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《数据压缩技术在海洋资料浮标通信系统中的应用-论文.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、山东科学第28卷第2期2015年4月出版SHANDONGSCIENCEVo1.28No.2Apr2015DOI:l0.3976/j.issn.1002—4026.2015.02.001【海洋科技与装备】数据压缩技术在海洋资料浮标通信系统中的应用王文彦,李文庆,王晓燕,王波(山东省海洋环境监测技术重点实验室,山东省科学院海洋仪器仪表研究所,山东青岛266001)摘要:为减少海洋资料浮标通信系统数据传输的时间和费用,本文针对传输数据类型,采用位拼接、LZw和改进的LZw算法结合的方法对数据进行实时无损压缩
2、。该压缩技术平均压缩率在40%以下,降低了浮标通信所需时间。实际应用证明,该技术提高了数据压缩效率,缩减了通信成本,保证了系统的可靠性。关键词:数据压缩技术;海洋资料浮标;位拼接;Lzw算法;改进的LZW算法中图分类号:P715.2文献标识码:A文章编号:1002-4026(2015)02-0001-05ApplicationofdatacompressioninthecommunicationssystemofanoceandatabuoyWANGWen—yan,LIWen—qing,WANGXia
3、o—yan,WANGBo(ShandongProvincialKeyLaboratoryofOceanEnvironmentalMonitoringTechnology,nstituteofOceanographicInstrumentatl0n,ShandongAcademyofSciences,Qingdao266001,China)Abstract:WeproposearealtimeIosslessdatacompressiontechnologyforbitsplicing.LzWandim
4、provedLZWcombinedapproachtoreducetransmissiontimeandcostofthecommunicationssystemofanoceandatabuoy.Itsaveragecompressionratioislessthan40%,whichcanreducecommunicationtime.Practicalapplicationshowsthatthistechnologyimprovesdatacompressionratio,reducescom
5、municationcostandguaranteessystemreliability.Keywords:datacompression;oceandatabuoy;bitsplicing;LZW;improvedLZW海洋资料浮标能够连续实时地监测海洋环境参数,自动传输、处理和分析数据,远程动态监控海洋环境。浮标系统目前可监测从岸边到深海、从空中到水面以及从水面到海底的各个空间位置的动力要素、生态要素和地质参数。其通信信息主要分以下几类:(1)浮标位置信息;(2)气象水文数据,例如:风速、风向、气
6、温、湿度、气压、雨量、能见度等气象要素和波浪、海流、盐度、海水温度等海洋要素等;(3)操纵指挥信息,例如遇突发情况或者需要对单个浮标发送命令。这些通信数据种类多,数据量大。目前我国海洋资料浮标系统的通信方式多种多样,包括海事卫星、GPRS/CDMA、北斗卫星以及VHF等。北斗卫星通信有后发的优势,在稳定性、用户容量、寻址方式和性价比等方面都优于其他的通信方式¨J。但是北斗通信的单次通信数据量有收稿日期:2014—12-04基金项目:国家自然科学基金(41401435,61201097);山东省自然科学
7、基金(ZR2013DI/)09,ZR2012DL14)作者简介:王文彦(1983一),女,硕士,研究实习员,研究方向为海洋环境监测。Email:wwy.tutu@163.com2山东科学限,每次最多98个字节],而且它的通信时间间隔大,连续两次通信至少需要1rain的时间间隔。因此需要对数据通讯内容严格限制,并尽可能地压缩,以减小数据发送量,这样才能够节省数据传输的时间和数据传输所需费用,使得海洋资料浮标的实时性和稳定性更好。‘目前国内用于数据通信的压缩算法一般为Hufman算法、LZ78算法和LZw
8、算法等,都能对数据进行无损压缩]。但是受缓存容量、计算复杂度和计算速度等因素的限制,串表的长度受到一定限制,这些压缩算法都有其自身固有的缺陷和不足。本文针对海洋资料浮标传输数据类型的特点,采用位拼接、LZW和改进的LZW算法结合的方法对数据进行实时无损压缩,以提高海洋测量数据传输的实时性和数据处理的准确性。l数据压缩技术数据压缩技术就是减少用于存储和传输的信息量,用最小的位数表示信源发出的信号,减少必须分配给指定数据采集的信号空间的数值。数据压缩可分为无
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