10.14489/hb.2025.11.pp.063-073

2025, 11 ноябрь (November)

DOI: 10.14489/hb.2025.11.pp.063-073

Микаева А. С., Микаева С. А.
ПРОГРАММНЫЙ МОДУЛЬ ЦИКЛИЧЕСКОГО ИЗБЫТОЧНОГО КОДИРОВАНИЯ
(с. 63-73)

Аннотация. К современным системам передачи данных предъявляются высокие требования по надежности и устойчивости к внешним воздействиям. Радиоканалы связи, активно используемые в телекоммуникациях, подвержены различным видам помех, что может привести к возникновению ошибок при передаче данных. Циклические избыточные коды (CRC) являются ключевым инструментом обеспечения целостности данных в системах передачи информации, особенно в случае беспроводных сетей с нестабильными каналами связи, такими как радиоканалы. CRC – это тип кода обнаружения ошибок, который широко используется для выявления и исправления ошибок в сообщении, возникших в результате шума и помех, что делает его одним из основных компонентов современных коммуникационных технологий. В данной статье разработан программный модуль, реализующий алгоритм CRC на основе полинома с разными размерами бит (6, 8 и 14 бит). Исследованы ключевые аспекты работы алгоритма, в том числе его эффективность, помехоустойчивость и влияние энергопотребления на устройства в режиме реального времени. Сравнительный анализ программных и аппаратных решений является основной темой данной статьи. В статье разработаны надежные решения, которые минимизируют возможность ошибок передачи данных и оптимизируют энергопотребление устройств. Рассмотрены перспективы использования CRC в жизненно важных системах, таких как технологии Интернета вещей (IoT), системы безопасности и связь нового поколения (5G и 6G). Полученные результаты могут быть использованы при проектировании энергоэффективных и высоконадежных систем передачи данных.

Ключевые слова: циклическое избыточное кодирование; защита данных; радиоканал; программный модуль; алгоритмы CRC; энергопотребление.

Mikaeva A. S., Mikaeva S. A.
CYCLIC REDUNDANT CODING SOFTWARE MODULE
(pp. 63-73)

Abstract. Modern data transmission systems place high demands on their reliability and resistance to external influences. Radio communication channels actively used in telecommunications are subject to various types of interference, which can lead to the risk of errors during data transmission. Cyclic Redundancy Codes (CRC) are a key tool for ensuring data integrity in information transmission systems, especially in wireless networks with unstable communication channels such as radio channels. CRC is a type of error-detection code widely used to identify and correct errors in messages caused by noise and interference, making it one of the fundamental components of modern communication technologies. This work presents a software module implementing the CRC algorithm based on polynomials with different bit sizes (6, 8, and 14 bits). Key aspects of the algorithm’s operation have been studied, including its efficiency, noise immunity, and the impact on energy consumption in real-time device operation. A comparative analysis of software and hardware solutions is the primary focus of this study, and they will be evaluated for their suitability in various applications, including resource-constrained systems. The work is focused on developing reliable solutions that minimize the possibility of data transmission errors and optimize device energy consumption. The prospects of using CRC in critical and vital systems, such as Internet of Things (IoT) technologies, security systems, and next-generation communications (5G and 6G), are key topics to be considered. The obtained results can be applied in the design of energy-efficient and highly reliable data transmission systems.

Keywords: Cyclic redundancy coding; Data protection; Radio channel; Software module; CRC algorithms; Power consumption.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

А. С. Микаева, С. А. Микаева (МИРЭА – Российский технический университет, Москва, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

