CN112261065A - 一种卫星通信压缩传输及计算解压缩的方法、装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卫星通信压缩传输及计算解压缩的方法、装置，由原文通过公式计算得到一个数据量较小绝对值，并通过范围值标识所述原文大小、运算次数、区域范围；所述绝对值和所述范围值由发送端设备通过卫星进行通信传输；超算中心或接收端设备接收并从所述范围值中随机选取数据进行计算，计算结果同接收到的所述绝对值进行比较，包括：比对一致，该数据为所述原文内容；比对不一致，继续从所述范围值所示范围内选取数据进行比对，直至比对成功。在现有卫星通信传输能力基础上，节约卫星的通信资源，提升卫星通信能力。

Description

一种卫星通信压缩传输及计算解压缩的方法、装置

技术领域

本发明涉及通信，尤其涉及卫星通信。

背景技术

现有的卫星通信，通信资源相对宝贵，适合传输重要信息。或者，在无信号的偏远地区进行通信。除了定位，北斗导航的短报文功能，用于传递信息。但是，如果卫星通过少量的信息传输实现原文的传输，将提升卫星通信的传输效率，减少通信信道及资源的占用率。

发明内容

为解决现有技术的问题，本发明提供原文被压缩为一个极小值后，通过卫星进行传输；接收端随机选取数据并进行运算，得到相同的极小值，该数据被视为原文。

为实现上述目的，本发明提供了一种卫星通信压缩传输及计算解压缩的方法，该方法应用卫星通信，包括：

原文通过公式计算得到一个数据量较小绝对值，并通过范围值标识原文大小、运算次数、区域范围；绝对值和范围值由发送端设备通过卫星进行通信传输；

超算中心或接收端设备接收并从范围值中随机选取数据进行计算，计算结果同接收到的绝对值进行比较，包括：

比对一致，该数据为原文内容；

比对不一致，继续从范围值所示范围内选取数据进行比对，直至比对成功。

进一步地，绝对值为一个有变化规律的唯一的数值或结果。

进一步地，范围值，包括：文件大小、文中的位置标记、运算次数、区域范围、数值大小，以及选取数据大小的信息。

进一步地，超算中心或接收端设备从范围值中选取数据分为：从范围值起点开始取值计算，依次逐个选取数据进行比对；有间隔的跳跃式的从范围值所示区域中选取数据。

进一步地，将原文转换为一个数值后进行计算。

进一步地，一种卫星通信压缩传输及计算解压缩的装置，包括。

进一步地，压缩传输模块，用于原文通过公式计算得到一个数据量较小绝对值，并通过范围值标识原文大小、运算次数、区域范围；绝对值和范围值由发送端设备通过卫星进行通信传输。

进一步地，运算还原模块，用于超算中心或接收端设备接收并从范围值中随机选取数据进行计算，计算结果同接收到的绝对值进行比较，包括。

进一步地，第一比对模块，用于比对一致，该数据为原文内容。

进一步地，第二比对模块，用于比对不一致，继续从范围值所示范围内选取数据进行比对，直至比对成功。

进一步地，压缩传输子模块，用于绝对值为一个有变化规律的唯一的数值或结果。

进一步地，标识模块，用于范围值，包括：文件大小、文中的位置标记、运算次数、区域范围、数值大小，以及选取数据大小的信息。

进一步地，取值模块，用于超算中心或接收端设备从范围值中选取数据分为：从范围值起点开始取值计算，依次逐个选取数据进行比对；有间隔的跳跃式的从范围值所示区域中选取数据。

进一步地，转换模块，用于将原文转换为一个数值后进行计算。

在本发明实施例中：通过将原文信息压缩为一个极小值，这个极小值无法直接还原出原文信息。将极小值通过卫星进行传输。在超算中心或接收端设备，通过大量的运算计算还原出原文信息，达到信息还原的目的。这个过程中，能大幅度减小卫星通信的信息传输量。在现有卫星通信传输能力基础上，节约卫星的通信资源，提升卫星通信能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例从使用操作角度介绍的一种卫星通信压缩传输及计算解压缩的方法的流程图。

