WO2012155614A1 - 无线通讯系统中数据压缩与解压缩方法、装置及系统 - Google Patents

无线通讯系统中数据压缩与解压缩方法、装置及系统 Download PDF

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WO2012155614A1
WO2012155614A1 PCT/CN2012/072187 CN2012072187W WO2012155614A1 WO 2012155614 A1 WO2012155614 A1 WO 2012155614A1 CN 2012072187 W CN2012072187 W CN 2012072187W WO 2012155614 A1 WO2012155614 A1 WO 2012155614A1
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compression
data stream
compressed
flag bit
symbol
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PCT/CN2012/072187
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张帅
向际鹰
许进
胡留军
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中兴通讯股份有限公司
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/04—Protocols for data compression, e.g. ROHC
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/06—Optimizing the usage of the radio link, e.g. header compression, information sizing, discarding information

Definitions

  • the present invention relates to data compression and decompression techniques, and more particularly to a data compression and decompression method, apparatus and system in a wireless communication system. Background technique
  • the radio access network is composed of an evolved Node B (eNodeB, Evolved NodeB).
  • the eNodeB is further composed of an Evolved Building Base Band Unit (eBBU) and an Evolved Radio Remote Unit (eRRU).
  • eBBU Evolved Building Base Band Unit
  • eRRU Evolved Radio Remote Unit
  • the eBBU and the eRRU are connected by optical fibers or cables, and are commonly used. Data exchange between protocols such as the Common Radio Interface (CPRI) or the Open Radio Interface (ORI).
  • CPRI Common Radio Interface
  • ORI Open Radio Interface
  • the radio equipment controller corresponds to the eBBU
  • the radio equipment corresponds to the eRRU
  • the CPRI protocol specifies the interface specification between REC and RE, which belongs to the internal interface of the base station and can be connected by fiber or cable.
  • the industry widely uses the standards specified in the CPRI protocol to develop distributed base station systems.
  • the CPRI protocol defines layer 1 and layer 2 of the eBBU and eRRU interfaces.
  • the physical layer (layer 1) adopts 8B/10B encoding, and the rate supports a series of levels such as 614.4/1228.8/2457.6/3072/4915.2/6144Mbps.
  • the data link layer (layer 2) specifies that the period of each basic frame is 1/3.84M, which is approximately 260.42ns, consisting of one control word plus 15 words of IQ area; in the CPRI protocol, every 256 basic frames Forming a superframe, 150 superframes form a 10ms radio frame.
  • the LTE wireless communication system has greatly improved the throughput rate, and the amount of data between the eBBU and the eRRU has also been greatly improved.
  • the optical port rate between the eRRU and the eBBU can be calculated by the formula (1). For an LTE wireless communication system with a wideband of 20M and four antennas, assuming that the I signal and the Q signal have a bit width of 15 bits, then the optical port The rate is shown in equation (1):
  • 10/8 indicates the optical port redundancy brought by 8B10B encoding
  • 16/15 indicates the redundancy caused by the control word.
  • the optical port rate will increase proportionally, which will greatly increase the hardware cost of the device. Moreover, as the optical port rate continues to increase, the current hardware device will not be able to meet the corresponding light. Port rate requirements. Summary of the invention
  • the main object of the present invention is to provide a data compression and decompression method, device and system in a wireless communication system, which can improve data compression efficiency and increase optical port rate without increasing equipment cost. demand.
  • the present invention provides a data compression method, the method comprising: determining whether a data stream currently to be sent needs to be compressed, and if not, setting a compression flag bit to not perform compression processing, and sequentially compressing the flag bit and the original data stream Send; if necessary, set the compression flag to perform compression processing, and set the compression algorithm flag to the specified compression algorithm.
  • the specified compression algorithm is used to compress the original data stream, first send the compressed flag bit, and then compress the compressed data stream.
  • the set compression algorithm flag bits are encapsulated and sent together.
  • the compression algorithm flag bit is composed of more than one bit, and is set in the first position of the encapsulated transmission data stream.
  • the determining whether the data stream currently to be sent needs to be compressed comprises: determining a bit width of consecutive 0 bits and 1 bit of the bit symbol in the data stream to be sent; using consecutive 0 bits as the compressed symbol 0, consecutive 1 bit is used as the compressed symbol 1, and the remaining non-zero, 1 symbols are used as uncompressed symbols;
  • a window function to scan all uncompressed symbols within a specified time range T, and set the jitter interval M, when the jitter between the two uncompressed symbols is less than or equal to M, it is determined that the two uncompressed symbols are the same; When the jitter between two uncompressed symbols is greater than M, it is determined that the two uncompressed symbols are different;
  • the uncompressed symbol type threshold K is set, and the number of uncompressed symbols is compared with the threshold K. If the type of the uncompressed symbol is greater than or equal to K, the data stream compression processing is not performed, and the compression flag is not set. After the compression process, the input original data stream is sequentially output; if the type of the uncompressed symbol is less than K, the data stream compression processing is performed, and the compression flag bit is set to perform compression processing.
  • the original data stream is compressed to: determine the number information and location information of the compressed symbol 0, the compressed symbol 1 and the uncompressed symbol in the original data stream, and write the number information and the location information to be sent.
