CN109981220B - 基于39进制压缩算法的半双工通讯数据传输及确认方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于39进制压缩算法的半双工通讯数据传输及确认方法，该方法包括系统服务器将压缩数据进行组轮发，终端接收下发数据，收到数据后进行消息提醒，并对提醒信息进行回复。本发明在半双工通信系统中，通过在数据下发前进行数据压缩，并设定新的消息提醒机制和数据回复机制，提升了通信信道资源的利用率，系统和终端能在同时传输语音和数据功能的基础上，有效的保障了数据下发、确认的成功率。

Description

基于39进制压缩算法的半双工通讯数据传输及确认方法

技术领域

本发明属于通信领域，具体涉及一种基于39进制压缩算法的半双工通讯数据传输及确认方法。

背景技术

传统半双工通讯标准中，明确定义基站或中转台的两个时隙独立使用，可以同时中转或传送两路不同的业务，相比传统的基站或中转台可以节省一半的资源和设备。但是在现有实现中，如果当前通信信道的一个时隙在一次通信中使用，其相邻的另一个时隙基本不会再传输其他语音和数据业务。在进行语音呼叫的时候，无法传输大量数据信息；在传输大量数据的同时，又会影响语音通信。

在半双工通讯模式下，如果要实现大批量的数据传输，会极大的占用信道资源，造成通讯道路阻塞；在此应用需求的基础上，想要进一步的实现各个终端对数据信息的确认工作，就算有信道资源，还得面临大量终端回复信息引起通讯道路阻塞、空口碰撞，所造成回复失败的问题；以及回复失败后，终端与控制中心所带来信息不同步的问题。基于以上问题，想做好半双工通讯的语音和数据流畅交互几乎成了天方夜谭。

因此，由于上述缺点的制约，导致不能最大限度发挥半双工通讯在业务应用上的作用，并阻碍了半双工通讯在语音和数据业务融合交互应用上的发展。

发明内容

本发明的发明目的是：为了解决现有技术中存在的以上问题，本发明提出了一种基于39进制压缩算法的半双工通讯数据传输及确认方法。

本发明的技术方案是：一种基于39进制压缩算法的半双工通讯数据传输及确认方法，包括以下步骤：

S1、通信系统在双时隙上同时进行语音和数据传输，系统服务器对需要下发的数据按照发送时间进行排序，并利用39进制压缩算法进行数据压缩，将压缩后的数据进行组轮发；

S2、系统服务器核对下发数据中对应的ID信息，对下发数据进行存储或丢弃处理；

S3、终端将存储信息的时间与系统时间进行对比，对满足设定提醒条件的信息进行提醒；

S4、终端在回复窗口时间内随机时间对提醒信息进行回复。

进一步地，还包括以下步骤：

S5、系统服务器在收到终端信息回复后对信息进行标记，将标记信息添加到下发数据中进行下一轮下发；

S6、终端收到添加标记信息的信息后，将本地已存储地回复标记与收到的标记信息进行对比，根据对比结果返回步骤S4或不处理该信息。

进一步地，所述步骤S6中，终端将本地回复标记与收到的标记信息进行对比，根据对比结果返回步骤S4或不处理该信息，具体为

针对同一条信息，终端本地已做回复标记，新下发的信息携带有回复标记，则对该信息不再做回复；针对同一条信息，终端本地已做回复标记，新下发的信息没有携带回复标记，则返回步骤S4。

