循环冗余码的生成和验证.docx
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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5bits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）
Begin
If（reg首位是1）
reg=regXOR0011.
把reg中的值左移一位，读入一个新的数据并置于register的0bit的位置。
End
reg的后四位就是我们所要求的余数。
解码验错：
//reg是一个5bits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）
Begin
If（reg首位是1）
reg=regXOR0011.
把reg中的值左移一位，读入一个新的数据并置于register的0bit的位置。
Ifreg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JAVA，并且让我知道了如何用JAVA来实现模2除法。
此次编程，收获颇丰。
七、源程序清单
importjava.util.Random;
importjava.awt.Event.*;
importjava.awt.event.ActionEvent;
importjava.awt.event.ActionListener;
importjava.awt.event.WindowAdapter;
importjava.awt.event.WindowEvent;
importjava.awt.event.WindowListener;
importjava.awt.*;
importjavax.swing.*;
publicclasstextendsJFrameimplementsActionListener{
Stringstr1,ss;
intfla=0;
Panelp1=newPanel（）;
Panelp2=newPanel（）;
JLabellab1=newJLabel（"输入"）;
JTextFieldt1=newJTextField（20）;
JButtonbt1=newJButton（"确定"）;
JButtonbt2=newJButton（"发送"）;
JButtonbt3=newJButton（"重输"）;
JTextAreat2=newJTextArea（）;
JTextAreat3=newJTextArea（）;
JScrollPanesp=newJScrollPane（t2,JScrollPane.VERTICAL_SCROLLBAR_ALWAYS,JScrollPane.HORIZONTAL_SCROLLBAR_NEVER）;
JScrollPanesp1=newJScrollPane（t3,JScrollPane.VERTICAL_SCROLLBAR_ALWAYS,JScrollPane.HORIZONTAL_SCROLLBAR_NEVER）;
publict（）{
super（"编码"）;
p1.setLayout（newFlowLayout（））;
p1.add（lab1）;
p1.add（t1）;
add（p1,"North"）;
add（sp）;
p2.setLayout（newGridLayout（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（newwindowclose（））;
}
voidtt2（）{
JFrameframe=newJFrame（"解码"）;
setLayout（newGridLayout（0,1））;
frame.add（sp1）;
frame.setSize（350,350）;
frame.setVisible（true）;
addWindowListener（newwindowclose（））;
}
publicclasswindowcloseextendsWindowAdapter{
publicvoidwindowClosing（WindowEvente）{
System.exit（0）;
}
}
publicvoidactionPerformed（ActionEvente）{
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++;
}
}
privatevoidsend（）{//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
intlen1=str1.length（）;
char[]a1=str1.toCharArray（）;
t2.append（"生成多项式是:
"）;
t3.append（"生成多项式是:
"）;
for（inti=0;it2.append（""+reg[i]）;
t3.append（""+reg[i]）;
}
t2.append（"\n"）;
t3.append（"\n"）;
for（inti=0;iStringstr=Integer.toBinaryString（a1[i]）;
intlen=str.length（）;
Strings1="",s2;
dat=newint[len+4];
for（intn=0;ndat[n]=0;
}
char[]a2=str.toCharArray（）;
for（intn=0;nStrings=String.valueOf（a2[n]）;
dat[n]=Integer.parseInt（s）;
}
for（intk=0;k<5;k++）{
res[k]=dat[k];
}
for（intk=0;kintj=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（kres[4]=dat[k+5];
}
}
for（intk=0;k<4;k++）{
s2=String.valueOf（res[k]）;
s1=s1.concat（s2）;
}
t2.append（"正在发送"+""+a1[i]+":
"+str+s1+"\n"）;
intf=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;
}
}
}
privateintreceive（Stringstr）{//接收后校验返回信息
intflag,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
intlen=str.length（）;
dat=newint[len];
char[]a3=str.toCharArray（）;
for（intn=0;nStrings=String.valueOf（a3[n]）;
dat[n]=Integer.parseInt（s）;
}
Randomrandom=newRandom（）;//产生随机错误
if（random.nextInt（9999）%20==0）{
inti=random.nextInt（len-1）;
if（dat[i]==1）
dat[i]=0;
else
dat[i]=1;
}
for（intk=0;k<5;k++）{
res[k]=dat[k];
}
for（intk=0;kintj=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（kres[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;
Stringch=str.substring（0,len-4）;
Integeraa=Integer.valueOf（ch,2）;
byte[]b=newbyte[1];
b[0]=（byte）aa.byteValue（）;
Strings1=newString（b）;
ss=ss+s1;
t3.append（""+s1+"接收成功!
!
"+"\n"）;
}else{//接受失败
Stringch=str.substring（0,len-4）;
Integeraa=Integer.valueOf（ch,2）;
byte[]b=newbyte[1];
b[0]=（byte）aa.byteValue（）;
Strings1=newString（b）;
flag=0;
t3.append（""+s1+"接收失败,重传··."+"\n"）;
}
returnflag;
}
publicstaticvoidmain（String[]args）{
newt（）;
}
}
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