  • the location information and the number information are written between the compression algorithm flag bit and the compressed data stream.
  • the present invention also provides a data decompression method, the method comprising: obtaining a compression flag bit, determining whether the currently received data stream needs to be decompressed according to the obtained compression flag bit, and if not, directly parsing and obtaining the received data The original data stream in the data stream; if necessary, parsing and obtaining the compression algorithm flag bit and the compressed data stream in the received data stream, determining a decompression algorithm corresponding to the compression algorithm flag bit, and adopting the determined decompression algorithm The compressed data stream is decompressed to obtain the original data stream.
  • decompressing the compressed data stream includes:
  • the positions of the compressed symbol 0, the compressed symbol 1 and the uncompressed symbol to be restored are determined.
  • the present invention also provides a data compression apparatus, the apparatus comprising a compression determination module, a compression module, and a transmission module;
  • the compression determining module is configured to determine whether a data stream to be sent needs to be compressed. When compression is required, set a compression flag bit to perform compression processing, and set a compression algorithm flag bit to a specified compression algorithm; when compression is not required, set compression The flag bit is not subjected to compression processing; and is further configured to send the compressed flag bit and the original data stream to the sending module, and send the compression algorithm flag bit and the original data stream to the compression module;
  • the compression module is configured to compress the original data stream according to a compression algorithm corresponding to the compression algorithm flag bit, and send the compression algorithm flag bit and the compressed data stream to the sending module; the sending module is configured to send the compression first.
  • the flag bit then sends the original data stream or encapsulates the compression algorithm flag and the compressed data stream.
  • the present invention also provides a data decompression apparatus, the apparatus comprising a receiving module, and a decompression module;
  • the receiving module is configured to obtain a compression flag bit, determine whether the currently received data stream needs to be decompressed according to the obtained compression flag bit, and directly parse and obtain the original data stream when decompression is not needed; Compressing the algorithm flag bit and compressing the data stream, and sending the compression algorithm flag bit and the data stream to the decompression module;
  • the decompression module is configured to determine a decompression algorithm corresponding to the compression algorithm flag bit, and decompress the compressed data stream by using the determined decompression algorithm to obtain the original data stream.
  • the present invention also provides a data compression and decompression system, characterized in that the system comprises a data compression device and a data decompression device.
  • Data compression and decompression method, device and system in wireless communication system provided by the present invention, Set a compression flag to identify whether the data stream is ready to be compressed, and set the compression algorithm flag when compression is required; send the compression flag first, then send the original data stream or send the compression algorithm flag to the data stream to be sent.
  • the encapsulation and transmission are performed together, so that the receiver can easily know whether the received data stream needs to be decompressed according to the compression flag bit, and which compression algorithm is used for decompression, which can be decompressed without increasing the equipment cost.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an implementation process of a data compression method according to the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an implementation flow of a data decompression method according to the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic structural diagram of a data compression and decompression system according to the present invention. detailed description
  • the basic idea of the present invention is: setting a compression flag bit; setting a compression algorithm flag bit to a specified compression algorithm when compression is required; transmitting a compression flag bit before transmitting, then transmitting the original data stream, or compressing the algorithm flag bit and compressing the processed data
  • the stream is encapsulated and sent together; when the data stream is received, whether the data stream needs to be decompressed is determined by the obtained compressed flag bit, and then the original data stream is directly obtained, or decompressed according to a specified compression algorithm of the compression algorithm flag bit, and then the original data stream is obtained.
  • the compression flag is used to identify whether the original data stream is subjected to compression processing, and the compression flag bit is separately transmitted before the data stream is transmitted.
  • the compression flag can be implemented by one bit, for example: 0 means that the original data stream is not compressed, and 1 means that the original data stream is compressed.
  • the compression flag is set so that the receiver knows whether the received data stream is a compressed data stream.
  • the compression algorithm flag bit is composed of more than one bit as needed, and different values represent Different meanings, for example:
  • the compression algorithm flag is composed of two bits, 00 means that the original data stream is compressed and compressed by the compression algorithm 0; 01 means that the original data stream is compressed and compressed by the compression algorithm 1; 10 indicates that the original data stream is compressed and compressed by the compression algorithm 2; 11 indicates that the original data stream is compressed and compressed by the compression algorithm 3, that is: in this case, there are up to four compression algorithms that can be used. .
  • one bit can also be used, indicating that there are two types of compression algorithms that can be used; three-bit bits, such as 000, 001, 010, 011, etc., can be used to indicate that there are at most eight compression algorithms; More bits.
  • the data compression method of the present invention is as shown in FIG. 1 and includes the following steps:
  • Step 101 Determine whether the current data stream to be sent needs to be compressed, if necessary, set the compression flag bit to perform compression processing, and perform step 103; otherwise, set the compression flag bit to not perform compression processing, and perform step 102;
  • determining whether the current data stream to be sent needs to be compressed specifically includes: determining a bit width of consecutive 0 bits and 1 bit of the bit symbol in the data stream to be sent; using consecutive 0 bits as the compressed symbol 0, consecutive 1 The bit is used as the compressed symbol 1, and the remaining non-zero, 1 symbols are used as uncompressed symbols.
