基于CRC编码的检错程序实验报告

实验九、链路层实验——基于CRC编码的检错程序的实现实验报告

一、实验目的

1、通过实验，掌握CRC编码和解码的原理。

2、掌握基于CRC编码的差错检测技术。

二、实验指导

现在计算机网络广泛采用的差错检测技术是基于CRC（cyclic redundancy check）循环冗余检测编码，CRC也称为多项式编码（polynomial code），CRC算法非常容易用硬件实现。

CRC编码操作如下：

对给定的数据D，发送者选择r个附加位，追加到D的末尾，形成d+r位的新位型，该位型正好能被G模2除尽。其中，G称为生成器。

CRC编码算法实现：

1、选择生成多项式G，其最高次方为r，即r+1位的二进制位串

2、计算D·2r, 即在数据D后面补r个0，构成d+r位的位串

3、按模2除法求（D·2r/G）的余数R,即:

4、从D·2r中模2减去R，得到新的数据T，即加了CRC的帧

三、实验要求

1、设置一个d位的数据D,r+1位的多项式G，生成CRC码，并把此CRC码作为数据帧进行传送。

2、编写两个子程序，分别实现CRC编码和CRC解码，在主函数中对子程序进行调用。解码子程序应能根据解码情况判断出接收到的数据帧是否出错，并给出提示。

3、要求分别以正确和错误的数据来检验此检错程序。

4、将编写程序的源代码加必要注释和程序运行结果一起填入实验报告中。

提示：

1、编写程序时数据直接用二进制数，可能用到位操作符^(异或)和<<（左移）。

2、在设置错误的编码时，错误位数最好不要超过r+1位。

实验源代码：

#include

#include

#include

#include

using namespace std;

typedef bitset<16> CRCCode; //二进制数的最大长度为位

int GetCodeSize(const CRCCode&);//获取二进制编码长度

CRCCode Moerchufa(const CRCCode&,const CRCCode&);//模二运算函数返回值是余数CRCCode CRC(const CRCCode&,const CRCCode&);//编码函数

bool CRCJiaoyan(const CRCCode&,const CRCCode&);//crc校验函数

int main()

{

string str1,str2,str4;

printf("\n\t\t ★欢迎使用CRC编码的检错程序★");

printf("\n\t\t*************************************");

printf("\n\t\t请输入第一个二进制数：");

cin >> str1;

printf("\n\t\t请输入第二个二进制数: ");

cin >> str2;

CRCCode x1(str1);

CRCCode x2(str2);

CRCCode str3 = CRC(x1,x2);

printf("\n\t\t");

cout << str3 << endl;

printf("\n\t\t请输入错误校验的二进制字符串: ");

cin >> str4;

CRCCode x4(str4);

if(CRCJiaoyan(x4,x2))

{

printf("\n\t\t校验成功!");

getchar();

getchar();

}

else

{

printf("\n\t\t校验失败");

getchar();

getchar();

}

}

int GetCodeSize(const CRCCode& Code)//获取二进制编码长度函数

{

int i = 15;

while((i >= 0)&&(!Code.test(i)))

{

i -- ;

}

return i;

}

CRCCode CRC(const CRCCode& SourceCode,const CRCCode& Generator)//编码函数

{

CRCCode tmp(SourceCode);

int GeneratorCodeSize = GetCodeSize(Generator);

tmp = tmp << GeneratorCodeSize;//计算tem左移

tmp =Moerchufa(tmp,Generator);

tmp = tmp | (SourceCode << GeneratorCodeSize);

return tmp;

}

CRCCode Moerchufa(const CRCCode& c1,const CRCCode& c2)//模二运算函数{CRCCode tmp(c1);

int c1Size = GetCodeSize(tmp);

int c2Size = GetCodeSize(c2);

while(c1Size >= c2Size){

CRCCode tmpc2(c2);

int j = c1Size - c2Size;

if(j){

tmpc2 = tmpc2 << j;}

tmp = tmp ^ tmpc2;

c1Size = GetCodeSize(tmp);}

return tmp;

}

bool CRCJiaoyan(const CRCCode& DataCode,const CRCCode& Generator)//校验函数{

CRCCode tmp = Moerchufa(DataCode,Generator);

if(tmp.to_ulong() != 0)

return false;

else

return true;

}

实验结果截图：