CN117135074A - 基于fpga的tna设备及其通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电通信技术领域，具体涉及基于FPGA的TNA设备及其通信方法，包括：控制终端，是系统的主控端用于发出执行命令；监测模块，用于监测通信线程实时传输信号参数；分析模块，用于接收监测模块监测到的通信线程实时传输信号参数，通过通信线程实时传输信号参数分析各通信线程适用度；接收模块，用于接收通信用户实时通信请求；本发明能够对通信线程的通信参数进行实时获取，进一步对获取的通信参数进行分析，并同时接收通信用户的通信请求，进而基于通信参数分析结果对接收到的通信请求与通信线程进行相互匹配，从而实现更具逻辑性、稳定性的通信线程使用策略，以达到提升通信用户通信体验，及对通信线程带来管理的效果。

Description

基于FPGA的TNA设备及其通信方法

技术领域

本发明涉及电通信技术领域，具体涉及基于FPGA的TNA设备及其通信方法。

背景技术

TNA设备即瞬态网络分析仪，其具有发现并解决各种故障特性的硬件或软件设备，这些特性包括特殊协议包的解码、特殊的编程前的故障测试、包过滤和包传输，安装在网络中用以确保整个网络不受恶意活动侵犯。网络分析器可以用来加强防火墙、反病毒软件以及间谍软件的检测。

然而，目前通信终端在配置TNA设备进行维护时，通信终端搭载的通信线程往往自适应的根据通信用户需求被通信用户占用使用，TNA设备并不具备对通信终端搭载通信线程的管理功能。

发明内容

解决的技术问题

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了基于FPGA的TNA设备及其通信方法，解决了目前通信终端在配置TNA设备进行维护时，通信终端搭载的通信线程往往自适应的根据通信用户需求被通信用户占用使用，TNA设备并不具备对通信终端搭载通信线程的管理功能的问题。

技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

第一方面，基于FPGA的TNA设备，包括：

控制终端，是系统的主控端用于发出执行命令；

监测模块，用于监测通信线程实时传输信号参数；

分析模块，用于接收监测模块监测到的通信线程实时传输信号参数，通过通信线程实时传输信号参数分析各通信线程适用度；

接收模块，用于接收通信用户实时通信请求；

匹配模块，用于获取通信用户通信请求及各通信线程适用度，应用通信线程适用度与通信用户的通信请求相互匹配；

监护模块，用于监控匹配模块在对通信用户与通信线程匹配后，运行状态由占用切换至空闲的通信线程。

更进一步地，所述监测模块下级设置有子模块，包括：

设定单元，用于设定监测模块实时运行周期；

逻辑单元，用于接收设定单元中设定的监测模块运行周期，同步设定监测通信线程实时传输信号参数时应用的通信线程监测队列；

其中，通信线程的传输信号参数包括：通信线程传输信号的传输波形，通信线程传输信号的传输频率、通信线程传输信号的复杂度、通信线程传输信号的谷峰信号值。

更进一步地，所述监测模块根据设定单元设定运行周期及通信线程监测队列实时运行，且所述监测模块在监测到通信线程实时传输信号参数后，进一步对通信线程传输信号参数进行相同项进行查找及删除；

其中，所述对通信线程传输信号参数进行相同项进行查找及删除的操作，应用通信线程传输信号参数中的传输波形相似度进行相同项的查找及删除，传输波形的相似度求取公式为：

式中：(X_g,Y_g)、(X_s,Y_s)分别为传输波形G与传输波形S相对于同一坐标轴系的质心坐标；width、height分别为传输波形的宽度及高度。

更进一步地，Sim(G,S)_region≥95％，则判定两组传输波形对应通信线程传输信号参数为相同项，判定为相同项的两组通信线程传输信号参数择一执行删除处理，Sim(G,S)_region＜95％，则对进行相同项判定所应用的两组通信线程传输信号参数进行保留。

