循环冗余码的生成和验证

一、题目编写一个循环冗余码的生成和验证程序，并实现停等式ARQ，编程实现如何生成CRC码，传输，加入噪声，检错反馈，检测验证，信息重发的过程二、概要设计CRC校验码的编码方法是用待发送的二进制数据t（x）除以生成多项式g （x），将最后的余数作为CRC校验码。

其实现步骤如下：设待发送的数据块是m位的二进制多项式t（x），生成多项式为r阶的g（x）。

在数据块的末尾添加r个0，数据块的长度增加到m+r位，对应的二进制多项式为。

用生成多项式g（x）去除，求得余数为阶数为r-1的二进制多项式y（x）。

此二进制多项式y（x）就是t（x）经过生成多项式g（x）编码的CRC校验码。

用以模2的方式减去y（x），得到二进制多项式。

就是包含了CRC校验码的待发送字符串。

CRC编码实际上是将代发送的m位二进制多项式t（x）转换成了可以被g （x）除尽的m+r位二进制多项式，所以解码时可以用接受到的数据去除g（x），如果余数位零，则表示传输过程没有错误；如果余数不为零，则在传输过程中肯定存在错误。

CRC码可以看做是由t（x）和CRC校验码的组合，所以解码时将接收到的二进制数据去掉尾部的r位数据，得到的就是原始数据。

三、详细设计如果生成码是10011编码：//reg 是一个5 bits 的寄存器把reg 中的值置0.把原始的数据后添加r 个0.While (数据未处理完)BeginIf (reg 首位是1)reg = reg XOR 0011.把reg 中的值左移一位，读入一个新的数据并置于register 的0 bit 的位置。

Endreg 的后四位就是我们所要求的余数。

解码验错：//reg 是一个5 bits 的寄存器把reg 中的值置0.把循环冗余码作为原始的数据While (数据未处理完)BeginIf (reg 首位是1)reg = reg XOR 0011.把reg 中的值左移一位，读入一个新的数据并置于register 的0 bit 的位置。

If reg里的数据不为0则要求重发Else 把循环冗余码去掉后四位即是原始数据End四、流程图五、运行结果六、心得体会通过此次编程，我更加了解了循环冗余码，循环冗余校验码又称为多项式码，是一种线性分组码，广泛应用在计算机网络和数据通信中。

CRC码是由两部分组成，前部分是信息码，就是需要校验的信息，后部分是校验码，校验是从数据本身进行检查，它依靠某种数学上约定的形式进行检查，校验的结果是可靠或不可靠，如果可靠就对数据进行处理，如果不可靠，则要进行重发。

