序論：在您撰寫(xiě)CＲC漏檢原因分析及算法研究時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開(kāi)闊視野，小編為您整理的1篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。

CＲC校驗(yàn)是一種根據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包或計(jì)算機(jī)文件等數(shù)據(jù)產(chǎn)生簡(jiǎn)短固定位數(shù)校驗(yàn)碼的一種信道編碼技術(shù)，主要用來(lái)檢測(cè)或校驗(yàn)數(shù)據(jù)傳輸或者保存后可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤。它是利用除法及余數(shù)的原理來(lái)做錯(cuò)誤偵測(cè)，其特征是信息字段和校驗(yàn)字段的長(zhǎng)度可以任意選定，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多項(xiàng)式計(jì)算，并將得到的結(jié)果附在幀的后面，接收設(shè)備也執(zhí)行類似的算法，以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。CＲC校驗(yàn)的基本思想是先在要發(fā)送的幀后面附加一個(gè)數(shù)(即用來(lái)校驗(yàn)的校驗(yàn)碼)，生成一個(gè)新幀發(fā)送給接收端。要使生成的新幀能與發(fā)送端和接收端共同選定的某個(gè)數(shù)整除，校驗(yàn)時(shí)采用“模2除法”。所以，在發(fā)送端附加的這個(gè)數(shù)，主要作用是使該數(shù)“去余”，故在兩端的運(yùn)算結(jié)果應(yīng)該沒(méi)有余數(shù)，如果有余數(shù)，則表明該數(shù)在傳輸過(guò)程中出現(xiàn)了差錯(cuò)。C3列控系統(tǒng)車地間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)若不發(fā)生變化，也就不存在漏檢的可能性。在車地間數(shù)據(jù)通信時(shí)，若存在干擾或發(fā)生越區(qū)切換，且車地間正在進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，則可能導(dǎo)致HDLC(高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制)幀內(nèi)容發(fā)生改變，從而存在漏檢的可能性。我國(guó)鐵路無(wú)線通信采用CＲC－16，即使用16位校驗(yàn)碼檢查數(shù)據(jù)的正確性，漏檢概率為1/216=1/65536。CTCS－3車載設(shè)備、GSM－Ｒ網(wǎng)絡(luò)、CTCS－3地面設(shè)備及監(jiān)測(cè)接口如圖1所示。

