Ⅰ 通信中常使用哪些差錯控制方式它們各有何特點
通常應付傳輸差錯的辦法如下:
1、肯定應答。接收器對收到的幀校驗無誤後送回肯定應答信號ack,發送器收到肯定應答信號後可繼續發送後續幀。
2、否定應答重發。接收器收到一個幀後經較驗發現錯誤,則送回一個否定應答信號nak。發送器必須重新發送出錯幀。
3、超時重發。發送器發送一個幀時就開始計時。在一定時間間隔內沒有收到關於該幀的應答信號,則認為該幀丟失並重新發送。
自動請示重發arq和前向糾錯fec是進行差錯控制的兩種方法。
在arq方式中,接收端檢測出有差錯時,就設法通知發送端重發,直到正確的碼字收到為止。arq方式使用檢錯碼,但必須有雙向信道才可能將差錯信息反饋到發送端。同時,發送方要設置數據緩沖區,用以存放已發出的數據以務重發出錯的數據。
在fec方式中,接收端不但能發現差錯,而且能確定二進制碼元發生錯誤的位置,從而加以糾正。fec方式使用糾錯碼,不需要反向信道來傳遞請示重發的信息,發送端也不需要存放以務重發的數據緩沖區。但編碼效率低,糾錯設備也比較復雜。
差錯控制編碼又可分為檢錯碼和糾錯碼。
檢錯碼只能檢查出傳輸中出現的差錯,發送方只有重傳數據才能糾正差錯;而糾錯碼不僅能檢查出差錯而且能自動糾正差錯,避免了重傳。
演播的檢錯碼有:奇偶校驗碼、循環冗餘碼。
網路上收的,希望對你有幫助。
Ⅱ 差錯編碼控制的方式主要有哪幾種
常用的差錯控制方式主要有三種:檢錯重發(簡稱ARQ)、前向糾錯(簡稱FEC)和混合糾錯(簡稱HEC)。
1.檢錯重發
這種方式中,發送端經編碼後發出能夠發現錯誤的碼,接收端收到後經檢驗如果發現傳輸中有錯誤,則通過反向信道把這一判斷結果反饋給發送端。然後,發送端把前面發出的信息重新傳送一次,直到接收端認為已正確地收到信息為止。
常用的檢錯重發系統有三種,即停發等候重發、返回重發和選擇重發。
2.前向糾錯
前向糾錯系統中,發送端經編碼發出能夠糾正錯誤的碼,接收端收到這些碼組後,通過解碼能自動發現並糾正傳輸中的錯誤。前向糾錯方式不需要反饋信道,特別適合於只能提供單向信道的場合。由於能自動糾錯,不要去檢錯重發,因而延時小、實時性好。為了使糾錯後獲得低誤比特率,糾錯碼應具有較強的糾錯能力。但糾錯能力愈強,則解碼設備愈復雜。前向糾錯系統的主要缺點就是設備較復雜。
3.混合糾錯方式
是前向糾錯方式和檢錯重發方式的結合。在這種系統中發送端不但有糾正錯誤的能力,而且對超出糾錯能力的錯誤有檢測能力。遇到後一種情況時,通過反饋信道要求發送端重發一遍。混合糾錯方式在實時性和解碼復雜性方面是前向糾錯和檢錯重發方式折中。
(2)計算機網路中常用的差錯校驗方式有擴展閱讀:
差錯控制系統中使用的信道編碼可以有多種。
按照差錯控制編碼的不同功能,可以將其分為檢錯碼、糾錯碼和糾刪碼。檢錯碼僅能檢測誤碼;糾錯碼僅可糾正誤碼;糾刪碼則兼有糾錯和檢錯能力,當發現不可糾正的錯誤時可以發出錯誤只是或者簡單地刪除不可糾正錯誤的信息段落。
按照信息碼元和附加的監督碼元之間的檢驗關系可以分為線性碼和非線性碼。若信息碼元與監督碼元之間的關系為線性關系,即滿足一組線性方程式,則稱為線性碼。反之,若兩者不存在線性關系,則稱為非線性碼。
Ⅲ 什麼是差錯校驗要具體點的
差錯校驗是在數據通信過程中能發現或糾正差錯,把差錯限制在盡可能小的允許范圍內的技術和方法。
1. 信號在物理信道中傳輸時,線路本身電器特性造成的隨機雜訊、信號幅度的衰減、頻率和相位的畸變、電器信號在線路上產生反射造成的迴音效應、相鄰線路間的串擾以及各種外界因素(如大氣中的閃電、開關的跳火、外界強電流磁場的變化、電源的波動等)都會造成信號的失真。在數據通信中,將會使接受端收到的二進制數位和發送端實際發送的二進制數位不一致,從而造成由「0」變成「1」或由「1」變成「0」的差錯
常用的校驗方法有如下:
奇偶校驗碼
奇偶校驗碼是一種通過增加冗餘位使得碼字中「1」的個數為奇數或偶數的編碼方法,它是一種檢錯碼。
1.垂直奇偶校驗的特點及編碼規則
特點:垂直奇偶校驗又稱縱向奇偶校驗,它能檢測出每列中所有奇數個錯,但檢測不出偶數個的錯。因而對差錯的漏檢率接近1/2。
位\數字 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
C1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
C2 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0
C3 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0
C4 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1
C5 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
C6 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
C7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
偶 C0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0
奇 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1
2.水平奇偶校驗的特點及編碼規則
特點:水平奇偶校驗又稱橫向奇偶校驗,它不但能檢測出各段同一位上的奇數個錯,而且還能檢測出突發長度<=p的所有突發錯誤。其漏檢率要比垂直奇偶校驗方法低,但實現水平奇偶校驗時,一定要使用數據緩沖器。
位\數字 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 偶校驗
C1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1
C2 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0
C3 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0
C4 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0
C5 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
C6 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
C7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
3.水平垂直奇偶校驗的特點及編碼規則
特點:水平垂直奇偶校驗又稱縱橫奇偶校驗。它能檢測出所有3位或3位以下的錯誤、奇數個錯、大部分偶數個錯以及突發長度<=p+1的突發錯。可使誤碼率降至原誤碼率的百分之一到萬分之一。還可以用來糾正部分差錯。有部分偶數個錯不能測出。適用於中、低速傳輸系統和反饋重傳系統。
位\數字 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 校驗碼字
C1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1
C2 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0
C3 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0
C4 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0
C5 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
C6 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
C7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
C8 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1
