CN117221414B - 一种调制解调器数据智能传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数据压缩技术领域，具体涉及一种调制解调器数据智能传输方法，采集各传输数据的数字信号，与前一个传输数据的数字信号序列之间的差异得到高位可见序列；计算高位可见序列中各元素的高位可见长度；根据各元素的高位可见长度得到高位可见序列的高位正向可见强度；根据高位可见序列的高位正向可见强度得到当前传输数据的压缩方式；获取当前传输数据的次低位符号位；根据各传输数据的压缩方式及次低位符号位的值得到各传输数据的压缩数据；对各压缩数据进行传输，完成数据智能传输。从而实现数据智能传输，解决了Zigzag压缩算法对于绝对值较大的数据压缩效果较差的问题，提高了数据传输速度，具有较高数据压缩效果。

Description

一种调制解调器数据智能传输方法

技术领域

本申请涉及数据压缩技术领域，具体涉及一种调制解调器数据智能传输方法。

背景技术

调制解调器，为一种计算机硬件设备，包括调制器与解调器，通过调制器将计算机的数字信号翻译成可沿电话线传送的模拟信号，这些模拟信号被接收端的另一个调制解调器接收，通过解调器将模拟信号译成计算机可懂的语言，通过这一过程完成两台计算机之间的通信。

为更快的进行计算机之间的数据传输，通常需要对传输的数据进行压缩，由于计算机内的信号类型均为二进制数字信号，即需要对数字信号进行压缩，为保证计算机之间数据传输的准确性，通常采用无损压缩算法对数据进行压缩，传统的数字信号无损压缩算法如哈夫曼（Huffman）编码，通过构建字符出现概率的哈夫曼树，将频繁出现的字符用较短的编码表示，能够减少数据的存储空间，但无法压缩随机性较强的数据；Zigzag压缩算法实现较为简单，压缩程度较高，通过删除高位无效0值来实现对数据的压缩，同时对负数的压缩效果较好，但对于绝对值较大的数据压缩效果较差。

综上所述，本发明通过分析当前传输数据的数字信号序列与对比传输数据的数字信号序列之间的相似性构建新的压缩方式，根据各传输数据对不同压缩方式的适应性选择各传输数据更为合适的压缩方式进行压缩传输，完成数据压缩及传输。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种调制解调器数据智能传输方法，以解决现有的问题。

本发明的一种调制解调器数据智能传输方法采用如下技术方案：

本发明一个实施例提供了一种调制解调器数据智能传输方法，该方法包括以下步骤：

采集传输数据；获取各传输数据的数字信号；

获取当前传输数据的数字信号序列及对比传输数据的数字信号序列；根据当前传输数据与对比传输数据的数字信号序列之间的差异得到高位可见序列；根据高位可见序列得到高位可见图；根据高位可见图得到高位可见序列中各元素的高位可见长度；根据各元素的高位可见长度得到高位可见序列的高位正向可见强度；根据高位可见序列的高位正向可见强度得到当前传输数据的压缩方式；获取当前传输数据的次低位符号位；根据当前传输数据的压缩方式得到次低位符号位的值；

根据各传输数据的压缩方式及次低位符号位的值得到各传输数据的压缩数据；对各压缩数据进行传输，完成数据智能传输。

优选的，所述获取当前传输数据的数字信号序列及对比传输数据的数字信号序列，具体为：

将各传输数据的数字信号组成的序列作为当前传输数据的数字信号序列；将各传输数据的前一个传输数据的数字信号组成的序列作为对比传输数据的数字信号序列。

优选的，所述根据当前传输数据与对比传输数据的数字信号序列之间的差异得到高位可见序列，具体为：

比较当前传输数据与对比传输数据的数字信号序列中相同位置的元素大小，若大小相同，则将高位可见序列中同一位置的元素值设定为0；若大小不同，则将高位可见序列中同一位置的元素值设定为1；将各设定后的元素值组成的序列作为高位可见序列。