  • a window function to scan all uncompressed symbols within a specified time range T, and set the jitter interval M.
  • M When the jitter between two uncompressed symbols is less than or equal to M, it is determined that the two uncompressed symbols are the same. That is: non-compressed symbols belonging to the same kind; when the jitter between two uncompressed symbols is greater than M, it is determined that the two uncompressed symbols are different, that is, belong to different kinds of uncompressed symbols.
  • the uncompressed symbol type threshold K is set, and the number of uncompressed symbols is compared with the threshold K. If the type of the uncompressed symbol is greater than or equal to K, no data is performed.
  • Stream compression processing set the compression flag to not compress, and then lose The incoming original data stream is sequentially output; if the type of the uncompressed symbol is less than K, the data stream compression processing is performed, and the compression flag bit is set to perform compression processing.
  • the size of the jitter interval M is related to the structure of the data; the value range of the jitter interval M is related to a specific type of data.
  • the value of M directly affects the selection of K. If the jitter interval M is not selected properly, the number of uncompressed symbols will increase, resulting in the number of uncompressed symbols > threshold K. Therefore, according to the specific type of data Set the appropriate jitter interval M.
  • setting the compression flag bit to not perform compression processing is: setting the value of the compression flag bit to a value corresponding to no compression processing, such as: setting the compression flag bit to 0; setting the compression flag bit to perform compression processing is: The value of the compression flag is set to the value corresponding to the compression process, such as: Set the compression flag to 1.
  • Step 102 Send the compressed flag bit and the original data stream in sequence, and end the current processing flow.
  • Step 103 Set the compression algorithm flag bit to a specified compression algorithm, and compress the original data stream by using a specified compression algorithm.
  • the setting compression algorithm flag bit is the specified compression algorithm as: setting the value of the compression algorithm flag bit to a value corresponding to the compression algorithm used when performing compression processing.
  • the following is: determining the number information and location information of the compressed symbol 0, the compressed symbol 1 and the uncompressed symbol in the original data stream according to the specified compression algorithm, and writing the number information and the position information In the data stream to be transmitted, the above location information and number information are written between the compression algorithm flag bit and the compressed data stream.
  • Step 104 Send the compression flag bit first, and then package and send the compressed data stream together with the set compression algorithm flag bit.
  • the compression algorithm flag bit when the compression algorithm flag bit encapsulated together and the data stream to be transmitted are transmitted, the compression algorithm flag bit is set in the first place of the encapsulated transmission data stream, and may be composed of more than one bit.
  • the data decompression method of the present invention is as shown in FIG. 2, and includes the following steps: Step 201: Acquire a compression flag bit, determine whether the currently received data stream needs to be decompressed according to the obtained compression flag bit, if necessary, perform step 203; otherwise, perform step 202; Step 202: directly parse and obtain the received data stream The original data stream in , ending the current processing flow;
  • Step 203 Analyze and obtain a compression algorithm flag bit and a compressed data stream in the received data stream, determine a decompression algorithm corresponding to the compression algorithm flag bit, and decompress the compressed data stream by using the determined decompression algorithm to obtain the original data flow.
  • the method for decompressing the compressed data stream based on the determined decompression algorithm specifically includes:
  • the positions of the compressed symbol 0, the compressed symbol 1 and the uncompressed symbol to be restored are determined.
  • the present invention further provides a data compression apparatus.
  • the data compression apparatus includes a compression determination module 31, a compression module 32, and a transmission module 33;
  • the compression determining module 31 is configured to determine whether the current data stream to be sent needs to be compressed. When compression is required, the compression flag is set to perform compression processing, and the compression algorithm flag is set to a specified compression algorithm; when compression is not required, the setting is performed. The compression flag is not subjected to compression processing; it is also used to send the compressed flag bit and the original data stream to the sending module 33, and send the compression algorithm flag bit and the original data stream to the compression module 32;
  • the compression module 32 is configured to compress the original data stream according to a compression algorithm corresponding to the compression algorithm flag bit, and send the compression algorithm flag bit and the compressed data stream to the sending module 32.
  • the sending module 33 is configured to: The compression flag is sent first, then the original data stream is sent or the compression algorithm flag is encapsulated and transmitted together with the compressed data stream.
  • the present invention also provides a data decompression device, as shown in FIG. 3, the data decompression device includes a receiving module 34, and a decompression module 35;
  • the receiving module 34 is configured to obtain a compression flag bit, determine whether the currently received data stream needs to be decompressed according to the obtained compression flag bit, and directly parse and obtain the original data stream when decompression is not needed; Obtaining a compression algorithm flag bit and a compressed data stream, and sending the compression algorithm flag bit and the data stream to the decompression module 35;
  • the decompression module 35 is configured to determine a decompression algorithm corresponding to the compression algorithm flag bit, and decompress the compressed data stream by using the determined decompression algorithm to obtain the original data stream.
  • the above data compression device and data decompressing device may also constitute a data compression and decompression system, as shown in FIG.
  • the compression flag when the compression flag is 0, the compression process is not performed, and when 1, the compression process is performed; the compression algorithm flag is composed of two bits, and 00 indicates that the original data stream is compressed.
