词条 | 循环冗余校验码 |
释义 | 接收方如何检查收到的信息有无错误(一个简单通俗的模型) 首先接收方和发送方约定一个“生成多项式”g(x); (倒推法) 发送方发送的是T(x),接收方接收到的是R(x),若T(x)和R(X)相等,则传输的过程中没有出现错误。 如何判断T(x)和R(X)是否相等?若R(X)能够被g(x)整除,则接收方认为T(x)和R(X)相等,即传输的过程中没有出现错误。 发送方要传输的信息info包含在T(x)里,info是T(x)的一部分,但不能说info就是T(x)。实际应用中,g(x)的取值是有限制的,它受限于以下国际标准: CRC-CCITT=x^16+x^12+x^5+1 CRC-16=x^16+x^15+x^2+1 CRC-12=x^12+x^11+x^3+x^2+x+1 关于g(x)的国际标准还有一些,这里不一一介绍。 人工计算循环冗余校验码需要先弄清的知识:多项式除法、异或运算。 简介CRC(Cyclic Redundancy Check)循环冗余校验码 是常用的校验码,在早期的通信中运用广泛,因为早期的通信技术不够可靠(不可靠性的来源是通信技术决定的,比如电磁波通信时受雷电等因素的影响),不可靠的通信就会带来‘确认信息’的困惑,书上提到红军和蓝军通信联合进攻山下的敌军的例子,第一天红军发了条信息要蓝军第二天一起进攻,蓝军收到之后,发一条确认信息,但是蓝军担心的是‘确认信息’如果也不可靠而没有成功到达红军那里,那自己不是很危险?于是红军再发一条‘对确认的确认信息’,但同样的问题还是不能解决,红军仍然不敢贸然行动。 对通信的可靠性检查就需要‘校验’,校验是从数据本身进行检查,它依靠某种数学上约定的形式进行检查,校验的结果是可靠或不可靠,如果可靠就对数据进行处理,如果不可靠,就丢弃重发或者进行修复。 编码规则CRC码是由两部分组成,前部分是信息码,就是需要校验的信息,后部分是校验码,如果CRC码共长n个bit,信息码长k个bit,就称为(n,k)码。 它的编码规则是: 移位将原信息码(kbit)左移r位(k+r=n) 相除运用一个生成多项式g(x)(也可看成二进制数)用模2除上面的式子,得到的余数就是校验码。 非常简单,要说明的:模2除就是在除的过程中用模2加,模2加实际上就是我们熟悉的异或运算,就是加法不考虑进位,公式是: 0+0=1+1=0,1+0=0+1=1 即‘异’则真,‘非异’则假。 由此得到定理:a+b+b=a 也就是‘模2减’和‘模2加’直值表完全相同。 有了加减法就可以用来定义模2除法,于是就可以用生成多项式g(x)生成CRC校验码。 生成多项式应满足以下原则a、生成多项式的最高位和最低位必须为1。 b、当被传送信息(CRC码)任何一位发生错误时,被生成多项式做模2除后应该使余数不为0。 c、不同位发生错误时,应该使余数不同。 d、对余数继续做模2除,应使余数循环。 例子例如: g(x)=x4+x3+x2+1,(7,3)码,信息码110产生的CRC码就是: 对于g(x)=x4+x3+x2+1的解释:(都是从右往左数)x4就是第五位是1,因为没有x1所以第2位就是0。 11101 | 110,0000(设a=11101 ,b=1100000) 用b除以a做模2运算得到余数:1001 余数是1001,所以CRC码是1001, 传输码为:110,1001 |
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