更进一步地，所述分析模块内部设置有子模块，包括：

储存单元，用于接收分析模块中分析得到的各通信线程适用度，对各通信线程适用度分析数据进行储存；

其中，储存模块中设置有储存区分区间，储存模块基于储存区分区间对各通信线程适用度分析数据进行区分储存。

更进一步地，所述分析模块中对于通信线程适用度的分析求取过程表示为：

式中：n为通信线程目标集合；η_i为第i个通信线程的通信任务最大荷载；c为通信线程传输信号强度临界值；u为通信线程传输信号强度估值；为各通信线程的权重均值；E_fae为通信线程综合复杂度；wf_i为第i个通信线程的传输频率；χ为修正系数。

更进一步地，所述匹配模块运行阶段，基于通信线程适用度对各通信线程进行降序逻辑的优先队列排序，基于通信用户通信请求的发出时间，进行降序逻辑的优先队列排序，进一步通过优先队列排序结果完成通信线程与通信用户的匹配。

更进一步地，所述监护模块监控到的通信线程实时向监测模块发送，监测模块以监护模块反馈的通信线程作为处理目标继续运行。

更进一步地，所述控制终端通过介质电性连接有监测模块，所述监测模块下级通过介质电性连接有设定单元及逻辑单元，所述监测模块通过介质电性连接有分析模块，所述分析模块内部通过介质电性连接有储存单元，所述分析模块通过介质电性连接有接收模块及匹配模块，所述匹配模块通过介质电性与储存单元相连接，所述匹配模块通过介质电性连接有监护模块，所述监护模块通过介质电性与监测模块相连接。

第二方面，基于FPGA的TNA设备的其通信方法，包括以下步骤：

步骤1：实时监测通信线程传输信号参数；

步骤11：通信线程从传输信号参数监测周期及逻辑的设定阶段；

步骤2：根据通信线程传输信号参数分析各通信线程适用度；

步骤21：分析结果储存阶段；

步骤3：实时接收通信用户的通电求取；

步骤4：通信求取发出用户与通信线程匹配阶段；

步骤5：实时监控通信线程与通信用户匹配后通信线程的运行状态，对空闲的通信线程进行捕捉。

有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：

1、本发明提供一种基于FPGA的TNA设备，该系统在运行过程中能够对通信线程的通信参数进行实时获取，进一步对获取的通信参数进行分析，并同时接收通信用户的通信请求，进而基于通信参数分析结果对接收到的通信请求与通信线程进行相互匹配，从而实现更具逻辑性、稳定性的通信线程使用策略，以达到提升通信用户通信体验，及对通信线程带来管理的效果。

2、本发明中系统在运行过程中，能够对通信参数进行获取阶段的获取逻辑及周期的自定义设定，从而以此种方法来优化通信参数获取精度，进而达到提升系统运行输出结果准确性的目的。

3、本发明提供一种基于FPGA的TNA设备的其通信方法，通过该方法中的步骤执行，能够进一步维护系统运行的稳定，并且在该方法的步骤执行过程中，还能够进一步的提供系统运行逻辑支持，从而使系统与通信线程配置应用的匹配度更佳。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为基于FPGA的TNA设备的结构示意图；

图2为基于FPGA的TNA设备的其通信方法的流程示意图；

图中的标号分别代表：1、控制终端；2、监测模块；21、设定单元；22、逻辑单元；3、分析模块；31、储存单元；4、接收模块；5、匹配模块；6、监护模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