  • Processing and compression using compression algorithm 0, 01 means compressing the original data stream and compressing with compression algorithm 1
  • 10 means compressing the original data stream and compressing with compression algorithm 2
  • 11 means compressing the original data stream and Compression is performed using compression algorithm 3.
  • the size of the N bits required to form a symbol is determined by the maximum number of consecutive 0 and 1 bits in the original data stream, and the size of the data stream composed of consecutive symbols exceeds the original size.
  • consecutive 0 bits are used as the compressed symbol 0
  • consecutive 1 bit is used as the compressed symbol 1
  • the remaining non-zero, 1 symbols are used as uncompressed symbols
  • the number of uncompressed symbols and K are For comparison; when the number of uncompressed symbols is greater than or equal to K, it is determined that the original data stream is not compressed, the compression flag is set to not be compressed, the output compression flag is 0, and then the input original data stream is sequentially Output; when the number of uncompressed symbols is less than K, determine the original data stream to be compressed, set the compression flag to perform compression processing, and output the compression flag to 1; further, set the voltage
  • the shrink algorithm flag is a specified compression algorithm, and the original data stream is compressed by using a specified compression algorithm, that
  • the compression algorithm flag is 01 in the first place, then the position information and the number information of the compressed symbol 0 are written, the position information and the number information of the symbol 1 are compressed, and finally the uncompressed symbol is sequentially written. Location information and number information.
  • the receiver restores the position and number of the compressed symbol 0 in the original data stream according to the position information and the number information of the compressed symbol 0 in the received data stream; according to the position information and the number of the compressed symbol 1 in the received data stream Information, restoring the position and number of the compressed data symbol 1 in the original data stream; restoring the position and number of the uncompressed symbol in the original data stream according to the position information and the number information of the uncompressed symbol in the received data stream; After the restored compressed symbol 0, the compressed symbol 1, and the position and number of each uncompressed symbol are matched with the position information and the number information in the data stream, the decompression process of the original data stream is completed.

