comm.CRCDetector

Обнаружьте ошибки во входных данных с помощью CRC

Описание

comm.CRCDetector Система object™ вычисляет контрольные суммы контроля циклическим избыточным кодом (CRC) для целой полученной кодовой комбинации. Для успешного обнаружения CRC в ссылке системы связи необходимо выровнять настройки свойства comm.CRCDetector Системный объект с парным comm.CRCGenerator Системный объект. Для получения дополнительной информации смотрите Работу Детектора Синдрома CRC.

Обнаружить ошибки в полученной кодовой комбинации, содержащей биты последовательности CRC:

Создайте comm.CRCDetector объект и набор его свойства.
Вызовите объект с аргументами, как будто это была функция.

Чтобы узнать больше, как Системные объекты работают, смотрите то, Что Системные объекты? MATLAB.

Создание

Синтаксис

crcdetector = comm.CRCDetector

crcdetector = comm.CRCDetector(Name,Value)

crcdetector = comm.CRCDetector(poly,Name,Value)

Описание

crcdetector = comm.CRCDetector создает Системный объект детектора CRC кода. Этот объект обнаруживает ошибки в полученных кодовых комбинациях согласно заданному полиному генератора.

пример

crcdetector = comm.CRCDetector(Name,Value) свойства наборов с помощью одной или нескольких пар "имя-значение". Например, comm.CRCDetector('Polynomial','z^16 + z^14 + z + 1') конфигурирует Системный объект детектора CRC кода, чтобы использовать биты CRC-16 контроля циклическим избыточным кодом при проверке на ошибки в коде CRC в полученных кодовых комбинациях. Заключите каждое имя свойства в кавычки.

crcdetector = comm.CRCDetector(poly,Name,Value) создает Системный объект детектора CRC кода. Этот объект имеет Polynomial набор свойств к poly, и другой заданный набор свойств к заданным значениям.

Свойства

развернуть все

Если в противном случае не обозначено, свойства являются ненастраиваемыми, что означает, что вы не можете изменить их значения после вызова объекта. Объекты блокируют, когда вы вызываете их и release функция разблокировала их.

Если свойство является настраиваемым, можно изменить его значение в любое время.

Для получения дополнительной информации об изменении значений свойств смотрите Разработку системы в MATLAB Используя Системные объекты (MATLAB).

`Polynomial` — Полином генератора
`'z^16 + z^12 + z^5 + 1'` (значение по умолчанию) | полиномиальный вектор символов | вектор строки двоичных знаков | целочисленный вектор-строка

Полином генератора для алгоритма CRC, заданного как одно из следующего:

Полиномиальный вектор символов, такой как 'z^3 + z^2 + 1'.
Вектор строки двоичных знаков, который представляет коэффициенты полинома генератора в порядке убывающей степени. Длина этого вектора (N +1), где N является степенью полинома генератора. Например, [1 1 0 1] представляет полиномиальный x ³ + z ² + 1.
Целочисленный вектор-строка, содержащий экспоненты z для ненулевых условий в полиноме в порядке убывания. Например, [3 2 0] представляет полиномиальный z ³+ z ²+ 1.

Для получения дополнительной информации смотрите Символьное представление Полиномов.

Некоторые обычно используемые полиномы генератора включают:

Метод CRC	Полином генератора
CRC-32	`'z^32 + z^26 + z^23 + z^22 + z^16 + z^12 + z^11 + z^10 + z^8 + z^7 + z^5 + z^4 + z^2 + z + 1'`
CRC-24	`'z^24 + z^23 + z^14 + z^12 + z^8 + 1'`
CRC-16	`'z^16 + z^15 + z^2 + 1'`
Обратный CRC-16	`'z^16 + z^14 + z + 1'`
CRC-8	`'z^8 + z^7 + z^6 + z^4 + z^2 + 1'`
CRC-4	`'z^4 + z^3 + z^2 + z + 1'`

Пример: 'z^7 + z^2 + 1', [1 0 0 0 0 1 0 1], и [7 2 0] представляйте тот же полином, p (z) = z ⁷ + z ² + 1.