图2是本发明实施例从哈希值计算方式介绍的一种卫星通信压缩传输及计算解压缩的方法的流程图。

图3是本发明实施例从开根号计算方式介绍的一种卫星通信压缩传输及计算解压缩的方法的流程图。

图4是本发明实施例从同步令牌计算方式介绍的一种卫星通信压缩传输及计算解压缩的方法的流程图。

图5是本发明实施例从组合计算方式介绍的一种卫星通信压缩传输及计算解压缩的方法的流程图。

图6是本发明实施例从系统角度介绍的一种卫星通信压缩传输及计算解压缩的方法的流程图。

图7是本发明实施例从使用操作角度介绍的一种卫星通信压缩传输及计算解压缩的装置的框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本申请实施例提供了一种卫星通信压缩传输及计算解压缩的方法，该方法应用于所述散热风扇。

如图1所示，该方法包括：图1是本发明实施例从使用操作角度介绍的一种卫星通信压缩传输及计算解压缩的方法的流程图。

如图1所示，该方法包括：

S101原文通过公式计算得到一个数据量较小绝对值，并通过范围值标识原文大小、运算次数、区域范围；绝对值和范围值由发送端设备通过卫星进行通信传输；

将原文转换为一个数值，通过公式运算，得到一个较小的映射值或摘要信息。该映射值或摘要信息为绝对值。范围值用于表示原文的大小或计算次数或在数组中的某个区域范围内的值。范围值还标注有随机选取数据的过程，是向较大数字方向取值，还是向较小数字方向取值。范围值表示无限数据可能性中的某个区域范围内的数据信息。绝对值和范围值为一个较小的数值，其数据量远远小于原文的信息量。

绝对值和范围值由发送端设备，通过通信卫星发送到超算中心，进行运算，还原出原文后，再由超算中心将原文发送到接收端设备中。或者，直接通过通信卫星发送到接收端设备中进行运算还原出原文信息。绝对值和范围值是一个被极度压缩的信息，无法或很难通过绝对值或范围值直接还原出原文。而是超算中心或接收端设备通过公式进行大量的运算，找到一个计算结果与绝对值相同的数据，该数据被理解为原文。其中，绝对值配合范围值组成报文，该报文是一个唯一的计算结果，在计算过程中，几乎不会产生相同的数据。在超算中心和发送端设备中，以及，接收端设备中采用相同的公式和算法进行运算，得到绝对值。

具体的，将原文转换为一个可以计数及运算的数值，通过公式或算法运算得到一个极小的数据，该数据为绝对值。以及，生成一个表示原文数值大小范围的范围值。绝对值和范围值都是信息量被极度压缩的一个极小的数据包，通过卫星进行信息传输。

S102超算中心或接收端设备接收并从范围值中随机选取数据进行计算，计算结果同接收到的绝对值进行比较，包括：

超算中心或接收端接收到绝对值和范围值后，从范围值所示范围内选取数据，通过公式进行运算，运算结果同绝对值进行比对。通过不断从范围值中选取数据，直至找到同绝对值计算结果相同的数据，该数据被理解为原文，也就是原文被正确还原。

具体的，通过超算中心的超级计算机或接收端设备的服务器或个人电脑，随机选取数据，与发送端设备（服务器或个人电脑）进行相同的运算，结果一致，表面该数据就是原文信息。反之，不是。

S103比对一致，该数据为原文内容；

在超算中心或接收到设备中，随机选取的数据通过公式计算得到的结果与发送端设备发送来的绝对值信息比对一致。那么，该数据即为原文。此时，完成整个通信传输过程。

具体的，接收到卫星发送来的绝对值，超级计算机或服务器或个人电脑随机选取数据进行计算，计算结果与绝对值相同，成功还原出原文。

S104比对不一致，继续从范围值所示范围内选取数据进行比对，直至比对成功。

反之，如果在超算中心或接收到设备中，随机选取的数据通过公式计算得到的结果与发送端设备发送来的绝对值信息比对不一致。那么，在范围值所示的数据范围内，重新选取数据进行运算。其选取数据过程中，可以依顺序选取数据通过公式进行运算，也可以根据对数据计算结果的大小，随机跳跃式的选取数据进行计算。

