CN102611531B - 一种单向数据传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种单向数据传输方法，所述传输方法包括如下步骤：(1).启动接收端，使所述接收端处于接收状态；(2).启动发送端，对待发送的数据进行CRC校验；(3).所述发送端向所述接收端持续发送数据；(4).所述接收端对接收的数据进行校验并存储；其中，传输的数据是报文块；所述报文块包括报文和附加在报文前部的报文头。本发明提供的数据无线单向传输方法，在数据的发送接收过程中不需要反馈和校验信息，单次发送完成过程中也不需要重新发送，因此传输效率高于传统的双向传输。

Description

一种单向数据传输方法

技术领域

本发明属于数据无线传输领域，具体涉及一种单向数据传输方法。

背景技术

目前，随着社会信息网络的快速发展，作为以移动电话、掌上电脑、数字随身听等为代表的日益普及的高性能携带信息终端，以无线局网、无线电话、IrDA红外线通信和蓝牙无线通信等为代表的无线通信手段，越来越引起人们的关注。由于数据通信高速化的发展，大大增加了对可用无线电频率带宽的需求。当多个用户同时使用这些通信频道和设备时，由于接续设备的处理能力以及无线电频宽的限制，往往会大大降低用户的实际通信速度，甚至发生无法接通的问题。尤其在用户密集的公共场所或者产生突发事件的时候，上述问题会常常发生。这些问题可以通过增加无线电频带带宽或提高接续设备的数量，或提高对数据通讯处理方式和能力加以改善，却往往又会产生相互干扰，并受无线电频带资源的限制。今后，随着无线电局网和无线电话手机的普及，特别是向移动携带信息终端用户快速地提供大容量数据的需求，可用的无线电频率资源必将受到越来越大的压力。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明提供了一种单向数据传输方法，在数据的发送接收过程中不需要反馈和校验信息，单次发送完成过程中也不需要重新发送，因此传输效率高于传统的双向传输。

为实现上述目的，本发明提供一种单向数据传输方法，在发送端和接收端之间进行单向数据传输，其改进之处在于，所述传输方法包括如下步骤：

(1).启动接收端，使所述接收端处于接收状态；

(2).启动发送端，对待发送的数据进行编码运算并生成校验；

(3).所述发送端向所述接收端持续发送数据；

(4).所述接收端对接收的数据进行校验；

其中，传输的数据是报文块；所述报文块是指对待传输文件进行分割后成为符合实际传输介质和传输协议支持的大小的文件块；每个所述报文块的大小为2KB，包括报文和附加在报文前部的报文头，以及编码信息。

本发明提供的优选技术方案中，在所述步骤2中，

(2-1).所述发送端对待发送文件提取文件属性并生成报文头信息；

(2-2).所述发送端将报文头信息附加到每个报文块；

(2-3).所述发送端对附加了报文头信息的报文块进行一次校验；

(2-4).对校验后的报文信息进行编码运算，该运算结果生成报文信息重构参数；

(2-5).将相应的报文重构参数信息附加到各相应的报文块；

(2-6).对编码后的报文信息进行二次校验。

本发明提供的第二优选技术方案中，所述报文头包括：进程模块名、文件名、文件大小、报文块总数和包含该报文头的报文块在文件中的位置。

本发明提供的第三优选技术方案中，在所述步骤2-4中，对所述报文块进行编码运算生成重构参数的步骤如下：

(2-4-1).确定报文块的总位数St；

(2-4-2).判断报文块的起始位是0还是1，如果是0则记录为S0，否则记录为S1；

(2-4-3).计算报文块的二进制分段数Sj；

(2-4-4).计算报文块中0和1的个数，并分别记入相应的参数Sa0和Sa1中；

(2-4-5).分别计算报文块中连续的0和连续的1的个数；

(2-4-6).将以上各步骤形成的参数存储在报文头中；

其中，x为连续的0或连续的1的个数，i为1至x的自然数。

本发明提供的第四优选技术方案中，在所述步骤2-4-1中，所述总位数St为2048。

本发明提供的第五优选技术方案中，在所述步骤2-4-3中，单独的0、单独的1、连续的0和连续的1分别计为1个分段。

本发明提供的第六优选技术方案中，在所述步骤2-4-5中，将x个连续的0或者连续的1分别记录为xSs0和xSs1，x为自然数；连续的0的计算结果为ΣiSs0，连续的1的计算结果为ΣiSs1，其中，i为1至x的自然数。

