一种提取数据流中特定数据的方法和装置

摘要

本发明涉及一种提取数据流中特定数据的方法和装置，所述方法包括：A、输入数据流；B、同时搜索当前需要值；C、存储当前需要值和/或者该值前后允许范围内的数据。所述装置由当前需要值搜索模块、中间存储器、中间存储器读控制模块、中间存储器写控制模块、数据存储器和数据存储器写控制模块构成；当前需要值搜索模块分别与数据输入模块、中间存储器读控制模块和数据存储器写控制模块相连；中间存储器分别与数据输入模块、中间存器读控制、中间存器写控制和数据存储器相连；数据存储器还与数据存储器写控制相连。本发明极大地节约了逻辑存储资源，节省了处理时间，降低了系统成本。

说明书

技术领域

本发明涉及一种数据处理方法和装置，尤其是一种数据的选择性存储方法和装置。

背景技术

在数据/信号传输处理中，经常会需要从数据流中提取一些符合要求的值并将其存储下来，例如WCDMA扩频系统中的主径提取和搜索范围确定。无线信道中接收的信号是到达接收机的多径分量合成，主径特指多径中能量最大的那个多径，其它多径位于主径周围。在WCDMA扩频系统中，信道带宽远远大于信道的平坦衰落带宽，但由于CDMA扩频码在选择时就要求它具有很好的自相关特性，所以在无线信道中出现的时延扩展，就可以被看作只是被传信号的再次传送，如果这些多径信号相互间的延时超过了一个码片的长度，那么它们就将被CDMA接收机看作是非相关噪声，如果在接收端同时获得几个不同路径的信号，将这些信号适当合并成总的接收信号，就能够大大减少衰落的影响。实现主径提取和搜索范围确定的目的就是为了后续的多径提取和多径合并。通过主径提取，可以从获取的不同延迟位置上的信号能量分布中，识别出最大能量的主径位置。而通过搜索范围确定则可以将这些多径所在位置的范围找出。完成主径提取和搜索范围确定后，就可以在锁定的搜索范围内进一步识别出具有较大能量的多径位置，最后将提取的多径进行适当合并。由于多径之间是统计独立的，所以经过适当合并后就能使系统性能大为改善。

与本发明最相近似的实现方案有DSP实现方案，如图1所示：首先将覆盖整个小区半径内的数据流数据存储下来，存储完毕后启动最大值搜索，即对存储的所有数据进行一一比较找出最大值，最大值搜索完毕，再启动搜索范围数据存储，存储最大值前后要求范围内的所有数据。可以看到，整个实现过程是一个串行的过程。上述方案的缺点是：

1.需要将整个搜索小区范围内的数据流完全存储下来，消耗的存储空间太大，且在高速输入数据流的数据量特别大的情况用硬件实现根本不现实；

2.最大值搜索阶段运算操作花费时间过多，导致处理延迟过长；

3.用于一次性的高速数据流处理时会造成系统瓶颈，使系统处理能力下降。

发明内容

本发明的目的在于：凭借最小结构的存储空间，在数据流输入完毕的同时，实现数据流中特定数据的提取。

本发明提取数据流中特定数据的方法包括以下步骤：A、输入数据流；B、同时搜索当前需要值；C、存储当前需要值和/或者该值前后允许范围内的数据

步骤A中的数据流输入方式为循环写入，即将中间存储器写满后再回到该存储器的首地址依次写入，新写入的数据覆盖原有数据。

步骤B搜索当前符合要求的数据的方法是：判断当前输入的数据是否符合要求，如果符合，则该数据即是当前需要值，否则当前需要值保持原值不变。

步骤C包括：C1、当搜索到当前需要值时启动中间存储器读控制，读取控制参数，包括读取首地址和读取范围，其中读取首地址是当前需要值前设定范围内离当前需要值最远的数据在中间存储器中的所在地址，读取范围是当前需要值前后允许范围内的数据个数加1；C2、同时启动数据存储器写控制，读取控制参数，包括写入首地址和读取范围，其中写入首地址是数据存储器的0地址，写入范围与中间存储器读控制参数中的读取范围相同。

本发明提取数据流中特定数据的装置由当前需要值搜索模块、中间存储器、中间存储器读控制模块、数据存储器和数据存储器写控制模块构成：当前需要值搜索模块接收数据流，并且与中间存储器读控制模块和数据存储器写控制模块相连，当搜索到当前需要值时启动中间存储器读控制模块和数据存储器写控制模块；中间存储器与当前需要值搜索模块同时接收数据流，并且与中间存器读控制相连，当搜索到当前需要值时，中间存器读控制模块从中间存储器获取读控制参数；数据存储器与中间存储器和数据存储器写控制模块相连，当搜索到当前需要值时，数据存储器写控制模块更新写控制参数，中间存储器中的数据按照读控制参数和写控制参数写入数据存储器。

上述装置还包括与中间存储器相连的中间存储器写控制模块，中间存储器存储所占空间至少为当前需要值及其前允许范围内数据的存储空间；数据存储器占存储空间为需要存储的数据所需的存储空间；

上述当前需要值搜索模块由比较器、当前需要值寄存器及当前输入数据为当前需要值指示寄存器组成，比较器与当前需要值寄存器和当前输入数据为当前需要值指示寄存器相连，将当前需要值寄存器中的数据和当前输入数据中符合要求的一个写入当前需要值寄存器，如果当前输入数据符合要求则启动当前输入数据为当前最大值指示寄存器，将当前需要值寄存器中的数据换为当前输入数据，否则当前需要值寄存器中的数据保持不变。