Типы данных: double | char

`InitialConditions` — Начальные состояния внутреннего сдвигового регистра
0 (значение по умолчанию) | `1` | вектор строки двоичных знаков

Начальные состояния внутреннего сдвигового регистра, заданного как бинарный скаляр или вектор строки двоичных знаков с длиной, равняются степени полинома генератора. Скалярное значение расширено до вектора-строки из равной длины до степени полинома генератора.

Типы данных: логический

`DirectMethod` — Используйте прямой алгоритм в вычислениях контрольной суммы CRC
`false` (значение по умолчанию) | `true`

Используйте прямой алгоритм в вычислениях контрольной суммы CRC, заданных как false или true.

Когда вы устанавливаете это свойство на true, объект использует прямой алгоритм в вычислениях контрольной суммы CRC. Когда вы устанавливаете это свойство на false, объект использует непрямой алгоритм в вычислениях контрольной суммы CRC.

Для получения дополнительной информации о прямых и непрямых алгоритмах смотрите Выявление ошибок и Коррекцию.

Типы данных: логический

`ReflectInputBytes` — Отразите входные байты
`false` (значение по умолчанию) | `true`

Отразите входные байты, заданные как false или true. Установите это свойство на true инвертировать полученную кодовую комбинацию на bytewise основе прежде, чем ввести данные в сдвиговый регистр.

Когда вы устанавливаете это свойство на true, полученная длина кодовой комбинации, разделенная на значение ChecksumsPerFrame свойство должно быть целым числом и кратным 8.

Типы данных: логический

`ReflectChecksums` — Отразите контрольные суммы перед итоговым XOR
`false` (значение по умолчанию) | `true`

Отразите контрольные суммы перед итоговым XOR, заданным как false или true. Установите это свойство на true чтобы инвертировать контрольные суммы CRC вокруг их центров после, полученная кодовая комбинация полностью через сдвиговый регистр.

Когда вы устанавливаете это свойство на true, объект инвертирует контрольные суммы CRC вокруг их центров перед итоговым XOR.

Типы данных: логический

`FinalXOR` — Итоговый XOR
0 (значений по умолчанию) | бинарный скаляр | бинарный вектор

Итоговые XOR, заданные как бинарный скаляр или вектор строки двоичных знаков с длиной, равняются степени полинома генератора. Запуски операции "исключающее ИЛИ" с помощью значения FinalXOR свойство и контрольная сумма CRC прежде, чем соответствовать входной контрольной сумме. Скалярное значение расширено до вектора-строки из равной длины до степени полинома генератора. Установка 0 не эквивалентно никакой операции "исключающее ИЛИ".

Типы данных: логический

`ChecksumsPerFrame` — Количество контрольных сумм вычисляется
1 (значение по умолчанию) | положительное целое число

Количество контрольных сумм вычисляется для каждого принятого кадра кодовой комбинации, заданного как положительное целое число. для получения дополнительной информации смотрите Работу Детектора Синдрома CRC.

Типы данных: double

Использование

Синтаксис

out = crcdetector(codeword)

[msg,err] = crcdetector(codeword)

Описание

пример

out = crcdetector(codeword) биты CRC проверок кода для каждого принятого кадра кодовой комбинации, удаляет контрольные суммы, и затем конкатенирует подкадры к выходной системе координат.

пример

[msg,err] = crcdetector(codeword) также возвращает сигнал ошибки контрольной суммы, вычисленный при проверке битов CRC кода на каждый подкадр кодовой комбинации.

Входные параметры

развернуть все

`codeword` — Полученная кодовая комбинация
вектор столбца двоичных данных

Полученная кодовая комбинация, заданная как вектор столбца двоичных данных.

Типы данных: double | logical

Выходные аргументы

развернуть все

`out` — Выведите систему координат
вектор столбца двоичных данных

Выведите систему координат, возвращенную как вектор столбца двоичных данных, который наследовал тип данных входного сигнала. Слово сообщения выход содержит полученную кодовую комбинацию с удаленными контрольными суммами.

Длиной выходной системы координат является n - k * биты r, где n является размером полученной кодовой комбинации, k является количеством контрольных сумм на систему координат, и r является степенью полинома генератора.

