CN116471241A - 一种数字信息传输方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及通信技术领域,尤其涉及一种数字信息传输方法,包括:步骤S1,获取第一信息编码,根据第一信息编码的信息熵以及容量获取对第一信息编码的压缩比率以获取第二信息编码,根据第一信息编码的信息熵以及对第一信息编码的压缩比率判定是否对第二信息编码进行分段;步骤S2,根据各段分组信息编码的信息熵设置各相邻段分组信息编码之间的传递时间间隔,并计算第一段分组信息编码传递开始至最后一段分组信息编码传递结束的总时间间隔以对各相邻段分组信息编码之间的传递时间间隔进行调整;步骤S3,将各段分组信息编码重组后解压。本发明通过设置各段信息之间的发送间隔时间,能够减少数据传输错误的概率。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,尤其涉及一种数字信息传输方法及系统。
背景技术
数据传输指的是依照适当的规程,经过一条或多条链路,在数据源和数据宿之间传送数据的过程,也表示借助信道上的信号将数据从一处送往另一处的操作。目前,数字信息传输涉及到多种技术,如:数字信号处理技术、数字通信技术、数字传输媒介技术以及网络通信协议技术等,是一系列技术的集成,他们共同构成了数字信息传输的完整技术体系,同时,如何将各种技术进行有效结合,使数字信息传输最优化,是当前阶段不断解决完善的问题。
中国专利CN101409671B提供了一种多路网络系统和数字信息传输方法,包括:在多个媒体设备中,作为主设备使用的某一媒体设备内,上述主设备从其他媒体设备取得规格信息,在系统起动时,可变更地对在各媒体设备之间进行传输的数据流的压缩率进行设定,把根据该设定的压缩率而进行了变换的数字信息发送给上述数字传输线路,该发明能够有效利用频带,有助于提高系统构成的自由度;但是,存在对信息分段传输时由于间隔时间过长或过短导致信息传输效率过低或数据包相互干扰造成信息丢失且容易被外部攻击窃取的问题。
发明内容
为此,本发明提供一种数字信息传输方法及系统,能够解决对信息分段传输时由于间隔时间过长或过短导致信息传输效率过低或数据包相互干扰造成信息丢失且容易被外部攻击窃取的问题。
为实现上述目的,本发明提供一种数字信息传输方法及系统,包括:
步骤S1,当信息发送端传递一组信息时,编码模块将信息进行编码以形成第一信息编码,压缩模块根据第一信息编码的信息熵以及第一信息编码的容量获取对第一信息编码的压缩比率以压缩第一信息编码获取第二信息编码,分解模块根据第一信息编码的信息熵以及对第一信息编码的压缩比率判定是否对第二信息编码进行分段;
步骤S2,当获取所述第二信息编码经过分段后的各段分组信息编码时,信道调控单元根据各段分组信息编码的信息熵设置各相邻段分组信息编码之间的传递时间间隔,并计算第一段分组信息编码传递开始至最后一段分组信息编码传递结束的总时间间隔以判定是否对各相邻段分组信息编码之间的传递时间间隔进行调整,其中,传递时间间隔为上一段分组信息编码传递结束到下一段分组信息编码传递开始的时间;
步骤S3,信息重组模块将各段分组信息编码重组以还原所述第二信息编码,解压模块对第二信息编码进行解压以还原所述第一信息编码,并将第一信息编码发送至信息接收端。
进一步地,在所述步骤S1中,
当所述第一信息编码的信息熵大于等于预设信息熵最高阈值,且第一信息编码的容量大于预设信息容量最高阈值时,所述压缩模块获取对第一信息编码的压缩比率通过预设信息容量最高阈值与第一信息编码的容量的比值确定;
当所述第一信息编码的信息熵大于等于预设信息熵最高阈值,且第一信息编码的容量小于等于预设信息容量最高阈值时,所述压缩模块获取对第一信息编码的压缩比率为0;
当所述第一信息编码的信息熵小于预设信息熵最高阈值,所述压缩模块获取对第一信息编码的压缩比率通过第一信息编码的容量与预设信息容量最高阈值的比值确定。
进一步地,在所述步骤S2中,若所述第一信息编码的信息熵大于等于预设信息熵最高阈值,且第一信息编码的压缩比率大于第一标准压缩比率,所述分解模块判定不对所述第二信息编码进行分段;
若所述第一信息编码的信息熵大于等于预设信息熵最高阈值且第一信息编码的压缩比率小于等于第一标准压缩比率,或第一信息编码的信息熵小于预设信息熵最高阈值,所述分解模块判定对所述第二信息编码进行分段。