2.5.3 循環冗餘碼(CRC)
1.CRC的工作方法
在發送端產生一個循環冗餘碼,附加在信息位後面一起發送到接收端,接收端收到的信息按發送端形成循環冗餘碼同樣的演算法進行校驗,若有錯,需重發。
2.循環冗餘碼的產生與碼字正確性檢驗例子。
例1.已知:信息碼:110011 信息多項式:K(X)=X5+X4+X+1
生成碼:11001 生成多項式:G(X)=X4+X3+1(r=4)
求:循環冗餘碼和碼字。
解:1)(X5+X4+X+1)*X4的積是 X9+X8+X5+X4 對應的碼是1100110000。
2)積/G(X)(按模二演算法)。
由計算結果知冗餘碼是1001,碼字就是1100111001。
1 0 0 0 0 1←Q(X)
G(x)→1 1 0 0 1 )1 1 0 0 1 1 0 0 0 0←F(X)*Xr
1 1 0 0 1 ,
1 0 0 0 0
1 1 0 0 1
1 0 0 1←R(X)(冗餘碼)
例2.已知:接收碼字:1100111001 多項式:T(X)=X9+X8+X5+X4+X3+1
生成碼 : 11001 生成多項式:G(X)=X4+X3+1(r=4)
求:碼字的正確性。若正確,則指出冗餘碼和信息碼。
解:1)用字碼除以生成碼,余數為0,所以碼字正確。
1 0 0 0 0 1←Q(X)
G(x)→1 1 0 0 1 )1 1 0 0 1 1 1 0 0 1←F(X)*Xr+R(x)
1 1 0 0 1 ,
1 1 0 0 1
1 1 0 0 1
0←S(X)(余數)
2)因r=4,所以冗餘碼是:11001,信息碼是:110011
3.循環冗餘碼的工作原理
循環冗餘碼CRC在發送端編碼和接收端校驗時,都可以利用事先約定的生成多項式G(X)來得到,K位要發送的信息位可對應於一個(k-1)次多項式K(X),r位冗餘位則對應於一個(r-1)次多項式R(X),由r位冗餘位組成的n=k+r位碼字則對應於一個(n-1)次多項式T(X)=Xr*K(X)+R(X)。
4.循環冗餘校驗碼的特點
1)可檢測出所有奇數位錯;
2)可檢測出所有雙比特的錯;
3)可檢測出所有小於、等於校驗位長度的突發錯。
2.5.4 海明碼
1.海明碼的概念
海明碼是一種可以糾正一位差錯的編碼。它是利用在信息位為k位,增加r位冗餘位,構成一個n=k+r位的碼字,然後用r個監督關系式產生的r個校正因子來區分無錯和在碼字中的n個不同位置的一位錯。它必需滿足以下關系式:
2r>=n+1 或 2r>=k+r+1
海明碼的編碼效率為:
R=k/(k+r)
式中 k為信息位位數
r為增加冗餘位位數
2.海明碼的生成與接收
方法一:
1)海明碼的生成。
例1.已知:信息碼為:"0010"。海明碼的監督關系式為:
S2=a2+a4+a5+a6
S1=a1+a3+a5+a6
S0=a0+a3+a4+a6
求:海明碼碼字。
解:1)由監督關系式知冗餘碼為a2a1a0。
2)冗餘碼與信息碼合成的海明碼是:"0010a2a1a0"。
設S2=S1=S0=0,由監督關系式得:
a2=a4+a5+a6=1
a1=a3+a5+a6=0
a0=a3+a4+a6=1
因此,海明碼碼字為:"0010101"
2)海明碼的接收。
例2.已知:海明碼的監督關系式為:
S2=a2+a4+a5+a6
S1=a1+a3+a5+a6
S0=a0+a3+a4+a6
接收碼字為:"0011101"(n=7)
求:發送端的信息碼。
解:1)由海明碼的監督關系式計算得S2S1S0=011。
2)由監督關系式可構造出下面錯碼位置關系表:
S2S1S0 000 001 010 100 011 101 110 111
錯碼位置 無錯 a0 a1 a2 a3 a4 a5 a6
3)由S2S1S0=011查表得知錯碼位置是a3。
4)糾錯--對碼字的a3位取反得正確碼字:"0 0 1 0 1 0 1"
5)把冗餘碼a2a1a0刪除得發送端的信息碼:"0010"
方法二:(不用查表,方便編程)---推薦!!!
1)海明碼的生成(順序生成法)。
例3.已知:信息碼為:" 1 1 0 0 1 1 0 0 " (k=8)
求:海明碼碼字。
解:1)把冗餘碼A、B、C、…,順序插入信息碼中,得海明碼
碼字:" A B 1 C 1 0 0 D 1 1 0 0 "
碼位: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
其中A,B,C,D分別插於2k位(k=0,1,2,3)。碼位分別為1,2,4,8。
2)冗餘碼A,B,C,D的線性碼位是:(相當於監督關系式)
A->1,3,5,7,9,11;
B->2,3,6,7,10,11;
C->4,5,6,7,12;(注 5=4+1;6=4+2;7=4+2+1;12=8+4)
D->8,9,10,11,12。
3)把線性碼位的值的偶校驗作為冗餘碼的值(設冗餘碼初值為0):
A=∑(0,1,1,0,1,0)=1
B=∑(0,1,0,0,1,0)=0
C=∑(0,1,0,0,0) =1
D=∑(0,1,1,0,0) =0
4)海明碼為:"1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0"
2)海明碼的接收。
例4.已知:接收的碼字為:"1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0"(k=8)
求:發送端的信息碼。
解:1)設錯誤累加器(err)初值=0
2)求出冗餘碼的偶校驗和,並按碼位累加到err中:
A=∑(1,0,1,0,1,0)=1 err=err+20=1
B=∑(0,0,0,0,1,0)=1 err=err+21=3
C=∑(1,1,0,0,0) =0 err=err+0 =3
D=∑(0,1,1,0,0) =0 err=err+0 =3
由err≠0可知接收碼字有錯,
3)碼字的錯誤位置就是錯誤累加器(err)的值3。
4)糾錯--對碼字的第3位值取反得正確碼字:
"1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0"
5)把位於2k位的冗餘碼刪除得信息碼:"1 1 0 0 1 1 0 0"
Ⅳ 常用數據校驗方法有哪些
奇偶校驗」。內存中最小的單位是比特,也稱為「位」,位有隻有兩種狀態分別以1和0來標示,每8個連續的比特叫做一個位元組(byte)。不帶奇偶校驗的內存每個位元組只有8位,如果其某一位存儲了錯誤的值,就會導致其存儲的相應數據發生變化,進而導致應用程序發生錯誤。而奇偶校驗就是在每一位元組(8位)之外又增加了一位作為錯誤檢測位。在某位元組中存儲數據之後,在其8個位上存儲的數據是固定的,因為位只能有兩種狀態1或0,假設存儲的數據用位標示為1、1、 1、0、0、1、0、1,那麼把每個位相加(1+1+1+0+0+1+0+1=5),結果是奇數,那麼在校驗位定義為1,反之為0。當CPU讀取存儲的數據時,它會再次把前8位中存儲的數據相加,計算結果是否與校驗位相一致。從而一定程度上能檢測出內存錯誤,奇偶校驗只能檢測出錯誤而無法對其進行修正,同時雖然雙位同時發生錯誤的概率相當低,但奇偶校驗卻無法檢測出雙位錯誤。
MD5的全稱是Message-Digest Algorithm 5,在90年代初由MIT的計算機科學實驗室和RSA Data Security Inc 發明,由 MD2/MD3/MD4 發展而來的。MD5的實際應用是對一段Message(位元組串)產生fingerprint(指紋),可以防止被「篡改」。舉個例子,天天安全網提供下載的MD5校驗值軟體WinMD5.zip,其MD5值是,但你下載該軟體後計算MD5 發現其值卻是,那說明該ZIP已經被他人修改過,那還用不用該軟體那你可自己琢磨著看啦。
MD5廣泛用於加密和解密技術上,在很多操作系統中,用戶的密碼是以MD5值(或類似的其它演算法)的方式保存的,用戶Login的時候,系統是把用戶輸入的密碼計算成MD5值,然後再去和系統中保存的MD5值進行比較,來驗證該用戶的合法性。
MD5校驗值軟體WinMD5.zip漢化版,使用極其簡單,運行該軟體後,把需要計算MD5值的文件用滑鼠拖到正在處理的框里邊,下面將直接顯示其MD5值以及所測試的文件名稱,可以保留多個文件測試的MD5值,選定所需要復制的MD5值,用CTRL+C就可以復制到其它地方了。
