在进行程序编解码时,从帧头入手,先对控制信息进行编解码,然后对每个信息单元编码。对信息单元编码时,以信息元素为最小信息体,依照编解码规则对每个信息元素进行编解码。
编码设计的程序流程如图3 所示。解码即为编码的逆过程。
依据编解码规则的XML 文档和报文编解码的数据结构里的信息我就们就可以对报文进行编码和解码了。编码的实质就是将信息依据编码规则转化成二进制的代码;解码是它的逆过程。编码的实现其实就是对计算机内存的位操作。如果某项信息(信息元素)在编码信息单元内占用了i n 到i+k −1 n 的K 位,那么我们编码的任务就是依据实际信息将这K 位填充。在对位进行操作时,一般的方法是先定位所操作的位所属的字节,然后取出这一字节的信息,再接下来用“|”操作对其进行写操作。比如,要将一个128 位数据中的第100 位置1,我们先取出第100/8 + 1=13个字节的信息,然后再将这个字节的信息“|”上“1000”。这样,循环K 次便可完成这个信息元素的编码。有一种情况就是连续的K 位信息在一个字节内,这时,我们只需要进行一次操作便可完成此信息元素K 位的编码。这种编码方法的优点是辅助编码的空间占用少;速度也比较高,尤其是信息元素编码都在一个字节内时。
在编码时,我们还可以采取另外一种函数实现上更加快捷的方法。这种编码方法的思想是先将编码信息的每一位放在一个字节空间中,然后按由低到高的顺序将每八个字节空间的信息转换到信息编码单元中的一个字节。这样的好处是便于处理跨字节的信息元素编码,思路新颖。
显然,可以根据以上思路设计出两种解码函数,它们分别是上述编码函数的逆过程。经过测试,发现在信息单元长度不超过512 位时,上述两种方法的效率基本一样;在信息单元长度很大时,第二种方法会稍快些。
3 编解码方法举例
按照以上思路,飞机A 报告自身位置的报文编解码的设计如下。
飞机自身的位置信息属于态势信息,包括经度(LONG)和纬度(lat)、高程(H)。编解码的任务就是处理这三种信息。
首先,将编解码规则整理成XML 文档。这一步是编解码的前提和基础。一般,一个XML 文档对应一种规则,整理一次以后,以后的编解码即可反复利用此XML 文档。
然后,填充编解码的帧头信息(帧头编解码)。编码时关键代码如下:
FrameHead PosHead; Unit *p=NULL; //帧头,信息单元申明
//信息单元处理
p-> unit_number=“State_SelfPos”;
memset(p->send_elemet,0,MAX_ELE);
p->send_elemet[1]= p->send_elemet[2]= p->send_elemet[3]=1; //假定高度、纬度和经
度//是规则中的前三个信息元素
p->next=NULL;
//帧头处理
PosHead.frame_number= “PosHead_
PosHead .type = 1 ; //报文类型(发送)
PosHead .start = “plane_A ”; //发送方
PosHead .destination= “alert”; //接收方
PosHead .number=1; //编码信息单元数量
PosHead .length=128; //编解码信息单元长度
PosHead.responsion=1; //应答控制(确认收到)
PosHead .resposion_number=NULL; //所应答报文的编号
PosHead .chunnel=1; //发送通道
PosHead.info=p; //第一个编解码信息单元
接下来,调用编码函数进行编码,这样就将信息转化成为了二进制代码。最后,接收方解码此信息,调用解码函数。
4 结论
本文中提出的报文编解码方法,在复杂信息系统仿真中已经得到广泛应用。实践证明,有如下特点:
编解码速度快,完全能够满足复杂信息系统仿真通信的要求;
协议的改变不影响仿真系统软件,接口协议的数据处理和仿真程序分离;
不同的复杂信息系统仿真都可以使用这种方法,接口协议的编解码程序代码具有可移植性。
本文作者创新点:针对接口协议的复杂性和灵活性,提出了一种新颖的编解码方法,有效的解决了接口协议种类多、编解码方式灵活等问题;而且方法已经应用于863 计划项目,取得了良好的效果。