本实施例的基于FPGA的TNA设备，如图1所示，包括：

控制终端1，是系统的主控端用于发出执行命令；

监测模块2，用于监测通信线程实时传输信号参数；

分析模块3，用于接收监测模块2监测到的通信线程实时传输信号参数，通过通信线程实时传输信号参数分析各通信线程适用度；

接收模块4，用于接收通信用户实时通信请求；

匹配模块5，用于获取通信用户通信请求及各通信线程适用度，应用通信线程适用度与通信用户的通信请求相互匹配；

监护模块6，用于监控匹配模块5在对通信用户与通信线程匹配后，运行状态由占用切换至空闲的通信线程；

监测模块2下级设置有子模块，包括：

设定单元21，用于设定监测模块2实时运行周期；

逻辑单元22，用于接收设定单元21中设定的监测模块21运行周期，同步设定监测通信线程实时传输信号参数时应用的通信线程监测队列；

其中，通信线程的传输信号参数包括：通信线程传输信号的传输波形，通信线程传输信号的传输频率、通信线程传输信号的复杂度、通信线程传输信号的谷峰信号值；

控制终端1通过介质电性连接有监测模块2，监测模块2下级通过介质电性连接有设定单元21及逻辑单元22，监测模块2通过介质电性连接有分析模块3，分析模块3内部通过介质电性连接有储存单元31，分析模块3通过介质电性连接有接收模块4及匹配模块5，匹配模块5通过介质电性与储存单元31相连接，匹配模块5通过介质电性连接有监护模块6，监护模块6通过介质电性与监测模块2相连接。

在本实施例中，控制终端1控制监测模块2监测通信线程实时传输信号参数，分析模块3后置运行接收监测模块2监测到的通信线程实时传输信号参数，通过通信线程实时传输信号参数分析各通信线程适用度，接收模块4实时接收通信用户实时通信请求，匹配模块5进一步获取通信用户通信请求及各通信线程适用度，应用通信线程适用度与通信用户的通信请求相互匹配，最后由监护模块6监控匹配模块5在对通信用户与通信线程匹配后，运行状态由占用切换至空闲的通信线程；

此外通过监测模块2下级设置的子模块，为监测模块2的运行提供了必要的运行逻辑支持，确保监测模块2运行阶段，能够稳定的执行通信线程实时传输信号参数的监测操作。

实施例2

在具体实施层面，在实施例1的基础上，本实施例参照图1对实施例1中基于FPGA的TNA设备做进一步具体说明：

监测模块2根据设定单元21设定运行周期及通信线程监测队列实时运行，且监测模块2在监测到通信线程实时传输信号参数后，进一步对通信线程传输信号参数进行相同项进行查找及删除；

其中，对通信线程传输信号参数进行相同项进行查找及删除的操作，应用通信线程传输信号参数中的传输波形相似度进行相同项的查找及删除，传输波形的相似度求取公式为：

式中：(X_g,Y_g)、(X_s,Y_s)分别为传输波形G与传输波形S相对于同一坐标轴系的质心坐标；width、height分别为传输波形的宽度及高度。

通过上述公式计算，能够对通信线程传输信号参数中相同项进行删除，以确保系统中模块的后续运行能够以精准的数据完成运行。

如图1所示，Sim(G,S)_region≥95％，则判定两组传输波形对应通信线程传输信号参数为相同项，判定为相同项的两组通信线程传输信号参数择一执行删除处理，Sim(G,S)_region＜95％，则对进行相同项判定所应用的两组通信线程传输信号参数进行保留。

通过上述设置，限定了通信线程传输信号参数相同项判定逻辑。

如图1所示，分析模块3内部设置有子模块，包括：

储存单元31，用于接收分析模块3中分析得到的各通信线程适用度，对各通信线程适用度分析数据进行储存；

其中，储存模块31中设置有储存区分区间，储存模块31基于储存区分区间对各通信线程适用度分析数据进行区分储存。

通过上述分析模块3下级设置的子模块储存单元31，能够对分析模块3中分析得到的通信线程适用度分析结果进行储存，以便于系统端用户的后续读取。

实施例3

在具体实施层面，在实施例1的基础上，本实施例参照图1对实施例1中基于FPGA的TNA设备做进一步具体说明：

分析模块3中对于通信线程适用度的分析求取过程表示为：

式中：n为通信线程目标集合；η_i为第i个通信线程的通信任务最大荷载；c为通信线程传输信号强度临界值；u为通信线程传输信号强度估值；为各通信线程的权重均值；E_fae为通信线程综合复杂度；wf_i为第i个通信线程的传输频率；χ为修正系数。