CRC 校验由于实现简单，检错能力强，被广泛使用在各种数据校验应用中。

占用系统资源少，用软硬件均能实现，是进行数据传输差错检测地一种很好的手段。

此次编程，让我更加熟练的使用JA V A，并且让我知道了如何用JA V A来实现模2除法。

此次编程，收获颇丰。

七、源程序清单import java.util.Random;import java.awt.Event.*;import java.awt.event.ActionEvent;import java.awt.event.ActionListener;import java.awt.event.WindowAdapter;import java.awt.event.WindowEvent;import java.awt.event.WindowListener;import java.awt.*;import javax.swing.*;public class t extends JFrame implements ActionListener {String str1,ss;int fla=0;Panel p1=new Panel();Panel p2=new Panel();JLabel lab1=new JLabel("输入");JTextField t1=new JTextField(20);JButton bt1=new JButton("确定");JButton bt2=new JButton("发送");JButton bt3=new JButton("重输");JTextArea t2=new JTextArea();JTextArea t3=new JTextArea();JScrollPane sp=new JScrollPane(t2,JScrollPane.VERTICAL_SCROLLBAR_ALWAYS,JScrollPane.HORIZONTAL_S CROLLBAR_NEVER);JScrollPane sp1=new JScrollPane(t3,JScrollPane.VERTICAL_SCROLLBAR_ALWAYS,JScrollPane.HORIZONTAL_S CROLLBAR_NEVER);public t(){super("编码");p1.setLayout(new FlowLayout());p1.add(lab1);p1.add(t1);add(p1,"North");add(sp);p2.setLayout(new GridLayout(1,3));p2.add(bt1);p2.add(bt2);p2.add(bt3);add(p2,"South");bt1.addActionListener((ActionListener) this);bt2.addActionListener((ActionListener) this);bt3.addActionListener((ActionListener) this);setSize(350,350);setVisible(true);addWindowListener(new windowclose());}void tt2 (){JFrame frame=new JFrame("解码");setLayout(new GridLayout(0,1));frame.add(sp1);frame.setSize(350,350);frame.setVisible(true); addWindowListener(new windowclose());}public class windowclose extends WindowAdapter{ public void windowClosing(WindowEvent e){ System.exit(0);}}public void actionPerformed(ActionEvent e){ if(e.getActionCommand().equals("确定")){t1.setEditable(false);}if(e.getActionCommand().equals("发送")){if(fla==0)tt2();str1=t1.getText();send();}if(e.getActionCommand().equals("重输")){t1.setText("");t2.setText("");ss="";t1.setEditable(true);t3.setText("");fla++;}}private void send() { // 数据处理求余发送int[] dat;int[] reg = { 1, 0, 0, 1, 1 }; // 生成多项式int[] res = { 0, 0, 0, 0, 0 }; // 存放校验和int len1 = str1.length();char[] a1 = str1.toCharArray();t2.append("生成多项式是:");t3.append("生成多项式是:");for(int i=0;i<reg.length;i++){t2.append(" "+reg[i]);t3.append(" "+reg[i]);}t2.append("\n");t3.append("\n");for (int i = 0; i < len1; i++) {String str = Integer.toBinaryString(a1[i]);int len = str.length();String s1 = "", s2;dat = new int[len + 4];for (int n = 0; n < len + 4; n++) {dat[n] = 0;}char[] a2 = str.toCharArray();for (int n = 0; n < len; n++) {String s = String.valueOf(a2[n]);dat[n] = Integer.parseInt(s);}for (int k = 0; k < 5; k++) {res[k] = dat[k];}for (int k = 0; k < len; k++) {int j = 0;if (res[j] == 1) {for (j = 0; j < 4; j++) {res[j] = res[j + 1] ^ reg[j + 1];}} else {for (j = 0; j < 4; j++) {res[j] = res[j + 1];}}if (k < len - 1) {res[4] = dat[k + 5];}}for (int k = 0; k < 4; k++) {s2 = String.valueOf(res[k]);s1 = s1.concat(s2);}t2.append("正在发送" + " " + a1[i] + ":" + str + s1 + "\n");int f = receive(str + s1);// 接收方处理if (f == 1) {t2.append(" 发送成功!!" + "\n");} else {t2.append(" 发送失败,重发···" + "\n");i=i-1;}}}private int receive(String str) { // 接收后校验返回信息int flag, fg;int[] dat;int[] reg = { 1, 0, 0, 1, 1 }; // 生成多项式int[] res = { 0, 0, 0, 0, 0 }; // 存放校验和int len = str.length();dat = new int[len];char[] a3 = str.toCharArray();for (int n = 0; n < len; n++) {String s = String.valueOf(a3[n]);dat[n] = Integer.parseInt(s);}Random random = new Random(); // 产生随机错误if (random.nextInt(9999) % 20 == 0) {int i = random.nextInt(len - 1);if (dat[i] == 1)dat[i] = 0;elsedat[i] = 1;}for (int k = 0; k < 5; k++) {res[k] = dat[k];}for (int k = 0; k < len - 4; k++) { // 校验int j = 0;if (res[j] == 1) {for (j = 0; j < 4; j++) {res[j] = res[j + 1] ^ reg[j + 1];}} else {for (j = 0; j < 4; j++) {res[j] = res[j + 1];}}if (k < len - 5) {res[4] = dat[k + 5];}}for (fg = 0; fg < 4; fg++) {if (res[fg] != 0)break;}if (fg == 4) // 接收成功则在接受窗口显示{t3.append("接收到: " + str + "\n");flag = 1;String ch = str.substring(0, len - 4);Integer aa = Integer.valueOf(ch, 2);byte[] b = new byte[1];b[0] = (byte) aa.byteValue();String s1 = new String(b);ss = ss + s1;t3.append(" " + s1 + " 接收成功!!" + "\n"); } else { // 接受失败String ch = str.substring(0, len - 4);Integer aa = Integer.valueOf(ch, 2);byte[] b = new byte[1];b[0] = (byte) aa.byteValue();String s1 = new String(b);flag = 0;t3.append(""+ s1 +" 接收失败,重传··." +"\n");}return flag;}public static void main(String[] args){new t();}}。