CN109644200A - 在网络中分配数据的特征编码及解码装置及有该装置的网络元素 - Google Patents

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CN109644200A CN201780026982.3A CN201780026982A CN109644200A CN 109644200 A CN109644200 A CN 109644200A CN 201780026982 A CN201780026982 A CN 201780026982A CN 109644200 A CN109644200 A CN 109644200A
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Abstract

本发明涉及一种为了在网络中分配数据的特征编码装置(30)和用于将特征与元素列表(S)关联的装置，一种用于为了在网络中分配数据而使元素列表(S)与特征关联的特征解码装置(40)，以及一种设有特征编码装置或特征解码装置(40)的缓存关联装置(300)，一种组编码装置(400)，协调装置(500)或数据块特征分配装置(600、700)。

Description

在网络中分配数据的特征编码及解码装置及有该装置的网络 元素
技术领域
本发明涉及一种用于为了在网络中分配数据而将特征与元素列表关联的特征编码装置，其中，元素列表具有多个从元素集中选出的元素，每个元素都通过整数表示，并且其中，元素集具有预定总数的元素。此外，本发明涉及一种用于为了在网络中分配数据而将元素列表与特征关联的特征解码装置，其中，特征是整数，待获取的元素列表具有多个从元素集中选出的元素，其中，每个元素都通过整数表示，并且其中，元素集具有预定总数的元素。此外，本发明涉及一种缓存关联装置，一种组编码装置，一种协调装置以及一种数据系统装置，这些装置分别具有至少一个特征编码装置或特征解码装置。
背景技术
目前，主要通过所谓的点对点连接将大量数据分配给在以数据包交流的网络、特别是无线移动网络中的终端设备。为了该目的，终端设备中的每一个可通过该网络与存储数据的服务器建立连接。这例如可借助于TCP/IP连接实现，借助于TCP/IP连接，可从服务器处下载数据。通过这种连接进行的请求使得，必须完全传输相应被请求的数据。当多个终端设备请求相同的数据时，也是这种情况。在这种情况中，网络为每个终端设备重新加载数据，由此，所需的带宽增加。
为了对于大量数据为数据库存量数据(不同的终端设备常常从中请求相同的数据)的情况，减小用于这种数据传输的带宽，已知有各种各样的解决方案。即，例如可行的是，在网络很少被使用的时间中，预先将频繁被请求的数据库存量数据的元素传输到终端设备处。终端设备将这些元素(元素基本上为数据，数据块或数据碎片)存储在缓存存储器中。
现在，如果两个终端设备请求在另一终端设备中已经预存在缓存存储器中的元素，则服务器可将两个被请求的元素结合成具有单个元素长度的单个数据块，并且将该数据块作为广播同时发送给所有终端设备。紧接着，终端设备可借助于在其缓存存储器中已经存在的元素从被传输的数据块中重构出请求的数据。该方法也适合，将多于两个数据块共同编码，并且由此为了传输多个数据块，仅仅消耗相应于在例如唯一数据块中的带宽。
在文献US 2015/0207881 A1、US 2015/0207895 A1、US2015/0207896A1和US2012/0254459 A1中已知用于这种类型的方法的示例。此外，从文献DE 10 2014 102 898A1中已知一种用于分配大量数据的方法以及装置。
为了实现识别在终端设备的缓存存储器中存在的元素或数据块和/或识别在其缓存存储器中预存了确定元素的终端设备，将这些元素或终端设备分别归纳成集合或列表，并且使可唯一地识别的元素集或列表与特征相关联，借助于特征简化了待结合的元素的获取。为了由此带来的关联过程，或者需要大量计算功率用于进行所有可能的关联，或者需要大量存储空间用于存储预计算的关联。
发明内容
本发明的目的是，实现一种装置和方法，该装置和方法节省资源地进行以上描述的数据分配并且与在移动无线网络中的终端设备的特殊需求相匹配。
为了实现该目的，提出根据权利要求1所述的特征编码装置和根据权利要求2所述的特征解码装置。相对于已知的解决方案，这些装置具有的优点是，不必组合地获取并校验特征和元素列表的所有理论上可能的关联。此外，存储需求限制在很少的可紧凑存储的变量上。由此，不仅减小了构造和使用装置所需的计算功率而且降低了存储需求。
此外，该目的通过根据权利要求3所述的缓存关联装置实现，缓存关联装置具有特征解码装置，借助于特征解码装置可从组特征的数量、编码参数、组特征、数据块特征和数据文件特征中产生元素列表，在该元素列表中包含如下组特征，即，其终端设备应缓存可通过该数据块特征识别的数据块。有利地，缓存关联装置具有决策装置，该决策装置构造成用于在元素列表中查找组特征，其中，缓存关联装置构造成，如果该组特征包含在元素列表中，则产生缓存信号，并且其中，缓存关联装置构造成，如果该组特征未被包含在元素列表中，则产生不缓存信号。缓存信号例如可命令终端设备，将数据块接收到缓存存储器中，而不缓存信号可命令终端设备，不将数据块接收到缓存存储器中。例如，在其可用资源中受限的终端设备可借助于缓存关联装置简化地确定，该终端设备是否应缓存传输给它的数据块。