优选的，所述根据高位可见序列得到高位可见图，具体为：

设定高位可见序列中不同元素值的延伸方向及延伸长度，根据高位可见序列中不同元素值的延伸方向及延伸长度从坐标系原点进行绘制得到高位可见图。

优选的，所述根据高位可见图得到高位可见序列中各元素的高位可见长度的具体步骤为：

获取高位可见序列中各元素在高位可见图中的对应坐标点，对于各坐标点，

获取坐标点与其他各坐标点的连线；设定取值条件；将符合取值条件的连线的长度作为坐标点的高位可见长度；

将各坐标点的高位可见长度作为对应各元素的高位可见长度。

优选的，所述设定取值条件，具体为：

条件1：所述坐标点与目标点的连线斜率小于0；

条件2：所述坐标点横坐标比目标点横坐标大；

条件3：在满足条件1、2的连线中长度最长且不与高位可见图中折线相交。

优选的，所述根据各元素的高位可见长度得到高位可见序列的高位正向可见强度的表达式为：

式中，为高位可见序列的高位正向可见强度，/>为传输数据数字序列的长度，/>为高位可见序列中第/>个元素的高位可见长度，/>为归一化函数。

优选的，所述根据高位可见序列的高位正向可见强度得到当前传输数据的压缩方式，具体为：

若高位可见序列的高位正向可见强度不小于强度阈值，则当前传输数据选择高位可见序列进行压缩；若小于强度阈值，则选择当前传输数据本身进行压缩。

优选的，所述获取当前传输数据的次低位符号位，具体为：在当前传输数据的数字信号中最低位与次低位中间插入一个二进制位作为当前传输数据的次低位符号位。

优选的，所述根据当前传输数据的压缩方式得到次低位符号位的值，具体为：

若当前传输数据选择高位可见序列进行压缩，则次低位符号位数值为1；若选择当前传输数据本身进行压缩，则次低位符号位数值为0。

本发明至少具有如下有益效果：

本发明通过分析当前传输数据的数字信号序列与其前一个传输数据的数字信号序列之间的高位相关性，构建高位正向可见强度，确定对当前传输数据的数字信号序列进行压缩时所选取的压缩方式，以达到更高的压缩效果，同时将所选取的压缩方式作为次低位符号位进行标记，便于数据传输后进行解码，解决了Zigzag压缩算法对于绝对值较大的数据压缩效果较差的问题，提高了数据传输速度，具有较高数据传输效率。

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和优点，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的介绍，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它附图。

图1为本发明提供的一种调制解调器数据智能传输方法的流程图；

图2为高位可见图示意图；

图3为高位可见长度示意图。

具体实施方式

为了更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种调制解调器数据智能传输方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。在下述说明中，不同的“一个实施例”或“另一个实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。

下面结合附图具体的说明本发明所提供的一种调制解调器数据智能传输方法的具体方案。

本发明一个实施例提供的一种调制解调器数据智能传输方法。

具体的，提供了如下的一种调制解调器数据智能传输方法，请参阅图1，该方法包括以下步骤：

步骤S001，采集传输数据。

通过配置管理软件Measurement & Automation Explorer(简称MAX)创建采集任务，对计算机中各传输数据进行采集，得到各传输数据的数字信号，即二进制数，需要说明的是，传输数据的采集范围实施者可自行设置，本实施例采集600秒内的传输数据。

采集到的各传输数据的数字信号可能存在异常、缺失等情况，为保证数据的完整性以及便于后续对其进行分析，需要对采集到的各传输数据的数字信号进行清理，通过小波去噪消除噪声及不需要的频率内容，通过最近邻插值法对缺失值进行填充。其中小波去噪与最近邻插值法为公知技术，本发明不再赘述。

步骤S002，根据各传输数据与对比传输数据之间的差异选择压缩方式进行压缩。

传统的Zigzag压缩算法，对于较小的整数与较大的负数压缩效果较好，而调制解调器中传输的数据通常大小不定，导致压缩效果可能不够理想，据此本发明使用改进的Zigzag压缩算法对调制解调器中传输的数字信号数据进行压缩，以提高对数字信号数据的压缩效果，具体的操作步骤如下：

1.构建高位正向可见强度。在调制解调器传输的数据中，数据之间可能具有一定的相关性，由于在进行数据压缩时，Zigzag算法的压缩原理为利用高位无效0值来实现数字信号的压缩，据此本发明构建高位正向可见强度，用于表述当前传输的数据与前一个传输数据在高位上的相关性，其构建过程如下：

在计算当前传输数据的数字信号与前一个传输数据的数字信号在高位上的相关性时，需要对传输数据的数字信号所构成的序列进行处理，记为数字信号处理过程，其处理过程具体如下：

将当前传输数据的二进制数字信号组成的序列作为当前传输数据的数字信号序列，如数据1在计算机中存储的二进制结果为，则对应的数字信号序列为，在计算机中，二进制数的最高位表示符号位，只表示数据的正负，不表示数据的大小，即符号位取1表示为负数，符号位取0表示为非负数，其余位数表示数据大小。将数字信号序列的符号位移至最低位，将其余位按顺序依次左移一个单位，并对其进行反码、补码操作，得到处理后的数字信号序列。

为方便描述，将当前传输数据的前一个传输数据的数字信号组成的序列作为对比传输数据，并将当前传输数据的数字信号序列记为数字信号序列，将对比传输数据的数字信号序列记为数字信号序列/>，对数字信号序列/>与数字信号序列/>通过上述步骤进行处理，分别得到处理后的数字信号序列/>与数字信号序列/>，则可以构建高位正向可见强度，其构建过程如下：

