基于数字信号传输的载荷消息过载保护方法与流程

1.本发明涉及数字信息传输技术领域，具体地说，涉及基于数字信号传输的载荷消息过载保护方法。


背景技术：

2.目前，数字信号传输已经应用在各行各业，具体的，数字信号传输是指用数字信号载荷消息进行传输的方式。分基带传输和载波传输；前者是数字信号直接在基带进行传输；后者是将数字信号对载波进行调制，以带通信号的形式进行传输。
3.比如，如今的图像通信逐渐由传统的模拟制逐渐向数字化进行过渡，数字信号传输的优点为：可以达到多次中继但是却不会引起噪声的积累，还可以做到运用储存的方式来实现多次重复，并且能通过一些特殊技术加强抗干扰等特点。
4.然而现如今的图像的像素越来越高，而且传输的数量也越来越多，很多时候都是通过分布存储降低数字信号传输的载荷，以对传输的图像数据进行保护，或者通过对存储器内的数据进行删除，以为图像数据提供足够的存储空间，但不论是分布存储还是对存储器内的数据进行删除，都只是单独的对数据或者对存储器进行改进，不能将传输的数据载荷需求与对应的存储器需要删除的数据进行结合。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供基于数字信号传输的载荷消息过载保护方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供基于数字信号传输的载荷消息过载保护方法，包括如下方法步骤：s1、实时监测存储器内传输的数字信号的载荷数据，并利用过载判断算法对载荷数据进行判断，其中判断结果信号包括：不过载信号，此时存储器内含的信息存储器直接对载荷数据进行存储，其中信息存储器用于对传输数据进行存储；过载信号，则向过载保护单元输出保护信号；具体的，所述过载判断算法的算法步骤如下：s1.1、识别载荷数据的载荷大小；s1.2、采集信息存储器的剩余存储空间，并分析出信息存储器的负载阈值；s1.3、将剩余存储空间和负载阈值结合得出存储器的承载值，具体的： ；s1.4、将载荷数据的载荷大小与承载值进行对比，根据对比结合输出相应的信号，其中： ，为过载信号；
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，为不过载信号；s2、过载保护单元接收保护信号；s3、过载保护单元利用补入算法将信息存储器无法存储的载荷数据补入至存储器内含的卸载存储器中，具体的，卸载存储器用于对信息存储器无法存储的或者需要清理的数据进行存储，其中补入算法的算法步骤如下：s3.1、通过识别同步码，将需要补入的载荷数据流切分为数据帧，以独立数据帧为对象，采用哈希算法进行等价映射，并分配到相应的hash链表中；s3.2、为每个存放在hash链表的数据帧分配一个固定的处理线程和结果缓存区，处理线程按电平互换算法从hash链表内获取数据帧，按数据帧格式规范将其解析为相应参数，最后将参数的数据存储到对应的结果缓冲区中；具体的，电平互换算法的算法步骤如下：s3.2.1、将结果缓存区中的读写计数器复位至空状态，此时空标志为高电平，而满标志为低电平；s3.2.2、读写计数器将数据帧写入至存储器，读写计数器的位数加一；s3.2.3、空标志和满标志的电平互换；s3.2.4、重复s3.2.2
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s3.2.3，直至hash链表内的数据帧读写完成；s3.3、将各个结果缓存区中的参数结果按时间先后顺序进行归并，并将结果发送给过载保护单元，然后过载保护单元采取电平互换算法将结果缓冲区内的数据帧存至卸载存储器内；s4、将卸载存储器内存储的数据补入至信息存储器。作为本技术方案的进一步改进，所述s3.1中hash链表构建算法采用直接取余法，其算法表达式如下：；其中， 为载荷数据的hash函数； 为载荷数据的载荷大小； 为hash链表长度；为hash链表的余数。
7.作为本技术方案的进一步改进，所述s3中补入信息存储器和卸载存储器的载荷数据均通过过载保护单元进行数据自检，并将自检出的数据进行删除。
8.作为本技术方案的进一步改进，所述自检出的数据包括重复数据和无效数据。
9.作为本技术方案的进一步改进，所述s4中卸载存储器利用卸载延时算法将其内部的数据补入至信息存储器内，其算法步骤如下：s4.1、获取延时算法中的预设延时阈值；s4.2、采集信息存储器的剩余存储空间；s4.3、将剩余存储空间与卸载存储器内存储数据大小进行对比，其中： ，将卸载存储器内存储数据全部补入至信息存储器内； ，将卸载存储器内的补入大小的数据至信息存储器内。
10.作为本技术方案的进一步改进，所述s1和s3中数据的补入均采用使用时间排序补入法，其算法具体步骤如下：
对存储在信息存储器和卸载存储器的数据进行标记，并生成与数据对应的标记码，其中 为数据的个数；将个标记码按照最近使用的时间进行排序，并生成排序链表，且数据每使用一次排序链表继续按照最近使用的时间重置一次；采用倒序的方式将排序链表内的数据依次补入。