`err` — Сигнал ошибки контрольной суммы
вектор столбца двоичных данных

Сигнал ошибки контрольной суммы, возвращенный как вектор столбца двоичных данных, который наследовал тип данных входного сигнала. Длина Err равняется значению ChecksumsPerFrame. Для каждого расчета контрольной суммы, значения элемента 0 в err не указывает ни на какую ошибку контрольной суммы и значение элемента 1 в err указывает на ошибку контрольной суммы.

Функции объекта

Чтобы использовать объектную функцию, задайте Системный объект как первый входной параметр. Например, чтобы выпустить системные ресурсы Системного объекта под названием obj, используйте этот синтаксис:

release(obj)

развернуть все

Характерный для всех системных объектов

`step`	Запустите алгоритм Системного объекта
`release`	Высвободите средства и позвольте изменения в значениях свойств Системного объекта и введите характеристики
`reset`	Сбросьте внутренние состояния Системного объекта

Примеры

развернуть все

Обнаружение CRC ошибок в случайном сообщении

Скрипт Open Live Script

Передайте двоичные данные через генератор CRC, введите немного ошибки и обнаружьте ошибку детектор CRC.

Создайте случайный бинарный вектор.

x = randi([0 1],12,1);

Закодируйте систему координат входного сигнала с помощью генератора CRC с ChecksumsPerFrame набор свойств к 2. Это подразделяет входящую систему координат на два подкадра равной длины.

crcgenerator = comm.CRCGenerator([1 0 0 1],'ChecksumsPerFrame',2);
codeword = crcgenerator(x);

Декодируйте кодовую комбинацию и проверьте, что нет никаких ошибок ни в одном подкадре.

crcdetector = comm.CRCDetector([1 0 0 1],'ChecksumsPerFrame',2);
[~, err] = crcdetector(codeword)

err = 2×1

     0
     0

Введите ошибку во втором подкадре путем инвертирования последнего элемента подкадра 2. Передайте поврежденную кодовую комбинацию через детектор CRC и проверьте, что ошибка обнаруживается во втором подкадре.

codeword(end) = not(codeword(end));
[~,err] = crcdetector(codeword)

err = 2×1

     0
     1

Контроль циклическим избыточным кодом шумных систем координат данных о BPSK

Скрипт Open Live Script

Используйте код CRC, чтобы обнаружить ошибки системы координат в шумном сигнале BPSK.

Создайте пару генератора и детектора CRC использование стандартного полинома CRC-4, $z^{4} + z^{3} + z^{2} + z + 1$ .

poly = 'z4+z3+z2+z+1';
crcgenerator = comm.CRCGenerator(poly);
crcdetector = comm.CRCDetector(poly);

Сгенерируйте 12-битные системы координат двоичных данных и добавьте биты CRC. На основе степени полинома 4 бита добавлены к каждой системе координат. Примените модуляцию BPSK и передайте сигнал через канал AWGN. Демодулируйте и используйте детектор CRC, чтобы определить, по ошибке ли система координат.

numFrames = 20;
frmError = zeros(numFrames,1);

for k = 1:numFrames
    data = randi([0 1],12,1);                 % Generate binary data
    encData = crcgenerator(data);                   % Append CRC bits
    modData = pskmod(encData,2);              % BPSK modulate
    rxSig = awgn(modData,5);                  % AWGN channel, SNR = 5 dB
    demodData = pskdemod(rxSig,2);            % BPSK demodulate
    [~,frmError(k)] = crcdetector(demodData); % Detect CRC errors
end

Идентифицируйте системы координат, в которых обнаруживаются битовые ошибки CRC кода.

find(frmError)

ans = 6

Больше о

развернуть все

Кодирование контроля циклическим избыточным кодом

Кодирование контроля циклическим избыточным кодом (CRC) является методом кодирования контроля ошибок для обнаружения ошибок, которые происходят, когда кадр данных передается. В отличие от блочных или сверточных кодов, коды CRC не имеют встроенной возможности исправления ошибок. Вместо этого когда система связи обнаруживает ошибку в полученной кодовой комбинации, получатель запрашивает отправителя ретранслировать кодовую комбинацию.