此外，该目的通过根据权利要求4所述的用于从等待中的请求的列表中获取可共同编码的请求的列表的组编码装置实现，其中，每个请求都具有至少一个组特征和数据块特征，其中，为了处理已选出的请求，组编码装置具有：特征解码装置，该特征解码装置用于获取如下组特征的列表，即，在该组特征对应的缓存存储器中预存了具有请求的特征的数据块；基数获取装置，基数获取装置用于获取所有组特征的列表和如下列表，即，所述列表通过从所有组特征的列表中删除一个组特征并且将选出的请求的组特征加入列表中得到；用于获取组特征的列表并且从列表中获取数据块特征的特征编码装置，其中，特征编码装置为由所述列表得出的每个列表分派一个特征，其中，特征编码装置根据权利要求1所述的构造；以及请求选择装置，该请求选择装置用于借助于将上述列表与等待中的请求的列表关联/结合获取列表，即，对于列表中的每个条目(i',c')，如此选择格式(i,f,c)的列表的最多一个条目以加入到列表中，使得i'＝i且c'＝c。由此，以节省资源的方式实现，特别是根据被请求的数据块获取可共同编码的数据块。
为了实现该目的，也提出根据权利要求5所述的用于在头部数据中转换关于共同编码的数据块的信息的通讯装置，其中，将组特征的列表、数据文件特征的列表以及系统参数作为关于数据块的信息发送给通讯装置，其中，通讯装置具有用于将组特征的列表转换成索引的特征编码装置和用于将索引与数据文件特征的列表一起转换成头部数据的头部数据产生装置。通过将组特征的列表转换成索引，减小了通过网络传输的数据量，并且由此改善了在网络中可能的可用数据份额。
为了实现该目的，根据权利要求6，也提出一种用于为数据块特征分派局部数据块特征的数据系统装置，数据系统装置具有：特征解码装置，该特征解码装置用于制定预存了由数据块特征表示的数据块的组的组特征列表；用于转换列表的映射装置；和用于从被转换的列表中获取局部数据块特征的特征编码装置。特征解码装置和/或特征编码装置特别是根据在此或之前描述的实施形式构造。
此外，该目的通过根据权利要求7所述的用于获取对应于局部数据块特征的数据块特征的数据系统装置实现，数据系统装置具有用于制定组特征列表的特征解码装置、用于转换列表的映射装置和用于从转换的列表中获取数据块特征的特征编码装置。特征解码装置和/或特征编码装置特别是根据在此或之前描述的实施形式构造。
此外，为了实现该目的，提出根据权利要求8和10所述的互补的方法。相对于已知的解决方案，这些方法具有的优点是，不必组合地获取并校验所有可能的对应关系。
此外，存储需求限制在很少的可紧凑存储的变量上。由此，不仅减小了进行方法所需的计算功率而且减小的存储需求。
有利地，根据权利要求9和11可规定，代替独立地计算二项式系数，使用预先计算的该二项式系数的查询表。由此，通过稍微增加存储需求，进一步减小了所需的计算功率。
此外，该目的通过根据权利要求12所述的网络实现，在其中，至少一个终端设备具有关联装置/对应装置，该关联装置构造成用于进行上述方法中的一种。
同样，该目的通过根据权利要求13所述的网络实现，在其中，至少一个服务器联接到网络上，服务器具有关联装置，关联装置构造成用于进行上述方法中的一种。
附图说明
以下根据附图详细解释本发明，附图仅仅示意性地示出本发明并且不应限制保护范围。具体地：
图1示出了根据本发明的第一实施形式的用于对于元素列表获取特征的方法的流程图；
图2示出了根据本发明的第一实施形式的用于对于特征获取元素列表的方法的流程图；
图3示出了用于给网络中的终端设备分配数据的网络的概要图；
图4示出了在网络中的终端设备及其存储装置的概要图；
图5示出了在另一网络中的终端设备及其存储装置的概要图；
图6示出了根据本发明的实施形式的缓存关联装置的示意结构；
图7示出了根据本发明的实施形式的组编码装置的示意结构；
图8示出了根据本发明的实施形式的协调装置的示意结构；
图9示出了根据编码的实施形式的数据系统装置的示意结构；以及
图10示出了与图9中的数据系统装置互补的数据系统装置的示意结构。
具体实施方式
在图3中示出的网络10例如设计成移动无线网络。该移动无线网络10具有基站12，基站12可借助于介质14、例如借助于电磁波与多个终端设备16a-16f通讯。数据提供装置(服务器)18联接在网络10上，数据提供装置提供由终端设备16a-16f调取的数据。
终端设备16a-16f可通过移动无线网络10，例如在使用IP协议的情况下从数据提供装置18中调取数据。该数据紧接着通过移动无线网络10传输到终端设备16a-16f处。介质14具有有限的带宽，由此，单位时间可传输的数据量是有限的。在无线介质14中，使用无线介质的终端设备16a-16f共享可用的带宽。由此，当终端设备16a-16f请求大量数据时，由终端设备16a-16f中的一个请求的数据的传输变得缓慢。
在实际存在的移动无线网络10中请求的数据量通常与时段相关。即，例如常常在夜晚请求特别是包括大的数据量的视频，从而移动无线网络10在该时间负荷特别高。相反地，在较早的早晨时间中，仅仅要求很少的数据，从而在移动无线网络10中在该时刻保留了大量未使用的容量。
出这一原因，力求的是，在移动无线网络10的负荷低的时候，预先传输频繁被请求的数据、如在线视频数据库的数据，从而当移动无线网络10负荷高时，不再需要重新传输。