Abstract

本发明公开了一种数据压缩方法，包括：确定当前准备发送的数据流是否需要压缩，如果不需要，则设置压缩标志位为不进行压缩处理，并将压缩标志位与原始数据流依次发送；如果需要，则设置压缩标志位为进行压缩处理，并设置压缩算法标志位为指定压缩算法，采用指定压缩算法对原始数据流进行压缩，先发送压缩标志位，再将压缩后数据流与设置好的压缩算法标志位一起封装发送。本发明还同时公开了一种数据解压缩方法、以及相应装置和系统，采用本发明能在不增加设备成本的基础上，提高数据压缩效率，从而满足更高光口速率的需求。

Description

无线通讯系统中数据压缩与解压缩方法、 装置及系统 技术领域
本发明涉及数据压缩与解压缩技术， 尤其涉及一种无线通讯系统中数 据压缩与解压缩方法、 装置及系统。 背景技术
在长期演进 ( LTE , Long Term Evolution )无线通讯系统中， 无线接入 网由演进型节点 B ( eNodeB, Evolved NodeB )构成。 eNodeB又进一步由 演进型室内基带处理单元（ eBBU, Evolved Building Base band Unit )和演 进型射频拉远单元（ eRRU, Evolved Radio Remote Unit )构成， eBBU和 eRRU 之间通过光纤或者电缆连接， 并采用通用公共射频接口 （CPRI, Common Public Radio Interface )或者开放的无线接口 （ ORI, Open Radio Interface ) 等协议进行数据交互。
在 CPRI协议中， 射频设备控制器（ REC, Radio Equipment Contra )对 应于 eBBU, 射频设备（RE, Radio Equipment )对应于 eRRU。 CPRI协议 规定了 REC与 RE之间接口规范， 属于基站内部接口， 可以使用光纤或者 电缆方式连接。 目前， 业界广泛使用 CPRI协议规定的标准开发分布式基站 系统。
具体的， CPRI协议定义了 eBBU和 eRRU接口的层一、 层二内容， 其 中 ， 物 理 层 （ 层 一 ） 采 用 8B/10B 编 码 ， 速 率 支 持 614.4/1228.8/2457.6/3072/4915.2/ 6144Mbps等一系列等级； 数据链路层 (层 二）规定每个基本帧的周期是 1/3.84M, 大约为 260.42ns, 由一个控制字加 15个字的 IQ区域构成； 在 CPRI协议中， 每 256个基本帧构成一个超帧， 150个超帧构成一个 10ms无线帧。 LTE无线通讯系统相对 2G、 3G无线系统， 吞吐率有很大的提高， 同 时 eBBU和 eRRU之间的数据量也有大幅度的提高。 通常， eRRU和 eBBU 之间的光口速率可以通过公式（ 1 )进行计算， 对于宽带为 20M、 四天线接 收的 LTE无线通讯系统， 假设 I信号和 Q信号位宽都为 15bit, 那么， 光口 速率如公式（ 1 )所示：
光口速率= ( I信号位宽 +Q信号位宽） X采样速率 X天线数 X 10/8 X 16/15=30bit 30.72m/s χ 4 χ 10/8 χ 16/15=4.9152Gbps ( 1 )
公式（1 ) 中， 10/8表示 8B10B编码带来的光口冗余， 16/15表示控制 字带来的冗余。
随着 LTE带宽或天线数的增加， 光口速率将按照正比例增加， 这样， 会极大增加设备的硬件成本； 并且， 随着光口速率的继续增加， 目前的硬 件设备将不能满足对应的光口速率需求。 发明内容
有鉴于此， 本发明的主要目的在于提供一种无线通讯系统中数据压缩 与解压缩方法、 装置及系统， 能在不增加设备成本的基础上， 提高数据压 缩效率， 从而满足更高光口速率的需求。
为达到上述目的， 本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种数据压缩方法， 该方法包括： 确定当前准备发送的 数据流是否需要压缩， 如果不需要， 则设置压缩标志位为不进行压缩处理， 并将压缩标志位与原始数据流依次发送； 如果需要， 则设置压缩标志位为 进行压缩处理， 并设置压缩算法标志位为指定压缩算法， 采用指定压缩算 法对原始数据流进行压缩， 先发送压缩标志位， 再将压缩后数据流与设置 好的压缩算法标志位一起封装发送。
上述方案中， 所述压缩算法标志位由一个以上比特组成， 且设置于封 装发送数据流首位。 上述方案中， 所述确定当前准备发送的数据流是否需要压缩包括： 确定准备发送数据流中连续 0比特和 1 比特的位数符号的位宽； 将连 续的 0比特作为压缩符号 0, 连续的 1比特作为压缩符号 1 , 其余的非 0、 1 符号作为非压缩符号；
采用一个窗函数在规定的时间范围 T 内对所有非压缩符号进行扫描， 并设定抖动区间 M, 当两个非压缩符号之间的抖动小于或等于 M时， 判定 两个非压缩符号相同； 当两个非压缩符号间抖动大于 M时， 判定两个非压 缩符号不同；