參考資料:http://..com/question/3933661.html
CRC演算法原理及C語言實現 -來自(我愛單片機)
摘 要 本文從理論上推導出CRC演算法實現原理,給出三種分別適應不同計算機或微控制器硬體環境的C語言程序。讀者更能根據本演算法原理,用不同的語言編寫出獨特風格更加實用的CRC計算程序。
關鍵詞 CRC 演算法 C語言
1 引言
循環冗餘碼CRC檢驗技術廣泛應用於測控及通信領域。CRC計算可以靠專用的硬體來實現,但是對於低成本的微控制器系統,在沒有硬體支持下實現CRC檢驗,關鍵的問題就是如何通過軟體來完成CRC計算,也就是CRC演算法的問題。
這里將提供三種演算法,它們稍有不同,一種適用於程序空間十分苛刻但CRC計算速度要求不高的微控制器系統,另一種適用於程序空間較大且CRC計算速度要求較高的計算機或微控制器系統,最後一種是適用於程序空間不太大,且CRC計算速度又不可以太慢的微控制器系統。
2 CRC簡介
CRC 校驗的基本思想是利用線性編碼理論,在發送端根據要傳送的k位二進制碼序列,以一定的規則產生一個校驗用的監督碼(既CRC碼)r位,並附在信息後邊,構成一個新的二進制碼序列數共(k+r)位,最後發送出去。在接收端,則根據信息碼和CRC碼之間所遵循的規則進行檢驗,以確定傳送中是否出錯。
16位的CRC碼產生的規則是先將要發送的二進制序列數左移16位(既乘以 )後,再除以一個多項式,最後所得到的余數既是CRC碼,如式(2-1)式所示,其中B(X)表示n位的二進制序列數,G(X)為多項式,Q(X)為整數,R(X)是余數(既CRC碼)。
(2-1)
求CRC 碼所採用模2加減運演算法則,既是不帶進位和借位的按位加減,這種加減運算實際上就是邏輯上的異或運算,加法和減法等價,乘法和除法運算與普通代數式的乘除法運算是一樣,符合同樣的規律。生成CRC碼的多項式如下,其中CRC-16和CRC-CCITT產生16位的CRC碼,而CRC-32則產生的是32位的CRC碼。本文不討論32位的CRC演算法,有興趣的朋友可以根據本文的思路自己去推導計算方法。
CRC-16:(美國二進制同步系統中採用)
CRC-CCITT:(由歐洲CCITT推薦)
CRC-32:
接收方將接收到的二進制序列數(包括信息碼和CRC碼)除以多項式,如果余數為0,則說明傳輸中無錯誤發生,否則說明傳輸有誤,關於其原理這里不再多述。用軟體計算CRC碼時,接收方可以將接收到的信息碼求CRC碼,比較結果和接收到的CRC碼是否相同。
3 按位計算CRC
對於一個二進制序列數可以表示為式(3-1):
(3-1)
求此二進制序列數的CRC碼時,先乘以 後(既左移16位),再除以多項式G(X),所得的余數既是所要求的CRC碼。如式(3-2)所示:
(3-2)
可以設: (3-3)
其中 為整數, 為16位二進制余數。將式(3-3)代入式(3-2)得:
(3-4)
再設: (3-5)
其中 為整數, 為16位二進制余數,將式(3-5)代入式(3-4),如上類推,最後得到:
(3-6)
根據CRC的定義,很顯然,十六位二進制數 既是我們要求的CRC碼。
式(3 -5)是編程計算CRC的關鍵,它說明計算本位後的CRC碼等於上一位CRC碼乘以2後除以多項式,所得的余數再加上本位值除以多項式所得的余數。由此不難理解下面求CRC碼的C語言程序。*ptr指向發送緩沖區的首位元組,len是要發送的總位元組數,0x1021與多項式有關。
[code]
unsigned int cal_crc(unsigned char *ptr, unsigned char len) {
unsigned char i;
unsigned int crc=0;
while(len--!=0) {
for(i=0x80; i!=0; i/=2) {
if((crc&0x8000)!=0) {crc*=2; crc^=0x1021;} /* 余式CRC乘以2再求CRC */
else crc*=2;
if((*ptr&i)!=0) crc^=0x1021; /* 再加上本位的CRC */
}
ptr++;
}
return(crc);
}
[code]
按位計算CRC雖然代碼簡單,所佔用的內存比較少,但其最大的缺點就是一位一位地計算會佔用很多的處理器處理時間,尤其在高速通訊的場合,這個缺點更是不可容忍。因此下面再介紹一種按位元組查錶快速計算CRC的方法。
4 按位元組計算CRC
不難理解,對於一個二進制序列數可以按位元組表示為式(4-1),其中 為一個位元組(共8位)。
(4-1)
求此二進制序列數的CRC碼時,先乘以 後(既左移16位),再除以多項式G(X),所得的余數既是所要求的CRC碼。如式(4-2)所示:
(4-2)
可以設: (4-3)
其中 為整數, 為16位二進制余數。將式(4-3)代入式(4-2)得:
(4-4)
因為:
(4-5)
其中 是 的高八位, 是 的低八位。將式(4-5)代入式(4-4),經整理後得:
(4-6)
再設: (4-7)
其中 為整數, 為16位二進制余數。將式(4-7)代入式(4-6),如上類推,最後得:
(4-
很顯然,十六位二進制數 既是我們要求的CRC碼。
式(4 -7)是編寫按位元組計算CRC程序的關鍵,它說明計算本位元組後的CRC碼等於上一位元組余式CRC碼的低8位左移8位後,再加上上一位元組CRC右移8位(也既取高8位)和本位元組之和後所求得的CRC碼,如果我們把8位二進制序列數的CRC全部計算出來,放如一個表裡,採用查表法,可以大大提高計算速度。由此不難理解下面按位元組求CRC碼的C語言程序。*ptr指向發送緩沖區的首位元組,len是要發送的總位元組數,CRC余式表是按0x11021多項式求出的。
[code]
unsigned int cal_crc(unsigned char *ptr, unsigned char len) {
unsigned int crc;
unsigned char da;
unsigned int crc_ta[256]={ /* CRC余式表 */
0x0000, 0x1021, 0x2042, 0x3063, 0x4084, 0x50a5, 0x60c6, 0x70e7,
0x8108, 0x9129, 0xa14a, 0xb16b, 0xc18c, 0xd1ad, 0xe1ce, 0xf1ef,
0x 1231, 0x0210, 0x3273, 0x2252, 0x52b5, 0x4294, 0x72f7, 0x62d6,
0x9339, 0x8318, 0xb37b, 0xa35a, 0xd3bd, 0xc39c, 0xf3ff, 0xe3de,
0x2462, 0x3443, 0x0420, 0x1401, 0x64e6, 0x74c7, 0x44a4, 0x5485,
0xa56a, 0xb54b, 0x8528, 0x9509, 0xe5ee, 0xf5cf, 0xc5ac, 0xd58d,
0x3653, 0x2672, 0x1611, 0x0630, 0x76d7, 0x66f6, 0x5695, 0x46b4,
0xb75b, 0xa77a, 0x9719, 0x8738, 0xf7df, 0xe7fe, 0xd79d, 0xc7bc,
0x48c4, 0x58e5, 0x6886, 0x78a7, 0x0840, 0x1861, 0x2802, 0x3823,
0xc9cc, 0xd9ed, 0xe98e, 0xf9af, 0x8948, 0x9969, 0xa90a, 0xb92b,
0x5af5, 0x4ad4, 0x7ab7, 0x6a96, 0x1a71, 0x0a50, 0x3a33, 0x2a12,
0xdbfd, 0xcbdc, 0xfbbf, 0xeb9e, 0x9b79, 0x8b58, 0xbb3b, 0xab1a,
0x6ca6, 0x7c87, 0x4ce4, 0x5cc5, 0x2c22, 0x3c03, 0x0c60, 0x1c41,
0xedae, 0xfd8f, 0xcdec, 0xddcd, 0xad2a, 0xbd0b, 0x8d68, 0x9d49,
0x7e97, 0x6eb6, 0x5ed5, 0x4ef4, 0x3e13, 0x2e32, 0x1e51, 0x0e70,