1CＲC漏檢案例分析

(1)案例1。問(wèn)題現(xiàn)象:2021年2月12日6時(shí)39分，徐蘭高鐵線DJ5732次(CＲH380B－3761－01)運(yùn)行至三門(mén)峽南站至澠池南站間上行線K761+450m處無(wú)線連接超時(shí)，C3轉(zhuǎn)C2觸發(fā)常用制動(dòng)降速至280km/h，未停車，6時(shí)41分運(yùn)行至澠池南站至洛陽(yáng)龍門(mén)站間上行線K752+190m處恢復(fù)C3模式。①PＲI接口數(shù)據(jù)分析由PＲI接口數(shù)據(jù)可知，車地間數(shù)據(jù)交互異常，拆鏈異常。06∶39∶14．314和06∶39∶14．514上行方向連續(xù)發(fā)送了3個(gè)FＲMＲ(幀拒絕)，數(shù)據(jù)內(nèi)容為038760D2D2，經(jīng)過(guò)解析，被拒絕的HDLC幀控制字段為0×60D2;通過(guò)查看為06∶39∶13．640，ＲBC向ATP(列車超速防護(hù)系統(tǒng))發(fā)送的NS∶48，NＲ∶105數(shù)據(jù)內(nèi)容為0360D20180，包含60D2(見(jiàn)圖2)，說(shuō)明被拒絕的HDLC幀控制字段由ＲBC向車載發(fā)送。②Igsm－r接口數(shù)據(jù)分析由Igsm－r接口監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可知，06∶39∶13．806，上行方向發(fā)送了FＲMＲ?guī)?，?jīng)過(guò)解析，被拒絕的HDLC幀控制字段為0×60D2;查看數(shù)據(jù)可知06∶39∶13．762，ＲBC發(fā)送的NS:48，NＲ:105數(shù)據(jù)中包含0×60D2，而且此幀字段長(zhǎng)達(dá)75個(gè)字節(jié)，超過(guò)設(shè)定的最大長(zhǎng)度的I幀(41個(gè)字節(jié))，且通過(guò)了CＲC校驗(yàn)(見(jiàn)圖3)，06∶39∶14．369，下行方向發(fā)送DISC拆鏈指令，斷開(kāi)無(wú)線連接，導(dǎo)致無(wú)線連接超時(shí)。通過(guò)Um接口測(cè)量報(bào)告可知，列車切換前后，車地?cái)?shù)據(jù)傳輸下行鏈路通信質(zhì)量和電平值均正常，電臺(tái)正常發(fā)送測(cè)量報(bào)告，基站正常發(fā)送系統(tǒng)消息，可以排除無(wú)線干擾。車地間數(shù)據(jù)傳輸異常，06∶39∶13．806，上行方向發(fā)送了FＲMＲ?guī)?，?jīng)過(guò)解析，被拒絕的HDLC幀控制字段為0×60D2;查看數(shù)據(jù)可知06∶39∶13．762，ＲBC發(fā)送的NS:48，NＲ:105數(shù)據(jù)中包含0×60D2，在Igsm－r接口收到此幀字段長(zhǎng)達(dá)75個(gè)字節(jié)，超過(guò)設(shè)定的最大長(zhǎng)度的I幀，且此時(shí)正處于切換過(guò)程中，由于信道不穩(wěn)定，數(shù)據(jù)字段發(fā)生變化，導(dǎo)致I幀通過(guò)了CＲC校驗(yàn)，進(jìn)而ATP發(fā)送FＲMＲ?guī)罱K影響了車地間數(shù)據(jù)的正常交互，06∶39∶14．369，下行方向發(fā)送DISC(拆鏈指令)。(2)案例2。問(wèn)題現(xiàn)象:2021年3月2日7時(shí)10分，鄭阜高鐵G7787次(CＲH380B－3770－01)運(yùn)行至臨泉至阜陽(yáng)西間K298+590處報(bào)無(wú)線連接超時(shí)降C2觸發(fā)B7制動(dòng)，7時(shí)33分恢復(fù)C3運(yùn)行。①I(mǎi)gsm－r接口數(shù)據(jù)分析Igsm－r接口數(shù)據(jù)顯示，車地間數(shù)據(jù)交互正常，但在07∶09∶48．879，上行方向發(fā)送的NS:108，NＲ∶109的I幀，數(shù)據(jù)內(nèi)容為03D8DA0158A341E1831B320F85，網(wǎng)絡(luò)位控制字段顯示異常(見(jiàn)圖4)，正常應(yīng)為0100。上行方向發(fā)送DＲTPDU(斷開(kāi)傳送協(xié)議數(shù)據(jù)單元)信令拆鏈。②Um接口數(shù)據(jù)分析Um接口信令顯示，車地間數(shù)據(jù)交互正常，07∶09∶49．407MT成功從BCCH(廣播控制信道)=1011小區(qū)切換至BCCH=1009小區(qū)，在切換期間07∶09∶49．246，ＲBC發(fā)送的NS:108，NＲ∶109的I幀，數(shù)據(jù)內(nèi)容為03D8DA0100264070A0F64C81E141E91905C283顯示正常(見(jiàn)圖5)，07∶09∶51．658，ATP在鏈路層發(fā)送HDLC_DISC信令拆鏈。72從C3數(shù)據(jù)可知，Um接口數(shù)據(jù)與Igsm－r接口數(shù)據(jù)顯示不一致，07∶09∶49．246，ＲBC發(fā)送的NS∶108，NＲ∶109的I幀，在Um接口上網(wǎng)絡(luò)控制字段第4、5字節(jié)顯示為0×0100，但在Igsm－r接口顯示為0×0158顯示異常。從切換過(guò)程分析，ATP發(fā)送NS:108號(hào)I幀時(shí)正好處于切換過(guò)程中，切換時(shí)易發(fā)生誤碼，導(dǎo)致數(shù)據(jù)在傳輸出現(xiàn)異常。ATP在網(wǎng)絡(luò)層組包時(shí)判斷該數(shù)據(jù)存在異常，于07∶09∶50．310發(fā)送DＲTPDU信令拆鏈，導(dǎo)致無(wú)線連接超時(shí)。從以上兩件案例可以看出，CＲC漏檢均發(fā)生于小區(qū)切換過(guò)程中，在數(shù)據(jù)長(zhǎng)度和內(nèi)容方面均可能發(fā)生變化。假定動(dòng)車組速度為300km/h、每個(gè)小區(qū)覆蓋范圍為3km，每次越區(qū)切換產(chǎn)生1次誤包。CＲC校驗(yàn)漏檢的概率為1/65536，即65536個(gè)誤包才會(huì)發(fā)生一個(gè)漏檢的錯(cuò)誤。速度為300km/h、小區(qū)覆蓋范圍為3km，則1h最多經(jīng)過(guò)100個(gè)小區(qū)。每次越區(qū)切換產(chǎn)生一個(gè)誤包，則1h最多產(chǎn)生100個(gè)誤包，故產(chǎn)生CＲC漏檢需要的最少時(shí)間為65536/100=655．36h，約為27．31天。說(shuō)明動(dòng)車組連續(xù)以300km/h的速度持續(xù)運(yùn)行至少27．31天會(huì)發(fā)生一次CＲC漏檢的錯(cuò)誤。

