Compression for an effective
management of telemetry data
Jean-Paul Arcangeli, Maxime Crochemore, Jean-Noel Hourcastagnou et Jean-Éric Pin
Résumé : Une base de données
technologique (T.D.B.) enregistre toutes les valeurs des paramètres
physiques à bord d'un satellite depuis son lancement. L'ensemble de
ces données est très grand (environ 15 gigabits pour le
satellite TDF1) et un système efficace doit permettre à
l'utilisateur un accès rapide à n'importe quelle
donnée. Cet article présente une nouvelle solution pour la
gestion des T.D.B. La principale particularité de notre nouvelle
approche est l'utilisation de méthodes de compression sans perte de
donnée. On fournit plusieurs algorithmes de compression de
données, paramétrables, basés sur différentes
méthodes de codage: substitution, différence relative,
algorithme "run-length". Chacun de ces algorithmes est dédié
à un type spécifique de variation des valeurs des
paramètres. Pour chaque paramètre, nous faisons une analyse
de stabilité pendant la période de décommutation et
ensuite la meilleure méthodes est choisie et utilisée. Nous
avons développé un prototype destiné à traiter
les données de différents satellites. Ses performances
dépassent très largement les spécifications
exigées et montrent l'efficacité de la compression de
données en temps et espace. Par exemple, la taille de la base de
données pour TDF1 a été ramenée à 1,05
gigabits (soit un taux de compression de 1/13) et le temps d'accès
pour une requête typique a été réduit de 975
secondes à 14 secondes.
Abstract : A Technological DataBase (T.D.B.) records all the values
taken by the physical on-board parameters of a satellite since launch time.
The amount of temporal data is very large (about 15 Gbytes for the
satellite TDF1) and an efficient system must allow users to have a fast
access to any value. This paper presents a new solution for T.D.B.
management. The main feature of our new approach is the use of lossless
data compression methods. Several parametrizable data compression
algorithms based on substitution, relative difference and run-length
encoding are available. Each of them is dedicated to a specific type of
variation of the parameters' values. For each parameter, an analysis of
stability is performed at the decommutation time, and then the best method
is chosen and run. A prototype intended to process different sorts of
satellites has been developed. Its performances are well beyond the
requirements and prove that data compression is both time and space
efficient. For instance, the amount of data for TDF1 has been reduced to
1.05 Gbytes (compression ratio is 1/13) and access time for a typical query
has been reduced from 975 seconds to 14 seconds.