通过 CRC(循环冗余校验)进行单位错误检测

Single-bit Error Detection through CRC(Cyclic Redundancy Check)

我正在解决一些与基于 CRC 生成器的单位错误检测相关的问题,并试图分析哪些生成器检测单位错误,哪些不检测。

假设,如果我有一个 CRC 生成多项式作为 x4 + x2。现在我想知道它是否保证 检测到一位错误?

根据参考资料1 and 2,我总结了一些要点:-

1) 如果误差多项式 xk 的 k=1,2,3,则余数将为 x,x2, x3 分别在多项式除以生成多项式 x4 + x2 和根据参考文献,如果生成器有多个项并且 x0 的系数为 1,则可以捕获所有单位错误。但它并没有说如果 x0 的系数不为 1 则无法检测到单位错误。意思是 "In a cyclic code , those e(x) errors that are divisible by g(x) are not caught."

2) 我必须检查 E(x)/g(x) 的余数,其中 E(x)(假设,它是 xk) 其中,k= 1,2,3,... 是误差多项式,g(x) 是生成多项式。如果余数为零,那么我无法检测到错误,当它不为零时,我就可以检测到它。

所以,根据我的说法,生成多项式 x4 +x2 保证了基于上述的单比特错误检测2 points.Please确认我说的对不对

if coefficient of x0 is not 1 then single bit error can't be detected?

如果x0的系数不为1,则相当于将CRC多项式左移1(或更多)位(乘以x的某个次方) .将 CRC 多项式左移 1 位或更多位不会影响它检测错误的能力,它只是将 1 位或更多零位附加到代码字的末尾。

generator polynomial x4 + x2 guarantees the detection of single-bit error

正确。 x4 + x2 是 x2 + 1 左移两位,x4 + x2 = (x2) (x2 + 1 ) = (x2) (x + 1) (x + 1) ,并且由于 x2 + 1 可以检测任何一位错误,那么 x4 + x2 也可以。同样对于 (x + 1) 项(其中两个),它添加了偶数奇偶校验并且可以检测任何奇数位错误。


一般来说,无论消息长度如何,所有 CRC 多项式都可以检测到一位错误。所有的 CRC 多项式都有一个 "cylic" 周期:如果您使用 CRC 多项式作为 Linear Feedback Shift Register 的基础,并且初始值为 000...0001,那么经过一些固定的循环次数后,它将循环回到 000...0001。 CRC 最简单的故障是出现 2 位错误,其中 2 位之间的距离等于循环周期。假设 8 位 CRC(9 位多项式)的周期为 255,那么 2 位错误,一个在位 [0],一个在位 [255] 将导致 CRC = 0,并且无法检测到,这单个位错误不会发生,它将继续经历循环,其中 none 个包含值 0。如果周期为 n 个循环,则如果消息中的位 + CRC <= n。作为任何多项式乘积 (x + 1) 的所有 CRC 多项式都可以检测任何奇数位错误(因为 x + 1 本质上是添加偶数奇偶校验)。


将 CRC 多项式左移 z 位意味着每个代码字将具有 z 尾随零位。在某些情况下会这样做。假设您有一个快速的 32 位 CRC 算法。要将该算法用于 16 位 CRC,将 17 位 CRC 多项式左移 16 位,以便最低有效非零项为 x16。使用32位CRC算法计算后,将32位CRC右移16位得到16位CRC