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CRC算法之一:介绍和原理

2014年09月05日 ⁄ 综合 ⁄ 共 1483字 ⁄ 字号 评论关闭

(1)引言     

      CRC的全称为Cyclic Redundancy Check,中文名称为循环冗余校验。它是一类重要的线性分组码,编码和解码方法简单,检错和纠错能力强,在通信领域广泛地用于实现差错控制。实际上,除数据通信外,CRC在其它很多领域也是大有用武之地的。例如我们读软盘上的文件,以及解压一个ZIP文件时,偶尔会碰到“Bad CRC”错误,由此它在数据存储方面的应用可略见一斑。

      利用CRC进行检错的过程可简单描述为:在发送端根据要传送的k位二进制码序列,以一定的规则产生一个校验用的r位监督码(CRC码),附在原始信息后边,构成一个新的二进制码序列数共k+r位,然后发送出去。在接收端,根据信息码和CRC码之间所遵循的规则进行检验,以确定传送中是否出错。这个规则,在差错控制理论中称为“生成多项式”。

(2)应用原理

      在代数编码理论中,将一个码组表示为一个多项式,码组中各码元当作多项式的系数。例如 1100101 表示为
1·x6+1·x5+0·x4+0·x3+1·x2+0·x+1,即 x6+x5+x2+1。

      设编码前的原始信息多项式为P(x),P(x)的最高幂次加1等于k;生成多项式为G(x),G(x)的最高幂次等于r;CRC多项式为R(x);编码后的带CRC的信息多项式为T(x)。

      发送方编码方法:将P(x)乘以xr(即对应的二进制码序列左移r位),再除以G(x),所得余式即为R(x)。用公式表示为T(x)=xrP(x)+R(x)。

      接收方解码方法:将T(x)除以G(x),如果余数为0,则说明传输中无错误发生,否则说明传输有误。

(3)代数举例

      A,举例来说,设信息码为1100,生成多项式为1011,即P(x)=x3+x2,G(x)=x3+x+1,计算CRC的过程为:

    xrP(x)   x3(x3+x2)     x6+x5                          x
     -------- = ---------- = -------- = (x3+x2+x) + --------
       G(x)       x3+x+1      x3+x+1                    x3+x+1
即 R(x)=x。注意到G(x)最高幂次r=3,得出CRC为010。
      B,同样是上面的条件,如果用竖式除法,计算过程为:
               1110
            -------  
  1011 /1100000     (1100左移3位)
            1011
            ----
             1110
             1011
             -----
              1010
              1011
              -----
               0010
               0000
               ----
                010
因此,T(x)=(x6+x5)+(x)=x6+x5+x, 即 1100000+010=1100010。如果传输无误,
     T(x)     x6+x5+x
      ------ = --------- = x3+x2+x,
       G(x)     x3+x+1

无余式。回头看一下上面的竖式除法,如果被除数是1100010,显然在商第三个1时,就能除尽。

上述推算过程,有助于我们理解CRC的概念。但直接编程来实现上面的算法,不仅繁琐,效率也不高。实际上在工程中不会直接这样去

计算和验证CRC。

(4)常见CRC应用实例

 

 

 

 

 

 

参考原文:http://blog.csdn.net/bhw98/archive/2003/04/10/19668.aspx

 

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