对AFDX网络传输数据进行降低漏检错率的检测方法技术

本发明专利技术公开了一种对AFDX网络传输数据进行降低漏检错率的检测方法，该方法包括有搜索全部16位本原多项式、等价本原多项式匹配、计算本原多项式码重和计算不同汉明距离下的数据上限的步骤。本发明专利技术利用在一定范围内的汉明权重数值增长具有递增加1的特点，能更高效、快速的得到16位本原多项式在不同汉明距离下最大数据的上限，从而为在不同汉明距离要求下选择生成最佳本原多项式提供参考，以降低CRC校验的漏检错率，并保障高可靠数据传输。并保障高可靠数据传输。并保障高可靠数据传输。

【技术实现步骤摘要】
对AFDX网络传输数据进行降低漏检错率的检测方法


[0001]本专利技术涉及对航空电子全双工交换式以太网(AFDX)传输数据的CRC校验多项式选择，更特别地说，是指一种对AFDX网络传输数据进行降低漏检错率的检测方法。

技术介绍

[0002]航空电子全双工交换式以太网(Avionics Full DupleX switched ethernet，AFDX)保留了交换式以太网高速、通用以及低成本的这些特性的同时，在其基础上增加了一些用于确保网络可靠性和确定性的特殊机制。针对AFDX网络构成参考2018年5月国防工业出版社出版的《机载网络技术基础》，作者何锋，第173－174页内容。AFDX网络构成结构图如图1所示，图中，AFDX网络中的传输数据通过二进制码流来记载发送信息。对AFDX网络中冗余链路的设置，保证了数据包传输的可靠性。对AFDX网络中帧管理机制负责在数据包发送给应用程序之前检查帧的完整性和管理冗余。
[0003]CRC即循环冗余校验码(Cyclic Redundancy Check)：是数据通信领域中最常用的一种查错校验码，其特征是信息字段和校验字段的长度可以任意选定。“CRC校验算法的设计与实现，崔彦坤，马萌，计算机与网络，2019年第1期，第62－64页”公开了CRC校验的原理。在数据传输过程中，为确保传输数据无误需要进行数据校验。CRC校验是数据通信中应用较广的一种差错检验方法，但是由于CRC校验存在漏检错，即对于某些错误是无法通过CRC校验检查到，而CRC生成多项式的选择将直接影响其漏检错性能。因此，需要通过选择合适的CRC生成多项式来尽可能降低漏检错率。