通过上述公式计算，能够对通信线程的适用度以数字化的分析结果完成输出，以便于系统运行过程中对于通信线程适用度数据的进一步应用。

如图1所示，匹配模块5运行阶段，基于通信线程适用度对各通信线程进行降序逻辑的优先队列排序，基于通信用户通信请求的发出时间，进行降序逻辑的优先队列排序，进一步通过优先队列排序结果完成通信线程与通信用户的匹配。

通过上述设置，为匹配模块5运行对通信线程与通信用户的匹配操作，提供了可靠的匹配逻辑。

如图1所示，监护模块6监控到的通信线程实时向监测模块2发送，监测模块2以监护模块6反馈的通信线程作为处理目标继续运行。

通过上述设置，为系统带来了更进一步的回转逻辑，以确保系统能够持续运行，完成对通信线程的持续监测管理。

实施例4

在具体实施层面，在实施例1的基础上，本实施例参照图2对实施例1中基于FPGA的TNA设备做进一步具体说明：

基于FPGA的TNA设备的其通信方法，包括以下步骤：

步骤1：实时监测通信线程传输信号参数；

步骤11：通信线程从传输信号参数监测周期及逻辑的设定阶段；

步骤2：根据通信线程传输信号参数分析各通信线程适用度；

步骤21：分析结果储存阶段；

步骤3：实时接收通信用户的通电求取；

步骤4：通信求取发出用户与通信线程匹配阶段；

步骤5：实时监控通信线程与通信用户匹配后通信线程的运行状态，对空闲的通信线程进行捕捉。

综上而言，上述实施例中系统能够对通信线程的通信参数进行实时获取，进一步对获取的通信参数进行分析，并同时接收通信用户的通信请求，进而基于通信参数分析结果对接收到的通信请求与通信线程进行相互匹配，从而实现更具逻辑性、稳定性的通信线程使用策略，以达到提升通信用户通信体验，及对通信线程带来管理的效果；且该系统在运行过程中，能够对通信参数进行获取阶段的获取逻辑及周期的自定义设定，从而以此种方法来优化通信参数获取精度，进而达到提升系统运行输出结果准确性的目的；同时，通过实施例中记载方法的步骤执行，能够进一步维护系统运行的稳定，并且在该方法的步骤执行过程中，还能够进一步的提供系统运行逻辑支持，从而使系统与通信线程配置应用的匹配度更佳。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.基于FPGA的TNA设备，其特征在于，包括：

控制终端(1)，是系统的主控端用于发出执行命令；

监测模块(2)，用于监测通信线程实时传输信号参数；

分析模块(3)，用于接收监测模块(2)监测到的通信线程实时传输信号参数，通过通信线程实时传输信号参数分析各通信线程适用度；

接收模块(4)，用于接收通信用户实时通信请求；

匹配模块(5)，用于获取通信用户通信请求及各通信线程适用度，应用通信线程适用度与通信用户的通信请求相互匹配；

监护模块(6)，用于监控匹配模块(5)在对通信用户与通信线程匹配后，运行状态由占用切换至空闲的通信线程。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA的TNA设备，其特征在于，所述监测模块(2)下级设置有子模块，包括：

设定单元(21)，用于设定监测模块(2)实时运行周期；

逻辑单元(22)，用于接收设定单元(21)中设定的监测模块(21)运行周期，同步设定监测通信线程实时传输信号参数时应用的通信线程监测队列；

其中，通信线程的传输信号参数包括：通信线程传输信号的传输波形，通信线程传输信号的传输频率、通信线程传输信号的复杂度、通信线程传输信号的谷峰信号值。

3.根据权利要求2所述的基于FPGA的TNA设备，其特征在于，所述监测模块(2)根据设定单元(21)设定运行周期及通信线程监测队列实时运行，且所述监测模块(2)在监测到通信线程实时传输信号参数后，进一步对通信线程传输信号参数进行相同项进行查找及删除；