0xff9f, 0xefbe, 0xdfdd, 0xcffc, 0xbf1b, 0xaf3a, 0x9f59, 0x8f78,
0x9188, 0x81a9, 0xb1ca, 0xa1eb, 0xd10c, 0xc12d, 0xf14e, 0xe16f,
0x1080, 0x00a1, 0x30c2, 0x20e3, 0x5004, 0x4025, 0x7046, 0x6067,
0x83b9, 0x9398, 0xa3fb, 0xb3da, 0xc33d, 0xd31c, 0xe37f, 0xf35e,
0x02b1, 0x1290, 0x22f3, 0x32d2, 0x4235, 0x5214, 0x6277, 0x7256,
0xb5ea, 0xa5cb, 0x95a8, 0x8589, 0xf56e, 0xe54f, 0xd52c, 0xc50d,
0x34e2, 0x24c3, 0x14a0, 0x0481, 0x7466, 0x6447, 0x5424, 0x4405,
0xa7db, 0xb7fa, 0x8799, 0x97b8, 0xe75f, 0xf77e, 0xc71d, 0xd73c,
0x26d3, 0x36f2, 0x0691, 0x16b0, 0x6657, 0x7676, 0x4615, 0x5634,
0xd94c, 0xc96d, 0xf90e, 0xe92f, 0x99c8, 0x89e9, 0xb98a, 0xa9ab,
0x5844, 0x4865, 0x7806, 0x6827, 0x18c0, 0x08e1, 0x3882, 0x28a3,
0xcb7d, 0xdb5c, 0xeb3f, 0xfb1e, 0x8bf9, 0x9bd8, 0xabbb, 0xbb9a,
0x4a75, 0x5a54, 0x6a37, 0x7a16, 0x0af1, 0x1ad0, 0x2ab3, 0x3a92,
0xfd2e, 0xed0f, 0xdd6c, 0xcd4d, 0xbdaa, 0xad8b, 0x9de8, 0x8dc9,
0x7c26, 0x6c07, 0x5c64, 0x4c45, 0x3ca2, 0x2c83, 0x1ce0, 0x0cc1,
0xef1f, 0xff3e, 0xcf5d, 0xdf7c, 0xaf9b, 0xbfba, 0x8fd9, 0x9ff8,
0x6e17, 0x7e36, 0x4e55, 0x5e74, 0x2e93, 0x3eb2, 0x0ed1, 0x1ef0
};
crc=0;
while(len--!=0) {
da=(uchar) (crc/256); /* 以8位二進制數的形式暫存CRC的高8位 */
crc<<=8; /* 左移8位,相當於CRC的低8位乘以 */
crc^=crc_ta[da^*ptr]; /* 高8位和當前位元組相加後再查表求CRC ,再加上以前的CRC */
ptr++;
}
return(crc);
}
很顯然,按位元組求CRC時,由於採用了查表法,大大提高了計算速度。但對於廣泛運用的8位微處理器,代碼空間有限,對於要求256個CRC余式表(共512位元組的內存)已經顯得捉襟見肘了,但CRC的計算速度又不可以太慢,因此再介紹下面一種按半位元組求CRC的演算法。
5 按半位元組計算CRC
同樣道理,對於一個二進制序列數可以按位元組表示為式(5-1),其中 為半個位元組(共4位)。
(5-1)
求此二進制序列數的CRC碼時,先乘以 後(既左移16位),再除以多項式G(X),所得的余數既是所要求的CRC碼。如式(4-2)所示:
(5-2)
可以設: (5-3)
其中 為整數, 為16位二進制余數。將式(5-3)代入式(5-2)得:
(5-4)
因為:
(5-5)
其中 是 的高4位, 是 的低12位。將式(5-5)代入式(5-4),經整理後得:
(5-6)
再設: (5-7)
其中 為整數, 為16位二進制余數。將式(5-7)代入式(5-6),如上類推,最後得:
(5-
很顯然,十六位二進制數 既是我們要求的CRC碼。
式(5 -7)是編寫按位元組計算CRC程序的關鍵,它說明計算本位元組後的CRC碼等於上一位元組CRC碼的低12位左移4位後,再加上上一位元組余式CRC右移4位(也既取高4位)和本位元組之和後所求得的CRC碼,如果我們把4位二進制序列數的CRC全部計算出來,放在一個表裡,採用查表法,每個位元組算兩次(半位元組算一次),可以在速度和內存空間取得均衡。由此不難理解下面按半位元組求CRC碼的C語言程序。*ptr指向發送緩沖區的首位元組,len是要發送的總位元組數,CRC余式表是按0x11021多項式求出的。
unsigned cal_crc(unsigned char *ptr, unsigned char len) {
unsigned int crc;
unsigned char da;
unsigned int crc_ta[16]={ /* CRC余式表 */
0x0000,0x1021,0x2042,0x3063,0x4084,0x50a5,0x60c6,0x70e7,
0x8108,0x9129,0xa14a,0xb16b,0xc18c,0xd1ad,0xe1ce,0xf1ef,
}
crc=0;
while(len--!=0) {
da=((uchar)(crc/256))/16; /* 暫存CRC的高四位 */
crc<<=4; /* CRC右移4位,相當於取CRC的低12位)*/
crc^=crc_ta[da^(*ptr/16)]; /* CRC的高4位和本位元組的前半位元組相加後查表計算CRC,
然後加上上一次CRC的余數 */
da=((uchar)(crc/256))/16; /* 暫存CRC的高4位 */
crc<<=4; /* CRC右移4位, 相當於CRC的低12位) */
crc^=crc_ta[da^(*ptr&0x0f)]; /* CRC的高4位和本位元組的後半位元組相加後查表計算CRC,
然後再加上上一次CRC的余數 */
ptr++;
}
return(crc);
}
[code]
5 結束語
以上介紹的三種求CRC的程序,按位求法速度較慢,但佔用最小的內存空間;按位元組查表求CRC的方法速度較快,但佔用較大的內存;按半位元組查表求CRC的方法是前兩者的均衡,即不會佔用太多的內存,同時速度又不至於太慢,比較適合8位小內存的單片機的應用場合。以上所給的C程序可以根據各微處理器編譯器的特點作相應的改變,比如把CRC余式表放到程序存儲區內等。[/code]
hjzgq 回復於:2003-05-15 14:12:51
CRC32演算法學習筆記以及如何用java實現 出自:csdn bootcool 2002年10月19日 23:11 CRC32演算法學習筆記以及如何用java實現
CRC32演算法學習筆記以及如何用java實現
一:說明
論壇上關於CRC32校驗演算法的詳細介紹不多。前幾天偶爾看到Ross N. Williams的文章,總算把CRC32演算法的來龍去脈搞清楚了。本來想把原文翻譯出來,但是時間參促,只好把自己的一些學習心得寫出。這樣大家可以更快的了解CRC32的主要思想。由於水平有限,還懇請大家指正。原文可以訪問:http://www.repairfaq.org/filipg/LINK/F_crc_v31.html 。
二:基本概念及相關介紹
2.1 什麼是CRC
在遠距離數據通信中,為確保高效而無差錯地傳送數據,必須對數據進行校驗即差錯控制。循環冗餘校驗CRC(Cyclic Rendancy Check/Code)是對一個傳送數據塊進行校驗,是一種高效的差錯控制方法。
CRC校驗採用多項式編碼方法。多項式乘除法運算過程與普通代數多項式的乘除法相同。多項式的加減法運算以2為模,加減時不進,錯位,如同邏輯異或運算。
2.2 CRC的運算規則
CRC加法運算規則:0+0=0
0+1=1
1+0=1
1+1=0 (注意:沒有進位)
CRC減法運算規則:
0-0=0
0-1=1
1-0=1
1-1=0
CRC乘法運算規則:
0*0=0
0*1=0
1*0=0
1*1=1
CRC除法運算規則:
1100001010 (注意:我們並不關心商是多少。)
_______________
10011 11010110110000
10011,,.,,....