2校驗(yàn)原理及存在的問(wèn)題

根據(jù)CＲC校驗(yàn)原理［1］:含CＲC校驗(yàn)碼的數(shù)據(jù)由兩部分組成，前一部分是K+1個(gè)bit的待發(fā)送信息，后一部分是Ｒ個(gè)bit的冗余碼。計(jì)算過(guò)程中要用到兩個(gè)多項(xiàng)式:f(x)和G(x)，f(x)是K階多項(xiàng)式，G(x)是r階的生成多項(xiàng)式，由發(fā)收雙方預(yù)先約定。設(shè)實(shí)際要發(fā)送的信息序列為1010001101(10個(gè)bit，K=9)，則:f(x)=1×X9+0×X8+1×X7+0×X6+0×X5+0×X4+1×X3+1×X2+0×X+1再假設(shè)發(fā)收雙方預(yù)先預(yù)訂了一個(gè)5階(r=5)的生成多項(xiàng)式:G(x)=X5+X4+X2+1=1×X5+1×X4+0×X3+1×X2+0×X+1則其序數(shù)序列為110101。(1)CＲC校驗(yàn)碼的產(chǎn)生方法如下:生成r個(gè)bit的冗余碼:用模2除法進(jìn)行X5f(x)/G(x)運(yùn)算，得余數(shù)Ｒ(x)，即為CＲC校驗(yàn)碼。(模2加法:1+1=0，0+1=1，0+0=0;模2減法:1－1=0，0－1=1，1－0=1，0－0=0)f(x)/G(x)=1101010110……01110(2)用模2減法進(jìn)行X5f(x)－Ｒ(x)運(yùn)算，得到帶CＲC校驗(yàn)的發(fā)送序列:X5f(x)－Ｒ(x)=101000110101110(3)在接收方，用生成多項(xiàng)式G(x)除所接收到的序列。若余數(shù)為0，則表示傳輸無(wú)差錯(cuò)，否則說(shuō)明傳輸過(guò)程出現(xiàn)差錯(cuò)。從以上可以看出，因采用16位校驗(yàn)碼，漏檢的概率較大，只要選擇足夠的冗余位，就可以使得漏檢率減少到任意小的程度［2］。以上案例中，PＲI接口中的數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度為39個(gè)字節(jié)，到達(dá)Igsm－r接口時(shí)，數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度變?yōu)?5個(gè)字節(jié)，超過(guò)設(shè)定的最大長(zhǎng)度的I幀(41個(gè)字節(jié))，且通過(guò)了CＲC校驗(yàn)。