进一步地，所述步骤S1中，利用39进制压缩算法进行数据压缩，具体包括以下分步骤：

S101、将原始字符串拆分为若干子字符串；

S102、将每个子字符串中的字符映射为一个39进制整数，并将映射后的数据拼接为39进制数字序列；

S103、根据39进制数字序列长度，选择存储空间分别对各个子字符串对应的39进制数字序列进行存储。

进一步地，所述步骤S1中，将压缩后的数据进行组轮发，具体为：

服务器将发送时间与服务器时间进行对比，对发送时间在服务器时间设定范围内的数据采用队列形式按照组发方式轮发至组内所有终端，下发的数据中包括接收终端的ID信息。

进一步地，所述步骤S2终端核对下发数据中对应的ID信息，对下发数据进行存储或丢弃处理，具体为：

终端根据下发数据中的ID信息判断是否包含该终端对应的信息；若包含，则将信息进行解压后存储；若不包含，则丢弃该信息。

进一步地，所述步骤S3终端将存储信息的时间与系统时间进行对比，对满足设定提醒条件的信息进行提醒，具体包括以下分步骤：

S301、终端定期对信息的存储时间进行扫描；

S302、终端将信息的存储时间与系统时间进行对比，对满足设定提醒条件的信息进行提醒；

S303、提醒完成后，终端对该消息进行标记，在后续扫描过程中不再扫描该消息。

进一步地，所述步骤S4在终端回复窗口时间内随机时间对提醒信息进行回复，具体包括以下分步骤：

S401、当需要进行消息回复时，终端判断数据下发信道是否处在空闲状态；

S402、终端启动回复时间窗口，在时间窗口内，采用随机时间进行回复，并在终端本地进行标记。

本发明的有益效果是：本发明在半双工通信系统中，服务器通过在数据下发前进行数据压缩，并设定新的消息提醒机制和数据回复机制，提升了通信信道资源的利用率，系统和终端能在同时传输语音和数据功能的基础上，有效的保障了数据下发、确认的成功率。

附图说明

图1是本发明的基于39进制压缩算法的半双工通讯数据传输及确认方法流程示意图；

图2是本发明实施例中采用半双工通信的DMR系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明的基于39进制压缩算法的半双工通讯数据传输及确认方法，包括以下步骤：

S1、通信系统在双时隙上同时进行语音和数据传输，系统服务器对需要下发的数据按照发送时间进行排序，并利用39进制压缩算法进行数据压缩，将压缩后的数据进行组轮发；

S2、终端核对下发数据中对应的ID信息，对下发数据进行存储或丢弃处理；

S3、终端将存储信息的时间与系统时间进行对比，对满足设定提醒条件的信息进行提醒；

S4、终端在回复窗口时间内随机时间对提醒信息进行回复。

本发明针对现有半双工系统无法充分利用通信信道资源，不能实现语音和数据同时传输且互不干扰，基于双时隙上同时进行语音和数据传输的基础上，开发一种由中继带终端信息进行组轮发，终端进行确认的数据发送机制。在数据传输过程中采用39进制数据压缩，提高数据信道利用率。新的消息提醒机制，采用非即时提醒方式。终端对数据做存储，记录消息所携带的时间，根据实际时间按一定规则提前提醒，可代替人工提醒作用，解放劳动力。最后，在数据回复机制上开发规定回复窗口时间内随机时间回复及回复确认判断的机制，降低空口碰撞，提高回复成功率。经过上述一系列的创新，有效的保障了在半双工语音通信的同时，数据消息的下发、提醒、回复可靠性，极大的解放了劳动力。

下面本发明以采用半双工通信的DMR系统为例，对本发明的半双工通讯数据传输及确认方法作进一步详细说明。

如图2所示，上述DMR系统包含系统控制中心，中继，终端。其中，系统控制中心负责控制消息下发；中继负责建立语音通信，数据下发及回复通路；终端负责接收消息过滤、消息提醒功能并和系统控制中心共同完成消息回复功能。

在上述步骤S1中，本发明在DMR系统双时隙上同时进行语音和数据传输，采用由中继带终端信息进行组轮发，终端进行确认的数据发送机制。终端和中继在1时隙上进行符合DMR标准的常规语音业务，在2时隙上进行数据下发及回复业务，两者业务互不干扰。

系统控制中心对需要下发的数据按照消息时间进行排序，对符合时间判断准则的消息进行队列下发，超过实际时间的信息则丢弃。2分钟循环一次该过程。

本发明在数据下发前，利用39进制压缩算法进行数据压缩，不仅仅限于39进制，可扩展至任一进制，使下发的数据信息量尽可能小，提高数据信道利用率，具体包括以下分步骤：

S101、将原始字符串拆分为若干子字符串；

S102、将每个子字符串中的字符映射为一个39进制整数，并将映射后的数据拼接为39进制数字序列；

S103、根据39进制数字序列长度，选择存储空间分别对各个子字符串对应的39进制数字序列进行存储。

本发明首先将可能出现每个字符映射成一个39进制整数，大写字母、数字、加号和减号总共有26+10+1+1＝38个。考虑到压缩算法的实现，再加一个数字表示对空格的映射，这样，总共就有39个数字。

空格字符映射成0，A-Z分别映射成1-26，0-9分别映射成27-36，加号映射成37，减号映射成38。很明显，一个不超过39的十进制数字如果以二进制进行存储，最多不会超过6bit，6bit就可以保存一个字符信息。把映射后的数据拼接在一起，完成初步数据压缩。

但仅仅通过上述初步数据压缩仍然有很大浪费，比如空格字符经过映射后为000000(B)，使用0(B)即可表示，不需要固定占用6bit。本发明为充分利用每个比特位的存储能力，在此基础上再度进行压缩，具体为

