面向接触网状态监测的无线传感网络循环冗余校验多项式性能研究

为满足接触网状态在线监测中无线传感模块传输数据的校验要求,保障无线传感网络节点通信的高可靠性,研究循环冗余校验(CRC)多项式的校验性能。首先,对含x+1因式的CRC多项式进行残余误差概率计算,比较不同CRC多项式之间的残余误差概率,确定影响残余误差概率的主要因素;然后,提出1种可定量评估CRC多项式性能的简单计算方法,适用于任意数据位长校验时性能更优多项式的精确选取;最后,以无线传感模块中数据位长为256 bit的待校验数据为验证对象,针对无法通过简化计算直接比较性能优劣的CRCANSI多项式和CRC-CCITT多项式,采用近似残余误差概率与位出错漏检率精确计算的方式,实现对2种多项式性能的定量评估。结果表明:多项式残余误差概率与待校验数据位长、最小汉明距离、CRC校验码位数和字节出错概率直接相关;待校验数据位长为256 bit时,16位CRC多项式更为适用;总数据位长为272 bit(含16 bit校验位)、BSC信道下位出错概率小于5.422×10^(-3)时,CRC-CCITT多项式总体检错性能优于CRC-ANSI多项式。

低误码率时短信息帧的CRC漏检率定量对比分析

北京S1线车地通信的信息帧仅有128 bit,需在消耗尽量少校验位的同时,拥有较高的信息检错能力。首先介绍了CRC漏检原理;其次基于BSC信道,针对包含数据位、校验位在内的128 bit信息帧,采用概率方法,对CRC-24(0x1974f0b)与IEEE 802.3中CRC-32(0x104c11db7)的检错能力,进行了定量对比;最后使用误码率的离散点进行分析计算,用极限运算证明了分析结论在低误码率时均成立。理论分析和实验均表明:在128 bit信息帧场景下,若BSC信道误码率低于2.83841×10-5,CRC-24(0x1974f0b)不但比CRC-32(0x104c11db7)少消耗8 bit校验位,同时还能提供更优的检错能力,且误码率越低优势越显著。因此,在实践中选择CRC生成多项式时,应综合考虑信道误码率、数据位bit数、以及对检错能力的要求等。