然而，视频数据库通常具有大量数据，以致于由于在终端设备中的存储装置的大小有限，实际上不能实现在移动终端设备16a-16f上完全缓存。此外，此时在移动无线网络10中可用的带宽不适合用于定期地预先传输这种类型的数据量。
特别是在移动无线网络10中，介质14设计成，可将一个且相同的数据同时发送给所有终端设备16a-16f(广播，Broadcast)，其中，用于传输的带宽仅仅一次用于所有终端设备16a-16f，并且不需要重新单独用于所有终端设备16a-16f。
这些情况考虑使用所谓的索引编码(index coding)。这例如可如在图4中示出的那样在终端设备16a-16f中实现。终端设备16a-16f中的每一个具有存储装置20a-20f(也被称为缓存存储器)，在存储装置中可存储数据块22。数据块22中的每一个可为较大的数据、例如视频数据的一部分，或者本身是完整的数据。由此，数据块22中的每一个是在数据提供装置18中存储的元素的总集合中的元素。为了唯一地识别数据块22，为数据块22中的每一个或元素分配一个整数作为数据块特征c。
在终端设备16a的存储装置20a中，例如存储了具有数据块特征1、8、17、28的数据块22以及其它几个数据块。在终端设备16b的存储装置20b中，例如存储了具有数据块特征4、7、11、27的数据块22以及其它几个数据块。现在，如果终端设备16a请求具有数据块特征c＝4的数据块22并且同时终端设备16b请求具有数据块特征c＝1的数据块22，则可将这两个数据块22例如在数据提供装置18中以数学的方式相互组合，例如借助于异或运算(XOR)。可将由此得到的编码的数据块1+4与具有数据块特征c＝4的数据块22组合，使得从中得到具有数据块特征c＝1的数据块22。此外，可将数据块1+4与具有数据块特征c＝1的数据块22组合，使得从中获取具有数据块特征c＝4的数据块22。
通过广播的方案，数据块1+4仅仅需要占用介质14的带宽一次。尽管如此，不仅终端设备16a而且终端设备16b获取了请求的数据。因此，在这种情况中，所需的带宽减小了一半。
为了能应用这种方法，数据提供装置18必须获取的信息是，数据块22被存储在哪个终端设备16a-16f中，并且请求的哪种组合能概括成组合的数据块。为了能有效地传输并且处理这些信息，在索引编码中将列表编码成索引。例如，可为作为元素具有所有如下终端设备16a-16f的列表分配以特征形式的索引，即，这些终端设备16a-16f在其存储装置20a-20f中缓存了具有确定的数据块特征c的数据块22。由此，也可唯一地为该特征分派元素列表。由此，例如可将终端设备16a-16f归纳成组，分别为该组分配组特征i。列表或特征也可表示其它信息，例如哪个数据块22被存储在确定的终端设备16a-16f的存储装置20a-20f中。
例如，可通过根据如下以程序码描述的方法运算实现在元素列表(subset)和特征(index)之间的关联：
在这种用于使元素列表与特征关联的方法中，基本上尝试所有可能的关联，直至找到正确的关联。这需要高的计算功率。
此外备选地，可事先计算元素列表与特征的关联，并且随后作为预计算的关联存储。这需要很多存储空间。在适当的终端设备16a-16f和数据块22中，为存储这种预计算的关联已经可导致超过50GB的数据。如此大量的数据结构难以预存在移动终端设备16a-16f中。
在图1中示出的特征编码装置30构造成用于进行以下描述的、用于使特征与已知的元素列表关联的方法。将元素列表S发送给特征编码装置30。元素列表S包含多个元素，其中，每个元素都通过整数表示。这些元素从反映所有可能的元素、例如所有数据块22的元素集中得到。元素集具有预定总数N的元素。
从元素列表S出发，在第一准备步骤100中首先获取在元素列表S中包含的元素的数量。该数量通常称为基数。结果被存储在基数计数器k中。在第二准备步骤101中，在极限计数器b中存储数字0。在第三准备步骤102中，在缓存c中存储数字0。
可以任意的顺序进行准备步骤100-102。
在第一步骤103中，获取元素列表S的最小元素并且将其存储在元素缓存m中。在第二步骤104中，从元素列表S中删除在元素缓存m中存储的元素列表S的最小元素。
在第三步骤106中，将元素缓存m和极限计数器b的值相比较。如果值不相同，则继续进行以下描述的第八步骤108。
在第四步骤114中，将基数计数器k减小1。在紧接着的第五步骤116中，将基数计数器k的值与0相比较。如果基数计数器k的值等于0，则继续进行以下描述的最终步骤122。
在第六步骤118中，将极限计数器b增加1。
在第七步骤120中确定，极限计数器b是否等于元素的总数N。如果是等于的情况，则继续进行最终步骤122。如果不是等于的情况，则继续进行第一步骤103。
在第八步骤108中，如下计算二项式系数并且将其添加到缓存c中。
在第九步骤110中，将极限计数器b增加1。在第十步骤112中，将极限计数器b与总数N相比较。如果值相同，则继续进行最终步骤122。否则继续进行第三步骤106。
在最终步骤122中，输出缓存c的内容。
缓存c示出获取的特征，并且由特征编码装置30例如作为与元素列表S相对应的特征c输出。该特征例如可为全局的和/或局部的数据块特征c，其描述被包含在元素列表S中的终端设备16a-16f缓存的数据块22。
在图2中示出的特征解码装置40构造成用于进行以下描述的、用于使元素列表S与已知的特征关联的方法。将以整数形式的特征(例如数据块特征c)发送给特征解码装置40并且存储在特征缓存c中。待获取的元素列表S应具有预定的基数，该基数存储在基数计数器k中。此外，元素集(应从该元素集中选出元素列表S的元素)具有总数N预定的元素。
