[发明专利]独特和有效的使用压缩数据的数据结构的方法和设备

说明书

本发明涉及数据通信设备内的数据压缩，具体涉及使用有效的数据压缩的数据结构的数据压缩技术。

数据存储和通信系统典型地处理包含大量冗余的数据。许多技术已被用来降低数据需要的存储量和需要发送的基本数据量。以提供初始数据以2∶1或更好的比率降低数据文件的大小对于压缩是常见的。

总的来说，一定类型规定的方法比一般算法对于特定的文件类型可能是更有效的。但是，一些类型规定的方法与一般的压缩方法相比较要求显著的计算额外开销。一些已知的压缩技术对有关被处理的数据或数据文件的类型进行隐函的假定。例如，在视频显示中，可能是假定仅视频显示的小部分将在改变，而且在保持未改变部分的同时，仅需要跟踪这些变化。

压缩和解压缩的速度是重要的，如果计算的额外开销降低通信速度足以导致降级系统性能，则这种压缩技术不可能被接受。例如，行程编码利用相同字符，例如空号或零的重复字符串。因此，行程编码使用“换码”字符，重复字符和被重复的字符编码重复的字符串。很清楚，在不重复字符的地方，行程编码是无效的。

越来越多的用户实现数据存储和数据通信，需要更有效的数据存储和更快的数据通信。

图1示出根据本发明方法的诸多步骤的一个实施例的流程图。

图2示出表示根据本发明方法的诸多步骤的另一个实施例的流程图。

图3示出根据本发明基于端接节点的新颖的方案的替代实施的图。

图4示出根据本发明在用于处理输入字符和有效地使用及维持链接表数据结构的处理器中的字符串搜索设备的方框图。

图5示出根据本发明在数据通信系统的一个实施例的方框图，该数据通信系统包括多个数据通信设备，每个设备在处理器中有一个字符串搜索设备，用于处理输入字符和有效地使用及维持链接表数据结构。

本发明提供利用链接表数据结构，用于编码和解码用户数据的具有独特和有效的方案的方法和设备，因此改进了数据通信的效率和速度。本发明的方法和设备最小限度使用用于计算的处理器，使通过延迟量最小并使数据通信系统的通过量性能最大。

V.42 bis是用于压缩数据的字符串压缩算法，使用链接表数据结构建立和维持用户数据的字符串。通过提供一个独特的附加单元，本发明提供比仅使用典型的V.42bis链接表数据结构更有效的数据压缩。该独特的附加单元定义为“端接节点”。该端接节点根据随机存取存储器(RAM)的要求加上可忽略的额外开销到现存的数据结构上。本发明还简化了链接表维持并允许重复使用数据压缩逻辑，因此消除例外的处理。上述的简化和重复使用降低了用V.42bis实现的只读存储器(ROM)的要求。此外，本发明考虑到一种用于检测编码器和解码器之间失步的熟练方法。

在V.42 bis中典型的工作是：搜索链接表、加节点到链接表、寻找链接表内叶片(leaf)节点，和从链接表中检测叶片节点本发明改进了这些工作的每一工作的效率。

搜索工作提供顺序地搜索链接表，检查链接表中每个节点的字符字段与输入字符匹配。搜索工作利用重复逻辑检查用于匹配的节点和在不匹配的情况下，顺序地移动到下一个节点，以便连接搜索。典型地，搜索工作检查可能的匹配状况以及指示链接表结束的状况。假定终端节点允许可能的匹配状况检查在终止搜索逻辑中是足够了。因为链接表是字典顺序表，一旦发现一个节点在字符字段内包含的字符大于或等于输入字符，原搜索工作能被终止。终端节点被初始化在字符字段内包含一个字符，字符字段大于所有可能的输入字符，这里一个字符等于8比特。同样地，利用本发明终端节点总是驻留在字典的链接表的末尾。终端节点的这个位置保证在发现链接表的节点大于或等于输入字符而不离开链接表的末尾之后，搜索工作将终止。链接表检查末尾的删除简化该逻辑并减少每个输入字符的处理时间。

当从上述的搜索工作产生不匹配的情况时，典型地，输入字符用于建立一个新的节点，它被加到被搜索的链接表。新的节点以正确的字典顺序加到该链接表。典型地，可出现三种相加的情况。新的节点可能需要作为该表的第一个节点加在表的第一个和最后一个节点之间，或作为该表的最后一个节点。这些相加情况的每一种情况要求用于修改适当的链路的唯一的逻辑加上新的节点。使用终端节点删除三种相加情况之一，具体地，相加最后节点情况。因为终端节点总是在任何链接表的最后的节点，不再需要相加最后节点。最后节点相加的删除简化该逻辑/降低只读存储器(ROM)的要求并减少了每个输入字符的处理时间。