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CRC (Cyclic Redundancy Check):データ通信とエラーチェックの鍵

仮に,あなたが人工衛星を開発しているとしましょう.

ロケットで人工衛星を宇宙(軌道上)に打ち上げて,いざ人工衛星と通信を始めます.

そして,人工衛星で革新的なミッションを行うことでしょう.

このとき,人工衛星で得られたデータを地上に送らなければ地上でデータを見ることが出来ません.

では,人工衛星が送ったデータと地上局で得られたデータは本当に同じなのでしょうか?

送信データと受信データの誤りを検出する方法として,『CRC』があります.




はじめに

データ通信の世界では、データの整合性を確保することが不可欠です。
データが送信中に誤りを持っていると、情報の正確性が損なわれ、重大な問題が発生する可能性があります。

ここで登場するのがCRC(Cyclic Redundancy Check)です。
CRCは、データ通信においてエラーチェックを行うための効果的な手法です。

この記事では、CRCの基本概念とその動作原理について解説します。


CRCとは何か?

CRCは「巡回冗長検査」という名前で、データ通信やデータストレージで広く使用されているエラーチェック手法です。

主な目的は、データが送信中に誤りを含んでいないかを確認し、データの完全性を保つことです。

CRCは、特定のアルゴリズムを使用してデータに対する一意のチェックサム(Checksum)値を生成します。


CRCの基本動作

CRCの基本動作は以下の通りです:

  1. 送信側での操作

    • 送信側では、データにCRCアルゴリズムを適用し、CRC値を計算します。

    • CRC値はデータに付加され、一緒に送信されます。

  2. 受信側での操作

    • 受信側では、受信したデータと受信したCRC値を使用して再度CRCアルゴリズムを実行します。

    • この計算されたCRC値を受信したCRC値と比較します。

  3. 比較結果

    • CRC値が一致する場合、データは正しいと見なされます。

    • CRC値が一致しない場合、データに誤りがある可能性が高いため、再送信などの対策が取られます。


CRCの利点

CRCは、以下のような利点を持っています:

  • 検出能力:CRCは特定の種類の誤りを高い確率で検出できます。これにはビットの反転や挿入、削除などが含まれます。

  • 低コスト:CRCは計算コストが低く、高速なエラーチェックが可能です。したがって、リアルタイムの通信にも適しています。

  • 自己調整性:CRCアルゴリズムはデータサイズに合わせて調整され、異なるサイズのデータにも適用できます。


CRCの要点まとめ

機械工ながら,情報理論について調べてまとめたときの資料を共有します.

CRCも100%検出できるわけではありません.
しかし,かなりの確率で誤りを検出出来ていることが分かります.

詳細な内容は以下のブログにまとめましたので,ご覧ください.

計算式などの説明もここに載せています.


おわりに

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