在第一准备步骤200中，将数字0存储在极限计数器b中并且在第二准备步骤201中在元素计数器中存储m。在第三准备步骤202中，首先将空的列表作为元素列表S存储。
可以任意顺序进行准备步骤200-202。
在第一步骤204中，计算二项式系数并且将其存储在缓存z中。
在第二步骤206中，将特征缓存c和缓存z的值相互比较。如果特征缓存c的值大于或等于缓存z的值，则继续进行以下描述的第六步骤214。
在第三步骤208中，将特征缓存c的值减小或减少缓存z的值。
在第四步骤210中，将极限计数器b增加1。
在第五步骤212中，将极限计数器b的值与总数N相比较。如果值相等，则继续进行第一步骤204，否则继续进行最终步骤220。
在最终步骤220中，特征解码装置40作为结果输出元素列表S。
在第六步骤214中，将元素计数器的值m添加到元素列表S中。
在第七步骤215中，将元素计数器m增加1。
在第八步骤216中，将基数计数器k减小1。
在第九步骤218中，将基数计数器k的值与0相比较，并且当等于0时，继续进行最终步骤220。否则继续进行第四步骤210。
在步骤122、220中，例如可通过发送给继续处理的装置或者通过存储在存储器中，输出结果。
两种方法100-122、200-220是互补的，因为其表示彼此的逆向。
方法100-122、200-220例如可借助于计算机、例如促使计算机实施方法100-122、200-220的程序代码实现。方法100-122、200-220不必在一个相同的装置中进行。例如，可在一个终端设备16a-16f的特征编码装置30中实施第一方法100-122，或者例如在数据提供装置18的特征解码装置40中实施第二方法200-220，或者相反。同样可设想的是，在网络10的不同装置中实施用于分配数据块22的不同方面的关联的方法100-122、200-220。
在此示出的网络10仅仅具有唯一的数据提供装置18以及六个终端设备16a-16f。方法100-122、200-220并且由此特征编码装置30和特征解码装置40不限于该数量。相反地可行的是，在网络10中预留任意数量的数据提供装置18以及任意数量的终端设备16a-16f。网络10形成数据分配系统。
在网络10中，每个用户或每个终端设备16a-16f可要求由数据提供装置18提供的数据的特定的部分(数据块)。数据提供装置18例如可具有数据库，该数据库具有很多大型数据文件，例如视频或音频数据库。数据文件中的每一个都被分成多个数据块(Chunks)22，分别为这些数据块分配数据块特征(chunk id)c。数据块22中的每一个可被每个终端设备16a-16f请求。每个终端设备16a-16f可在其缓存器20a-20f中局部地预存几个视频数据、音频数据或数字数据中的几个或所有数据块22。这意味着，这些数据块22例如在预定的时刻预先传输到终端设备16a-16f处，因为预测到其在稍后时刻会被需要。
为了选出由每个终端设备16a-16f在其缓存器20a-20f中预存的数据块22，例如数据提供装置18可具有选择装置，该选择装置从可用的数据块22的总集合中选择数据块22。例如，可借助于选择方法进行这种选择。
选择方法例如可具有如下方法步骤，即，在其中选出随机的数据块22。在另一步骤中，可将在传输时将该数据块22接收到缓存存储器20a-20f中的信息传输给终端设备16a-16f。重复该步骤，直至填满每个终端设备的缓存存储器20a-20f或者具有预定数量的数据块22。
如果借助于这种方法进行了选择，有利的是，在数据提供装置18中预存列表，在列表中存储，哪个终端设备16a-16f在其缓存存储器20a-20f中缓存了哪些数据块22。由此可避免，分别被预存的数据块22的列表在每次传输过程中必须重新被终端设备16a-16f请求。
另一选择方法(见图5)可在于，首先将结构与具有缓存存储器20a-20f的终端设备16a-16f相似或相同的、多个具有缓存存储器20a-20f的终端设备50-55归纳成组70-73，其中，为组70-73中的每一个分派一个组特征(user id)i。作为同一组70-73的成员的所有终端设备50-55在其缓存存储器60-65中具有相同的数据块22。由此，对于每个终端设备50-55来说，不再存储数据提供装置18的存储缓存器60-65的完整状态，而是仅仅存储相应的终端设备50-55与组70-73中的一个的关联。
待形成的组70-73的数量是数据分配系统的系统参数N。组特征也或者用户标识符i是整数，从而i∈{0,…,N-1}。这些组特征中的每一个都定义一个缓存状态，也就是说，确定量的待在缓存存储器60-65中预存的数据块22，其中，每个数据块22例如可通过数据标识符f∈{0,…,F-1}和/或数据块标志c∈{0,…,C-1}唯一地识别。
可选择的系统参数k∈{1,2,…}影响，在多少个组70-73中在缓存存储器60-65中预存了每个数据碎片22。
为了选择待在缓存存储器60-65中存储的数据块22，可设置缓存关联装置300，其例如在图6中示出。缓存关联装置300获取系统参数N和k，以及组特征i和数据块特征c作为输入参数。
缓存关联装置300具有特征解码装置302，特征解码装置构造成用于进行以上描述的、用于将元素列表与特征关联的方法200-220。特征编码装置302将输入参数N、k和c处理成如下组70-73的组特征的列表S，即，在组70-73中应预存具有数据块特征c的数据块22。