-----,,.,,....
10011,.,,....
10011,.,,....
-----,.,,....
00001.,,....
00000.,,....
-----.,,....
00010,,....
00000,,....
-----,,....
00101,....
00000,....
-----,....
01011....
00000....
-----....
10110...
10011...
-----...
01010..
00000..
-----..
10100.
10011.
-----.
01110
00000
-----
1110 = 余數
2.3 如何生成CRC校驗碼
(1) 設G(X)為W階,在數據塊末尾添加W個0,使數據塊為M+ W位,則相應的多項式為XrM(X);
(2) 以2為模,用對應於G(X)的位串去除對應於XrM(X)的位串,求得余數位串;
(3) 以2為模,從對應於XrM(X)的位串中減去余數位串,結果就是為數據塊生成的帶足夠校驗信息的CRC校驗碼位串。
2.4 可能我們會問那如何選擇G(x)
可以說選擇G(x)不是一件很容易的事。一般我們都使用已經被大量的數據,時間檢驗過的,正確的,高效的,生成多項式。一般有以下這些:
16 bits: (16,12,5,0) [X25 standard]
(16,15,2,0) ["CRC-16"]
32 bits: (32,26,23,22,16,12,11,10,8,7,5,4,2,1,0) [Ethernet]
三: 如何用軟體實現CRC演算法
現在我們主要問題就是如何實現CRC校驗,編碼和解碼。用硬體實現目前是不可能的,我們主要考慮用軟體實現的方法。
以下是對作者的原文的翻譯:
我們假設有一個4 bits的寄存器,通過反復的移位和進行CRC的除法,最終該寄存器中的值就是我們所要求的余數。
3 2 1 0 Bits
+---+---+---+---+
Pop <-- | | | | | <----- Augmented message(已加0擴張的原始數據)
+---+---+---+---+
1 0 1 1 1 = The Poly
(注意: The augmented message is the message followed by W zero bits.)
依據這個模型,我們得到了一個最最簡單的演算法:
把register中的值置0.
把原始的數據後添加r個0.
While (還有剩餘沒有處理的數據)
Begin
把register中的值左移一位,讀入一個新的數據並置於register的0 bit的位置。
If (如果上一步的左移操作中的移出的一位是1)
register = register XOR Poly.
End
現在的register中的值就是我們要求的crc余數。
我的學習筆記:
可為什麼要這樣作呢?我們從下面的實例來說明:
1100001010
_______________
10011 11010110110000
10011,,.,,....
-----,,.,,....
-》 10011,.,,....
10011,.,,....
-----,.,,....
-》 00001.,,....
00000.,,....
-----.,,....
00010,,....
00000,,....
-----,,....
00101,....
00000,....
我們知道G(x)的最高位一定是1,而商1還是商0是由被除數的最高位決定的。而我們並不關心商究竟是多少,我們關心的是余數。例如上例中的G(x)有5 位。我們可以看到每一步作除法運算所得的余數其實就是被除數的最高位後的四位於G(x)的後四位XOR而得到的。那被除數的最高位有什麼用呢?我們從打記號的兩個不同的余數就知道原因了。當被除數的最高位是1時,商1然後把最高位以後的四位於G(x)的後四位XOR得到余數;如果最高位是0,商0然後把被除數的最高位以後的四位於G(x)的後四位XOR得到余數,而我們發現其實這個余數就是原來被除數最高位以後的四位的值。也就是說如果最高位是0就不需要作XOR的運算了。到這我們總算知道了為什麼先前要這樣建立模型,而演算法的原理也就清楚了。
以下是對作者的原文的翻譯:
可是這樣實現的演算法卻是非常的低效。為了加快它的速度,我們使它一次能處理大於4 bit的數據。也就是我們想要實現的32 bit的CRC校驗。我們還是假設有和原來一樣的一個4 "bit"的register。不過它的每一位是一個8 bit的位元組。
3 2 1 0 Bytes
+----+----+----+----+
Pop <-- | | | | | <----- Augmented message
+----+----+----+----+
1<------32 bits------> (暗含了一個最高位的「1」)
根據同樣的原理我們可以得到如下的演算法:
While (還有剩餘沒有處理的數據)
Begin
檢查register頭位元組,並取得它的值
求不同偏移處多項式的和
register左移一個位元組,最右處存入新讀入的一個位元組
把register的值和多項式的和進行XOR運算
End
我的學習筆記:
可是為什麼要這樣作呢? 同樣我們還是以一個簡單的例子說明問題:
假設有這樣的一些值:
當前register中的值: 01001101
4 bit應該被移出的值:1011
生成多項式為: 101011100
Top Register
---- --------
1011 01001101
1010 11100 + (CRC XOR)
-------------
0001 10101101
首4 bits 不為0說明沒有除盡,要繼續除:
0001 10101101
1 01011100 + (CRC XOR)
-------------
0000 11110001
^^^^
首4 bits 全0說明不用繼續除了。
那按照演算法的意思作又會有什麼樣的結果呢?
1010 11100
1 01011100+
-------------
1011 10111100
1011 10111100
1011 01001101+
-------------
0000 11110001
現在我們看到了這樣一個事實,那就是這樣作的結果和上面的結果是一致的。這也說明了演算法中為什麼要先把多項式的值按不同的偏移值求和,然後在和 register進行異或運算的原因了。另外我們也可以看到,每一個頭位元組對應一個值。比如上例中:1011,對應01001101。那麼對於 32 bits 的CRC 頭位元組,依據我們的模型。頭8 bit就該有 2^8個,即有256個值與它對應。於是我們可以預先建立一個表然後,編碼時只要取出輸入數據的頭一個位元組然後從表中查找對應的值即可。這樣就可以大大提高編碼的速度了。
+----+----+----+----+
+-----< | | | | | <----- Augmented message
| +----+----+----+----+
| ^
| |
| XOR
| |
| 0+----+----+----+----+
v +----+----+----+----+
| +----+----+----+----+
| +----+----+----+----+
| +----+----+----+----+
| +----+----+----+----+
| +----+----+----+----+
+-----> +----+----+----+----+
+----+----+----+----+
+----+----+----+----+
+----+----+----+----+
+----+----+----+----+
255+----+----+----+----+
以下是對作者的原文的翻譯:
上面的演算法可以進一步優化為:
1:register左移一個位元組,從原始數據中讀入一個新的位元組.
