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CRC即循環冗余校驗碼(Cyclic Redundancy Check):是數據通信領域中最常用的一種差錯校驗碼,其特征是信息字段和校驗字段的長度可以任意選定。
循環冗余校驗碼(CRC)的基本原理
? ? ? ? ? 在K位信息碼后再拼接R位的校驗碼,整個編碼長度為N位,因此,這種編碼又叫(N,K)碼。對于一個給定的(N,K)碼,可以證明存在一個最高次冪為N-K=R的多項式G(x)。根據G(x)可以生成K位信息的校 驗碼,而G(x)叫做這個CRC碼的生成多項式。 校驗碼的具體生成過程為:假設發送信息用信息多項式C(X)表示,將C(x)左移R位,則可表示成C(x)*2的R次方,這樣C(x)的右邊就會空出R位,這就是校驗碼的位置。通過C(x)*2的R次方除以生成多項式G(x)得到的余數就是校驗碼。
CRC幾個基本概念
1、多項式與二進制數碼
多項式和二進制數有直接對應關系:x的最高冪次對應二進制數的最高位,以下各位對應多項式的各冪次,有此冪次項對應1,無此冪次項對應0。可以看出:x的最高冪次為R,轉換成對應的二進制數有R+1位。
多項式包括生成多項式G(x)和信息多項式C(x)。
如生成多項式為G(x)=x4+x3+x+1, 可轉換為二進制數碼11011。
而發送信息位 1111,可轉換為數據多項式為C(x)=x3+x2+x+1。
2、生成多項式
是接受方和發送方的一個約定,也就是一個二進制數,在整個傳輸過程中,這個數始終保持不變。
在發送方,利用生成多項式對信息多項式做模2除生成校驗碼。在接受方利用生成多項式對收到的編碼多項式做模2除檢測和確定錯誤位置。
應滿足以下條件:
a、生成多項式的最高位和最低位必須為1。
b、當被傳送信息(CRC碼)任何一位發生錯誤時,被生成多項式做除后應該使余數不為0。
c、不同位發生錯誤時,應該使余數不同。
d、對余數繼續做除,應使余數循環。
將這些要求反映為數學關系是比較復雜的。但可以從有關資料查到常用的對應于不同碼制的生成多項式如圖9所示:
N K 碼距d G(x)多項式 G(x)
7 4 3 x3+x+1
1011
7 4 3 x3+x2+1
1101
7 3 4 x4+x3+x2+1
11101
7 3 4 x4+x2+x+1
10111
15 11 3 x4+x+1
10011
15 7 5 x8+x7+x6+x4+1
111010001
31 26 3 x5+x2+1
100101
31 21 5 x10+x9+x8+x6+x5+x3+1
11101101001
63 57 3 x6+x+1
1000011
63 51 5 x12+x10+x5+x4+x2+1
1010000110101
1041 1024 x16+x15+x2+1
11000000000000101
3 CRC碼的生成步驟
1、將x的最高冪次為R的生成多項式G(x)轉換成對應的R+1位二進制數。
2、將信息碼左移R位,相當與對應的信息多項式C(x)*2的R次方
3、用生成多項式(二進制數)對信息碼做除,得到R位的余數。
4、將余數拼到信息碼左移后空出的位置,得到完整的CRC碼。
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