通常，在卫星短报文功能中，绝对值与范围值的数据总量小于通信卫星单次发送信息的最大数据传输量。当绝对值和范围值数据量大于卫星单次发送信息的最大传输量时，需要卫星多次发送信息。

具体的，接收到卫星发送来的绝对值，超级计算机或服务器或个人电脑随机选取数据进行计算，计算结果与绝对值不相同，继续选取数据运算，直至计算结果与绝对值之间结果相同。

如图2所示，该方法包括：图2是本发明实施例从哈希值计算方式介绍的一种卫星通信压缩传输及计算解压缩的方法的流程图。

超算中心或接收端设备通过绝对值和范围值还原原文，以下通过四种方式进行举例：

方式一

发送端设备将原文通过哈希算法映射计算得到一个哈希值的摘要信息。该摘要信息为一个唯一的数字，该数字是绝对值。将原文理解为一个数值，范围值用于标识原文的大小及原文数据所在整个数组中的区域范围。将极度压缩的绝对值和范围值通过卫星进行传输，发送到超算中心或接收端设备中。

超算中心或接收端设备接收到绝对值和范围之后，从范围值标识的数据中，逐个选取数据通过哈希算法进行计算，计算过程与发送端设备相同。通过哈希算法计算得到的摘要信息（绝对值），并与收到的摘要信息（绝对值）进行比对。比对信息一致，表示成功还原出原文。若果不一致，继续选取数据进行运算，直至还原出原文信息。

如图3所示，该方法包括：图3是本发明实施例从开根号计算方式介绍的一种卫星通信压缩传输及计算解压缩的方法的流程图。

方式二

将原文转换为一个数值，对数值进行开方计算，得到开方后的结果。然后，对开方结果再次进行开方，直至得到一个较小的数值，该数值为绝对值。并记录开方的次数和文件大小信息，生成范围值。绝对值与范围值一起被发送端设备通过卫星发送到超算中心或接收端设备中。

超算中心或接收端设备接收到绝对值和范围之后，根据文件大小从范围值所示范围内的信息中随机选取一个数据。并依据开方次数，对数据进行相同次数的开方计算，得到一个绝对值。将该绝对值与发送端设备发送来的绝对值进行比对。如果结果相同，则表示超算中心或接收端设备成功还原出原文，该数据即为原文。如果不相符，继续选取数据进行运算，直至选取并计算出与发送端设备相同的绝对值，在表示超算中心或接收端设备找到原文对应的数据。

对原文进行开方计算，将较大的一个数据变为一个较小的数据。开方后的结果可以去完整的数值和计算次数，也可以取一部分数值和计算次数发送至超算中心或接收端设备中。并且，原文转换为数值后，数值越大，开方计算后的结果值也越大。反之，原文转换后的数值越小，开根号后的结果值也越小。其绝对值的计算结果为线性分布变化，为逐渐变大或逐渐变小。

而超算中心或接收端设备在对选取的数据进行计算时，当选取得数据与发送端设备发送来时的绝对值不相同时，依据绝对值计算结果线性变化的特点，跳跃式的选取数据进行开根号的计算。

也就是超算中心或接收端设备选取的数据开根号计算的结果小于发送端设备发送来的绝对值。再次选取数据时，就选取更大的数据进行计算，而不是依次选取数据。这就是跳跃选取数据及计算。反之，如果选取的数据计算结果大于发送端设备发送来的绝对值时，就选取一个较小的数据再次进行运算。选取数据过程中，同样可以跳跃的选取数据。这样，就无须按顺序选取数据进行计算，减小计算量，更快的在接收端设备中计算得到正确的绝对值，找到原文数据信息。但是，当选取数据的计算结果与发送端设备发送的绝对值近似时，可以依顺序逐个选取数据进行计算。

如图4所示，该方法包括：图4是本发明实施例从同步令牌计算方式介绍的一种卫星通信压缩传输及计算解压缩的方法的流程图。

方式三

在发送端设备与接收端设备中，分别设有同步动态令牌，生成同步动态更新变化的同步数据。

一、在非即时通信的状态下。

发送端设备通过卫星，向接收端设备发送一个计时启动信号。发送端设备与接收端设备开始同步计时。

此时，原文与同步动态令牌中的同步数据都被理解为一个数值。同步数据每更新一次，原文数值相应的进行一次计算。例如：原文数值-同步数据=新的原文数值。新的原文数值-更新后的同步数据=更新后的原文数值。将更新后的原文数据持续的减去更新后的同步数据，得到一个较小的结果，该结果为绝对值。

