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第1章 绪论1

1.1 研究背景1

1.2 无损压缩技术的发展及应用概述3

1.2.1 数据压缩技术的发展现状3

1.2.2 无损压缩算法简介10

1.2.3 压缩算法空间、时间性能的测试17

1.2.4 数据压缩技术在航天测试中的应用19

1.2.5 遥测数据压缩面临的问题及本研究主题的意义21

1.3 本书研究内容及主要贡献24

1.4 本章小结25

第2章 遥测速变数据样本特性研究26

2.1 遥测数据内容和结构26

2.1.1 遥测参数类型和特点26

2.1.2 遥测数据的帧结构27

2.1.3 编前压缩和编后压缩28

2.2 一维速变数据的特性分析29

2.2.1 信号特性分析29

2.2.2 统计特性分析33

2.3 数据样本的数学抽象35

2.3.1 正态分布伪随机序列的产生35

2.3.2 均匀噪声模型36

2.3.3 信源的样本有序度38

2.3.4 不同特征测试信源的用途41

2.4 本章小结42

第3章 无损压缩算法空间性能评估方法44

3.1 算法评估前的准备44

3.1.1 算法评估的影响因素44

3.1.2 硬件平台的影响分析45

3.1.3 备选熵编码算法的选取46

3.2 压缩算法临界效率评估方法48

3.2.1 一维速变数据分组压缩时幅度与压缩去除率的关系48

3.2.2 均匀噪声信息熵与压缩去除率的关系50

3.2.3 均匀噪声压缩效果的一致性51

3.2.4 UH-CR曲线和UH-CR区的概念及生成算法52

3.2.5 各种压缩算法的UH-CR曲线54

3.2.6 压缩算法的临界空间性能对比分析57

3.3 压缩算法针对速变数据的临界效率评估方法58

3.3.1 平稳高斯信源对压缩去除率的影响因素58

3.3.2 CH-CR曲线61

3.3.3 压缩算法的CH-CR曲线62

3.3.4 多种编码算法针对高斯噪声的压缩性能比较65

3.4 样本有序度对压缩去除率的影响65

3.5 CR曲线的研究意义68

3.5.1 CR曲线与常规样本测试法的关系68

3.5.2 空间压缩性能的综合评估72

3.5.3 CR曲线在遥测信号压缩电路设计中的应用76

3.5.4 本研究的意义77

3.6 本章小结78

第4章 无损压缩算法时间性能评估80

4.1 影响压缩器时间效率的因素80

4.1.1 时间效率评估的困难80

4.1.2 时间性能的考核指标81

4.1.3 时间效率影响因素分析82

4.2 压缩算法时间性能评估83

4.2.1 执行时间的测试方法83

4.2.2 码空间对算法执行时间的影响84

4.2.3 码分布对算法执行时间的影响88

4.2.4 样本有序度对算法执行时间的影响89

4.2.5 测试结果与算法机理的关系92

4.2.6 压缩算法时间性能综合评估93

4.3 通用时间、空间效率模型及综合性能评估方法93

4.4 基于DsP平台的部分算法压缩时间测试97

4.4.1 算法移植97

4.4.2 基于DSP平台的压缩时间比较98

4.5 本章小结100

第5章 遥测速变数据无损压缩性能综合优化102

5.1 遥测数据传输信道的故障模式102

5.1.1 遥测信道组成102

5.1.2 数据传输故障模式103

5.1.3 针对遥测信道故障模式的综合性能优化方案104

5.2 预编码技术对压缩性能的进一步优化104

5.2.1 预编码的影响机理104

5.2.2 预编码方案设计106

5.2.3 预编码对压缩算法性能的改进108

5.3 数据压缩后受信道传输故障模式的影响和控制措施112

5.3.1 信道传输误码和误码扩散112

5.3.2 误码扩散的自抑制和强制抑制113

5.3.3 数据分组校验与纠错114

5.3.4 信号失锁控制115

5.4 数据分组对压缩性能的影响与优化116

5.4.1 数据分组的重要性116

5.4.2 数据分组对压缩效率的影响117

5.5 动态码率接口设计技术117

5.5.1 遥测系统与数据压缩器接口模式间的矛盾117

5.5.2 动态码率与确定码率接口间的流量平衡技术119

5.5.3 一阶差分预编码对压缩去除率的平衡优化120

5.6 最终算法确定122

5.7 本章小结123

第6章 遥测噪声数据无损压缩器的设计与实现124

6.1 压缩器的设计与实现124

6.1.1 基本指标和要求124

6.1.2 原理设计124

6.1.3 算法流程设计125

6.1.4 压缩器的实现128

6.2 测试结果129

6.2.1 单元测试设备和单元测试系统构成129

6.2.2 单元测试情况130

6.2.3 系统测试方式133

6.3 本章小结134

结论135

附录1：Jeff Gilchrist所做的声音（WAV）压缩测试结果137

附录2：LRice编码算法实现代码149

参考文献155