构建高位可见序列，若数字信号序列与数字信号序列/>中相同位置的元素大小相同，则将该位置元素赋值为0，并作为高位可见序列中同一位置的元素；若大小不同，则赋值为1，作为高位可见序列中同一位置的元素。例如当前传输数据处理后的数字信号序列，对比传输数据处理后的数字信号序列/>，则所得高位可见序列为/>，并通过高位可见序列得到高位可见图，高位可见图从坐标系原点开始绘制：当高位可见序列中元素为0时，高位可见图中的延伸方向对应的斜率为-1，延伸长度为；当高位可见序列元素为1时，高位可见图中的延伸方向对应的斜率为1，延伸长度为/>，以上述为例，所得高位可见序列为/>，则对应的高位可见图如图2所示，为获取高位可见序列中各元素在高位可见图中的高位可见长度，首先获取高位可见序列中各元素在高位可见图中对应的坐标点，通过各元素对应坐标点与其它元素的对应坐标点之间的距离，判断高位可见序列中的0相连情况，然后，以高位可见序列中第一个元素为例，第一个元素在高位可见图中对应的坐标点A的位置如图3所示，获取坐标点A与其它坐标点之间的连线，将满足取值条件的连线的长度作为坐标点A的高位可见长度，取值条件具体为：

条件1：坐标点A与其它坐标点之间的连线斜率小于0；条件2：其它坐标点的横坐标比坐标点A的横坐标大；条件3：在满足条件1、2的连线中长度最长且不与高位可见图中折线相交。即只将坐标点A与其右侧的其它坐标点分别相连，若连线与高位可见图中折线相交，则高位可见序列中对应两个元素之间的0不连续，两点之间的连线不是需要的连线；若连线与高位可见图中折线不相交且长度最长，则将该长度作为坐标点A的高位可见长度，如图3中AB所示，并将坐标点A的高位可见长度作为高位可见序列中第一个元素的高位可见长度。通过上述方式获取高位可见序列中各元素的高位可见长度，据此可以计算高位正向可见强度，其计算公式如下：

式中，为高位正向可见序列的高位可见强度，/>为传输数据数字序列的长度，/>为高位可见序列中第/>个元素的高位可见长度，/>为归一化函数。

若数字信号序列AX与数字信号序列AL中元素相等的位数越高，则对应的高位可见长度越长，即与/>越大，计算出的高位正向可见强度越大；若数字信号序列AX与数字信号序列AL中元素相等的位数越低，则对应的高位可见长度越短，即/>与/>越小，计算出的高位正向可见强度越小。

2.构建次低位符号位。记高位正向可见强度的强度阈值为，通常取经验值，需要说明的是，/>的取值实施者可自行设定，本实施例不做具体限制，若调制解调器中传输的数字信号序列/>与数字信号序列/>的高位正向可见强度大于等于高位正向可见强度阈值，则表明数字信号序列/>与数字信号序列/>在高位的相关性较强，此时用数字信号序列/>与数字信号序列/>之间的差异来表示数字信号序列/>，即采用高位可见序列进行压缩，能够达到更高的压缩效率；若调制解调器中传输的数字信号序列/>与数字信号序列/>的高位正向可见强度小于高位正向可见强度阈值，则表明数字信号序列/>与数字信号序列/>在高位的相关性较弱，此时应当直接对当前传输数据的数字信号进行压缩，能够达到较高的压缩效率。

由于在计算机中，最高位表示符号位，即最高位取1表示负数，最高位取0表示正数，使用Zigzag算法对数字信号进行压缩时，将符号位移至最低位，据此本发明构建次低位符号位，插入到最低位与次低位中间，将其作为第二个符号位，记为次低位符号位，作为区分数字信号在进行压缩时选择的压缩方式，将其余位按照顺序依次向左移动一位。数字信号序列中次低位符号位取1表明是根据数字信号序列/>与数字信号序列/>的差异性进行压缩的，数字信号序列/>中次低位符号位取0表明是直接对数字信号序列/>自身进行压缩的。

记包含次低位符号位的数字信号序列为，由于数字信号序列/>中添加了次低位符号位，故此时数字信号序列/>的序列长度为/>，若次低位符号位取值为1，则数字信号序列/>中除两个符号位之外，其余位置元素的取值表示数字信号序列/>与数字信号序列/>中相同位置的元素是否相同，相同则取值为0，不同则取值为1；若次低位符号位取值为0，则数字信号序列/>中除两个符号位之外的其余元素的取值表示数字信号序列中相同位置的元素。如当前传输数据的数字信号序列为/>，前一个传输数据的数字信号序列为/>，由于当前时刻传输数字信号序列中前5个都与上一时刻传输数字信号序列相同，故所得/>序列中除两个符号位元素之外，其余元素的取值应为/>。