将列表S发送给决策装置304，决策装置检查，作为输入参数发送给缓存关联装置300的组特征i是否包含在列表S中。如果决策装置304确定，组特征i包含在列表S中，则决策装置产生输出信号306，输出信号306说明，具有数据块特征c的数据块22被具有组特征i的组的终端设备50-55存储，或者应被存储(缓存信号)。相反地，如果决策装置304确定，组特征i未被包含在列表S中，则决策装置产生信号，该信号说明相反的情况(不存储信号，不存储数据块22)。
缓存关联装置300可为数据提供装置18或终端设备50-55的一部分。在提供装置18中，缓存关联装置300例如用于确定，是否必须完全将确定的数据块22传输到确定的终端设备50-55处，或者是否已经预存在终端设备50-55中。在终端设备50-55中，缓存关联装置300例如可用于确定，接收的数据块22是否应被接受到缓存存储器60-65中。
借助于组编码装置400选出可根据终端设备50-55的请求共同地编码的数据块22，这在图7中示出。组编码装置400具有特征解码装置402，基数获取装置406、特征编码装置408以及请求选择装置410。
首先，通过数据提供装置18收集由终端设备50-55发送的不同请求。该请求例如包括请求中的终端设备50-55的组特征i以及被请求的数据块22的数据块特征c。
附加地，请求也可包括被请求的数据的数据文件特征f。请求例如可被存储在列表R中。请求中的一个被选出，并且借助于特征解码装置402从该请求的数据块特征c中制定具有组特征i的如下组70-73的列表S，即，在组70-73的对应缓存存储器60-65中预存了具有数据块特征c的数据块22。
将列表S发送给基数获取装置406。对于列表S中的每个条目i'，基数获取装置406获取变量集(i',S')的列表，其中，通过以下方式获取S'，即，从S中删除组特征i'，并且代替地，将所选出的请求的组特征i加入S。
借助于特征编码装置408，在由此获取的变量集中的每个中，通过由特征编码装置408获取的数据块特征c'代替列表S'，从而产生变量集(i',c')的列表，该列表再次被发送给请求选择装置410。
请求选择装置410随后为变量集(i',c')中的每一个最多选出请求R中的如下请求，即，该请求的组特征i＝i'并且其数据块特征c＝c'，并且将这些请求存储在列表R'中。如此选择的请求R'可被编码以共同传输。
在组编码装置400制定了可共同编码的数据块22的列表之后，将相应的数据块22一起编码成编码的数据块(未示出)。为了传输共同编码的数据块，例如为该数据块补充头部数据，该头部数据给出，在编码的数据块中共同编码了哪些数据块22。终端设备50-55需要这些信息从其缓存存储器60-65中选出如下数据块22，即，通过这些数据块将共同编码的数据块解码并且使得其中包含的数据可用。
为了该目的，设置协调装置或通讯装置500。简单的通讯装置500例如可为每个共同编码的数据块增加共同编码的数据块22的数据块特征c的列表。然而，特别是在编码的数据块(在其中，多个数据块22共同被编码)中，这种类型的列表可能非常大，从而除了可用数据必须附加地传输大量头部数据。
根据在缓存关联装置300中使用的特征解码装置302的性能，通讯装置500(例如在图8中示出)可减小待传输的头部数据的量。通讯装置500具有特征编码装置502，该特征编码装置构造成与特征编码装置30相同。
除了系统参数N，将如下组特征i的列表V发送给通讯装置500，即，在这些组特征的缓存存储器中预存了包含在共同编码的数据块中的数据块22。此外，将具有数据文件特征f的列表T发送给通讯装置500，该数据文件特征f表示其内容已经分别部分地用于共同编码的数据。列表V和T分别具有k+1的长度。特征编码装置502将列表V以及参数N和k+1处理成索引L。
索引L与列表T一起被发送给头部数据产生装置504，并且将由其产生的头部数据506例如添加给共同编码的数据块。终端设备可通过借助于特征解码装置进行相反的过程反推得到列表V并且由此确定被包含到共同编码的数据库中的数据块的数据块特征c。
在数据文件特征f的列表T中，用于数据文件特征f的例如确定的值可意味着，该数据文件没有将数据块22包含在共同编码的数据块中。这特别有利于识别哪些数据块22不可共同编码。
缓存存储器60-65包含如下数据块22，即，分别根据终端设备50-55与组70-73的相关性通过共同的数据库选出该数据块22。为了能根据系统宽度给定的数据块特征c识别存储在缓存存储器60-65中的数据块22，可与数据块22一起分别存储数据块特征c。
为了节省空间，也可将例如具有固定长度或部段参数G的数据块22线性地依次先后存储在缓存存储器60-65中。在线性的存储介质中，例如可借助于公式G*c从数据块特征c中获取存储位置。然而，由于在缓存存储器60-65中仅仅存储了数据块22的一部分，从这种关联中在缓存存储器60-65中之内得到大量不可用的存储区域。
因此，可为优选的是，为系统宽度的数据块特征c分配局部的数据块特征d，其允许数据块22紧凑地布置或存储在缓存存储器60-65中。为了该目的，例如终端设备50-55可具有数据块特征关联装置600，其获取系统参数N和k、以及组特征i作为输入参数。
数据块特征关联装置600具有特征解码装置602、映射装置604和特征编码装置606。