В кодировании CRC передатчик применяет правило к каждой системе координат данных, чтобы создать дополнительные биты CRC, названные контрольной суммой или синдромом, и затем добавляет контрольную сумму к системе координат данных. После получения переданной кодовой комбинации получатель применяет то же правило к полученной кодовой комбинации. Если получившаяся контрольная сумма является ненулевой, ошибка произошла, и передатчик должен снова послать систему координат данных.

Когда количество контрольных сумм на систему координат больше 1, система координат входных данных разделена на подкадры, правило применяется к каждому подкадру данных, и отдельные контрольные суммы добавлены к каждому подкадру. Кодовые комбинации подкадра конкатенированы, чтобы вывести одну систему координат.

Для обсуждения поддерживаемых алгоритмов CRC см. Коды Контроля циклическим избыточным кодом.

Работа детектора синдрома CRC

Детектор синдрома CRC выводит принятый кадр сообщения и вектор ошибок контрольной суммы согласно заданному полиному генератора и количеству контрольных сумм на систему координат.

Биты контрольной суммы удалены из каждого подкадра, так, чтобы получившимся, выходной длиной системы координат является n - k × r, где n является размером полученной кодовой комбинации, k, было количество контрольных сумм на систему координат, и r является степенью полинома генератора. Входной кадр должен быть равномерно делимым k.

Для определенного начального состояния внутреннего сдвигового регистра:

Полученная кодовая комбинация разделена на k равные измеренные подкадры.
CRC удален из каждого из подкадров k и по сравнению с контрольной суммой, вычисленной на полученные подкадры кодовой комбинации.
Выходная система координат собрана путем конкатенации битов подкадра подкадров k и затем выведена как вектор-столбец.
Ошибка контрольной суммы выводится как вектор столбца двоичных данных длины k. Значение элемента 0 указывает на безошибочный полученный подкадр, и значение элемента 1 указывает, что ошибка произошла в полученном подкадре.

Для сценария, показанного здесь, получена 16-битная кодовая комбинация, третий полином генератора степени вычисляет контрольную сумму CRC, начальное состояние 0, и количество контрольных сумм на систему координат равняется 2.

Поскольку количество контрольных сумм на систему координат равняется 2, и степень полинома генератора равняется 3, полученная кодовая комбинация разделена в половине, и две контрольных суммы размера 3 вычисляются, один для каждой половины полученной кодовой комбинации. Начальные состояния не показывают, потому что начальное состояние [0] не влияет на выход алгоритма CRC. Выходная система координат содержит конкатенацию двух половин полученной кодовой комбинации как один вектор размера 10. Выход сигнала ошибки контрольной суммы содержит 2 1 бинарный вектор системы координат, записи которого зависят от того, являются ли вычисленные контрольные суммы нулем. Как показано в фигуре, первая контрольная сумма является ненулевой, и вторая контрольная сумма является нулем, указывая, что ошибка произошла в приеме первой половины кодовой комбинации.

Ссылки

[1] Sklar, Бернард. Цифровая связь: основные принципы и приложения. Englewood Cliffs, Нью-Джерси: Prentice Hall, 1988.

[2] Ивовый прут, системы контроля ошибок Стивена Б. для цифровой связи и устройства хранения данных. Верхний Сэддл-Ривер, Нью-Джерси: Prentice Hall, 1995.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Указания и ограничения по применению:

Смотрите системные объекты в Генерации кода MATLAB (MATLAB Coder).

