rts-sim-testing-service/third_party/balisecodec/codec.go

package balisecodec

import (
	"encoding/hex"
	"fmt"
	"log/slog"
)

// 应答器数据编解码器
type Codec interface {
}

const (
	Bytes1023 = 128
)

func Decode(byte128 []byte) ([]byte, error) {
	if len(byte128) != Bytes1023 {
		return nil, buildError("应答器报文长度错误, 期望长度为128字节")
	}
	bits1023 := convertTo1023Bits(byte128)
	// 检查控制位
	err := checkCb(bits1023)
	if err != nil {
		return nil, err
	}
	// 检查913位数据，并将913位数据转换为830位数据
	data913 := getRange(bits1023, 1022, 110)
	scrambled830, err := convert913To830(data913)
	if err != nil {
		return nil, err
	}
	// 根据加扰位计算得到加扰器初始值S
	S := calculateS(getRange(bits1023, 106, 95))
	// 解扰
	descrambled830 := descrambling(scrambled830, S)
	// 还原第一个10位值
	reverted830 := revertFirst10Bits(descrambled830)
	// 转换为左边为最高有效位（MSB）的字节数组
	byte104 := toBytes(reverted830)
	return byte104, nil
}

// 解码应答器数据,1023/341位解码
// msg - 128字节数据
// return - 830/210位数据
func DecodeByteString(msg string) ([]byte, error) {
	length := len(msg)
	if length != 256 {
		panic("invalid length")
	}
	// 字节转换为字节数组
	slog.Debug("待解码的1023应答器报文", "msg", msg)
	bytes := ConvertByteStringToBytes(msg)
	return Decode(bytes)
}

// 转换字节（16进制）字符串为字节数组
func ConvertByteStringToBytes(msg string) []byte {
	bytes, err := hex.DecodeString(msg)
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	return bytes
}

// 将830位补末尾补1到832位，然后转换为左边为最高有效位（MSB）的字节数组
func toBytes(reverted830 []byte) []byte {
	reverted830 = append(reverted830, 1, 1)
	byte104 := make([]byte, 104)
	for i := 0; i < 104; i++ {
		byte104[i] = byte(ToValLeftMsb(reverted830[i*8 : i*8+8]))
	}
	return byte104
}

func buildError(msg string) error {
	return fmt.Errorf("应答器1023解码错误：%s", msg)
}

// 检查控制位
func checkCb(bits1023 []byte) error {
	cb := getRange(bits1023, 109, 107)
	for i, v := range cb {
		n := 109 - i
		//name := "b" + strconv.Itoa(109-i)
		//slog.Info("cb", name, v)
		if n == 109 && v == 1 {
			return buildError("控制位cb错误，b109应该为0，实际为1")
		} else if n == 108 && v == 1 {
			return buildError("控制位cb错误，b108应该为0，实际为1")
		} else if n == 107 && v == 0 {
			return buildError("控制位cb错误，b107应该为1，实际为0")
		}
	}
	return nil
}

func getRange(bits []byte, start, end int) []byte {
	if start < 0 || end < 0 || start < end || start > 1022 {
		panic("invalid range")
	}
	return bits[1022-start : 1022-(end-1)]
}

// 转换128字节数据为1023位数据
func convertTo1023Bits(byte128 []byte) []byte {
	if len(byte128) != 128 {
		panic("invalid length")
	}
	// 字节转换为bit数组
	bits := make([]byte, 1024)
	for i, bt := range byte128 {
		for j := 0; j < 8; j++ {
			move := 7 - j
			idx := i*8 + j
			bits[idx] = (bt >> move) & 1
		}
	}
	bits1023 := bits[0:1023]
	return bits1023
}

// 由加扰位计算得到的S，作为初始状态为S的32位线性反馈移位寄存器对数据进行加扰
func calculateS(sb []byte) uint32 {
	// 由加扰计算得到的S，作为初始状态为S的32位线性反馈移位寄存器对数据进行加扰
	if len(sb) != 12 {
		panic("invalid length")
	}
	B := ToValLeftMsb(sb)
	const A uint64 = 2801775573
	S := uint32((A * uint64(B)) % (1 << 32))
	//slog.Info("由12位加扰位计算得到整数S", "B", B, "S", S, "Sb", fmt.Sprintf("%032b", S))
	return S
}

// 以11位为一组比较两个913位的报文
func compare913(b913 []byte, compare []byte) {
	if len(b913) != 913 {
		panic("invalid length")
	}
	for i := 0; i < 913; i += 11 {
		for j := 0; j < 11; j++ {
			print(b913[i+j])
		}
		println()
		for j := 0; j < 11; j++ {
			print(compare[i+j])
		}
		println()
		println()
	}
}

// 比较830位数据
func compare830(b830 []byte, compare830 []byte) {
	if len(b830) != 830 {
		panic("invalid length")
	}
	for i := 0; i < 83; i++ {
		for j := 0; j < 10; j++ {
			fmt.Printf("%01b", b830[i*10+j])
		}
		println()
		for j := 0; j < 10; j++ {
			fmt.Printf("%01b", compare830[i*10+j])
		}
		println()
		println()
	}
	for i := 0; i < 830; i++ {
		if b830[i] != compare830[i] {
			slog.Info("error", "index", i, "b830", b830[i], "compare", compare830[i])
			panic("830 bit compare error")
		}
	}
}