特征解码装置602使用用于将元素列表分派给特征的方法200-220，以便从参数N、k和c中产生如下组特征i的列表，即，在其中预存了具有数据块特征c的数据块22。
在第一实施形式中，映射装置604接收该列表并且执行如下步骤：从列表中删除特有的组特征i；如果所有组特征在值上大于特有的组特征i，将所有组特征减小1。由此产生的列表具有比由特征编码装置602产生的列表更少的元素。
由映射装置604产生的列表被发送给特征编码装置606，特征编码装置在考虑系统参数N-1和k-1的情况下产生局部的数据块特征d。
在第二实施形式中，映射装置604接收列表并且执行以下步骤：检查组特征0是否包含在列表中；检查特有/自有的组特征i是否包含在列表中；当组特征0包含在列表中时，删除组特征0并且加入特有的组特征i；当已经包含了特有的组特征i时，删除组特征i并且加入组特征0；当不仅包含了组特征0而且包含了组特征i时，或者既不包含组特征0也不包含组特征i时，保持不变。
如此获取的列表被发送给特征编码装置606，其在考虑系统参数N和k的情况下产生局部的数据块特征，例如通过使用方法步骤100-122。
数据块特征关联装置600的第二实施形式允许，也为未被分配组特征i的数据块22分配局部数据块特征d。通过该方法，被分配了组特征i的数据块22的局部数据块特征d总是小于未被分配组特征i的数据块22的局部数据块特征d。由此实现，不存储与组特征i相关的数据块22(但是，与组特征i相关的数据块22此外在缓存存储器60-65起始部紧凑地被存储)。
在数据块特征关联装置600的第三实施形式中，映射装置604接收列表并且执行以下步骤：检查特有的组特征i是否包含在列表中；当特有的组特征i未被包含时，将所有在列表中包含的组特征增加1，只要这些组特征在值上小于特有的组特征i；如果特有的组特征i被包含，删除组特征i，将所有在列表中包含的组特征增加1，只要这些组特征在值上小于特有的组特征i，并且增加组特征0。
将如此获取的列表发送给特征编码装置606，特征编码装置在考虑系统参数N和k的情况下产生局部数据块特征d，例如通过使用方法步骤100-122。
数据块特征关联装置600的第三实施形式与第二实施形式相同地引起，被分配给组特征i的数据块22在缓存存储器60-65起始部紧凑地被存储。此外，随后的数据块22按其数据块特征c的顺序被存储。由此，在存取不属于组特征i的数据块22(尽管如此还是被预存了)时改善了局部性/区域性。
每个终端设备16a-16f、50-55可借助于接收的符号码(共同编码的数据块)和在缓存存储器20a-20f、60-65中预存的数据块22将被分配给组i的数据解码。在此，在缓存存储器20a-20f、60-65中预存的数据块22相应于现有符号码的子集。借助于数据系统装置600进行读写存取。
为了从局部的数据块特征d中获取对应的系统宽度的数据块特征c，可设置另一数据块特征关联装置700，其例如在图10中示出。数据块特征关联装置700具有特征解码装置702、映射装置704和特征编码装置706。该结构基本上相应于数据块特征关联装置600。仅仅映射装置704以与映射装置604相反的操作进行列表转换。
在此描述的方法100-122、200-218以及在此描述的网络10给出了有效地实现索引编码，其计算强度不高且节省存储空间。由此，方法100-122、200-218以及网络10特别好地适合用于与无线移动网络相结合。
附图标记列表
10 无线移动网络
12 基站
14 介质
16a-16f 终端设备
18 数据提供装置
20a-20f 存储装置/缓存存储器
22 数据元素/元素/数据块
30 特征编码装置
40 特征解码装置
50-55 终端设备
60-65 存储装置/缓存存储器
70-73 组
100-122 方法步骤
200-220 方法步骤
300 缓存关联装置(缓存布置模块)
302 特征解码装置
304 决策装置
400 组编码装置(组编码模块)
402 特征编码装置
406 基数获取装置
408 特征解码装置
410 请求选择装置
500 协调装置(协调模块)
502 特征解码装置
504 头部数据产生装置
506 头部数据
600、700 数据块特征关联装置/数据系统装置(数据系统模块)
602、702 特征解码装置
604、704 映射装置
606、706 特征编码装置
b 极限计数器
c 数据块特征(系统宽度)、特征编码装置和特征解码装置的缓存
d 数据块特征(局部)
f 数据文件特征
G 系统参数/数据块的长度
i 用户特征、组特征(user id)
N 系统参数/组或组特征的数量
k 系统参数/基数
L 索引
R 等待中的请求的列表
R' 已选择的请求的列表
S 特征列表/元素列表
z 缓存

Claims (13)

1.一种用于为了在网络中分配数据而将特征与元素列表(S)关联的特征编码装置(30)，其中，所述元素列表(S)具有多个从元素集中选出的元素，其中，每个元素都通过整数表示，所述元素集具有预定总数(N)的元素，其中，所述特征编码装置构造成用于执行以下步骤：
a)清点(100)所述元素列表(S)的元素数量(基数)并且将所述数量存储在基数计数器(k)中；
b)在极限计数器(b)中存储(101)数字0；
c)在缓存(c)中存储(102)数字0；
d)将所述元素列表(S)的最小的元素存储(103)在元素缓存(m)中；
e)从所述元素列表(S)中删除(104)所述最小的元素；