其中，所述对通信线程传输信号参数进行相同项进行查找及删除的操作，应用通信线程传输信号参数中的传输波形相似度进行相同项的查找及删除，传输波形的相似度求取公式为：

式中：(X_g,Y_g)、(X_s,Y_s)分别为传输波形G与传输波形S相对于同一坐标轴系的质心坐标；width、height分别为传输波形的宽度及高度。

4.根据权利要求3所述的基于FPGA的TNA设备，其特征在于，Sim(G,S)_region≥95％，则判定两组传输波形对应通信线程传输信号参数为相同项，判定为相同项的两组通信线程传输信号参数择一执行删除处理，Sim(G,S)_region＜95％，则对进行相同项判定所应用的两组通信线程传输信号参数进行保留。

5.根据权利要求1所述的基于FPGA的TNA设备，其特征在于，所述分析模块(3)内部设置有子模块，包括：

储存单元(31)，用于接收分析模块(3)中分析得到的各通信线程适用度，对各通信线程适用度分析数据进行储存；

其中，储存模块(31)中设置有储存区分区间，储存模块(31)基于储存区分区间对各通信线程适用度分析数据进行区分储存。

6.根据权利要求1所述的基于FPGA的TNA设备，其特征在于，所述分析模块(3)中对于通信线程适用度的分析求取过程表示为：

式中：n为通信线程目标集合；η_i为第i个通信线程的通信任务最大荷载；c为通信线程传输信号强度临界值；u为通信线程传输信号强度估值；为各通信线程的权重均值；E_fae为通信线程综合复杂度；wf_i为第i个通信线程的传输频率；χ为修正系数。

7.根据权利要求1所述的基于FPGA的TNA设备，其特征在于，所述匹配模块(5)运行阶段，基于通信线程适用度对各通信线程进行降序逻辑的优先队列排序，基于通信用户通信请求的发出时间，进行降序逻辑的优先队列排序，进一步通过优先队列排序结果完成通信线程与通信用户的匹配。

8.根据权利要求1所述的基于FPGA的TNA设备，其特征在于，所述监护模块(6)监控到的通信线程实时向监测模块(2)发送，监测模块(2)以监护模块(6)反馈的通信线程作为处理目标继续运行。

9.根据权利要求1所述的基于FPGA的TNA设备，其特征在于，所述控制终端(1)通过介质电性连接有监测模块(2)，所述监测模块(2)下级通过介质电性连接有设定单元(21)及逻辑单元(22)，所述监测模块(2)通过介质电性连接有分析模块(3)，所述分析模块(3)内部通过介质电性连接有储存单元(31)，所述分析模块(3)通过介质电性连接有接收模块(4)及匹配模块(5)，所述匹配模块(5)通过介质电性与储存单元(31)相连接，所述匹配模块(5)通过介质电性连接有监护模块(6)，所述监护模块(6)通过介质电性与监测模块(2)相连接。

10.基于FPGA的TNA设备的其通信方法，所述方法是对如权利要求1-9中任意一项所述基于FPGA的TNA设备的实施方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：实时监测通信线程传输信号参数；

步骤11：通信线程从传输信号参数监测周期及逻辑的设定阶段；

步骤2：根据通信线程传输信号参数分析各通信线程适用度；

步骤21：分析结果储存阶段；

步骤3：实时接收通信用户的通电求取；

步骤4：通信求取发出用户与通信线程匹配阶段；

步骤5：实时监控通信线程与通信用户匹配后通信线程的运行状态，对空闲的通信线程进行捕捉。