффективного метода обратимого сжа-
тия потока телеметрической информации в формате IRIG-106 [9]. Это
открытый стандарт Telemetry Group, RCC, разработанный для приме-
нения в аэрокосмической промышленности и широко используемый
в системах регистрации телеметрической информации различного на-
значения. Информация в потоке передается кадрами с фиксированной
длиной и неизменной заранее определенной внутренней структурой.
В кадре могут передаваться показания нескольких источников инфор-
мации: оцифрованные показания аналоговых датчиков; показания ци-
фровых приборов. Каждый источник передается в отдельном канале
коммутатора системы регистрации телеметрической информации, те-
кущее значение канала — в телеметрическом слове кадра, расположен-
ном по заданному смешению от начала кадра. Все телеметрические
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2014. № 3 93