11.与现有技术相比，本发明的有益效果：1、该基于数字信号传输的载荷消息过载保护方法中，通过将传输的数据载荷需求与对应的存储器需要删除的数据进行结合，从而解决出现分布存储后信息存储器不足或者删除信息存储器数据后还是不够数据载荷需求的问题，另外通过过载判断算法将负载损耗考虑进过载对比的过程中，大大提高了过载判断的精确度，降低了负载损耗带来的对比误差，解决了因信息存储器使用时间过久或者每个信息存储器自身性能不同，导致信息存储器承载能力不同的问题。
12.2、该基于数字信号传输的载荷消息过载保护方法中，通过时间排序补入法将数据以最近使用时间进行排序，然后进行优先补入或者删除，而优先补入或者删除的对象为长时间不使用的数据，进而降低删除近期需要数据的可能性。
13.3、该基于数字信号传输的载荷消息过载保护方法中，通过hash函数使离散的数据均匀分布，以适应高速传输载荷数据流。
附图说明
14.图1为本发明的载保护方法整体框图；图2为本发明的载保护方法步骤流程框图；图3为本发明的过载判断算法步骤流程框图；图4为本发明的电平互换算法步骤流程框图；图5为本发明的卸载延时算法步骤流程框图；图6为本发明的时间排序补入法步骤流程框图；图7为本发明的整体步骤流程框图；图8为现有的处理方式示意图；图9为本发明的改进后的示意图。
具体实施方式
15.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，都属于本发明保护的范围。
16.实施例1本发明提供基于数字信号传输的载荷消息过载保护方法，请参阅图1和图2所示，包括如下方法步骤：s1、实时监测存储器内传输的数字信号的载荷数据，并利用过载判断算法对载荷
数据进行判断，其中判断结果信号包括：不过载信号，此时存储器内含的信息存储器直接对载荷数据进行存储，其中信息存储器用于对传输数据进行存储；过载信号，则向过载保护单元输出保护信号；s2、过载保护单元接收保护信号；s3、过载保护单元利用补入算法将信息存储器无法存储的载荷数据补入至存储器内含的卸载存储器中，具体的，卸载存储器用于对信息存储器无法存储的或者需要清理的数据进行存储，其中补入算法的算法步骤如下：s3.1、hash分流：通过识别同步码，将需要补入的载荷数据流切分为数据帧，以独立数据帧为对象，采用哈希算法进行等价映射，并分配到相应的hash链表中；s3.2、数据帧处理：为每个存放在hash链表的数据帧分配一个固定的处理线程和结果缓存区，处理线程按电平互换算法从hash链表内获取数据帧，按数据帧格式规范将其解析为相应参数，最后将参数的数据存储到对应的结果缓冲区中；s3.3、归并：将各个结果缓存区中的参数结果按时间先后顺序进行归并，并将结果发送给过载保护单元，然后过载保护单元采取电平互换算法将结果缓冲区内的数据帧存至卸载存储器内；s4、将卸载存储器内存储的数据补入至信息存储器内。
17.值得说明的是，请参阅图4所示，电平互换算法的算法步骤如下：s3.2.1、将结果缓存区中的读写计数器复位至空状态，此时空标志为高电平，而满标志为低电平；s3.2.2、读写计数器将数据帧写入至存储器，读写计数器的位数加一；s3.2.3、空标志和满标志的电平互换；s3.2.4、重复s3.2.2
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s3.2.3，直至hash链表内的数据帧读写完。
18.具体的，通过设置两个缓冲区h1和h2，缓冲区的大小设置为单次处理的最大hash链表长度的两倍，h1用于处理，h2用于备份，当h1寻找同步码产生移位时可用h2恢复h1中数据；新读取数据不长于单次处理的最大hash链表长度；每次读取固定hash链表长度数据，判断是否同步，同步则读入读写计数器；不同步，则重新寻找同步码，从新同步码位置解析，若仍未找到同步码，则只保留该次处理数据末尾的同步码长度的数据，以确保不影响对下一次读取的新数据的同步状态识别；寻找同步码时采用按字节比较的方式，若一次比较未找到，则将h1缓冲区右移一位，再次比较，至多移7次结束。
19.在具体使用时，请参阅图7所示，对传输的数字信号的载荷数据进行实时监测，同时对信息存储器内剩余的存储空间进行监测，监测过程中过载监测单元需对载荷数据和剩余存储空间进行一个判断，具体为：判断载荷数据的大小是否过载（即：载荷数据大于信息存储器内剩余的存储空间则为“过载”，反之为“不过载”），其判断结果有两种情况：其一、载荷数据小于存储器内剩余的存储空间时，载荷数据正常存储即可；其二、载荷数据小于存储器内剩余的存储空间时，此时过载监测单元输出过载信号，并将信号发送至过载保护单元，另外补入信息存储器和卸载存储器的载荷数据均通过过载保护单元进行数据自检，具体的，过载保护单元通过对无用数据进行自检（自检出的数据包括重复数据和无效数据），并将自检出的数据进行删除，删除完成后继续判断载荷数据