3解決方案及建議

結(jié)合CＲC校驗(yàn)原理和實(shí)際發(fā)生的故障案例分析，CＲC校驗(yàn)機(jī)制存在一定的漏檢概率，可通過(guò)以下3種方式減少系統(tǒng)漏檢的發(fā)生。(1)增加長(zhǎng)度檢查和校驗(yàn)冗余位，提高校驗(yàn)的準(zhǔn)確率。目前采用CＲC－16校驗(yàn)，若使用CＲC－32校驗(yàn)，漏檢率將從216降低至232，可大幅降低漏檢率，漏檢的情況基本不會(huì)發(fā)生。但要求全路配屬C3級(jí)動(dòng)車組的ATP、ＲBC、MSC設(shè)備同時(shí)改變校驗(yàn)方式，必須停用全路動(dòng)車組C3級(jí)控車功能進(jìn)行設(shè)備硬件改造、軟件升級(jí)，不但實(shí)施難度大，而且影響范圍廣，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題均會(huì)導(dǎo)致失敗。(2)既有CＲC校驗(yàn)過(guò)程中未納入數(shù)據(jù)序列長(zhǎng)度檢查條件，進(jìn)行長(zhǎng)度檢查后，可有效避免因幀長(zhǎng)度變化發(fā)生的漏檢現(xiàn)象［3］。I幀最大幀長(zhǎng)為41，ＲＲ?guī)L(zhǎng)最大為5。若接收的I幀長(zhǎng)超過(guò)41、ＲＲ?guī)L(zhǎng)超過(guò)5可直接丟棄不進(jìn)行處理，請(qǐng)求重傳。此種方式改動(dòng)小，可分步實(shí)施，通過(guò)逐個(gè)改造設(shè)備或升級(jí)其運(yùn)算方式的方法實(shí)現(xiàn)，不影響其他處理機(jī)制，兼容性強(qiáng)。(3)增加系統(tǒng)容錯(cuò)時(shí)間門(mén)限和重傳次數(shù)［4］。在數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行組幀、傳輸與拆幀時(shí)，若CＲC校驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)信息幀出現(xiàn)錯(cuò)誤，在目前探尋幀請(qǐng)求重發(fā)的既有時(shí)長(zhǎng)、頻次機(jī)制下，增加請(qǐng)求上一個(gè)節(jié)點(diǎn)重傳幀的時(shí)間門(mén)限和發(fā)送次數(shù)，使正確的幀信息能夠被接收直至使用［5］，減少數(shù)據(jù)的誤傳和組幀錯(cuò)誤概率，進(jìn)一步減少無(wú)線連接超時(shí)發(fā)生的次數(shù)。在降低漏檢率方面，雖然方案(2)和方案(3)不如方案(1)理想，(若HDLC幀長(zhǎng)符合規(guī)定，但內(nèi)容發(fā)生改變，則仍可能漏檢，如案例2)，但易于實(shí)現(xiàn)，實(shí)施難度小，建議采用方案(2)和方案(3)。通過(guò)在算法中增加數(shù)據(jù)序列長(zhǎng)度、控制幀檢查的判斷條件，將不符合幀長(zhǎng)度和控制字段的幀丟棄，同時(shí)增加系統(tǒng)容錯(cuò)時(shí)間門(mén)限和重傳次數(shù)，可減少因部分幀的長(zhǎng)度、控制字段發(fā)生改變而導(dǎo)致發(fā)生CＲC的漏檢，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，進(jìn)一步壓減無(wú)線連接超時(shí)故障。

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作者:黃春生 徐唐橋 單位:西安高鐵基礎(chǔ)設(shè)施段 青藏鐵路集團(tuán)公司電務(wù)部(援藏)