CgdataBase.Algorithm 1.9.6

CgdataBase.Algorithm

一组常用的算法/信号处理相关工具类，属于 CgdataBase 解决方案中的基础库之一。

目标框架

• net6.0
• net8.0
• net10.0

目录结构

• CrcHelper：CRC4/5/6/7/8/16/32 计算
• ConvolutionController：卷积编码（支持自定义约束长度与多项式）
• ConvolutionHelper：固定 (2,1,7) 卷积编码（基于环形寄存器）
• ScrambledRandomController：扰码序列生成与数据加扰
• NrzHelper：NRZ-L → NRZ-M 码型变换
• SpectrumCalcHelper：均值、峰值、RMS、峭度与常见窗函数（Hanning/Hamming/Blackman）
• DoubleEqualityComparer / FloatEqualityComparer：近似相等比较器（适用于测试断言、集合等场景）

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• 项目引用：CgdataBase.Algorithm
• 依赖：该项目会引用 CgdataBase.Core

CRC

using CgdataBase;

byte[] data = { 0xAA, 0xBB, 0xCC, 0xDD };

byte crc8 = CrcHelper.CRC8(data);
byte[] crc16 = CrcHelper.CRC16_MODBUS(data);
byte[] crc32 = CrcHelper.CRC32(data);

说明：

• CRC16_* / CRC32_* 返回字节数组，字节序与具体实现一致；如需与其它库对齐，建议用测试向量进行验证。

卷积编码

ConvolutionController（可配置）

using CgdataBase;

var controller = new ConvolutionController(bitSize: 7, g1: 121, g2: 91);
byte[] encoded = controller.Encoding(sourceData);

ConvolutionHelper（固定 (2,1,7)）

ConvolutionHelper 使用 IRingList<int> 作为寄存器缓存，需要传入容量为 7 的环形列表（CgdataBase.Core.Controllers.RingList<int>）。

using CgdataBase;
using CgdataBase.Core.Controllers;

var ring = new RingList<int>(7);
byte[] encoded = ConvolutionHelper.Encoding(sourceData, ring, reverse: true);

扰码（加扰/解扰）

using CgdataBase;

var controller = new ScrambledRandomController(initial: 0xFF, polynomial: 0x1D, byteCount: 128);

byte[] data = GetBytes();
controller.ScramblingData(data);   // 加扰
controller.ScramblingData(data);   // 再执行一次即可还原（同一随机序列下 XOR 往返）

也可以仅生成扰码序列：

byte[] random = ScrambledRandomController.GenerateRandomData(0xFF, 0x1D, 32);

NRZ-L → NRZ-M

using CgdataBase;

byte[] nrzm = NrzHelper.ConvertNrzlToNrzm(nrzl);

频谱/统计指标与窗函数

using CgdataBase;

double mean = SpectrumCalcHelper.Mean(values);
double peak = SpectrumCalcHelper.Peak(values);
double rms = SpectrumCalcHelper.RMS(values);
double kurtosis = SpectrumCalcHelper.Kurtosis(values);

double[] hanning = SpectrumCalcHelper.HanningWindow(1024);
double[] hamming = SpectrumCalcHelper.HammingWindow(1024);
double[] blackman = SpectrumCalcHelper.BlackmanWindow(1024);

边界行为：

• Mean(empty) 返回 NaN
• RMS(empty) 返回 0
• Kurtosis 要求数据长度 >= 4
• Window(length<=0) 返回空数组；Window(1) 返回 [1]

测试

本项目对应的测试工程为 CgdataBase.AlgorithmTests（MSTest）。

在解决方案根目录运行：

dotnet test .\CgdataBase.AlgorithmTests\CgdataBase.AlgorithmTests.csproj -c Release

版本与命名空间

• 命名空间：CgdataBase
• 包版本：跟随解决方案版本号（见 CgdataBase.Algorithm.csproj）