设定非压缩符号种类门限值 K, 将非压缩符号种类数与门限值 K进行 比较， 非压缩符号的种类大于或等于 K, 则不进行数据流压缩处理， 设置 压缩标志位为不进行压缩处理， 之后将输入的原始数据流依次输出； 非压 缩符号的种类小于 K, 则进行数据流压缩处理， 设置压缩标志位为进行压 缩处理。
上述方案中， 所述对原始数据流进行压缩为： 确定原始数据流中压缩 符号 0、压缩符号 1和非压缩符号的个数信息及位置信息， 并将个数信息和 位置信息写入待发送数据流中， 所述位置信息和个数信息写在压缩算法标 志位与压缩后数据流之间。
本发明还提供了一种数据解压缩的方法， 该方法包括： 获取压缩标志 位， 根据获取的压缩标志位确定当前收到的数据流是否需要解压缩， 如果 不需要， 则直接解析获取所收到数据流中的原始数据流； 如果需要， 则解 析获取所收到数据流中的压缩算法标志位和压缩数据流， 确定压缩算法标 志位对应的解压缩算法， 并采用所确定的解压缩算法对压缩数据流进行解 压缩， 获得原始数据流。
上述方案中， 对压缩数据流进行解压缩包括：
根据所收到数据流中压缩符号 0、 压缩符号 1和非压缩符号的个数信息， 确定需要还原压缩符号 0、 压缩符号 1和非压缩符号的个数；
根据所收到数据流中压缩符号 0、压缩符号 1和非压缩符号的位置信息， 确定需要还原的压缩符号 0、 压缩符号 1和非压缩符号的位置。
本发明还提供了一种数据压缩装置， 该装置包括压缩判定模块、 压缩 模块以及发送模块； 其中，
所述压缩判定模块， 用于确定当前要发送的数据流是否需要压缩， 需 要压缩时， 设置压缩标志位为进行压缩处理， 并设置压缩算法标志位为指 定压缩算法； 不需要压缩时， 设置压缩标志位为不进行压缩处理； 还用于 将压缩标志位和原始数据流发送给发送模块， 将压缩算法标志位和原始数 据流发送给压缩模块；
所述压缩模块， 用于根据压缩算法标志位对应的压缩算法对原始数据 流进行压缩， 并将压缩算法标志位和压缩后的数据流发送给发送模块； 所述发送模块， 用于先发送压缩标志位， 再发送原始数据流或将压缩 算法标志位和压缩后数据流一起封装发送。
本发明还提供了一种数据解压缩装置， 该装置包括接收模块、 以及解 压缩模块； 其中，
所述接收模块， 用于获取压缩标志位， 根据获取的压缩标志位确定当 前收到的数据流是否需要解压缩， 不需要解压缩时， 直接解析获取原始数 据流； 需要解压缩时， 解析获取压缩算法标志位和压缩数据流， 并将压缩 算法标志位和数据流发送给解压缩模块；
所述解压缩模块， 用于确定压缩算法标志位对应的解压缩算法， 并采 用所确定的解压缩算法对压缩数据流进行解压缩， 获得原始数据流。
本发明还提供了一种数据压缩与解压缩系统， 其特征在于， 该系统包 括数据压缩装置、 以及数据解压缩装置。
本发明所提供的无线通讯系统中数据压缩与解压缩方法、 装置及系统， 设置用于标识准备发送数据流是否压缩的压缩标志位， 并在需要压缩时设 置压缩算法标志位； 发送时先发送压缩标志位， 再发送原始数据流或将压 缩算法标志位与要发送数据流一起封装发送， 这样， 就可以使接收方很容 易根据压缩标志位获知收到的数据流是否需要解压缩， 需要解压缩时采用 哪种压缩算法解压缩， 从而能够在不增加设备成本的基础上， 方便、 灵活 地实现对数据的压缩和解压缩， 以此来降低光口速率， 满足传输过程中对 更高光口速率的需求。 附图说明
图 1为本发明数据压缩方法的实现流程示意图；
图 2为本发明数据解压缩方法的实现流程示意图；
图 3为本发明数据压缩与解压缩系统的组成结构示意图。 具体实施方式
本发明的基本思想是： 设置压缩标志位； 需要压缩时设置压缩算法标 志位为指定压缩算法； 发送时先发送压缩标志位， 再发送原始数据流、 或 将压缩算法标志位与压缩处理的数据流一起封装发送； 接收数据流时， 通 过获取的压缩标志位确定数据流是否需要解压缩， 进而直接获取原始数据 流、 或先根据压缩算法标志位的指定压缩算法解压缩， 之后获得原始数据 流。
这里， 所述压缩标志位， 用于标识原始数据流是否进行压缩处理， 压 缩标志位在发送数据流之前单独发送。 压缩标志位可采用一个比特位实现， 比如： 0表示原始数据流未进行压缩处理， 1表示对原始数据流进行压缩处 理。 该压缩标志位的设置， 可使接收方获知所收到的数据流是否为压缩数 据流。
所述压缩算法标志位根据需要由一个以上比特位构成， 不同的值代表 不同的含义， 比如： 压缩算法标志位由两个比特组成， 00表示对原始数据 流进行压缩处理且采用压缩算法 0进行压缩； 01表示对原始数据流进行压 缩处理且采用压缩算法 1进行压缩； 10表示对原始数据流进行压缩处理且 采用压缩算法 2进行压缩； 11表示对原始数据流进行压缩处理且采用压缩 算法 3进行压缩， 即： 这种情况下， 可采用的压缩算法最多有四种。 当然， 也可以采用一比特位， 表示可采用的压缩算法有两种； 还可以采用三比特 位， 如 000、 001、 010、 011等等表示可采用的压缩算法最多有八种； 或可 以采用更多比特位。
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
本发明的数据压缩方法如图 1所示， 包括以下步驟：
步驟 101 : 确定当前准备发送的数据流是否需要压缩， 如果需要， 则设 置压缩标志位为进行压缩处理， 执行步驟 103; 否则， 设置压缩标志位为不 进行压缩处理， 执行步驟 102;
本步驟中， 确定当前准备发送的数据流是否需要压缩具体包括： 确定准备发送数据流中连续 0比特和 1 比特的位数符号的位宽； 将连 续的 0比特作为压缩符号 0, 连续的 1比特作为压缩符号 1 , 其余的非 0、 1 符号作为非压缩符号。