本发明提供的第七优选技术方案中，在所述步骤4中，所述接收端，对接收到的报文块进行二次校验，如果校验结果正确，则所述接收端直接取出报文块的报文并进行存储；

否则所述接收端对报文块中的报文头进行一次校验，如果校验结果正确，则忽略报文块中错误的报文头并保存报文，否则从报文头中读取二次校验信息，进行反向编码重构，修复错误的报文块。

本发明提供的第八优选技术方案中，所述接收端对错误报文数据进行的反向编码重构包括如下步骤：

(a).确定报文块在文件中的位置；

(b).确定接收报文的总位数Rt，判断其与所述参数St是否相等，如果不等，则令Rt＝St；

(c).判断接收到的报文块的起始位R0/R1是否与参数S0/S1相等，若不相等，则令

S0/S1分别代替R0/R1；

(d).对报文块的总位数进行分段，得出二进制分段数Rj，并与参数Sj进行比较，如果不同，则令Rj＝Sj，并进行数据重构；

(e).检查构成的报文数据块，与接收到的报文头二次校验信息进行比对，确认重构数据与发送数据是否一致，若不一致，则按发送的报文块的结构再次进行数据重构，否则将重构数据进行一次校验，如果此时的校验结果正确，则说明数据的错误完全被修复，否则进入步骤f；

(f).采用手工纠错方式对报文块数据进行修复。

本发明提供的第九优选技术方案中，在所述步骤f中，

(f-1).手动记录错误报文块的编码；

(f-2).发射端采用按指定报文块发送的方式，重新发送错误的报文块。

本发明提供的第十优选技术方案中，所述一次校验和二次校验的方式为CRC校验方式。

本发明提供的较优选技术方案中，所述一次校验和二次校验的方式为海明码校验方式。

本发明提供的第二较优选技术方案中，所述数据单向传输包括：红外数据传输和单向光纤传输。

与现有技术比，本发明提供的一种单向数据传输方法，采用单向通信前向纠错机制，保证了接收端可以不需要向发送端提出任何查询，也就是不需要握手协议，也不需要反馈，就可以正确地将接收到的任何报文正确的识别，并放置于正确的位置。而且，本方法采用了标准的CRC校验，加上一种具有前向纠错能力的新编码预读机制来确保接收错误被识别，并且可以被最大限度地恢复。

附图说明

图1为现有技术中双向数据传输的流程图。

图2为一种单向数据传输方法的总体流程简图。

图3为发射端发射数据的流程图。

图4为接收端接收数据的流程图。

具体实施方式

如图2至4所示，1)本技术方案的第一个基本假设是要求对于用户而言，首先启动接收端，使接收端处于接收状态，再启动发送端，这是一个基本假设，或者说是本方案建议的一种做法。

2)当然，用户也可以不用按照1)所述的基本假设操作，而先启动发送端或者说可能不知道发送端何时启动，再启动或随机启动接收端，这样做的结果是会导致接收端从文件发送的中段开始接收，而不是从头开始接收。(这种情况首先造成的一个问题是，为了接收这个已经开始传送的文件，不得不需要进行第2次发送-发送未被接收到的部分)，本方案提供的技术可以允许用户从中间部分开始接收，而且能够保证接收端能识别从中间开始接收的报文(数据块)是属于什么文件，以及属于什么文件中的什么位置。参见下文。

3)本方案支持传输单个文件和文件夹，而不管这个文件夹是单层文件夹，还是多层文件夹、或嵌套文件夹(本方案所称的单层文件夹是指只有一级目录，该目录下只有文件；多层文件夹是指一个目录下有子目录，子目录下才是文件，或还有子目录；嵌套文件夹是指一个目录下既有文件，还有下级目录。下同)。