f)将所述元素缓存(m)和所述极限计数器(b)的值相比较(106)，并且当所述值相等时，进行步骤g)，否则进行步骤k)；
g)将所述基数计数器(k)减小(114)1；
h)将所述基数计数器(k)的值和0相比较(116)，并且当所述基数计数器(k)等于0时，进行步骤n)，否则进行步骤i)；
i)将所述极限计数器(b)增加(118)1；
j)确定(120)所述极限计数器(b)是否等于所述元素的总数(N)，如果是，进行步骤n)，否则进行步骤d)；
k)计算(108)二项式系数并且将结果增加到所述缓存(c)中；
l)将所述极限计数器(b)增加(110)1；
m)将所述极限计数器(b)与所述元素的总数(N)相比较(112)，并且如果所述值相同，进行步骤n)，否则进行步骤f)；
n)将所述缓存(c)的内容作为特征输出(122)。
2.一种用于为了在网络中分配数据而将元素列表(S)与特征关联的特征解码装置(40)，其中，所述特征是整数并且被存储在特征缓存(c)中，其中，所述元素列表(S)具有多个从元素集中选出的元素，每个元素都通过整数表示，其中，所述元素集具有预定总数(N)的元素，其中，待获取的元素列表的基数被存储在基数计数器(k)中，其中，所述特征解码装置构造成用于执行以下步骤：
a)在极限计数器(b)中存储(200)数字0；
b)在元素计数器(m)中存储(201)数字0；
c)存储(202)空的列表作为元素列表(S)；
d)计算(204)二项式系数并且将计算出的二项式系数存储在缓存(z)中；
e)将所述特征缓存(c)的值和所述缓存(z)的值相比较(206)，并且如果所述特征缓存(c)的值大于或等于所述缓存(z)的值，进行步骤j)，否则进行步骤f)；
f)将所述特征缓存(c)的值减小(208)所述缓存(z)的值；
g)将所述极限计数器(b)增加(210)1；
h)将所述极限计数器(b)的值与所述总数(N)相比较(212)，并且如果所述值相同，进行步骤i)，否则进行步骤d)；
i)作为结果输出(220)所述元素列表(S)；
j)将所述元素计数器(m)的值增加(214)到所述元素列表(S)中；
k)将所述元素计数器(m)增加(215)1；
l)将所述基数计数器(k)减小(216)1；
m)将所述基数计数器(k)的值与0相比较(218)，并且当等于的情况时，进行步骤i)，否则进行步骤g)。
3.一种用于将待缓存的、分别是数据库中的数据文件的一部分的数据块分配给网络(10)中的终端设备(16a-16f、50-55)的缓存关联装置(300)，其中，将组特征的数量(N)、系统参数(k)、组特征(i)、数据块特征(c)和数据文件特征(f)作为输入数据发送给所述缓存关联装置，其中，所述缓存关联装置具有根据权利要求2所述的特征解码装置(302)，借助于所述特征解码装置，由所述数量(N)、相应于基数计数器的系统参数(k)和数据块特征(c)能产生元素列表(S)，在所述元素列表中包含如下组特征(i)，这些组特征对应的终端设备(16a-16f,50-55)应缓存能通过数据块特征(c)标识的数据块(22)，其中，所述缓存关联装置(300)具有决策装置(304)，所述决策装置构造成用于在所述元素列表(S)中查找所述组特征(i)，其中，所述缓存关联装置(300)构造成，如果所述组特征(i)包含在所述元素列表(S)中，则产生缓存信号，以及其中，所述缓存关联装置构造成，如果所述组特征(i)未被包含在所述元素列表(S)中，则产生不缓存信号。
4.一种用于从等待中的请求的列表(R)中获取能共同编码的请求的列表(R')的组编码装置(400)，其中，每个请求都至少具有组特征(i)和数据块特征(c)，其中，为了处理已选出的请求(c、i)，所述组编码装置具有：
特征解码装置(402)，所述特征解码装置用于获取如下组特征(i)的列表(S)，即，在这些组特征对应的缓存存储器(60-65)中预存了具有请求的特征(c)的数据块(22)；
基数获取装置(406)，所述基数获取装置用于获取所有组特征(i')的列表(412)和如下的列表(S')，即，所述列表(S')通过从所述列表(S)中删除一个组特征(i')并且将选出的请求的组特征(i)加入所述列表(S)中得到；
用于获取组特征(i')的列表(414)并且从列表(412)中获取数据块特征(c')的特征编码装置(408)，其中，所述特征编码装置(408)为由所述列表(412)得出的每个列表(S')分派一个特征(c')，其中，所述特征编码装置(408)相应于根据权利要求1所述的特征编码装置进行分配；以及
请求选择装置，所述请求选择装置用于借助于所述列表(414)与等待中的请求的列表(R)的关联获取列表(R')，即，对于所述列表(414)中的每个条目(i',c')，如此选择格式(i,f,c)的列表(R)的最多一个条目以加入到列表(R')中，使得i'＝i且c'＝c。
5.一种用于转换头部数据(506)中关于共同编码的数据块信息的通讯装置(500)，其中，将组特征(i)的列表(V)、数据文件特征(f)的列表(T)以及系统参数(N)作为关于数据块的信息发送给所述通讯装置，其中，所述通讯装置(500)具有根据权利要求1所述的用于将组特征(i)的列表(V)转换成索引(L)的特征编码装置(502)和用于将索引(L)与数据文件特征(f)的列表(T)一起转换成头部数据(506)的头部数据产生装置(504)。