A. S. Mikaeva, S. A. Mikaeva (MIREA – Russian Technical University, Moscow, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Halsall F. Data Communications, Computer Networks and Open System. Addison-Wesley, 1996. 907 p.
2. ETSI EN 300 751, Radio broadcasting systems; DAta Radio Channel (DARC). 203-01. 75 p.
3. Castagnoli G., Bräuer S., Herrmann M. Optimization of Cyclic Redundancy-Check Codes with 24 and 32 Parity Bits. IEEE Transactions on Communications, 1993. P. 883 – 892.
4. Malchukov A. N., Osokin A. N. Fast Calculation of CRC Checksum: Table Versus Matrix // Prikladnaja Informatika. 2010. P. 27 – 32.
5. https://crccalc.com/ – Онлайн-калькулятор CRC.
6. Слюсар В. И. Развитие схемотехники ЦАР: некоторые итоги. Часть 2 // Первая миля. Last mile (Приложение к журналу «Электроника: наука, технология, бизнес»). № 2. 2018. С. 76 – 80.
7. Pipelined Cyclic Redundancy Check (CRC) Calculation // R. J. Glaise IBM. 1997. November. P. 705 – 709.
8. Микаева С. А., Журавлева Ю. А. Полупроводниковые приборы и источники света. Цифровые электронные устройства. Алгоритмы обработки цифровой информации. Практикум. Вологда, 2025. 120 с.
9. Микаева А. С., Микаева С. А. Экономическая безопасность в приборостроении. Промышленная электроника. М., 2024. 206 с.
10. Микаева С. А., Микаева А. С. Промышленная электроника. Экономическая безопасность в приборостроении. М., 2024. 240 с.
11. Милованов А. А., Микаева С. А., Журавлева Ю. А., Коваленко О. Ю. Разработка регулируемого лабораторного блока питания с двумя независимыми каналами // Справочник. Инженерный журнал с приложением. 2024. № 12(333). С. 58 – 64.
12. Микаева С. А., Шигапов А. Э., Шигапова В. А. Разработка визуализатора импульсного излучения для лазерного маркера. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2024691289, 20.12.2024. Заявка от 09.12.2024. 12 с.
13. Микаева С. А. Промышленные электронные устройства. Промышленная электроника. Электрические машины. Вологда, 2024. 140 с.
14. Журавлева Ю. А., Гришин А. С., Микаева С. А., Нестеркина Н. П. Разработка портативного электронного устройства // В сб.: Фундаментальные, поисковые, прикладные исследования и инновационные проекты: cб. тр. III Нац. науч.-практ. конф. М., 2024. С. 437 – 442.
15. Утенков М. М., Журавлева Ю. А., Микаева С. А., Коваленко О. Ю. Разработка электронно-информационного прибора, дешифрующего тональные DTMF сигналы // В сб.: Фундаментальные, поисковые, прикладные исследования и инновационные проекты: сб. тр. III Нац. науч.-практ. конф. М., 2024. С. 576 – 579.

Eng

1. Halsall, F. (1996). Data communications, computer networks and open system. Addison-Wesley.
2. European Telecommunications Standards Institute. (2001). ETSI EN 300 751: Radio broadcasting systems; DAta Radio Channel (DARC).
3. Castagnoli, G., Bräuer, S., & Herrmann, M. (1993). Optimization of cyclic redundancy-check codes with 24 and 32 parity bits. IEEE Transactions on Communications, 41(6), 883–892. https://doi.org/10.1109/26.231911
4. Malchukov, A. N., & Osokin, A. N. (2010). Fast calculation of CRC checksum: Table versus matrix. Prikladnaja Informatika, (2), 27–32. [in Russian language]
5. CRCCalc.com. (n.d.). Online CRC calculator. Retrieved from https://crccalc.com /
6. Slyusar, V. I. (2018). Development of DAR circuitry: Some results. Part 2. Pervaya Milya. Last Mile, (2), 76–80. [in Russian language]
7. Glaise, R. J. (1997, November). Pipelined cyclic redundancy check (CRC) calculation. IBM Journal of Research and Development, 41(6), 705–709. https://doi.org/10.1147/rd.416.0705
8. Mikaeva, S. A., & Zhuravleva, Yu. A. (2025). Semiconductor devices and light sources. Digital electronic devices. Digital information processing algorithms. A practical guide. Infra-Inzheneriya. [in Russian language].
9. Mikaeva, A. S., & Mikaeva, S. A. (2024). Economic security in instrument making. Industrial electronics. [in Russian language].
10. Mikaeva, S. A., & Mikaeva, A. S. (2024). Industrial electronics. Economic security in instrument making. [in Russian language].
11. Milovanov, A. A., Mikaeva, S. A., Zhuravleva, Yu. A., & Kovalenko, O. Yu. (2024). Development of an adjust-able laboratory power supply with two independent channels. Spravochnik. Inzhenernyi Zhurnal s Prilozheniem, (12), 58–64. [in Russian language]
12. Mikaeva, S. A., Shigapov, A. E., & Shigapova, V. A. (2024). Development of a pulse radiation visualizer for a laser marker (Certificate of Registration of Computer Program No. RU 2024691289). [in Russian language]
13. Mikaeva, S. A. (2024). Industrial electronic devices. Industrial electronics. Electrical machines. [in Russian language].
14. Zhuravleva, Yu. A., Grishin, A. S., Mikaeva, S. A., & Nesterkina, N. P. (2024). Development of a portable electronic device. In Fundamental, exploratory, applied research and innovative projects (pp. 437–442). [in Russian language]
15. Utenkov, M. M., Zhuravleva, Yu. A., Mikaeva, S. A., & Kovalenko, O. Yu. (2024). Development of an electronic information device that decodes tonal DTMF signals. In Fundamental, exploratory, applied research and innovative projects (pp. 576–579). [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 700 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/hb.2025.11.pp.063-073

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 700 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/hb.2025.11.pp.063-073

and fill out the form