Смотрите также

Документация

comm.CRCDetector

Описание

Создание

Синтаксис

Описание

Свойства

`Polynomial` — Полином генератора
`'z^16 + z^12 + z^5 + 1'` (значение по умолчанию) | полиномиальный вектор символов | вектор строки двоичных знаков | целочисленный вектор-строка

`InitialConditions` — Начальные состояния внутреннего сдвигового регистра
0 (значение по умолчанию) | `1` | вектор строки двоичных знаков

`DirectMethod` — Используйте прямой алгоритм в вычислениях контрольной суммы CRC
`false` (значение по умолчанию) | `true`

`ReflectInputBytes` — Отразите входные байты
`false` (значение по умолчанию) | `true`

`ReflectChecksums` — Отразите контрольные суммы перед итоговым XOR
`false` (значение по умолчанию) | `true`

`FinalXOR` — Итоговый XOR
0 (значений по умолчанию) | бинарный скаляр | бинарный вектор

`ChecksumsPerFrame` — Количество контрольных сумм вычисляется
1 (значение по умолчанию) | положительное целое число

Использование

Синтаксис

Описание

Входные параметры

`codeword` — Полученная кодовая комбинация
вектор столбца двоичных данных

Выходные аргументы

`out` — Выведите систему координат
вектор столбца двоичных данных

`err` — Сигнал ошибки контрольной суммы
вектор столбца двоичных данных

Функции объекта

Характерный для всех системных объектов

Примеры

Обнаружение CRC ошибок в случайном сообщении

Контроль циклическим избыточным кодом шумных систем координат данных о BPSK

Больше о

Кодирование контроля циклическим избыточным кодом

Работа детектора синдрома CRC

Ссылки

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

Объекты

Блоки

Темы

Документация Communications Toolbox

Поддержка

Документация

comm.CRCDetector

Описание

Создание

Синтаксис

Описание

Свойства

Polynomial — Полином генератора 'z^16 + z^12 + z^5 + 1' (значение по умолчанию) | полиномиальный вектор символов | вектор строки двоичных знаков | целочисленный вектор-строка

InitialConditions — Начальные состояния внутреннего сдвигового регистра0 (значение по умолчанию) | 1 | вектор строки двоичных знаков

DirectMethod — Используйте прямой алгоритм в вычислениях контрольной суммы CRC false (значение по умолчанию) | true

ReflectInputBytes — Отразите входные байты false (значение по умолчанию) | true

ReflectChecksums — Отразите контрольные суммы перед итоговым XOR false (значение по умолчанию) | true

FinalXOR — Итоговый XOR 0 (значений по умолчанию) | бинарный скаляр | бинарный вектор

ChecksumsPerFrame — Количество контрольных сумм вычисляется 1 (значение по умолчанию) | положительное целое число

Использование

Синтаксис

Описание

Входные параметры

codeword — Полученная кодовая комбинация вектор столбца двоичных данных

Выходные аргументы

out — Выведите систему координат вектор столбца двоичных данных

err — Сигнал ошибки контрольной суммы вектор столбца двоичных данных

Функции объекта

Характерный для всех системных объектов

Примеры

Обнаружение CRC ошибок в случайном сообщении

Контроль циклическим избыточным кодом шумных систем координат данных о BPSK

Больше о

Кодирование контроля циклическим избыточным кодом

Работа детектора синдрома CRC

Ссылки

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++ Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

Объекты

Блоки

Темы

Документация Communications Toolbox

Поддержка

`Polynomial` — Полином генератора
`'z^16 + z^12 + z^5 + 1'` (значение по умолчанию) | полиномиальный вектор символов | вектор строки двоичных знаков | целочисленный вектор-строка

`InitialConditions` — Начальные состояния внутреннего сдвигового регистра
0 (значение по умолчанию) | `1` | вектор строки двоичных знаков

`DirectMethod` — Используйте прямой алгоритм в вычислениях контрольной суммы CRC
`false` (значение по умолчанию) | `true`

`ReflectInputBytes` — Отразите входные байты
`false` (значение по умолчанию) | `true`

`ReflectChecksums` — Отразите контрольные суммы перед итоговым XOR
`false` (значение по умолчанию) | `true`

`FinalXOR` — Итоговый XOR
0 (значений по умолчанию) | бинарный скаляр | бинарный вектор

`ChecksumsPerFrame` — Количество контрольных сумм вычисляется
1 (значение по умолчанию) | положительное целое число

`codeword` — Полученная кодовая комбинация
вектор столбца двоичных данных

`out` — Выведите систему координат
вектор столбца двоичных данных

`err` — Сигнал ошибки контрольной суммы
вектор столбца двоичных данных

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.