进一步地,当所述分解模块判定对所述第二信息编码进行分段时,分解模块根据对所述第一信息编码的压缩比率获取对第二信息编码的分段数量,其中,
若对所述第一信息编码的压缩比率大于第二标准压缩比率,所述分解模块获取的对所述第二信息编码的分段数量通过第一信息编码的容量与预设信息容量最高阈值的比值确定;
若对所述第一信息编码的压缩比率小于等于第二标准压缩比率,所述分解模块获取的对所述第二信息编码的分段数量通过第一信息编码的压缩比率以及第一信息编码的容量与预设信息容量最高阈值的比值确定。
进一步地,当所述分解模块根据对所述第二信息编码的分段数量对第二信息编码进行分段获取所述各段分组信息编码时,所述信道调控单元获取第i段分组信息编码,i=2,3,…,N,N为对第二信息编码的分段数量,根据第i段分组信息编码的容量获取第i段分组信息编码与第i-1段分组信息编码之间的基础时间间隔,其中,
若所述第i段分组信息编码的容量小于等于预设分组信息容量阈值,所述信道调控单元获取的第i段分组信息编码与所述第i-1段分组信息编码之间的基础时间间隔通过第i段分组信息编码的容量与预设分组信息容量阈值的比值确定;
若所述第i段分组信息编码大于预设分组信息容量阈值,所述信道调控单元获取的第i段分组信息编码与所述第i-1段分组信息编码之间的基础时间间隔通过预设分组信息容量阈值与第i段分组信息编码的容量确定。
进一步地,当所述信道调控单元模块根据所述第i段分组信息编码的信息熵获取第i段分组信息编码与所述第i-1段分组信息编码之间的传递时间间隔,其中,
若所述第i段分组信息编码的信息熵小于预设信息熵最高阈值,所述信道调控单元获取的第i段分组信息编码与所述第i-1段分组信息编码之间的传递时间间隔通过第i段分组信息编码的信息熵与预设信息熵最高阈值的比值确定;
若所述第i段分组信息编码的信息熵大于等于预设信息熵最高阈值,所述信道调控单元获取的第i段分组信息编码与所述第i-1段分组信息编码之间的传递时间间隔通过预设信息熵最高阈值与第i段分组信息编码的信息熵的比值确定。
进一步地,当所述信道调控单元获取各相邻段分组信息编码之间的传递时间间隔时,信道调控单元计算第一段分组信息编码传递开始至第N段分组信息编码传递结束的总时间间隔,信道调控单元判定,
若所述第一段分组信息编码传递开始至所述第N段分组信息编码传递结束的总时间间隔小于等于预设信息传递时间阈值,或第一段分组信息编码传递开始至第N段分组信息编码传递结束的总时间间隔大于预设信息传递时间阈值且所述第一信息编码的信息熵大于等于预设信息熵最高阈值,所述信道调控单元判定不对相邻段分组信息编码之间的传递时间间隔进行调整;
若所述第一段分组信息编码传递开始至所述第N段分组信息编码传递结束的总时间间隔大于预设信息传递时间阈值且所述第一信息编码的信息熵小于预设信息熵最高阈值,所述信息调控单元判定对相邻段分组信息编码之间的传递时间间隔进行调整。
进一步地,所述信道调控单元根据所述第i段分组信息编码的信息熵判定是否调节第i段分组信息编码与所述第i-1段分组信息编码之间的传递时间间隔,其中,
若所述第i段分组信息编码的信息熵大于等于所述各段分组信息编码的平均信息熵,所述信道调控单元判定不对第i段分组信息编码与所述第i-1段分组信息编码之间的传递时间间隔进行调节;
若所述第i段分组信息编码的信息熵小于所述各段分组信息编码的平均信息熵,所述信道调控单元判定调节第i段分组信息编码与所述第i-1段分组信息编码之间的传递时间间隔。
进一步地,当所述信道调控单元判定调节第i段分组信息编码与所述第i-1段分组信息编码之间的传递时间间隔时,信息调控单元根据第i-1段分组信息编码的信息熵获取调节后的第i段分组信息编码与第i-1段分组信息编码之间的传递时间间隔,其中,
若所述第i-1段分组信息编码的信息熵小于预设信息熵最高阈值,所述信道调控单元获取调节后的第i段分组信息编码与第i-1段分组信息编码之间的传递时间间隔通过以第i-1段分组信息编码的信息熵为底预设信息熵最高阈值的对数确定;
若所述第i-1段分组信息编码的信息熵大于等于预设信息熵最高阈值,所述信道调控单元获取调节后的第i段分组信息编码与第i-1段分组信息编码之间的传递时间间隔通过第i-1段分组信息编码的信息熵与预设信息熵最高阈值的比值确定。