假设原始字符串为：

OrgStr＝S_n-1S_n-2...S₀

映射后的39进制数字序列为：

OrgDigits＝D_n-1D_n-2...D₀

则压缩后的39进制数为：

Encode＝D_n-1*39^n-1+D_n-2*39^n-2+...+D₀*39⁰

若n较大，Encode具有很高的计算复杂度，因此本发明采用以空间换时间的方式进行优化，降低计算复杂度。将OrgStr拆分成若干子字符串，拆分后的每子字符串均采用上述方式进行压缩，压缩后的字节数单独存储。本发明将OrgDigits映射个数设定为6个，经过计算，使用32bit数据可存储Encode值，计算量能够达到最优。如果OrgStr所需映射个数不够6的倍数，则在高位用空格进行扩展至6的整数倍，扩展后的字符串为：

OrgStrExpanded＝B_m-1B_m-2...B₀S_n-1S_n-2...S₀

将OrgStrExpanded从左到右拆分成映射个数均为6个的n个子字符串，分别记作SubOrgExpanded(1)、SubOrgExpanded(2)、...、SubOrgExpanded(n)。

再将这n个子字符串分别采用上面的方法进行压缩，压缩后的长度分别记作Len(1)、Len(2)、...、Len(n)，其取值只可能是1到n，根据n的大小，再用n个m bit存储每个子字符串的长度，完成压缩。由于存储了子字符串长度信息，拆分压缩较非拆分压缩信息长度会长一些，但OrgStr的内容却压缩到了更小的空间，获得了更大的信息压缩比，并且计算上带来更多便利。

下面本发明以某高铁列车编号为例，对本发明的39进制压缩算法作进一步详细说明。

原始字符串为：OrgStr＝CR400AF-A-2076；

根据编码映射规则，可得：OrgDigits＝(3)(18)(31)(27)(27)(1)(6)(38)(1)(38)(29)(27)(34)(33)

计算得到Encode＝1681577467399152957771，16进制表示为175629CC16A0A53D，只需要8个字节就可以存储。这样，可以将一个映射个数为14个的字符串存储在8个字节中。

如果OrgStr长度不够18，则在高位用空格进行扩展，扩展后的字符串为OrgStrExpanded。

将OrgStrExpanded从左到右拆分成长度均为6的3个子串，分别记作SubOrgExpanded1、SubOrgExpanded2、SubOrgExpanded3。

再将这3个子串分别采用上面的方法进行压缩，压缩后的长度分别记作Len1、Len2、Len3，其取值只可能是1到3，因此每个子串的长度可以用2个比特来存储，即1存储为0，2存储为1，3存储为2，这样四个子串长度用1个字节存储即可，而OrgStr在存储时也需要至少需要5个比特来存储长度，所以压缩后长度存储只多占了最多3个比特，但是OrgStr的内容却压缩到了更小的空间。

本发明将压缩后的数据由服务器进行组轮发，具体为：服务器将发送时间与服务器时间进行对比，对发送时间在服务器时间设定范围内的数据采用队列形式按照组发方式轮发至组内所有终端，下发的数据中包含接收终端的ID信息。上述服务器时间设定范围可以设定为2小时内，数据发送后整组成员都能收到信息，由终端判断是否接收该信息。

在上述步骤S2中，本发明核对下发数据中对应的ID信息，对下发数据进行存储或丢弃处理，具体为：终端根据下发数据中的ID信息判断是否包含该终端对应需要的信息；若包含，则将信息进行解压后存储；若不包含，则丢弃该信息。

终端根据信息中所携带的ID信息来判断，该消息是否为本终端所需要。若需要则进行解压后存储；若不需要，则丢弃。

在上述步骤S3中，本发明设计了新的终端消息提醒机制，即采用非即时提醒方式对终端接收到的信息进行提醒，具体为终端接收信息后，先对数据做存储，记录消息所携带的时间，根据实际时间按一定规则提醒，可代替人工提醒作用，解放劳动力。