4)对于文件夹，本技术方案的处理方式是：将文件夹压缩为一个目录，并给予一个特殊的标志(以区别于单个文件和单个压缩文件)，这个标志是可以任意设置的，用于在内部识别中区分一个压缩包是单个文件，还是目录文件。这个标志的方法是将压缩目录在内部的文件类型标识设置为1个字母或数字或其组合。基于本方案所提供产品采用了其中一种(以字母“D”作为内部识别的文件类型，当然文件在Windows文件系统下显示仍然是压缩文件的后缀，如*.ZIP，或*.RAR，本实例采用*.ZIP)，这样接收端在自己的文件系统内可识别出文件类型为“D”的目录文件(文件夹文件)，接收完成后将自动解压缩为原目录文件夹。本处所述的文件夹压缩文件使用“D”作为标识仅是可以使用的诸多标识中的一种。--但是其他诸多方式不包含使用3个字母或3个字母与数字的混合，或者4个字母、数字的混合，例如采用“MP3”作为标识则会导致系统不能正确识别，使用“XLSX”也会导致类似问题。

5)上述方案提供了在单向传输前将文件和文件夹的简化统一为一类对象，但又保证了系统在传输前和传输后能正确识别该对象。在上述3)和4)的基础上，本技术方案的后续方法就可以将文件和文件夹压缩文件按同一类对象进行处理。

6)本技术方案首先涉及或提供了一种文件属性编码技术，该技术方案首先生成一个进程文件，取标识为“proc_x”(该标识仅是本方案所提供产品采用的众多可能方法中的一个实例，实际上可用任何类似的标志)，其中前缀“proc”为代表该文件是一个进程文件，后缀“_x”为文件个数标识，表示其是当前第几个进程文件，当正发送或准备发送的文件只有1个时，该后缀为“_0”，当有多个正在发送或进入发送流程待处理的文件时，则对应的该后缀就分别为“_1”，“_2”，“_3”，“_n”。每多一个正发送或进入发送流程的文件，就相应增加一个进程文件。

7)进程文件的编码和内容定义规划，进程文件主要包含如下信息：进程文件编号，所代表的真实文件名，该文件的大小，该文件所包含的报文个数(即该文件被分割成多少块发送)。

8)关于文件分割，这是一个通用方法，类似于各种通信传输对文件的分割方式，一个大文件(相对于传输系统一个时钟周期能传输的容量而言，大多数文件都是大文件)，会根据传输带宽、缓冲区的大小等被分割成若干个相同的文件块，通称为报文。本方案的这个技术特征同于通用技术。

9)本技术方案在上述8)的基础上，提供了一种报文块的组成编码方法，这一方法是区别于现有双向传输系统(或单向传输系统)的显著特征。本发明公布的这一方法，是在实际分割的报文块(即文件正式内容)的基础上，附加了一个具有特殊格式，或称为特殊内容的报文头，该报文头包含当前进程文件(本文件对应的进程文件)的核心信息：进程文件名、正式文件名，正式文件大小，正式文件分割后包含的报文数量，本报文所属的位置(在整个数量中的位置)，这一方法保证了接收端可以不需要向发送端提出任何查询，也就是不需要握手协议，也不需要反馈，就可以正确地将接收到的任何报文正确的识别，并放置于正确的位置。

10)本发明公开了一种误码识别的方法，这一方法是本技术方案区别于其他文件传输系统的一个显著特征。对于接收到一个报文是否是完整的问题，以及纠正这个错误的报文，在双向传输的系统中是一个简单的问题，通信系统只需要采用CRC校验机制，就可以比较好的解决这个问题：当发生CRC校验错误(接收错误)时，接收端会发送一个请求，要求发送端重发这个错误报文。对于本发明的单向系统来说，则不可能通过这种传统的方式进行确认是否是发生接收错误，特别是不能通过传统的双向机制来纠正这个错误。

11)基于前述10)，传统的CRC校验在本系统中发挥的作用是有限的，在传统的通信系统中，CRC校验的任务是判断出否发生接收错误，而对接收错误的处理则依赖于将发生错误的报文编码或类似信息直接反馈给发送端，由发送端重新发送。

12)在本发明中，采用了标准的CRC校验，加上一种具有前向纠错能力的新编码预读机制来确保接收错误被识别，并且可以被最大限度地恢复。这是本发明区别于现有技术方案的显著特征，并且这一技术特征是所有单向通信系统都可以采用的一种单向通信前向纠错机制。

