[发明专利]一种浮动数据帧帧头查找方法及系统

说明书

本发明公开了一种浮动数据帧帧头查找方法及系统，能够针对浮动帧进行高效的帧头查找。本发明的技术方案为：数据接收方针对预先约定的设定类型的帧头进行帧头偏移方式的存储；每种类型的帧头具有设定数量的帧头偏移方式。数据接收方进行数据流的接收，并存入数据缓存区。启动设定数量的线程，每个线程获取数据缓存区中数据；其中线程数量与帧头偏移方式的数量相同。每个线程对应选取一种偏移方式，在每个线程中，对所获取的数据采用字符串匹配的Boyer‑Moore算法进行对应偏移方式的帧头查找。

技术领域

本发明涉及信息与通信工程技术领域，具体涉及一种浮动数据帧帧头查找方法及系统。

背景技术

不失一般性，以航天航空测控系统、空地通信系统为例，地面测试设备负责对应答机进行全方位、多场景的地面测试验证，其中遥测数据帧解帧是地面测试设备软件的重要功能。遥测数据帧通常由帧头和帧内容两部分组成，出于多方面的考虑，遥测数据帧帧头内容和每帧帧长并不固定，因此将这类数据帧称之为浮动数据帧。在地面测试设备软件中，软件的遥测数据帧帧头查找是影响遥测数据帧解析的重要因素。现有的遥测数据帧帧头查找方法平均响应时间过长，主要表现在：

(1)地面测试设备软件中常规的遥测数据帧帧头查找方法是采用固定数据流中帧头位置的方式，在遥测数据帧帧头查找操作中，软件在数据流中找到首个遥测数据帧帧头后按照固定数据帧长度进行数据截取。该方法实现方式简单，但要求遥测数据帧长度固定，缺乏灵活性。

(2)基于比特数据比较的遥测数据帧帧头查找方法，将软件接收到的遥测数据流以比特为最小单位存储，之后通过各类查找方法进行遥测帧帧头查找。但这类查找方式对数据帧帧头的持续搜索的过程中会占用较多的运算资源，导致产生较大延时。

目前，国内外对浮动数据帧帧头查找的研究主要集中在两个方面：

(1)对于浮动数据帧帧头查找算法的研究，对于浮动数据帧帧头查找采用包括字典树算法、有限状态机算法及其衍生算法在内的帧头查找算法，以此提高浮动数据帧帧头查找效率并降低空间占用率的效果。

(2)对于浮动数据帧帧头并行查找的研究，通过并行查找的方式来提高浮动数据帧帧头查找的速度。

在地面测试设备软件浮动数据帧帧头查找方面，浮动数据帧帧头查找算法是近年来研究的热点。以Boyer-Moore算法为例，Boyer-Moore算法实现主要有两个方法，坏字符算法和好后缀算法：

坏字符算法是通过检索坏字符进行最大距离跳跃。首先，子串左端与遥测帧数据流对齐，从右侧最后一个字符开始比较。如果比较出现坏字符，则需要检索匹配浮动数据帧中是否有该坏字符，有就可以确定下次移动的位置，使坏字符进行准确对齐。在匹配过程中浮动数据帧数据流比较位置内容为‘b’而浮动数据帧帧头比较位置内容为‘a’则说明匹配失败需要进行移位。查询坏字符‘b’在浮动数据帧帧头‘a’前出现的位置作为搜索词上次出现的位置。

好后缀算法是通过检索好后缀来确定最大移动距离。同理，先将子串左端与浮动数据帧数据流对齐，从右侧最后一个字符开始比较。如果比较出现好后缀，则需要检索匹配浮动数据帧中是否有该好后缀，有则可以确定下次移动位置，使好后缀位置对齐。在匹配过程中浮动数据帧数据流比较位置内容为‘b’而浮动数据帧帧头比较位置内容为‘a’则说明匹配失败需要进行移位。查询浮动数据帧帧头‘a’后的后缀与浮动数据帧数据流‘b’前缀最大匹配出现的位置作为搜索词上次出现的位置。目前国内外对浮动数据数据帧帧头查找技术也提出了许多研究。