本发明还提供一种基于上述的数字信息传输方法的数字信息传输系统,包括:所述信息发送端,其用于发送信息;
第一信息处理单元,其包括与所述信息发送端相连接用于对信息进行编码以获取所述第一信息编码的所述编码模块,与编码模块相连接用于对第一信息编码进行压缩以获取所述第二信息编码的所述压缩模块,以及与压缩模块相连接用以将第二信息编码进行分段的分解模块;
所述信道调控单元,其与所述第一信息处理单元相连接,用于根据各段分组信息编码的信息熵设置各相邻段分组信息编码之间的传递时间间隔,以及计算第一段分组信息编码传递开始至最后一段分组信息编码传递结束的总时间间隔以判定是否对各相邻段分组信息编码之间的传递时间间隔进行调整
信道,其与所述信道调控单元相连接,用于传递所述第二信息编码或所述各段分组信息编码;
第二信息处理单元,其包括与所述信道相连接用于将所述各段分组信息编码重组以还原所述第二信息编码的信息重组模块,以及与所述信息重组模块相连接用于将对第二信息编码进行解压以还原所述第一信息编码的解压模块;
所述信息接收端,其与所述第二信息处理单元相连接,用于接收所述第一信息编码。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于,本发明设置分解模块,将信息熵高的信息进行分段处理,能够对各段信息独立地进行检测和纠错以减少整组信息传输过程中出现错误的概率,且能够便于控制传输过程,包括确认接收者是否已经成功接收某端信息,以及根据需要重新发送丢失段;将信息分段后每段都可以单独进行传输和处理,故障或突发事件只会影响部分信息,而不会导致整组信息传输失败,并且,对信息进行拆分发送后可以增加黑客攻击的难度,保证信息的安全性;本发明设置信道调控单元,能够通过设置各段信息之间的发送间隔时间减少数据传输错误的概率,数字信息在传输过程中容易受到噪声和干扰的影响,频繁发送数据可能会增加传输错误的概率,且设置合理的间隔时间可以使传输更加稳定,减少了数据错误重传的次数,提高了传输效率,以及,在处理较大的数字信息(如高清视频、大型数据集合等)时,分段发送可以分散计算负担。
尤其,本发明通过第一信息编码的信息熵获取对第一信息编码的压缩比率,当第一信息编码的信息熵较高时,能够判定第一信息编码的信息量较大,压缩比率越大,其对重要信息的损坏或篡改的可能性越大,若第一信息编码的容量较大,为兼顾传输效率,选取较小的压缩比率以提高传输速度,若第一信息编码的容量较小,为了保护信息的完整性和可靠性,不对其进行压缩;当第一信息编码的信息熵较小时,能够判定第一信息编码的信息量较少,因此选取较大的压缩比率能够有效提高传输效率。
尤其,本发明根据第一信息编码的信息熵以及对第二信息编码的压缩比率对第一信息编码进行分段,当第一信息编码的信息熵较高,且压缩比率较大时,为减小信息损失或错误的可能性并加快对第二信息编码的处理时间,不对第二信息编码进行分段;当第一信息编码的信息熵较高且第一信息编码的压缩比率较小,或一信息编码的信息熵较小时,通过对第二信息编码进行分段能够改善传输过程中的稳定性并增加代码的负载性能以提高数据传输速度。
尤其,压缩比率越大,第二信息编码的容量越小,因此选择较小的分段数量;压缩比率越小,第二信息编码的容量越大,通过对第二信息编码进行多次分段,能够在传输过程中及时出现某一段数据的丢失或错误,整个信息仍然可以被完整地恢复;数字信息编码的分段数量多,可以让同样数量的数据被编码成更短的二进制字符串以降低传输的数据量和传输时间。
尤其,本发明根据各段分组信息编码的容量获取传递时间间隔的计算基数,若某一段分组信息编码的容量较高,则该段分组信息编码通过信道的时间较长,对该段分组信息编码的处理时间较长,因此设置该段分组信息编码与前一段分组信息编码的基础时间间隔较少,能够整体缩短传输时间以提高传输效率。
尤其,本发明通过各段分组信息编码的信息熵对基础时间间隔进行系数赋值以获取传递时间间隔,当某一段分组信息编码的信息熵较大时,能够判定该段分组信息编码较为重要,通过延长基础时间间隔能够更高概率的避免数据混乱没降低丢包率以确保每段分组信息编码能够被接收方接收到,降低信息被误解或丢失的风险。
尤其,本发明并非对各相邻段分组信息的传递时间间隔全部进行调整,本发明选取信息熵较小的分组信息编码,对其与上一段分组信息编码之间的传递时间间隔进行调整,能够在缩短传输总时间的前提下最大程度的保留有效信息。
附图说明