2:利用剛從register移出的位元組作為下標定位 table 中的一個32位的值
3:把這個值XOR到register中。
4:如果還有未處理的數據則回到第一步繼續執行。
用C可以寫成這樣:
r=0;
while (len--)
r = ((r << | p*++) ^ t[(r >> 24) & 0xFF];
可是這一演算法是針對已經用0擴展了的原始數據而言的。所以最後還要加入這樣的一個循環,把W個0加入原始數據。
我的學習筆記:
注意不是在預處理時先加入W個0,而是在上面演算法描述的循環後加入這樣的處理。
for (i=0; i<W/4; i++)
r = (r << ^ t[(r >> 24) & 0xFF];
所以是W/4是因為若有W個0,因為我們以位元組(8位)為單位的,所以是W/4個0 位元組。注意不是循環w/8次
以下是對作者的原文的翻譯:
1:對於尾部的w/4個0位元組,事實上它們的作用只是確保所有的原始數據都已被送入register,並且被演算法處理。
2:如果register中的初始值是0,那麼開始的4次循環,作用只是把原始數據的頭4個位元組送入寄存器。(這要結合table表的生成來看)。就算 register的初始值不是0,開始的4次循環也只是把原始數據的頭4個位元組把它們和register的一些常量XOR,然後送入register中。
3A xor B) xor C = A xor (B xor C)
總上所述,原來的演算法可以改為:
+-----<Message (non augmented)
|
v 3 2 1 0 Bytes
| +----+----+----+----+
XOR----<| | | | |
| +----+----+----+----+
| ^
| |
| XOR
| |
| 0+----+----+----+----+
v +----+----+----+----+
| +----+----+----+----+
| +----+----+----+----+
| +----+----+----+----+
| +----+----+----+----+
| +----+----+----+----+
+----->+----+----+----+----+
+----+----+----+----+
+----+----+----+----+
+----+----+----+----+
+----+----+----+----+
255+----+----+----+----+
演算法:
1:register左移一個位元組,從原始數據中讀入一個新的位元組.
2:利用剛從register移出的位元組和讀入的新位元組XOR從而產生定位下標,從table中取得相應的值。
3:把該值XOR到register中
4:如果還有未處理的數據則回到第一步繼續執行。
我的學習筆記:
對這一演算法我還是不太清楚,或許和XOR的性質有關,懇請大家指出為什麼?
謝謝。
到這,我們對CRC32的演算法原理和思想已經基本搞清了。下章,我想著重根據演算法思想用java語言實現。
hjzgq 回復於:2003-05-15 14:14:51
數學演算法一向都是密碼加密的核心,但在一般的軟路加密中,它似乎並不太為人們所關心,因為大多數時候軟體加密本身實現的都是一種編程上的技巧。但近幾年來隨著序列號加密程序的普及,數學演算法在軟體加密中的比重似乎是越來越大了。
我們先來看看在網路上大行其道的序列號加密的工作原理。當用戶從網路上下載某個Shareware -- 共享軟體後,一般都有使用時間上的限制,當過了共享軟體的試用期後,你必須到這個軟體的公司去注冊後方能繼續使用。注冊過程一般是用戶把自己的私人信息(一般主要指名字)連同信用卡號碼告訴給軟體公司,軟體公司會根據用戶的信息計算出一個序列碼出來,在用戶得到這個序列碼後,按照注冊需要的步驟在軟體中輸入注冊信息和注冊碼,其注冊信息的合法性由軟體驗證通過後,軟體就會取消掉本身的各種限制。這種加密實現起來比較簡單,不需要額外的成本,用戶購買也非常方便,在網上的軟體80%都是以這種方式來保護的。
我們可以注意到軟體驗證序列號的合法性過程,其實就是驗證用戶名與序列號之間的換算關系是否正確的過程。其驗證最基本的有兩種,一種是按用戶輸入的姓名來生成注冊碼,再同用戶輸入的注冊碼相比較,公式表示如下:
序列號 = F(用戶名稱)
Ⅳ 在數據鏈路層中,差錯控制的兩種基本方法是
差錯控制
用以使發送方確定接收方是否正確收到了由它發送的數據信息的方法稱為反饋差錯控制。通常採用反饋檢測和自動重發請求(ARQ)兩種基本方法實現。
反饋檢測法
反饋檢測法也稱回送校驗或「回聲」法,主要用於面向字元的非同步傳輸中,如終端與遠程計算機間的通信,這是一種無須使用任何特殊代碼的錯誤檢測法。雙方進行數據傳輸時,接收方將接收到的數據(可以是一個字元,也可以是一幀)重新發回發送方,由發送方檢查是否與原始數據完全相符。若不相符,則發送方發送一個控制字元(如DEL)通知接收方刪去出錯的數據,並重新發送該數據;若相符,則發送下一個數據。反饋檢測法原理簡單、實現容易,也有較高的可靠性,但是,每個數據均被傳輸兩次,信道利用率很低。一般,在面向字元的非同步傳輸中,信道效率並不是主要的,所以這種差錯控制方法仍被廣泛使用。
自動重發法
(ARQ法):實用的差錯控制方法,應該既要傳輸可靠性高,又要信道利用率高。為此讓發送方將要發送的數據幀附加一定的冗餘檢錯碼一並發送,接收方則根據檢錯碼對數據幀進行錯誤檢測,若發現錯誤,就返回請求重發的答,發送方收到請求重發的應答後,便重新傳送該數據幀。這種差錯控制方法就稱為自動請求法(Automatic Repeat reQuest),簡稱ARQ法。ARQ法僅返回很少的控制信息,便可有效地確認所發數據幀是否被正確接收。ARQ法有若干種實現方案,如空閑重發請求(Idle RQ)和連續重請求(Continuous RQ)是其中最基本的兩種方案。
空閑重發請求