的大小是否过载：若删除后不过载则正常存储即可；若删除后过载，则将信息存储器内的数据补入至卸载存储器，以对扩大信息存储器的存储空间，对载荷数据进行过载保护，而且补入的数据大小为载荷数据大小与信息存储器内剩余的存储空间大小之差，从而将传输的数据载荷需求与对应的存储器需要删除的数据进行结合，进而解决出现分布存储后信息存储器不足或者删除信息存储器数据后还是不够数据载荷需求的问题。
20.实施例2为了解决因信息存储器使用时间过久或者每个信息存储器自身性能不同，导致信息存储器承载能力不同的问题，本实施例与实施例1不同的是，请参阅图3所示，其中：s1.1中过载判断算法的算法步骤如下：s1.1、识别载荷数据的载荷大小 ；s1.2、采集信息存储器的剩余存储空间，并分析出信息存储器的负载阈值；s1.3、将剩余存储空间和负载阈值结合得出存储器的承载值，具体的： ；s1.4、将载荷数据的载荷大小 与承载值进行对比，根据对比结合输出相应的信号，其中： ，为过载信号； ，为不过载信号。
21.本实施例中负载阈值指的是信息存储器的负载损耗，也就是说由于长时间的使用或者因信息存储器自身性能不同导致其内部有一定的负载损耗，从而通过计算信息存储器实际承载值才是该信息存储器的承载能力，进而通过过载判断算法将负载损耗考虑进过载对比的过程中，大大提高了过载判断的精确度，降低了负载损耗带来的对比误差，解决了因信息存储器使用时间过久或者每个信息存储器自身性能不同，导致信息存储器承载能力不同的问题。
22.实施例3为了适应高速传输载荷数据流，使得数据均匀分布，本实施例与实施例1不同的是，其中：s1.3.1中hash链表构建算法采用直接取余法，其算法表达式如下：；其中，为载荷数据的hash函数； 为载荷数据的载荷大小； 为hash链表长度； 为hash链表的余数，且 。
23.值得说明的是，为实现真正意义上的多线程并行，用于处理高速传输载荷数据流的hash链表长度要小于2倍的计算机处理器核数，因此通过hash函数使离散的数据均匀分布，以适应高速传输载荷数据流。
24.实施例4为了实现卸载存储器和信息存储器的循环补入，本实施例与实施例2不同的是，请参阅图5所示，其中：s4中卸载存储器利用卸载延时算法将其内部的数据补入至信息存储器
内，其算法步骤如下：s4.1、获取延时算法中的预设延时阈值；s4.2、采集信息存储器的剩余存储空间；s4.3、将剩余存储空间 与卸载存储器内存储数据大小进行对比，其中： ，将卸载存储器内存储数据全部补入至信息存储器内； ，将卸载存储器内的补入大小的数据至信息存储器内。
25.本实施例具体工作流程如下：在过载保护单元工作之前，设定延时阈值，在到达预设延时阈值时间节点时，利用卸载延时算法将卸载存储器内存储的数据补入至信息存储器内，以对卸载存储器进行清理，以清理卸载存储器，便于下次使用，此时分为两种情况：信息存储器内的存储空间足够，即 ，则直接补入即可，此时补入的数据是经过自检删除后的数据，这样在下一次对信息存储器进行自检时无需检查由卸载存储器补入的数据，从而减轻信息存储器自检时的负载；信息存储器内的存储空间不够，即，将卸载存储器内的补入大小的数据至信息存储器内，或者直接删除卸载存储器内的数据，则删除的数据经过了两侧筛选，一次是在补入卸载存储器内的筛选，还有就是通过本次筛选，从而降低删除有用数据的可能性。
26.实施例5为了避免删除了近期需要的数据，本实施例与实施例4不同的是，请参阅图6所示，其中：s1和s3中数据的补入均采用使用时间排序补入法，其算法具体步骤如下：对存储在信息存储器和卸载存储器的数据进行标记，并生成与数据对应的标记码，其中 为数据的个数；将个标记码按照最近使用的时间进行排序，并生成排序链表，且数据每使用一次排序链表继续按照最近使用的时间重置一次；采用倒序的方式将排序链表内的数据依次补入。
27.本实施例具体工作流程，请参阅图8和图9所示，其中图8为现有的处理方式用图例，图9则为本发明改进后的用图例，当数字信号传输的载荷消息a大于信息存储器b（b1、b2、b2、b3，a）时，则删除无用数据b2和a，并且删除后还是不足以对载荷消息a，由于b2、b3最近使用时间早于b1,，通过生成排序链表将信息存储器内的数据b2、b3补入至卸载存储器b2、b3内，则有c（b2、b3），然后假设预设延时阈值 为一个月，则在一个月的节点时，即到达一个月后，再利用排序链表将卸载存储器c（b2、b3）内存储的数据b2、b3补入至信息存储器b（b1、a）内，但信息存储器b（b1、a）不足以存储b2、b3后，则将b3删除，从而通过最近使用时间的排序，进行优先补入或者删除，而优先补入或者删除的对象为长时间不使用的数据，进而降低删除近期需要数据的可能性。
28.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术
人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。