采用一个窗函数在规定的时间范围 T 内对所有非压缩符号进行扫描， 并设定抖动区间 M, 当两个非压缩符号之间的抖动小于或等于 M时， 判定 两个非压缩符号相同， 即： 属于同一种类的非压缩符号； 当两个非压缩符 号间抖动大于 M时， 判定两个非压缩符号不同， 即： 属于不同种类的非压 缩符号。
为能更好的实现对数据的压缩， 设定非压缩符号种类门限值 K, 将非 压缩符号种类数与门限值 K进行比较， 非压缩符号的种类大于或等于 K, 则不进行数据流压缩处理， 设置压缩标志位为不进行压缩处理， 之后将输 入的原始数据流依次输出； 非压缩符号的种类小于 K, 则进行数据流压缩 处理， 设置压缩标志位为进行压缩处理。
其中， 所述抖动区间 M的大小与数据的结构相关； 所述抖动区间 M的 取值范围与数据的具体类型相关。 M的取值会直接影响 K的选取， 如果抖 动区间 M选取不合适， 会造成非压缩符号个数的增加， 从而造成非压缩符 号个数 >门限值 K, 因此， 需根据数据的具体类型设置合适的抖动区间 M。
这里， 设置压缩标志位为不进行压缩处理是： 将压缩标志位的值设置 为不进行压缩处理对应的值， 如： 将压缩标志位设为 0; 设置压缩标志位为 进行压缩处理是： 将压缩标志位的值设置为进行压缩处理对应的值， 如： 将压缩标志位设为 1。
步驟 102: 将压缩标志位与原始数据流依次发送， 结束当前处理流程； 步驟 103: 设置压缩算法标志位为指定压缩算法， 采用指定压缩算法对 原始数据流进行压缩；
这里， 所述设置压缩算法标志位为所指定压缩算法为： 将压缩算法标 志位的值设置为进行压缩处理时所采用压缩算法对应的值。
对原始数据流进行压缩时， 具体是： 根据指定压缩算法， 确定原始数 据流中压缩符号 0、压缩符号 1和非压缩符号的个数信息及位置信息， 并将 个数信息和位置信息写入待发送数据流中， 上述位置信息和个数信息写在 压缩算法标志位与压缩后数据流之间。
步驟 104: 先发送压缩标志位，之后将压缩后数据流与设置好的压缩算 法标志位一起封装发送。
本发明中， 发送一起封装的压缩算法标志位和要发送数据流时， 所述 压缩算法标志位设置于封装发送数据流的首位， 可以由一个以上比特位组 成。
本发明的数据解压缩方法如图 2所示， 包括以下步驟： 步驟 201 : 获取压缩标志位，根据获取的压缩标志位确定当前收到的数 据流是否需要解压缩， 如果需要， 则执行步驟 203 ; 否则执行步驟 202; 步驟 202: 直接解析获取所收到数据流中的原始数据流， 结束当前处理 流程；
步驟 203 : 解析获取所收到数据流中的压缩算法标志位和压缩数据流， 确定压缩算法标志位对应的解压缩算法， 并采用所确定的解压缩算法对压 缩数据流进行解压缩， 获得原始数据流。
本步驟中， 基于所确定的解压缩算法， 对压缩数据流进行解压缩的方 法具体包括：
根据所收到数据流中压缩符号 0、压缩符号 1和非压缩符号的个数信息， 确定需要还原压缩符号 0、 压缩符号 1和非压缩符号的个数；
根据所收到数据流中压缩符号 0、压缩符号 1和非压缩符号的位置信息， 确定需要还原的压缩符号 0、 压缩符号 1和非压缩符号的位置。
为实现上述方法， 本发明还提供了一种数据压缩装置， 参见图 3所示， 该数据压缩装置包括压缩判定模块 31、 压缩模块 32以及发送模块 33; 其 中，
所述压缩判定模块 31 , 用于确定当前要发送的数据流是否需要压缩， 需要压缩时， 设置压缩标志位为进行压缩处理， 并设置压缩算法标志位为 指定压缩算法； 不需要压缩时， 设置压缩标志位为不进行压缩处理； 还用 于将压缩标志位和原始数据流发送给发送模块 33 , 将压缩算法标志位和原 始数据流发送给压缩模块 32;
所述压缩模块 32, 用于根据压缩算法标志位对应的压缩算法对原始数 据流进行压缩，并将压缩算法标志位和压缩后的数据流发送给发送模块 32; 所述发送模块 33 , 用于先发送压缩标志位， 再发送原始数据流或将压 缩算法标志位和压缩后数据流一起封装发送。 本发明还提供了一种数据解压缩装置， 参见图 3 所示， 该数据解压缩 装置包括接收模块 34、 以及解压缩模块 35; 其中，
所述接收模块 34, 用于获取压缩标志位， 根据获取的压缩标志位确定 当前收到的数据流是否需要解压缩， 不需要解压缩时， 直接解析获取原始 数据流； 需要解压缩时， 解析获取压缩算法标志位和压缩数据流， 并将压 缩算法标志位和数据流发送给解压缩模块 35;
所述解压缩模块 35 , 用于确定压缩算法标志位对应的解压缩算法， 并 采用所确定的解压缩算法对压缩数据流进行解压缩， 获得原始数据流。
上述数据压缩装置和数据解压缩装置还可以共同构成一种数据压缩与 解压缩系统， 如图 3所示。
举个具体例子来说， 本实施例中， 压缩标志位为 0 时表示不进行压缩 处理， 为 1时表示进行压缩处理； 压缩算法标志位由两比特位组成， 00表 示对原始数据流进行压缩处理且采用压缩算法 0进行压缩， 01表示对原始 数据流进行压缩且采用压缩算法 1进行压缩， 10表示对原始数据流进行压 缩且采用压缩算法 2进行压缩， 11表示对原始数据流进行压缩且采用压缩 算法 3进行压缩。