(Idle RQ):空閑重發請求方案也稱停等(stop-and -wait)法,該方案規定發送方每發送一幀後就要停下等待接收方的確認返回,僅當接收方確認正確接收後再繼續發送下一幀。空閑重發請求方案的實現過程如下: 發送方每次僅將當前信息幀作為待確認幀保留在緩沖存儲器中。當發送方開始發送信息幀時,隨即啟動計時器。 當接收方檢測到一個含有差錯的信息幀時,便舍棄該幀。當接收方收到無差錯的信息幀後,即向發送方返回一個確認幀。 若發送方在規定時間內未能收到確認幀(即計時器超時),則應重發存於緩沖器中待確認信息幀。若發送方在規定時間內收到確認幀,即將計時器清零,繼而開始下一幀的發送。從以上過程可以看出,空閑RQ方案的收、發雙方僅須設置一個幀的緩沖存儲空間,便可有效地實現數據重發並保證收接收方接收數據不會重份。空閑RQ方案最主要的優點就是所需的緩沖存儲空間最小,因此在鏈路端使用簡單終端的環境中被廣泛採用。
連續重發請求
(Continuous RQ):連續重發請求方案是指發送方可以連續發送一系列信息幀,即不用等前一幀被確認便可發送下一幀。這就需要一個較大的緩沖存儲空間(稱作重發表),用以存放
數據鏈路層圖3-2
數據鏈路層圖3-2
若干待確認的信息幀。每當發送站收到對某信息幀的確認幀後,便從重發表中將該信息幀刪除。所以,連續RQ方案的鏈路傳輸效率大大提高,但相應地需要更大的緩沖存儲空間。連續RQ方案的實現過程如下:發送方連續發送信息幀而不必等待確認幀的返回。發送方在重發表中保存所發送的每個幀的拷貝。重發表按先進先出(FIFO)隊列規則操作。接收方對每一個正確收到的信息幀返回一個確認幀。每一個確認幀包含一個唯一的序號,隨相應的確認幀返回。接收方保存一個接收次序表,它包含最後正確收到的信息幀的序號。當發送方收到相應信息幀的確認幀後,從重發表中刪除該信息幀。當發送方檢測出失序的確認幀(即第n號信息幀和第n+2號信息幀的確認幀已返回,而n+1號的確認幀未返回)後,便重發未被確認的信息幀。實際操作過程中,兩節點間採用雙工方式將確認幀插在雙方的發送信息幀中來傳送的。上面的連續RQ過程是假定在不發生傳輸差錯的情況下描述的。如果差錯出現,如何進一步處理可以有兩種策略,即Go-back-N和選擇重發。 Go-back-N是當接收方檢測出失序的信息幀後,要求發送方重發最後一個正確接收的信息幀之後的所有未被確認的幀,或者當發送方發送了n幀後,若發現該n幀的前一幀在計時器超時後仍未返回其確認信息,則該幀被判定為出錯或丟失。對接收方來說,因為這一幀出錯,就不能以正確的序號向它的高層遞交數據,對其後發送來的n幀也可能都不能接收而丟棄,因此,發送方發現這種情況,就不得不重新發送該出錯幀及其後的n幀,這就是Go-back-N(退回N)法名稱的由來。Co-back-N法操作過程如圖3-2所示。圖中假定發送完8號幀後,發現2號幀的確認返回在計時器超時後還未收到,則發送方只能退回從2號幀開始重發。Go-back-N可能將已正確傳送到目的方的幀再傳一遍,這顯然是一種浪費。另一種更好的策略是當接收方發現某幀出錯後,其後繼續送來的正確的幀雖然不能立即遞交給接收方的高層,但接收方仍可收下來,存放在一個緩沖區中,同時要求發送方重新傳送出錯的那一幀,一旦收到重新傳來的幀後,就可與原已存於緩沖區中的其餘幀一並按正確的順序遞交高層。這種方法稱為選擇重發(Selective repeat),其工作過程如圖3-3所示。圖中2號幀的否認返回信息NAK2要求發送方選擇重發2號幀。顯然,選擇重發減少了浪費但要求接收方有足夠大的緩沖區容量。
Ⅵ 常用的差錯控制方法有哪些
最常用的差錯控制方法有奇偶校驗法、循環冗餘校驗法和漢明碼等。這些方法用於識別數據是否發生傳輸錯誤,並且可以啟動校正措施,或者舍棄傳輸發生錯誤的數據,要求重新傳輸有錯誤的數據塊。1. 奇偶校驗法
奇偶校驗法是一種很簡單並且廣泛使用的校驗方法。這種方法是在每一位元組中加上一個奇偶校驗位,並被傳輸,即每個位元組發送九位數據。數據傳輸以前通常會確定是奇校驗還是偶校驗,以保證發送端和接收端採用相同的校驗方法進行數據校驗。如果校驗位不符,則認為傳輸出錯。
奇校驗是在每個位元組後增加一個附加位,使得「1」的總數為奇數。奇校驗時,校驗位按如下規則設定:如果每位元組的數據位中「1」的個數為奇數,則校驗位為「0」若為偶數,則校驗位為「1」。奇校驗通常用於同步傳輸。而偶校驗是在每個位元組後增加一個附加位,使得「1」的總數為偶數。偶校驗時,校驗位按如下規則設定:如果每位元組的數據位中「1」的個數為奇數,則校驗位為「1」;若為偶數,則校驗位為「0」。偶校驗常用於非同步傳輸或低速傳輸。
校驗的原理是:如果採用奇校驗,發送端發送的一個字元編碼(含校驗位)中,「1」的個數一定為奇數個,在接收端對接收字元二進制位中的「1」的個數進行統計,若統計出「1」的個數為偶數個,則意味著傳輸過程中有1位(或奇數位)發生差錯。事實上,在傳輸中偶然—位出錯的機會最多,故奇偶校驗法經常採用。
然而,奇偶校驗法並不是一種安全的檢錯方法,其識別錯誤的能力較低。如果發生錯誤的位數為奇數,那麼錯誤可以被識別,而當發生錯誤的位數為偶數時,錯誤就無法被識別了,這是因為錯誤互相抵消了。數位的錯誤,以及大多數涉及偶數個位的錯誤都有可能檢測不出來。它的缺點在於:當某一數據分段中的一個或者多位被破壞時,並且在下一個數據分段中具有相反值的對應位也被破壞,那麼這些列的和將不變,因此接收方不可能檢測到錯誤。常用的奇偶校驗法為垂直奇偶校驗、水平奇偶校驗和水平垂直奇偶校驗。
2. 垂直奇偶校驗
垂直奇偶校驗是在垂直方向上以列的形式附加上校驗位。數據格式及其發送順序:
設垂直奇偶校驗的編碼效率為R,則:式中,m為碼字的定長位數,n為碼字的個數。
垂直奇偶校驗又稱為縱向奇偶校驗,它能檢測出每列中發生的奇數個錯誤,偶數個錯誤,因而對差錯的漏檢率接近1/2。
3. 水平奇偶校驗
水平奇偶校驗是在水平方向上以行的形式附加上校驗位。
設水平奇偶校驗的編碼效率為R,則:式中,m為碼字的定長位數,n為碼字的個數。
水平奇偶校驗又稱為橫向奇偶校驗,它不但能檢測出各段同一位上發生的奇數個錯誤,而且還能檢測出突發長度≤m的所有突發錯誤,其漏檢率要比垂直奇偶校驗法低,但是實現水平奇偶校驗時,一定要使用數據緩沖器。
4. 水平垂直奇偶校驗
水平垂直奇偶校驗是在結合水平奇偶校驗和垂直奇偶校驗的基礎上形成的一種校驗方法。它是在一批字元傳送之後,另外增加一個稱為「方塊校驗字元」的檢驗字元,方塊校驗字元的編碼方式是使所傳輸字元代碼的每個縱向列中位代碼的「1」的個數成為奇數(或偶數)。
式中,m為碼字的定長位數,n為碼字的個數。
設水平垂直奇偶校驗的編碼效率為R,則:
水平垂直奇偶校驗又稱為縱橫奇偶校驗。它能檢測出傳輸過程中發生的所有3位或3位以下的錯誤、奇數個錯誤、大部分偶數個錯誤以及突發長度≤m+1的突發錯誤,可使誤碼率降至原誤碼率的百分之一到萬分之一,有較強的檢錯能力,但是有部分偶數個錯誤不能檢測出來。水平垂直奇偶校驗還可以自動糾正差錯,使誤碼率降低2~4個數量級,適用於中、低速傳輸系統和反饋重傳系統,被廣泛用於通信和某些計算機外部設備中。
5. 循環冗餘校驗法
循環冗餘校驗(CRC,Cyclic Rendancy Check)法由分組線性碼的分支而來,主要應用於二元碼組。它是利用除法及余數的原理來作錯誤偵測(Error Detecting)的。
這是一種比較精確、安全的檢錯方法,能夠以很大的可靠性識別傳輸錯誤,並且編碼簡單,誤判概率很低,但是這種方法不能夠校正錯誤。循環冗餘校驗法在通信系統中得到了廣泛的應用,特別適用於傳輸數據經過有線或無線介面時識別錯誤的場合。下面重點介紹循環冗餘校驗法。
Ⅶ 通信中常使用哪些差錯控制方式
通常應付傳輸差錯的辦法如下:
1、肯定應答。接收器對收到的幀校驗無誤後送回肯定應答信號ACK,發送器收到肯定應答信號後可繼續發送後續幀。
2、否定應答重發。接收器收到一個幀後經較驗發現錯誤,則送回一個否定應答信號NAK。發送器必須重新發送出錯幀。
3、超時重發。發送器發送一個幀時就開始計時。在一定時間間隔內沒有收到關於該幀的應答信號,則認為該幀丟失並重新發送。
自動請示重發ARQ和前向糾錯FEC是進行差錯控制的兩種方法。
在ARQ方式中,接收端檢測出有差錯時,就設法通知發送端重發,直到正確的碼字收到為止。ARQ方式使用檢錯碼,但必須有雙向信道才可能將差錯信息反饋到發送端。同時,發送方要設置數據緩沖區,用以存放已發出的數據以務重發出錯的數據。
在FEC方式中,接收端不但能發現差錯,而且能確定二進制碼元發生錯誤的位置,從而加以糾正。FEC方式使用糾錯碼,不需要反向信道來傳遞請示重發的信息,發送端也不需要存放以務重發的數據緩沖區。但編碼效率低,糾錯設備也比較復雜。
差錯控制編碼又可分為檢錯碼和糾錯碼。
檢錯碼只能檢查出傳輸中出現的差錯,發送方只有重傳數據才能糾正差錯;而糾錯碼不僅能檢查出差錯而且能自動糾正差錯,避免了重傳。
演播的檢錯碼有:奇偶校驗碼、循環冗餘碼。
網路上收的,希望對你有幫助。
Ⅷ 計算機通信中通常使用的差錯檢驗方法
在LDPC(Low-Density Parity-Check,低密度奇偶校驗)碼用於糾錯碼時,能夠抑制吞吐量下降並且高精度地進行差錯檢測的無線通信裝置。在該無線通信裝置中,CRC(Cyclic Rendancy Check,循環冗餘校驗)編碼單元(101)基於LDPC碼的校驗矩陣的列權重,只對發送比特串的一部分比特進行CRC編碼而生成CRC編碼數據,LDPC編碼單元(102)使用與CRC編碼單元(101)進行CRC編碼時使用的校驗矩陣相同的校驗矩陣,對CRC編碼數據進行LDPC編碼而生成LDPC編碼數據
Ⅸ 在計算機通信中,採用什麼方式進行差錯控制
發送端對傳輸信息比特進行CRC編碼,接收端通過CRC解碼來判斷接收的數據是否有錯。如果有錯,一般是會發現NACK給發送端,以通知發送端剛剛傳輸的數據有錯;如果沒有錯誤,則發送ACK給發送端,表明已正確接收。當發送端收到NACK時,發送端會重新傳輸出錯的信息。
Ⅹ 常用的差錯控制編碼都有哪些
常用的差錯控制編碼方法有:奇偶校驗、恆比碼、矩陣碼、循環冗餘校驗碼、卷積碼、Turbo碼。
1、奇偶校驗
奇偶校驗是一種校驗代碼傳輸正確性的方法。根據被傳輸的一組二進制代碼的數位中「1」的個數是奇數或偶數來進行校驗。採用奇數的稱為奇校驗,反之,稱為偶校驗。
採用何種校驗是事先規定好的。通常專門設置一個奇偶校驗位,用它使這組代碼中「1」的個數為奇數或偶數。若用奇校驗,則當接收端收到這組代碼時,校驗「1」的個數是否為奇數,從而確定傳輸代碼的正確性。
2、恆比碼
恆比碼一般指定比碼 。
定比碼是指一組碼中1和0的碼元個數成一定比例的一種編碼。換言之,它是選用比特序列中1和0碼元之比例為定值,所以又稱為恆比碼。定比碼是一種常用的檢錯碼。
3、矩陣碼
矩陣碼屬二維條碼的一種,是將圖文和數據編碼後,轉換成一個二維排列的多格黑白小方塊圖形。
矩陣式二維條形碼是以矩陣的形式組成,在矩陣相應元素位置上,用點(Dot)的出現表示二進制的 「1」,不出現表示二進制的 「0」,點的排列組合確定了矩陣碼所代表的意義。其中點可以是方點、圓點或其它形狀的點。矩陣碼是建立在電腦圖像處理技術、組合編碼原理等基礎上的圖形符號自動辨識的碼制,已較不適合用「條形碼」稱之。
4、循環冗餘校驗碼
循環冗餘校驗碼(CRC),簡稱循環碼,是一種常用的、具有檢錯、糾錯能力的校驗碼,在早期的通信中運用廣泛。循環冗餘校驗碼常用於外存儲器和計算機同步通信的數據校驗。奇偶校驗碼和海明校驗碼都是採用奇偶檢測為手段檢錯和糾錯的(奇偶校驗碼不具有糾錯能力),而循環冗餘校驗則是通過某種數學運算來建立數據位和校驗位的約定關系的。
5、卷積碼
卷積碼將k個信息比特編成n個比特,但k和n通常很小,特別適合以串列形式進行傳輸,時延小。卷積碼的糾錯性能隨m的增加而增大,而差錯率隨N的增加而指數下降。在編碼器復雜性相同的情況下,卷積碼的性能優於分組碼。
6、Turbo碼
Turbo碼是Claude.Berrou等人在1993年首次提出的一種級聯碼。Turbo碼有一重要特點是其解碼較為復雜,比常規的卷積碼要復雜的多,這種復雜不僅在於其解碼要採用迭代的過程,而且採用的演算法本身也比較復雜。這些演算法的關鍵是不但要能夠對每比特進行解碼,而且還要伴隨著解碼給出每比特譯出的可靠性信息,有了這些信息,迭代才能進行下去。
(10)計算機網路中常用的差錯校驗方式有擴展閱讀:
差錯控制編碼是指在實際信道上傳輸數字信號時,由於信道傳輸特性不理想及加性雜訊的影響,所收到的數字信號不可避免地會發生錯誤。
為了在已知信噪比的情況下達到一定的誤比特率指標,首先應合理設計基帶信號,選擇調制、解調方式,採用頻域均衡和時域均衡,使誤比特率盡可能降低,但若誤比特率仍不能滿足要求,則必須採用信道編碼,即差錯控制編碼。
差錯控制編碼的基本做法是:在發送端被傳輸的信息序列上附加一些監督碼元,這些多餘的碼元與信息碼元之間以某種確定的規則相互關聯(約束)。接收端按照既定的規則檢驗信息碼元與監督碼元之間的關系,一旦傳輸過程中發生差錯,則信息碼元與監督碼元之間的關系將受到破壞,從而可以發現錯誤,乃至糾正錯誤。研究各種編碼和解碼方法正式差錯控制編碼所要解決的問題。