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CRC校验原理包括(C++源码)
现在此说明下什么是CRC:循环冗余码校验?英文名称为CyclicalRedundancyCheck,简称CRC,它是利用除法及余数的原理来作错误侦测(ErrorDetecting)的。实际应用时,发送装置计算出CRC值并随数据一同发送给接收装置,接收装置对收到的数据重新计算CRC并与收到的CRC相比较,若两个CRC值不同,则说明数据通讯出现错误
那么其实CRC有比较多种,比如CRC16、CRC32,为什么叫16、32呢。在这里并非与位有和关系。而是由所确定的多项式最高次幂确定的。如下所示。理论上讲幂次越高校验效果越好。
??CRC(12位)=X12+X11+X3+X2+X+1
CRC(16位)=X16+X15+X2+1
CRC(CCITT)=X16+X12+X5+1
CRC(32位)=X32+X26+X23+X16+X12+X11+X10+X8+X7+X5+X4+X2+X+1
循环冗余校验码(CRC)的基本原理是:在K位信息码后再拼接R位的校验码,整个编码长度为N位,因此,这种编码又叫(N,K)码。对于一个给定的(N,K)码,可以证明存在一个最高次幂为N-K=R的多项式G(x)。根据G(x)可以生成K位信息的校验码,而G(x)叫做这个CRC码的生成多项式。
校验码的具体生成过程为:假设发送信息用信息多项式C(X)表示,将C(x)左移R位,则可表示成C(x)*2R,这样C(x)的右边就会空出R位,这就是校验码的位置。通过C(x)*2R除以生成多项式G(x)得到的余数就是校验码。
几个基本概念
1、多项式与二进制数码
多项式和二进制数有直接对应关系:x的最高幂次对应二进制数的最高位,以下各位对应多项式的各幂次,有此幂次项对应1,无此幂次项对应0。可以看出:x的最高幂次为R,转换成对应的二进制数有R+1位。
多项式包括生成多项式G(x)和信息多项式C(x)。
如生成多项式为G(x)=x4+x3+x+1,可转换为二进制数码11011。
而发送信息位1111,可转换为数据多项式为C(x)=x3+x2+x+1。
2、生成多项式
是接受方和发送方的一个约定,也就是一个二进制数,在整个传输过程中,这个数始终保持不变。
在发送方,利用生成多项式对信息多项式做模2除生成校验码。在接受方利用生成多项式对收到的编码多项式做模2除检测和确定错误位置。
应满足以下条件:
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。
将这些要求反映为数学关系是比较复杂的。但可以从有关资料查到常用的对应于不同码制的生成多项式如图9所示:
N??????????K??????????码距d??????????G(x)多项式??????????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
图9常用的生成
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