判断原始数据流是否进行数据流压缩时， 通过原始数据流中连续的 0 和 1比特出现最多的情况， 确定组成一个符号所需要的 N比特的大小， 当 连续符号组成的数据流的大小超过原始数据流时， 用 0 比特进行填充， 将 连续的 0比特作为压缩符号 0, 连续的 1比特作为压缩符号 1 , 其余的非 0、 1符号作为非压缩符号， 对非压缩符号的个数与 K进行比较； 当非压缩符 号的个数大于或等于 K时， 确定原始数据流不进行压缩处理， 设置压缩标 志位为不进行压缩处理， 输出压缩标志位为 0,之后将输入的原始数据流依 次输出； 当非压缩符号的个数小于 K时， 确定原始数据流进行压缩处理， 设置压缩标志位为进行压缩处理， 输出压缩标志位为 1 ; 进一步的， 设置压 缩算法标志位为指定压缩算法， 并采用指定压缩算法对原始数据流进行压 缩， 即： 根据指定压缩算法， 确定压缩符号 0、 压缩符号 1、 以及非压缩符 号的位置信息和个数信息。
发送压缩数据流时， 在首位写入压缩算法标志位为 01 , 随后写入压缩 符号 0的位置信息和个数信息， 压缩符号 1的位置信息和个数信息， 最后 依次写入非压缩符号的位置信息和个数信息。
接收方根据所收到数据流中压缩符号 0 的位置信息和个数信息， 还原 压缩符号 0在原始数据流的位置及个数； 根据所收到数据流中压缩符号 1 的位置信息和个数信息， 还原压缩符号 1 在原始数据流的位置及个数； 根 据所收到数据流中非压缩符号的位置信息和个数信息， 还原非压缩符号在 原始数据流的位置和个数； 最后， 在还原的压缩符号 0、 压缩符号 1、 以及 各个非压缩符号的位置及个数， 与数据流中的位置信息和个数信息相符后， 即完成了对原始数据流的解压缩过程。
以上所述， 仅为本发明的较佳实施例而已， 并非用于限定本发明的保 护范围。

Claims

权利要求书
1、 一种数据压缩方法， 其特征在于， 该方法包括：
确定当前准备发送的数据流是否需要压缩， 如果不需要， 则设置压缩 标志位为不进行压缩处理， 并将压缩标志位与原始数据流依次发送； 如果 需要， 则设置压缩标志位为进行压缩处理， 并设置压缩算法标志位为指定 压缩算法， 采用指定压缩算法对原始数据流进行压缩， 先发送压缩标志位， 再将压缩后数据流与设置好的压缩算法标志位一起封装发送。
2、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述压缩算法标志位由 一个以上比特组成， 且设置于封装发送数据流首位。
3、 根据权利要求 1或 2所述的方法， 其特征在于， 所述确定当前准备 发送的数据流是否需要压缩包括：
确定准备发送数据流中连续 0比特和 1 比特的位数符号的位宽； 将连 续的 0比特作为压缩符号 0, 连续的 1比特作为压缩符号 1 , 其余的非 0、 1 符号作为非压缩符号；
采用一个窗函数在规定的时间范围 T 内对所有非压缩符号进行扫描， 并设定抖动区间 M, 当两个非压缩符号之间的抖动小于或等于 M时， 判定 两个非压缩符号相同； 当两个非压缩符号间抖动大于 M时， 判定两个非压 缩符号不同；
设定非压缩符号种类门限值 K, 将非压缩符号种类数与门限值 K进行 比较， 非压缩符号的种类大于或等于 K, 则不进行数据流压缩处理， 设置 压缩标志位为不进行压缩处理， 之后将输入的原始数据流依次输出； 非压 缩符号的种类小于 K, 则进行数据流压缩处理， 设置压缩标志位为进行压 缩处理。
4、 根据权利要求 3所述的方法， 其特征在于， 所述对原始数据流进行 压缩为： 确定原始数据流中压缩符号 0、压缩符号 1和非压缩符号的个数信 息及位置信息， 并将个数信息和位置信息写入待发送数据流中， 所述位置 信息和个数信息写在压缩算法标志位与压缩后数据流之间。
5、 一种数据解压缩的方法， 其特征在于， 该方法包括：
获取压缩标志位， 根据获取的压缩标志位确定当前收到的数据流是否 需要解压缩， 如果不需要， 则直接解析获取所收到数据流中的原始数据流； 如果需要， 则解析获取所收到数据流中的压缩算法标志位和压缩数据流， 确定压缩算法标志位对应的解压缩算法， 并采用所确定的解压缩算法对压 缩数据流进行解压缩， 获得原始数据流。
6、 根据权利要求 5所述的方法， 其特征在于， 所述对压缩数据流进行 解压缩包括：
根据所收到数据流中压缩符号 0、 压缩符号 1和非压缩符号的个数信息， 确定需要还原压缩符号 0、 压缩符号 1和非压缩符号的个数；
根据所收到数据流中压缩符号 0、压缩符号 1和非压缩符号的位置信息， 确定需要还原的压缩符号 0、 压缩符号 1和非压缩符号的位置。
7、 一种数据压缩装置， 其特征在于， 该装置包括压缩判定模块、 压缩 模块以及发送模块； 其中，
所述压缩判定模块， 用于确定当前要发送的数据流是否需要压缩， 需 要压缩时， 设置压缩标志位为进行压缩处理， 并设置压缩算法标志位为指 定压缩算法； 不需要压缩时， 设置压缩标志位为不进行压缩处理； 还用于 将压缩标志位和原始数据流发送给发送模块， 将压缩算法标志位和原始数 据流发送给压缩模块；
所述压缩模块， 用于根据压缩算法标志位对应的压缩算法对原始数据 流进行压缩， 并将压缩算法标志位和压缩后的数据流发送给发送模块； 所述发送模块， 用于先发送压缩标志位， 再发送原始数据流或将压缩 算法标志位和压缩后数据流一起封装发送。
8、 一种数据解压缩装置， 其特征在于， 该装置包括接收模块、 以及解 压缩模块； 其中，
所述接收模块， 用于获取压缩标志位， 根据获取的压缩标志位确定当 前收到的数据流是否需要解压缩， 不需要解压缩时， 直接解析获取原始数 据流； 需要解压缩时， 解析获取压缩算法标志位和压缩数据流， 并将压缩 算法标志位和数据流发送给解压缩模块；
所述解压缩模块， 用于确定压缩算法标志位对应的解压缩算法， 并采 用所确定的解压缩算法对压缩数据流进行解压缩， 获得原始数据流。
9、 一种数据压缩与解压缩系统， 其特征在于， 该系统包括权利要求 7 所述的数据压缩装置、 以及权利要求 8所述的数据解压缩装置。
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