3.对数字信号进行压缩。通过上述步骤所得当前传输数据的数字信号序列，则对数字信号序列/>使用Zigzag算法去除高位无意义的0值，实现对数字信号序列的压缩。

步骤S003，对各传输数据压缩后的数据进行传输及解码，实现数据智能传输。

通过上述步骤获取各传输数据压缩后的数据，将压缩后的数据经过调制解调器将数字信号转换为模拟信号，将模拟信号进行传输，再通过调制解调器将模拟信号转换为数字信号，进而实现数据在不同计算机之间的快速智能传输。在将数据传输到其他计算机中时，通过符号位与次低位符号位的数据确定解码方式，实现对数据的解码，完成数据智能传输。

综上所述，本发明实施例通过分析当前传输数据的数字信号序列与其前一个传输数据的数字信号序列之间的高位相关性，构建高位正向可见强度，确定对当前传输数据的数字信号序列进行压缩时所选取的压缩方式，以达到更高的压缩效果，同时将所选取的压缩方式作为次低位符号位进行标记，便于数据传输后进行解码，解决了Zigzag压缩算法对于绝对值较大的数据压缩效果较差的问题，提高了数据传输速度，具有较高数据传输效率。

需要说明的是：上述本发明实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。且上述对本说明书特定实施例进行了描述。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；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，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种调制解调器数据智能传输方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

采集传输数据；获取各传输数据的数字信号；

获取当前传输数据的数字信号序列及对比传输数据的数字信号序列；根据当前传输数据与对比传输数据的数字信号序列之间的差异得到高位可见序列；根据高位可见序列得到高位可见图；根据高位可见图得到高位可见序列中各元素的高位可见长度；根据各元素的高位可见长度得到高位可见序列的高位正向可见强度；根据高位可见序列的高位正向可见强度得到当前传输数据的压缩方式；获取当前传输数据的次低位符号位；根据当前传输数据的压缩方式得到次低位符号位的值；

根据各传输数据的压缩方式及次低位符号位的值得到各传输数据的压缩数据；对各压缩数据进行传输，完成数据智能传输；

所述获取当前传输数据的数字信号序列及对比传输数据的数字信号序列，具体为：将各传输数据的数字信号组成的序列作为当前传输数据的数字信号序列；将各传输数据的前一个传输数据的数字信号组成的序列作为对比传输数据的数字信号序列；

所述根据当前传输数据与对比传输数据的数字信号序列之间的差异得到高位可见序列，具体为：比较当前传输数据与对比传输数据的数字信号序列中相同位置的元素大小，若大小相同，则将高位可见序列中同一位置的元素值设定为0；若大小不同，则将高位可见序列中同一位置的元素值设定为1；将各设定后的元素值组成的序列作为高位可见序列；

所述根据高位可见序列得到高位可见图，具体为：设定高位可见序列中不同元素值的延伸方向及延伸长度，根据高位可见序列中不同元素值的延伸方向及延伸长度从坐标系原点进行绘制得到高位可见图；

所述根据高位可见图得到高位可见序列中各元素的高位可见长度的具体步骤为：获取高位可见序列中各元素在高位可见图中的对应坐标点，对于各坐标点，获取坐标点与其他各坐标点的连线；设定取值条件；将符合取值条件的连线的长度作为坐标点的高位可见长度；将各坐标点的高位可见长度作为对应各元素的高位可见长度；

所述根据各元素的高位可见长度得到高位可见序列的高位正向可见强度的表达式为：

式中，为高位可见序列的高位正向可见强度，/>为传输数据数字序列的长度，/>为高位可见序列中第/>个元素的高位可见长度，/>为归一化函数；

所述根据高位可见序列的高位正向可见强度得到当前传输数据的压缩方式，具体为：若高位可见序列的高位正向可见强度不小于强度阈值，则当前传输数据选择高位可见序列进行压缩；若小于强度阈值，则选择当前传输数据本身进行压缩；

所述获取当前传输数据的次低位符号位，具体为：在当前传输数据的数字信号中最低位与次低位中间插入一个二进制位作为当前传输数据的次低位符号位；

所述根据当前传输数据的压缩方式得到次低位符号位的值，具体为：若当前传输数据选择高位可见序列进行压缩，则次低位符号位数值为1；若选择当前传输数据本身进行压缩，则次低位符号位数值为0。

2.如权利要求1所述的一种调制解调器数据智能传输方法，其特征在于，所述设定取值条件，具体为：

条件1：所述坐标点与目标点的连线斜率小于0；

条件2：所述坐标点横坐标比目标点横坐标大；

条件3：在满足条件1、2的连线中长度最长且不与高位可见图中折线相交。