图1为发明实施例数字信息传输系统架构图;
图2为发明实施例数字信息传输系统第一信息处理单元架构图;
图3为发明实施例数字信息传输系统架构详图;
图4为发明实施例数字信息传输方法流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白,下面结合实施例对本发明作进一步描述;应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理,并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是,在本发明的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,还需要说明的是,在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1所示,其为本发明实施例数字信息传输系统架构图,包括:
信息发送端,其用于发送信息;
第一信息处理单元,其包括与所述信息发送端相连接用于对信息进行编码以获取所述第一信息编码的所述编码模块,与编码模块相连接用于对第一信息编码进行压缩以获取所述第二信息编码的所述压缩模块,以及与压缩模块相连接用以将第二信息编码进行分段的分解模块;
信道调控单元,其与所述第一信息处理单元相连接,用于根据各段分组信息编码的信息熵设置各相邻段分组信息编码之间的传递时间间隔,以及计算第一段分组信息编码传递开始至最后一段分组信息编码传递结束的总时间间隔以判定是否对各相邻段分组信息编码之间的传递时间间隔进行调整
信道,其与所述信道调控单元相连接,用于传递所述第二信息编码或所述各段分组信息编码;
第二信息处理单元,其包括与所述信道相连接用于将所述各段分组信息编码重组以还原所述第二信息编码的信息重组模块,以及与所述信息重组模块相连接用于将对第二信息编码进行解压以还原所述第一信息编码的解压模块;
信息接收端,其与所述第二信息处理单元相连接,用于获取所述第一信息编码。
具体而言,本发明设置分解模块,将信息熵高的信息进行分段处理,能够对各段信息独立地进行检测和纠错以减少整组信息传输过程中出现错误的概率,且能够便于控制传输过程,包括确认接收者是否已经成功接收某端信息,以及根据需要重新发送丢失段;将信息分段后每段都可以单独进行传输和处理,故障或突发事件只会影响部分信息,而不会导致整组信息传输失败,并且,对信息进行拆分发送后可以增加黑客攻击的难度,保证信息的安全性;本发明设置信道调控单元,能够通过设置各段信息之间的发送间隔时间减少数据传输错误的概率,数字信息在传输过程中容易受到噪声和干扰的影响,频繁发送数据可能会增加传输错误的概率,且设置合理的间隔时间可以使传输更加稳定,减少了数据错误重传的次数,提高了传输效率,以及,在处理较大的数字信息(如高清视频、大型数据集合等)时,分段发送可以分散计算负担。
请参阅图2所示,其为本发明实施例一种数字信息传输方法流程示意图,包括:
步骤S1,当信息发送端传递一组信息时,编码模块将信息进行编码以形成第一信息编码,压缩模块根据第一信息编码的信息熵以及第一信息编码的容量获取对第一信息编码的压缩比率以压缩第一信息编码获取第二信息编码,分解模块根据第一信息编码的信息熵以及对第一信息编码的压缩比率判定是否对第二信息编码进行分段;
步骤S2,当获取所述第二信息编码经过分段后的各段分组信息编码时,信道调控单元根据各段分组信息编码的信息熵设置各相邻段分组信息编码之间的传递时间间隔,并计算第一段分组信息编码传递开始至最后一段分组信息编码传递结束的总时间间隔以判定是否对各相邻段分组信息编码之间的传递时间间隔进行调整,其中,传递时间间隔表示上一段分组信息编码传递结束到下一段分组信息编码传递开始的时间;
步骤S3,信息重组模块将各分组信息编码重组以还原所述第二信息编码,解压模块对第二信息编码进行解压以还原所述第一信息编码,并将第一信息编码发送至信息接收端。
具体而言,第一信息编码的信息熵视为信息的信息熵,用以度量信息的不确定性或随机性,第一信息编码的信息熵越大,表示信息的不确定性越大,信息包含的信息量越多;第二信息编码的信息熵用以度量将信息进行编码所需要的最小平均比特数,即如何用最少的比特数来表示信息。
在所述步骤S1中,