本发明将终端存储信息的时间与系统时间进行对比，对满足设定提醒条件的信息进行提醒，具体包括以下分步骤：

S301、终端定期对信息的存储时间进行扫描；

S302、终端将信息的存储时间与系统时间进行对比，对满足设定提醒条件的信息进行提醒；

S303、提醒完成后，对该消息进行标记，在后续扫描过程中不再扫描该消息。

终端根据所存储信息的时间和实际时间不断进行对比，若满足提醒条件，则在终端界面上进行提醒。

在上述步骤S4中，本发明在数据回复机制上设定回复窗口时间内随机时间回复及回复确认判断的机制，降低空口碰撞，提高回复成功率。

本发明在回复窗口时间内随机时间对提醒信息进行回复，具体包括以下分步骤：

S401、当终端需要进行消息回复时，判断数据下发信道是否处在空闲状态；

S402、终端启动回复时间窗口，在时间窗口内，采用随机时间进行回复，并在终端本地进行标记。

若用户看到提醒的消息，对消息进行回复，则按照1.5s随机时间内进行回复，最大限度的防止空口碰撞，且对该信息本地做回复标记。

此外，本发明还包括以下步骤：

S5、服务器收到信息回复后对信息进行标记，将标记信息添加到下发数据中进行下一轮下发；

S6、终端收到添加标记信息的信息后，将本地回复标记与收到的标记信息进行对比，根据对比结果返回步骤S4或不处理该信息。

在上述步骤S6中，本发明将终端本地回复标记与收到的标记信息进行对比，根据对比结果返回步骤S4或不处理该信息，具体为：

针对同一条信息，终端本地已做回复标记，新下发的信息携带有回复标记，则对该信息不再做回复；针对同一条信息，终端本地已做回复标记，新下发的信息没有携带回复标记，则返回步骤S4。

本发明根据系统终端数量与单次回复所占时间确定数据回复窗口时间，从单次回复角度降低空口碰撞，提高回复成功率；另外，对同一条消息多次下发，终端对该消息进行核验，确保回复消息成功。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于39进制压缩算法的半双工通讯数据传输及确认方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通信系统在双时隙上同时进行语音和数据传输，系统服务器对需要下发的数据按照发送时间进行排序，并利用39进制压缩算法进行数据压缩，将压缩后的数据进行组轮发；

S2、系统服务器核对下发数据中对应的ID信息，对下发数据进行存储或丢弃处理；

S3、终端将存储信息的时间与系统时间进行对比，对满足设定提醒条件的信息进行提醒；

S4、终端在回复窗口时间内随机时间对提醒信息进行回复；

还包括以下步骤：

S5、系统服务器在收到终端信息回复后对信息进行标记，将标记信息添加到下发数据中进行下一轮下发；

S6、终端收到添加标记信息的信息后，将本地已存储的回复标记与收到的标记信息进行对比，根据对比结果返回步骤S4或不处理该信息；

所述步骤S6中，终端将本地回复标记与收到的标记信息进行对比，根据对比结果返回步骤S4或不处理该信息，具体为

针对同一条信息，终端本地已做回复标记，新下发的信息携带有回复标记，则对该信息不再做回复；针对同一条信息，终端本地已做回复标记，新下发的信息没有携带回复标记，则返回步骤S4。

2.如权利要求1所述的基于39进制压缩算法的半双工通讯数据传输及确认方法，其特征在于，所述步骤S1中，利用39进制压缩算法进行数据压缩，具体包括以下分步骤：

S101、将原始字符串拆分为若干子字符串；

S102、将每个子字符串中的字符映射为一个39进制整数，并将映射后的数据拼接为39进制数字序列；

S103、根据39进制数字序列长度，选择存储空间分别对各个子字符串对应的39进制数字序列进行存储。

3.如权利要求2所述的基于39进制压缩算法的半双工通讯数据传输及确认方法，其特征在于，所述步骤S1中，将压缩后的数据进行组轮发，具体为

服务器将信息发送时间与服务器时间进行对比，对发送时间在服务器时间设定范围内的数据采用队列形式按照组发方式轮发至组内所有终端，下发的数据中包含所有需要接收信息的终端的ID。

4.如权利要求3所述的基于39进制压缩算法的半双工通讯数据传输及确认方法，其特征在于，所述步骤S2核对下发数据中对应的ID信息，对下发数据进行存储或丢弃处理，具体为

终端根据下发数据中的ID信息判断是否包含为该终端对应的ID；若包含，则将信息进行解压后存储；若不包含，则丢弃该信息。

5.如权利要求4所述的基于39进制压缩算法的半双工通讯数据传输及确认方法，其特征在于，所述步骤S3终端将存储信息的时间与系统时间进行对比，对满足设定提醒条件的信息进行提醒，具体包括以下分步骤：

S301、终端定期对信息的存储时间进行扫描；

S302、终端将信息的存储时间与系统时间进行对比，对满足设定提醒条件的信息进行提醒；

S303、提醒完成后，终端对该信息进行标记，在后续扫描过程中不再扫描该信息。

6.如权利要求5所述的基于39进制压缩算法的半双工通讯数据传输及确认方法，其特征在于，所述步骤S4在回复窗口时间内随机时间对提醒信息进行回复，具体包括以下分步骤：

S401、当终端需要进行信息回复时，判断数据下发信道是否处在空闲状态；

S402、终端启动回复时间窗口，在时间窗口内，采用随机时间进行回复，并在终端本地进行标记。

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