本发明所需的存储空间与输入数据流的数据量无关，仅取决于最大值前后要求存储的数据量，不仅极大地节约了逻辑存储资源，而且使得与搜索小区大小无关，便于系统灵活配置；数据流输入完毕即可搜索出本数据流的最大值并存储要求存储的所有数据，极大节省处理时间，解决了系统的处理瓶颈，增强了系统的处理能力，极大地降低了系统的成本。

附图说明

图1是提取最大值及其前后允许范围内数据的电路图；

图2是本发明提取最大值及其前后允许范围内数据的原理图；

图3是本发明提取最大值及其前后允许范围内数据的流程图；

图4是提取最大值及其前后允许范围内数据的装置结构图；

图5是本发明最大值搜寻模块的结构图。

具体实施方式

本发明凭借一个数据滑窗来实现数据流中特定数据的提取。

如图2所示，如果设计要求存储数据流中最大值前X个数据、该最大值以及该最大值后Y个数据，那么所选数据滑窗的大小为(X+Y+1)。在输入每一个数据时，需要判断当前输入的数据是否大于前面已经输入的数据，即判断输入数据是否为当前最大值。只要输入数据为当前最大值，数据滑窗就会滑到当前最大值周围，且滑窗在最大值前的大小为X，在最大值后的大小为Y。如果输入数据不是当前最大值，那么当前最大值、数据滑窗位置保持不变。因为最大值在数据流中的位置是随机的，当最大值前输入的数据不足X个时，数据存储器存储最大值前输入的所有数据；同样理由，当最大值后输入的数据不足Y个时，数据存储器存储最大值后输入的所有数据。考虑这些特殊情况，数据存储器中将存储最大值、Xj个最大值前数据、Yj个最大值后数据。数据流输入完毕时的当前最大值即为我们搜索的本数据流的最大值，而此时数据滑窗内的数据就是设计要求存储的数据。

根据上述原理，存储数据流中最大值以及该最大值前后一定范围中的数据的具体方法如图3所示：

将数据流按照循环方式写入中间存储器，同时搜索当前最大值，即将当前输入的数据与前面已经输入的所有数据相比较，如果当前输入的数据大于前面输入的所有数据，那么该数据就是当前最大值，否则当前最大值保持原值不变。当搜索到当前最大值时，将该值及其前后一定范围内的数据从中间存储器中读出并写入数据存储器。前述循环写入方式通过中间存储器写控制实现：将数据依次写入中间存储器，写满后又回到该存储器的首地址重新依次写入，原来写入的数据将被现在写入的数据所覆盖。如此反复，直到数据流中所有数据写完为止，当数据流输入完毕的同时也就已经搜索出本数据流的最大值。

在输入数据流中的任一时刻，当搜索到当前最大值时，中间存储器读控制和数据存储器写将立即启动，对中间存储器的读取并对数据存储器写入。也就是说，当前最大值每更新一次，中间存储器读取和数据存储器写入就要重新启动一次，使读取首地址、读取范围、写入首地址、写入范围等参数更新一次，更新过程具体如下：

每次启动的读取首地址为当前最大值前第Xj个数据在中间存储器中的所在地址，读取范围为(Xj+Yj+1)个数据，读取的方式为循环方式，即读到中间存储器最后一个地址时将回到第一个地址开始读取；每次启动的写入首地址为数据存储器的0地址，中间存储器读出的数据(即当前最大值及其前后设定范围内的数据)将从0地址开始依次写入数据存储器，原来存储的数据被新写入的数据覆盖。当所有的数据流输入完毕时，即可搜索出该数据流的最大值，而且最大值前Xj个数据、最大值、最大值后Yj个数据依次存储于数据存储器中。

上述方法可以用图4所示的装置实现。该装置由最大值搜索模块、中间存储器、中间存储器读控制模块、中间存储器写控制模块、数据存储器和数据存储器写控制模块构成。最大值搜索模块和中间存储器同时与数据输入模块相连，用于接收数据流；中间存储器写控制模块与中间存储器相连，使数据流循环写入中间存储器；最大值搜索模块与中间存储器读控制模块和数据存储器写控制模块相连，中间存储器读控制和数据存储器写控制分别与中间存储器和数据存储器相连，当搜索到当前最大值时启动读写控制，更新数据存储器中的数据。

上述装置中，中间存储器和数据存储器的存储空间与输入数据流的数据量无关，仅取决于最大值前后要求存储的数据量。假设设计要求存储最大值前X个数据、最大值以及最大值后Y个数据，那么无论输入数据流的数据量有多大，本发明所需的存储空间为(2X+Y+3)，其中，中间存储器占存储空间(X+2)、数据存储器占存储空间(X+Y+1)。中间存储器采用(X+2)的存储空间，能保证在输入数据为最大值时，最大值前X个数据仍保存在存储器中，同时为了避免读写冲突，留有1个存储空间的余量。在实际电路设计中，还要根据实际时序情况调整存储空间余量大小，看是否需要增加些许。

上述最大值搜索模块可以用图5中的电路实现。该电路由比较器、当前最大值寄存器及当前最大值指示寄存器组成，比较器与当前最大值寄存器和当前输入数据为当前最大值指示寄存器相连，将当前最大值寄存器中的数据和当前输入数据中较大者写入当前最大值寄存器，如果当前输入数据较大时启动当前输入数据为当前最大值指示寄存器。

以上描述了提取最大值并存储该最大值及其前后一定范围内的数据的方法和装置，当需要提取的是最小值或者其他要求的数据时，将上述方法中和装置中的搜索条件作相应修改即可：当需要提取存储最小值时，搜索条件为当前输入数据小于所有已输入数据；当需要提取存储指定值时，搜索条件为将当前输入值等于指定值。