当所述第一信息编码的信息熵大于等于预设信息熵最高阈值,且第一信息编码的容量大于预设信息容量最高阈值时,所述压缩模块获取对第一信息编码的压缩比率为第一压缩比率;
当所述第一信息编码的信息熵大于等于预设信息熵最高阈值,且第一信息编码的容量小于等于预设信息容量最高阈值时,所述压缩模块获取对第一信息编码的压缩比率为第二压缩比率;
当所述第一信息编码的信息熵小于预设信息熵最高阈值,所述压缩模块获取对第一信息编码的压缩比率为第三压缩比率;
其中,设定第一压缩比率β1=min{1-R0/R,0.3},第二压缩比率β2=0,第三压缩比率β3=min{R/R0,0.7},式中,R为所述第一信息编码的容量,R0为预设信息容量最高阈值。
具体而言,压缩比率R=(第一信息编码的容量-第二信息编码的容量)/第一信息编码的容量,本实施例中设定预设信息容量最高阈值为64G,当压缩比率为0时,视作未对第一信息编码进行压缩。
具体而言,本发明通过第一信息编码的信息熵获取对第一信息编码的压缩比率,当第一信息编码的信息熵较高时,能够判定第一信息编码的信息量较大,压缩比率越大,其对重要信息的损坏或篡改的可能性越大,若第一信息编码的容量较大,为兼顾传输效率,选取较小的压缩比率以提高传输速度,若第一信息编码的容量较小,为了保护信息的完整性和可靠性,不对其进行压缩;当第一信息编码的信息熵较小时,能够判定第一信息编码的信息量较少,因此选取较大的压缩比率能够有效提高传输效率。
在所述步骤S2中,所述分解模块判定,
若所述第一信息编码的信息熵大于等于预设信息熵最高阈值,且第一信息编码的压缩比率大于0.2,所述分解模块判定不对所述第二信息编码进行分段;
若所述第一信息编码的信息熵大于等于预设信息熵最高阈值且第一信息编码的压缩比率小于等于0.2,或所述第一信息编码的信息熵小于预设信息熵最高阈值,所述分解模块判定对所述第二信息编码进行分段。
具体而言,信息熵的范围通常为0~1,本实施例不对预设信息熵最高阈值的具体数值进行限定,本实施例中优选预设信息熵最高阈值为0.75。
具体而言,本发明根据第一信息编码的信息熵以及对第二信息编码的压缩比率对第一信息编码进行分段,当第一信息编码的信息熵较高,且压缩比率较大时,为减小信息损失或错误的可能性并加快对第二信息编码的处理时间,不对第二信息编码进行分段;当第一信息编码的信息熵较高且第一信息编码的压缩比率较小,或一信息编码的信息熵较小时,通过对第二信息编码进行分段能够改善传输过程中的稳定性并增加代码的负载性能以提高数据传输速度。
当所述分解模块判定对所述第二信息编码进行分段时,分解模块根据对所述第一信息编码的压缩比率获取对第二信息编码的分段数量,其中,
若对所述第一信息编码的压缩比率大于0.5,所述分解模块获取对所述第二信息编码的分段数量N1=max{[R/R0],2};
若对所述第一信息编码的压缩比率小于等于0.5,所述分解模块获取对所述第二信息编码的分段数量N2=2+[β/0.1]+[R/R0];
其中,β为对所述第一信息编码的压缩比率,[R/R0]表示对R/R0进行取整,[β/0.1]表示对β/0.1进行取整。
具体而言,本发明不对分段方式进行限定;可以为固定长度分段,即将信息编码划分为相等长度的若干段;可以为变长分段,即将信息编码随机划分为不同长度的若干段;可以为标记分段,即在信息编码之间插入特定标记,如起始标记和终止标记,表示一段信息编码的开始和结束;可以为自适应分段,根据信息编码的特点,采用不同的分段方式对信息编码进行分解;本实施例中优先选取自适应分段的方式对信息编码进行分段。
具体而言,压缩比率越大,第二信息编码的容量越小,因此选择较小的分段数量;压缩比率越小,第二信息编码的容量越大,通过对第二信息编码进行多次分段,能够在传输过程中及时出现某一段数据的丢失或错误,整个信息仍然可以被完整地恢复;数字信息编码的分段数量多,可以让同样数量的数据被编码成更短的二进制字符串以降低传输的数据量和传输时间。
当所述分解模块根据对所述第二信息编码的分段数量对第二信息编码进行分段获取所述各段分组信息编码时,所述信道调控单元获取第i段分组信息编码,i=2,3,…,N,N为对第二信息编码的分段数量,根据第i段分组信息编码的容量获取第i段分组信息编码与第i-1段分组信息编码之间的基础时间间隔,其中,
若第i段分组信息编码的容量小于等于预设分组信息容量阈值,所述信道调控单元获取所述第i段分组信息编码与所述第i-1段分组信息编码之间的基础时间间隔T01=t0+△T×ri/r0,