6.一种用于为数据块特征(c)分派局部数据块特征(d)的数据系统装置(600)，所述数据系统装置具有：根据权利要求2所述的特征解码装置(602)，所述特征解码装置用于制定预存了由数据块特征(c)表示的数据块(22)的组(i)的组特征(i)的列表；用于转换所述列表的映射装置(604)；和根据权利要求1所述的用于从被转换的列表中获取局部数据块特征的特征编码装置(606)。
7.一种用于获取对应于局部数据块特征(d)的数据块特征(c)的数据系统装置(700)，所述数据系统装置具有根据权利要求2所述的用于制定组特征(i)的列表的特征解码装置(702)、用于转换列表的映射装置(704)和根据权利要求1所述的用于从转换的列表中获取所述数据块特征(c)的特征编码装置(706)。
8.一种用于为了在网络中分配数据而将特征与元素列表(S)关联的方法，其中，所述元素列表(S)具有多个从元素集中选出的元素，其中，每个元素都通过整数表示，所述元素集具有预定总数(N)的元素，其特征在于以下步骤：
a)清点(100)所述元素列表(S)的元素数量(基数)并且将所述数量存储在基数计数器(k)中；
b)在极限计数器(b)中存储(101)数字0；
c)在缓存(i)中存储(102)数字0；
d)将所述元素列表(S)的最小的元素存储(103)在元素缓存(m)中；
e)从所述元素列表(S)中删除(104)所述最小的元素；
f)将所述元素缓存(m)的值和所述极限计数器(b)的值相比较(106)，并且当所述值相同时，进行步骤g)，否则进行步骤k)；
g)将所述基数计数器(k)减小(114)1；
h)将所述基数计数器(k)的值和0相比较(116)，并且当所述基数计数器(k)等于0时，进行步骤n)，否则进行步骤i)；
i)将所述极限计数器(b)增加(118)1；
j)确定(120)所述极限计数器(b)是否等于所述元素的总数(N)，如果是等于，进行步骤n)，否则进行步骤d)；
k)计算(108)二项式系数并且将结果累加到所述缓存(i)中；
l)将所述极限计数器(b)增加(110)1；
m)将所述极限计数器(b)与所述元素的总数(N)相比较(112)，并且如果所述值相同，进行步骤n)，否则进行步骤f)；
n)将所述缓存(i)的内容作为特征输出(122)。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，以下步骤中的至少一个：
o)计算对应表，与所述元素总数(N)和所述元素列表的基数(k)相关地，所述对应表具有预计算的用于在步骤k)中使用的二项式系数；和/或
p)在步骤k)中，根据所述对应表获取所述二项式系数，而不是计算二项式系数。
10.一种用于为了在网络中分配数据而将元素列表(S)与特征关联的方法，其中，所述特征是整数并且被存储在特征缓存(i)中，所述元素列表(S)具有多个从元素集中选出的元素，其中，每个元素都通过整数表示，所述元素集具有预定总数(N)的元素，其中，待获取的元素列表的基数被存储在基数计数器(k)中，其特征在于以下步骤：
a)在极限计数器(b)中存储(200)数字0；
b)在元素计数器(m)中存储(201)数字0；
c)存储(202)空的列表作为元素列表(S)；
d)计算(204)二项式系数并且将计算出的二项式系数存储在缓存(d)中；
e)将所述特征缓存(i)的值和所述缓存(d)的值相比较(206)，并且如果所述特征缓存(i)的值大于或等于所述缓存(z)的值，进行步骤j)，否则进行步骤f)；
f)将所述特征缓存(i)的值减小(208)所述缓存(z)的值；
g)将所述极限计数器(b)增加(210)1；
h)将所述极限计数器(b)的值与所述总数(N)相比较(212)，并且如果所述值相同，进行步骤i)，否则进行步骤d)；
i)作为结果输出(220)所述元素列表(S)；
j)将所述元素计数器(m)的值增加(214)到所述元素列表(S)中；
k)将所述元素计数器(m)增加(215)1；
l)将所述基数计数器(k)减小(216)1；
m)将所述基数计数器(k)的值与0相比较(218)，并且当等于的情况时，进行步骤i)，否则进行步骤g)。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，以下步骤中的至少一个：
n)计算对应表，与所述元素总数(N)和所述元素列表的基数(k)相关地，所述对应表具有预计算的用于在步骤d)中使用的二项式系数；和/或
p)在步骤d)中，根据所述对应表获取所述二项式系数，而不是计算二项式系数。
12.一种用于将数据分配给网络中的终端设备(16a-16f)的网络(10)，其中，在所述终端设备(16a-16f)的缓存存储器(20a-20f)中能缓存所述数据的元素(22)，其中，可借助于整数标识所述元素(22)中的每一个，其特征在于，至少一个终端设备(16a-16f)具有关联装置，所述关联装置构造成用于实施根据权利要求8至11中任一项所述的方法。
13.一种用于将数据分配给网络中的终端设备(16a-16f)的网络(10)，其中，在所述终端设备(16a-16f)的缓存存储器(20a-20f)中能缓存所述数据的元素(22)，其中，可借助于整数标识所述元素(22)中的每一个，其特征在于，服务器(18)联接到所述网络上，所述服务器具有关联装置，所述关联装置构造成用于实施根据权利要求8至11中任一项所述的方法。
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