将绝对值发送到超算中心或接收端设备中。发时间即同步数据终止计算的时间。超算中心或接收端设备直接通过绝对值和同步动态令牌中的同步数据，对信息进行还原，还原至发出启动信号时的同步数据，就得到原文。启动信息的时间和发送绝对值信息所用的时间，可以理解为范围值。

该信息传输过程中，需要消耗大量的时间，适用于在非即时通信中进行使用。

二、将原文数值与同步数据数值之间的关系，通过表达时进行表示。

表达式为一个大概的信息，再通过范围值进一步明确原文数据信息。做到准确或大概准确。在不是完全准确时，再通过超算中心或接收端设备将同步数据代入表达式中根据范围值提示信息进行运算，得到一个准确的数据，还原出原文。

发送端设备计算得到的绝对值与范围值，通过卫星发送到超算中心，由超级计算机运算得到正确的原文信息。再将原文信息发送给接收端设备。这样，通信卫星以较少的信息传输量传递信息。超算中心通过高速运算还原出完整的信息，可以实现几乎无延时的将信息发送到接收端设备中。

对于运算量较小的数据或准确度较高的数据，可以直接由发送端设备通过卫星发送到接收端设备中运算并还原原文。

如图5所示，该方法包括：图5是本发明实施例从组合计算方式介绍的一种卫星通信压缩传输及计算解压缩的方法的流程图。

方式四

根据需要，方式一、方式二、方式三中的运算方法相互结合后进行运算。

原文通过哈希算法运算，得到一个唯一的摘要信息，该摘要信息为数据量较小的哈希值。对原文进行连续的开方计算，得到一个数据量较小的绝对值。范围值反映原文的大小及开方次数，数据量也较小。将哈希值、绝对值、范围值一起由发送端设备通过通信卫星发送到超算中心或接收端设备中进行计算，还原原文。

超算中心或接收端设备依据开方结果（绝对值）和运算次数（范围值）反向运算。或者，选取数据进行对应次数的开方计算，找到与绝对值和范围值相近的数据。反向运算或开方计算得到的数据为一个近似原文的近似值数据。超算中心或接收端设备将近似原文的近似值数据，通过哈希算法运算得到摘要信息（哈希值）。超算中心或接收端设备将运算出的摘要信息（哈希值）结果与接收到的哈希值进行比对，比对一致，还原出原文。（计算结果所对应的数据就是原文）。比对不一致，继续选取数据进行运算。运算结果继续与发送端设备发送的哈希值进行比对，直至哈希值之间相互匹配一致。

绝对值具有一定的变化规律，绝对值数值变化规律是持续变大或持续变小。根据计算结果，跳跃式选取数据进行计算。也就是数据选取过程中，不是在数据中依次逐个选取，而是依据运算结果，在相邻一个至多个的数据间，跳跃式的选取数据并进行运算。

如图6所示，该系统包括：图6是本发明实施例从系统角度介绍的一种卫星通信压缩传输及计算解压缩的方法的流程图。

综上所述，发送端设备将信息压缩为一个较小的数据，通过卫星进行发送。接收端设备通过超算中心接收数据，通过超算中心的超级计算机进行运算还原信息原文。再将原文发送给接收端设备。或者，接收端设备直接接收数据，并通过运算还原信息原文。这样，能大幅度的降低卫星的信息通信量，让卫星通信效率更高，也更加节约卫星的通信资源。

具体的，使用在北斗导航的短报文功能中，卫星通过短报文发送少量的信息，在接收端通过大量计算还原原文。这样，在不增加卫星信息发送量的前提下，能让短报文实际发送信息量大幅度的提高。

根据需要，在互联网之间也可以采用绝对值和范围值的方式传递信息，通过接收端设备或服务器计算获取原文信息。这样，能节约互联网通信流量。减少通信信道的占用和让网络传输更加的高效。