若第i段分组信息编码大于预设分组信息容量阈值,所述信道调控单元获取所述第i段分组信息编码与所述第i-1段分组信息编码之间的基础时间间隔T02=t0+△T×(1+(ri-r0)/ri);
其中,t0为时间间隔最小初始值,△T为单位时间,ri为所述第i段分组信息编码的容量,r0为预设分组信息容量阈值。
具体而言,本实施例中,设定时间间隔最小初始值t0=30s,单位时间△T=10s,预设分组信息容量阈值r0=512M。
具体而言,本发明根据各段分组信息编码的容量获取传递时间间隔的计算基数,若某一段分组信息编码的容量较高,则该段分组信息编码通过信道的时间较长,对该段分组信息编码的处理时间较长,因此设置该段分组信息编码与前一段分组信息编码的基础时间间隔较少,能够整体缩短传输时间以提高传输效率。
当所述信道调控单元模块根据所述第i段分组信息编码的信息熵获取第i段分组信息编码与所述第i-1段分组信息编码之间的传递时间间隔,其中,
若所述第i段分组信息编码的信息熵小于预设信息熵最高阈值,所述信道调控单元获取所述第i段分组信息编码与所述第i-1段分组信息编码之间的传递时间间隔T1=max{T0×(ci/c0),0.8×T0};
若所述第i段分组信息编码的信息熵大于等于预设信息熵最高阈值,所述信道调控单元获取所述第i段分组信息编码与所述第i-1段分组信息编码之间的传递时间间隔T2=T0×(1+(ci-c0)/ci);
其中,ci为所述第i段分组信息编码的信息熵,c0为预设信息熵最高阈值,T0为第i段分组信息编码与所述第i-1段分组信息编码之间的基础时间间隔。
具体而言,本发明通过各段分组信息编码的信息熵对基础时间间隔进行系数赋值以获取传递时间间隔,当某一段分组信息编码的信息熵较大时,能够判定该段分组信息编码较为重要,通过延长基础时间间隔能够更高概率的避免数据混乱没降低丢包率以确保每段分组信息编码能够被接收方接收到,降低信息被误解或丢失的风险。
当所述信道调控单元获取各相邻段分组信息编码之间的传递时间间隔时,信道调控单元计算第一段分组信息编码传递开始至第N段分组信息编码传递结束的总时间间隔,并根据第一段分组信息编码传递开始至第N段分组信息编码传递结束的总时间间隔以及所述第一信息编码的信息熵判定是否对所述各相邻段分组信息编码之间的传递时间间隔进行调整,其中,
若所述第一段分组信息编码传递开始至所述第N段分组信息编码传递结束的总时间间隔小于等于预设信息传递时间阈值,或第一段分组信息编码传递开始至第N段分组信息编码传递结束的总时间间隔大于预设信息传递时间阈值且所述第一信息编码的信息熵大于等于预设信息熵最高阈值,所述信道调控单元判定不对相邻段分组信息编码之间的传递时间间隔进行调整;
若所述第一段分组信息编码传递开始至所述第N段分组信息编码传递结束的总时间间隔大于预设信息传递时间阈值且所述第一信息编码的信息熵小于预设信息熵最高阈值,所述信息调控单元判定对相邻段分组信息编码之间的传递时间间隔进行调整。
所述信道调控单元根据所述第i段分组信息编码的信息熵判定是否调节第i段分组信息编码与所述第i-1段分组信息编码之间的传递时间间隔,其中,
若所述第i段分组信息编码的信息熵大于等于各段分组信息编码的平均信息熵,所述信道调控单元判定不对第i段分组信息编码与所述第i-1段分组信息编码之间的传递时间间隔进行调节;
若所述第i段分组信息编码的信息熵小于各段分组信息编码的平均信息熵,所述信道调控单元判定调节第i段分组信息编码与所述第i-1段分组信息编码之间的传递时间间隔;
其中,各段分组信息编码的平均信息熵c’=(c1+c2+…cN)/N。
具体而言,本发明并非对各相邻段分组信息的传递时间间隔全部进行调整,本发明选取信息熵较小的分组信息编码,对其与上一段分组信息编码之间的传递时间间隔进行调整,能够在缩短传输总时间的前提下最大程度的保留有效信息。
当所述信道调控单元判定调节第i段分组信息编码与所述第i-1段分组信息编码之间的传递时间间隔时,信息调控单元根据第i-1段分组信息编码的信息熵获取调节后的第i段分组信息编码与第i-1段分组信息编码之间的传递时间间隔,其中,
若第i-1段分组信息编码的信息熵小于预设信息熵最高阈值,所述信道调控单元获取调节后的第i段分组信息编码与第i-1段分组信息编码之间的传递时间间隔T’=max{logczc0,0.75}×T;