13)上述12)所述的单向通信前向纠错机制工作模式如下：该方法的算法包含于前述第8)报述的报文块中。具体过程如下：发送端在对文件进行分块，并采用了确定的CRC校验算法后(本发明所提供的优选案例采用的是CRC32校验算法)，生成前述8)所述的报文头，在将整个报文块内容确认后，数据提交给传输层之前，会进行如下计算：根据报文块的特征，进行一次过滤算法，该算法的目的在于提取如下数据：一是计算确定该报文块中所包含的总位数St，即参数St(在本方法的优选实例中，报文数据块的大小是2KB，St的实际取值是2的11次方，St＝2048，本算法实际适用于任何通信中分块发送文件的校正算法)；

二是记录第1个值是0或是1，记录为S0或S1。

三是计算0和1的间隔数量Sj，该数量表明了报文数据共由多少个连续的段组成(单独的0，单独的1，以及连续的0，连续的1分别计1个段)。

四是计算0和1的个数，即参数Sa0，Sa1。

五是计算其中连续0和连续1的个数：单独的0或单独的1记为1Ss0，1Ss1；连续2个0或2个1记为2Ss0，2Ss1；连续3个0或3个1记为3Ss0，3Ss1；以此类推，直至x个连续0或连续1别记为xSs0，xSs1。该计算结果表示为Σi(i＝1～x)Ss0，Σi(i＝1～x)Ss1(即i为1至x的常数)。六是统计各个连续数的总数量，该组参数分别是xΣi(i＝1～x)Ss0，xΣi(i＝1～x)Ss1，(x为1至最大值为2048的任意数字即个数，i为计算式3所得的各个特征数)。

14)本发明技术方案提供的传输过程控制方法采用2层CRC校验机制：第1层，是在传输层，利用接收头和发射头自身包含的CRC校验，该校验用于检测接收块是否正常。第2层在数据层，采用通用传输机制中通用的报文分块CRC校验，该校验用于检测收到的报文数据块(正式数据)是否正常。传统的传输机制通常都只采用一种CRC校验，通常是收、发器件上的硬件CRC校验。本技术方案采用双重校验也是其典型特征之一。

15)在接收端，当接收数据正常(即接收头进行的第1层CRC校验正常)时，数据将直接保存报文而不做任何处理。

当发生第1层CRC校验错误时，接收系统将首先从报文块中，取出报文头和报文数据，通过对报文数据(原始文件的正式数据)进行CRC校验(第2层校验)，从而判断是报文头出错，还是报文数据收错。如果报文数据正确(第2层CRC校验通过)，则可以判断是报文头错误，因为用户实际需要接收的是报文数据而不是报文头，因而在此情况下，则忽略报文头错误，仍直接保存报文数据。如果是报文数据错误，则从报文头中读取编码数据中关于数据的编码信息，与比对接收数据进行比对，并进行数据重构，从而可以恢复报文数据中发生的错误。(比对和数据重构流程如下：

第1步：确定本块报文所在的整个文件块中的位置，这是由分割文件的块参数和位置参数确定；

第2步：按照重构算法确定本报文的总位数Rt，将Rt与St对比(注S是发送端标志，R是接收端标志，以下公式同)，判断是否是接收总位数出错；并用St代替Rt。

第3步：判断起始位，是R0还是R1，并与S0或S1进行比较，如果不同，则用S0或S1代替R0或R1。

第4步：对总位数进行分段，得出Rj，并与Sj进行比较，如果不同，则用Sj代替Rj，进行数据重构。

第5步：检查新构成的数据块，与接收到的St，S0或S1、Sj进行比对，确认是否正确。

第6步：若不正确，则按接收到的发送端数据S系列数据再次进行重构，若正确，则将重构数据再次进行第1层CRC校验，如果校验正确，则说明完全恢复数据，如果校验不正确，则说明重构数据出错(接收的S系列参数错误)，也就是报文头部分和报文数据部分都可能发生了错误，此时，则采用此方法不能修复数据，系统将错误显性地提交给用户界面，需要采用本发明提供的另一种手工纠错方式进行数据恢复下。如下X)。

需要声明的是，本发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理启发下，可作各种修改、等同替换、或改进。但这些变更或修改均在申请待批的保护范围内。

Claims (5)