除此之外，通过绝对值和范围值进行信息的传输，还能实现通信过程中的压缩传输。其绝对值和范围值，可以压缩后再进行传输。解压缩后，再通过计算还原原文。

以上例举的方式一、方式二、方式三、方式四，是绝对值和范围值生成和原文还原的四种方法。通过其他的算法和公式，也能生成绝对值和范围值。不限于以上所述的四种方法。

如图7所示，该装置包括：图7是本发明实施例从使用操作角度介绍的一种卫星通信压缩传输及计算解压缩的装置的框图。

压缩传输模块701，用于原文通过公式计算得到一个数据量较小绝对值，并通过范围值标识原文大小、运算次数、区域范围；绝对值和范围值由发送端设备通过卫星进行通信传输；

运算还原模块702，用于超算中心或接收端设备接收并从范围值中随机选取数据进行计算，计算结果同接收到的绝对值进行比较，包括：

第一比对模块703，用于比对一致，该数据为原文内容；

第二比对模块704，用于比对不一致，继续从范围值所示范围内选取数据进行比对，直至比对成功。

Claims (10)

1.一种卫星通信压缩传输及计算解压缩的方法，其特征在于，该方法应用卫星通信，包括：

原文通过公式计算得到一个数据量较小绝对值，并通过范围值标识所述原文大小、运算次数、区域范围；所述绝对值和所述范围值由发送端设备通过卫星进行通信传输；

超算中心或接收端设备接收并从所述范围值中随机选取数据进行计算，计算结果同接收到的所述绝对值进行比较，包括：

比对一致，该数据为所述原文内容；

比对不一致，继续从所述范围值所示范围内选取数据进行比对，直至比对成功。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，原文通过公式计算得到一个数据量较小绝对值，包括：

所述绝对值为一个有变化规律的唯一的数值或结果。

3.根据权利要求1的方法，其特征在于，并通过范围值标识所述原文大小、运算次数、区域范围，包括：

所述范围值，包括：文件大小、文中的位置标记、运算次数、区域范围、数值大小，以及选取数据大小的信息。

4.根据权利要求1的方法，其特征在于，并通过范围值标识所述原文大小、运算次数、区域范围，包括：

所述超算中心或所述接收端设备备从所述范围值中选取数据分为：从所述范围值起点开始取值计算，依次逐个选取数据进行比对；有间隔的跳跃式的从所述范围值所示区域中选取数据。

5.根据权利要求1的方法，其特征在于，原文通过公式计算得到一个数据量较小绝对值，包括：

将所述原文转换为一个数值后进行计算。

6.一种卫星通信压缩传输及计算解压缩的装置，包括：

压缩传输模块，用于原文通过公式计算得到一个数据量较小绝对值，并通过范围值标识所述原文大小、运算次数、区域范围；所述绝对值和所述范围值由发送端设备通过卫星进行通信传输；

运算还原模块，用于超算中心或接收端设备接收并从所述范围值中随机选取数据进行计算，计算结果同接收到的所述绝对值进行比较，包括：

第一比对模块，用于比对一致，该数据为所述原文内容；

第二比对模块，用于比对不一致，继续从所述范围值所示范围内选取数据进行比对，直至比对成功。

7.根据权利要求6的装置，其特征在于，原文通过公式计算得到一个数据量较小绝对值，包括：

压缩传输子模块，用于所述绝对值为一个有变化规律的唯一的数值或结果。

8.根据权利要求6的装置，其特征在于，并通过范围值标识所述原文大小、运算次数、区域范围，包括：

标识模块，用于所述范围值，包括：文件大小、文中的位置标记、运算次数、区域范围、数值大小，以及选取数据大小的信息。

9.根据权利要求6的装置，其特征在于，并通过范围值标识所述原文大小、运算次数、区域范围，包括：

取值模块，用于所述超算中心或所述接收端设备备从所述范围值中选取数据分为：从所述范围值起点开始取值计算，依次逐个选取数据进行比对；有间隔的跳跃式的从所述范围值所示区域中选取数据。

10.根据权利要求6的装置，其特征在于，原文通过公式计算得到一个数据量较小绝对值，包括：

转换模块，用于将所述原文转换为一个数值后进行计算。

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