若第i-1段分组信息编码的信息熵大于等于预设信息熵最高阈值,所述信道调控单元获取调节后的第i段分组信息编码与第i-1段分组信息编码之间的传递时间间隔T’=1-e-2×cz/c0;
其中,e为自然对数的底数,z=i-1,T为所述第i段分组信息编码与所述第i-1段分组信息编码之间的传递时间间隔。
至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明;对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种数字信息传输方法,其特征在于,包括:
步骤S1,当信息发送端传递一组信息时,编码模块将信息进行编码以形成第一信息编码,压缩模块根据第一信息编码的信息熵以及第一信息编码的容量获取对第一信息编码的压缩比率以压缩第一信息编码获取第二信息编码,分解模块根据第一信息编码的信息熵以及对第一信息编码的压缩比率判定是否对第二信息编码进行分段;
步骤S2,当获取所述第二信息编码经过分段后的各段分组信息编码时,信道调控单元根据各段分组信息编码的信息熵设置各相邻段分组信息编码之间的传递时间间隔,并计算第一段分组信息编码传递开始至最后一段分组信息编码传递结束的总时间间隔以判定是否对各相邻段分组信息编码之间的传递时间间隔进行调整,其中,传递时间间隔为上一段分组信息编码传递结束到下一段分组信息编码传递开始的时间;
步骤S3,信息重组模块将各段分组信息编码重组以还原所述第二信息编码,解压模块对第二信息编码进行解压以还原所述第一信息编码,并将第一信息编码发送至信息接收端。
2.根据权利要求1所述的数字信息传输方法,其特征在于,在所述步骤S1中,
当所述第一信息编码的信息熵大于等于预设信息熵最高阈值,且第一信息编码的容量大于预设信息容量最高阈值时,所述压缩模块获取对第一信息编码的压缩比率通过预设信息容量最高阈值与第一信息编码的容量的比值确定;
当所述第一信息编码的信息熵大于等于预设信息熵最高阈值,且第一信息编码的容量小于等于预设信息容量最高阈值时,所述压缩模块获取对第一信息编码的压缩比率为0;
当所述第一信息编码的信息熵小于预设信息熵最高阈值,所述压缩模块获取对第一信息编码的压缩比率通过第一信息编码的容量与预设信息容量最高阈值的比值确定。
3.根据权利要求2所述的数字信息传输方法,其特征在于,在所述步骤S2中,若所述第一信息编码的信息熵大于等于预设信息熵最高阈值,且第一信息编码的压缩比率大于第一标准压缩比率,所述分解模块判定不对所述第二信息编码进行分段;
若所述第一信息编码的信息熵大于等于预设信息熵最高阈值且第一信息编码的压缩比率小于等于第一标准压缩比率,或第一信息编码的信息熵小于预设信息熵最高阈值,所述分解模块判定对所述第二信息编码进行分段。
4.根据权利要求3所述的数字信息传输方法,其特征在于,当所述分解模块判定对所述第二信息编码进行分段时,分解模块根据对所述第一信息编码的压缩比率获取对第二信息编码的分段数量,其中,
若对所述第一信息编码的压缩比率大于第二标准压缩比率,所述分解模块获取的对所述第二信息编码的分段数量通过第一信息编码的容量与预设信息容量最高阈值的比值确定;
若对所述第一信息编码的压缩比率小于等于第二标准压缩比率,所述分解模块获取的对所述第二信息编码的分段数量通过第一信息编码的压缩比率以及第一信息编码的容量与预设信息容量最高阈值的比值确定。
5.根据权利要求4所述的数字信息传输方法,其特征在于,当所述分解模块根据对所述第二信息编码的分段数量对第二信息编码进行分段获取所述各段分组信息编码时,所述信道调控单元获取第i段分组信息编码,i=2,3,…,N,N为对第二信息编码的分段数量,根据第i段分组信息编码的容量获取第i段分组信息编码与第i-1段分组信息编码之间的基础时间间隔,其中,
若所述第i段分组信息编码的容量小于等于预设分组信息容量阈值,所述信道调控单元获取的第i段分组信息编码与所述第i-1段分组信息编码之间的基础时间间隔通过第i段分组信息编码的容量与预设分组信息容量阈值的比值确定;
若所述第i段分组信息编码大于预设分组信息容量阈值,所述信道调控单元获取的第i段分组信息编码与所述第i-1段分组信息编码之间的基础时间间隔通过预设分组信息容量阈值与第i段分组信息编码的容量确定。