1.一种单向数据传输方法，在发送端和接收端之间进行单向数据传输，其特征在于，所述传输方法包括如下步骤：

(1).启动接收端，使所述接收端处于接收状态；

(2).启动发送端，对待发送的数据进行编码运算并生成校验；在所述步骤(2)中，

(2-1).所述发送端对待发送文件提取文件属性并生成报文头信息；

(2-2).所述发送端将报文头信息附加到每个报文块；

(2-3).所述发送端对附加了报文头信息的报文块进行校验；

所述报文头包括：进程模块名、文件名、文件大小、报文块总数和包含该报文头的报文块在文件中的位置；

(2-4).对校验后的报文信息进行编码运算，该运算结果生成报文信息重构参数；

在所述步骤2-4中，对所述报文块进行编码运算生成重构参数的步骤如下：

(2-4-1).确定报文块的总位数St；所述总位数St为2048；

(2-4-2).判断报文块的起始位是0还是1，如果是0则记录为S0，否则记录为S1；

(2-4-3).计算报文块的二进制分段数Sj；Sj为所述报文块中0和1的间隔数量，该数量表明了报文数据共由多少个连续的段组成，单独的0，单独的1，以及连续的0，连续的1分别计1个段；

(2-4-4).计算报文块中0和1的个数，并分别记入相应的参数Sa0和Sa1中；

(2-4-5).分别计算报文块中连续的0和连续的1的个数：

将单独的0或单独的1分别记为1Ss0，1Ss1；连续2个0或2个1分别记为2Ss0，2Ss1；以此类推，x个连续的0或连续的1分别记为xSs0和xSs1；其计算结果表示为∑i(i＝1～x)Ss0和∑i(i＝1～x)Ss1；其中，x为1至最大值为2048的任意数字，i为1至x的常数；

(2-5).将相应的报文重构参数信息附加到各相应的报文块；

(2-6).对编码后的报文信息进行校验；

(3).所述发送端向所述接收端持续发送数据；

(4).所述接收端对接收的数据进行校验；

在所述步骤(4)中，所述接收端，对接收到的报文块进行校验，如果校验结果正确，则所述接收端直接取出报文块的报文并进行存储；否则所述接收端对报文块中的报文数据进行校验，如果校验结果正确，则忽略报文块中错误的报文头并保存报文，否则从报文头中读取校验信息，进行反向编码重构，修复错误的报文块；

其中，传输的数据是报文块；所述报文块是指对待传输文件进行分割后成为符合实际传输介质和传输协议支持的大小的文件块；每个所述报文块的大小为2KB，包括报文和附加在报文前部的报文头，以及编码信息；

所述反向编码重构的具体过程如下：

第1步：确定本块报文所在的整个文件块中的位置，这是由分割文件的块参数和位置参数确定；

第2步：按照重构算法确定本报文的总位数Rt，将Rt与St对比，S是发送端标志，R是接收端标志，判断是否是接收总位数出错；并用St代替Rt；

第3步：判断起始位，是R0还是R1，并与S0或S1进行比较，如果不同，则用S0或S1代替R0或R1；

第4步：对总位数进行分段，得出二进制分段数Rj，并与Sj进行比较，如果不同，则用Sj代替Rj，进行数据重构；

第5步：检查新构成的数据块，与接收到的St，S0或S1、Sj进行比对，确认是否正确；

第6步：若不正确，则按接收到的发送端数据再次进行重构，若正确，则将重构数据再次进行传输层CRC校验，如果校验正确，则说明完全恢复数据，如果校验不正确，进入第7步，说明重构数据出错，即报文头部分和报文数据部分都可能发生了错误；

第7步：采用手动纠错方式对报文块数据进行修复。

2.根据权利要求1所述的传输方法，其特征在于，在所述第7步中，

(7-1).手动记录错误报文块的编码；

(7-2).发射端采用按指定报文块发送的方式，重新发送错误的报文块。

3.根据权利要求1所述的传输方法，其特征在于，校验的方式为CRC校验方式。

4.根据权利要求1所述的传输方法，其特征在于，校验的方式为海明码校验方式。

5.根据权利要求1所述的传输方法，其特征在于，所述单向数据传输包括：红外数据传输和单向光纤传输。