6.根据权利要求5所述的数字信息传输方法,其特征在于,当所述信道调控单元模块根据所述第i段分组信息编码的信息熵获取第i段分组信息编码与所述第i-1段分组信息编码之间的传递时间间隔,其中,
若所述第i段分组信息编码的信息熵小于预设信息熵最高阈值,所述信道调控单元获取的第i段分组信息编码与所述第i-1段分组信息编码之间的传递时间间隔通过第i段分组信息编码的信息熵与预设信息熵最高阈值的比值确定;
若所述第i段分组信息编码的信息熵大于等于预设信息熵最高阈值,所述信道调控单元获取的第i段分组信息编码与所述第i-1段分组信息编码之间的传递时间间隔通过预设信息熵最高阈值与第i段分组信息编码的信息熵的比值确定。
7.根据权利要求6所述的数字信息传输方法,其特征在于,当所述信道调控单元获取各相邻段分组信息编码之间的传递时间间隔时,信道调控单元计算第一段分组信息编码传递开始至第N段分组信息编码传递结束的总时间间隔,信道调控单元判定,
若所述第一段分组信息编码传递开始至所述第N段分组信息编码传递结束的总时间间隔小于等于预设信息传递时间阈值,或第一段分组信息编码传递开始至第N段分组信息编码传递结束的总时间间隔大于预设信息传递时间阈值且所述第一信息编码的信息熵大于等于预设信息熵最高阈值,所述信道调控单元判定不对相邻段分组信息编码之间的传递时间间隔进行调整;
若所述第一段分组信息编码传递开始至所述第N段分组信息编码传递结束的总时间间隔大于预设信息传递时间阈值且所述第一信息编码的信息熵小于预设信息熵最高阈值,所述信息调控单元判定对相邻段分组信息编码之间的传递时间间隔进行调整。
8.根据权利要求7所述的数字信息传输方法,其特征在于,所述信道调控单元根据所述第i段分组信息编码的信息熵判定是否调节第i段分组信息编码与所述第i-1段分组信息编码之间的传递时间间隔,其中,
若所述第i段分组信息编码的信息熵大于等于所述各段分组信息编码的平均信息熵,所述信道调控单元判定不对第i段分组信息编码与所述第i-1段分组信息编码之间的传递时间间隔进行调节;
若所述第i段分组信息编码的信息熵小于所述各段分组信息编码的平均信息熵,所述信道调控单元判定调节第i段分组信息编码与所述第i-1段分组信息编码之间的传递时间间隔。
9.根据权利要求8所述的数字信息传输方法,其特征在于,当所述信道调控单元判定调节第i段分组信息编码与所述第i-1段分组信息编码之间的传递时间间隔时,信息调控单元根据第i-1段分组信息编码的信息熵获取调节后的第i段分组信息编码与第i-1段分组信息编码之间的传递时间间隔,其中,
若所述第i-1段分组信息编码的信息熵小于预设信息熵最高阈值,所述信道调控单元获取调节后的第i段分组信息编码与第i-1段分组信息编码之间的传递时间间隔通过以第i-1段分组信息编码的信息熵为底预设信息熵最高阈值的对数确定;
若所述第i-1段分组信息编码的信息熵大于等于预设信息熵最高阈值,所述信道调控单元获取调节后的第i段分组信息编码与第i-1段分组信息编码之间的传递时间间隔通过第i-1段分组信息编码的信息熵与预设信息熵最高阈值的比值确定。
10.根据权利要求1-9任一所述的数字信息传输方法的数字信息传输系统,其特征在于,包括:
所述信息发送端,其用于发送信息;
第一信息处理单元,其包括与所述信息发送端相连接用于对信息进行编码以获取所述第一信息编码的所述编码模块,与编码模块相连接用于对第一信息编码进行压缩以获取所述第二信息编码的所述压缩模块,以及与压缩模块相连接用以将第二信息编码进行分段的分解模块;
所述信道调控单元,其与所述第一信息处理单元相连接,用于根据各段分组信息编码的信息熵设置各相邻段分组信息编码之间的传递时间间隔,以及计算第一段分组信息编码传递开始至最后一段分组信息编码传递结束的总时间间隔以判定是否对各相邻段分组信息编码之间的传递时间间隔进行调整;
信道,其与所述信道调控单元相连接,用于传递所述第二信息编码或所述各段分组信息编码;
第二信息处理单元,其包括与所述信道相连接用于将所述各段分组信息编码重组以还原所述第二信息编码的信息重组模块,以及与所述信息重组模块相连接用于将对第二信息编码进行解压以还原所述第一信息编码的解压模块;
所述信息接收端,其与所述第二信息处理单元相连接,用于接收所述第一信息编码。
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