技术实现思路

[0004]为了解决在高速数据传输过程中，保证AFDX网络数据的完整性，本专利技术提出一种对AFDX网络传输数据进行降低漏检错率的检测方法。该方法包括有搜索全部16位本原多项式、等价本原多项式匹配、计算本原多项式码重和计算不同汉明距离下的数据上限的步骤。本专利技术利用在一定范围内的汉明权重数值增长具有递增加1的特点，能更高效、快速的得到16位本原多项式在不同汉明距离下最大数据的上限，从而可以在不同汉明距离要求下选择生成最佳本原多项式提供参考，以降低CRC校验的漏检错率，并保障高可靠数据传输。
[0005]本专利技术的一种对AFDX网络传输数据进行降低漏检错率的检测方法，所述的漏检错率的检测方法包括有下列步骤：
[0006]步骤一，获取网络传输发送数据的二进制码流信息；
[0007]步骤二，构建16位本原多项式及等价对；
[0008]步骤三，获取被选多项式；
[0009]步骤四，计算每个被选多项式的传输长度上限所在搜索区间；
[0010]步骤五，计算汉明距离的权重－斜率递增加1区间；
[0011]步骤六，计算每个被选多项式的传输长度上限；
[0012]步骤七，一个被选多项式的不同汉明距离的传输长度上限；
[0013]步骤八，选择最低漏检错率对应的被选多项式；
[0014]本专利技术对AFDX网络传输数据进行降低漏检错率的检测方法的优点在于：
[0015]①
本专利技术利用了CRC校验的汉明权重随着AFDX网络传输数据长度的增加递增加1的特点，计算AFDX网络传输数据在不同汉明距离下的长度上限。
[0016]②
利用了AFDX网络数据传输长度依次减半的方法快速缩小AFDX网络传输数据长度的计算范围，从而得到CRC校验的汉明权重为1时的数据长度。
[0017]③
经本专利技术方法处理后能直观、快速地得到CRC校验中全部16位本原多项式不同汉明距离下的AFDX网络传输数据上限。
[0018]④
在不同汉明距离要求下，为AFDX网络数据传输的CRC校验生成本原多项式的选择提供依据，从而降低AFDX网络传输数据的漏检错率。
附图说明
[0019]图1是构成AFDX网络的图。
[0020]图2是应用于本专利技术方法中对汉明距离获取的流程图。
[0021]图3是本专利技术对AFDX网络传输数据进行降低漏检错率的检测流程图。
[0022]图4是经本专利技术方法处理过程中被选多项式的搜索数据长度范围内的汉明距离的权重数值曲线。
[0023]图5是HIT协议的CRC校验结构图。
[0024]图6是经本专利技术方法处理生成多项式搜索传输长度上限计算次数对比图。
[0025]图7是本专利技术方法与HIT协议中数据校验方法漏检错率性能对比图。
[0026]图8是本专利技术方法与HIT协议数据校验算法汉明距离对比图。
具体实施方式
[0027]下面将结合附图和实施例对本专利技术做进一步的详细说明。
[0028]在本专利技术中，AFDX网络的发送端对发出的网络传输数据记为AS
发
，发送端对发出的多个网络传输数据形成了AFDX网络的发送数据集合，记为MAS
发
，所述MAS
发
简称为发送－网络传输数据集。采用集合形式表示发送－网络传输数据集下角标a表示发送数据的标识号，下角标A表示发送数据的总个数。
[0029]表示AFDX网络中发送端发出的第1个发送数据。
[0030]表示AFDX网络中发送端发出的第2个发送数据。
[0031]表示AFDX网络中发送端发出的第a个发送数据。
[0032]表示AFDX网络中发送端发出的最后一个发送数据。
[0033]为了方便说明，所述也称为任意一网络传输发送数据。
[0034]在本专利技术中，AFDX网络的接收端对接收到的网络传输数据记为BS
接
，接收端接收到的多个发送数据形成了AFDX网络的接收数据集，记为MBS
接
，所述MBS
接
简称为接收－网络数
据集。采用集合形式表示接收－网络数据集
[0035]表示AFDX网络中接收端接收到的发送数据
[0036]表示AFDX网络中接收端接收到的发送数据
[0037]表示AFDX网络中接收端接收到的发送数据
[0038]表示AFDX网络中接收端接收到的发送数据
[0039]在AFDX网络中，如果网络传输接收数据不是网络传输发送数据(即)，说明所述在网络传输过程中发生了错误。如果接收数据是发送数据(即)，说明所述在网络传输过程中未发生错误。由于AFDX网络的串口通信中CRC校验有时会出现漏检、错检的情况，因此对发送数据在AFDX网络传输过程中发生错误、但未被CRC校验检测出来，是本专利技术方法需要解决的技术问题。
[0040]汉明距离是指在多个二进制码流中，每两两二进制码流进行的异或运算，选取运算结果中1的个数，并记录下含1个数的最小值。
[0041]例如，参见图2所示，二进制码流1与二进制码流2的异或运算，得到的异或结果中含1的个数是3。二进制码流1与二进制码流3的异或运算，得到的异或结果中含1的个数是4。二进制码本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对AFDX网络传输数据进行降低漏检错率的检测方法，其特征在于该漏检错率的检测方法包括有下列步骤：步骤一，获取网络传输发送数据的二进制码流信息；每一个发送数据在AFDX网络的传输过程中形成的二进制码流，记为ML_MAS
发
；表示AFDX网络中发送端发出的第1个发送数据，发送数据在AFDX网络传输过程中形成的二进制码流，记为程中形成的二进制码流，记为表示AFDX网络中发送端发出的第2个发送数据，发送数据在AFDX网络传输过程中形成的二进制码流，记为程中形成的二进制码流，记为表示AFDX网络中发送端发出的第a个发送数据，发送数据在AFDX网络的传输过程中形成的二进制码流，记为过程中形成的二进制码流，记为表示AFDX网络中发送端发出的最后一个发送数据，发送数据在AFDX网络传输过程中形成的二进制码流，记为则有：发送－网络传输数据集中每一个发送数据在AFDX网络的传输过程中形成的二进制码流，记为发送数据－二进制码流集步骤二，构建16位本原多项式及等价对；16位本原多项式包括有位数、本原多项式个数和本原多项式结构；由于生成的16位本原多项式是以16为位数，则本原多项式个数就是2048个；而本原多项式结构是采用了MATLAB的函数primpoly(
·
)来构建得到的；步骤2A，依据MATLAB的函数primpoly(
·
)来构建16位本原多项式；依据位数为16，本原多项式个数为2048个，采用MATLAB的函数primpoly(
·
)对发送数据－二进制码流集进行本原多项式结构表征，得到本原多项式集合，记为PP
AFDX
，且PP
AFDX
＝{x1,x2,
…
x
η
,
…
,x
μ
}；x1表示生成的第1个16位本原多项式；x2表示生成的第2个16位本原多项式；x
η
表示生成的第η个16位本原多项式，下角标η表示16位本原多项式的标识号；x
μ
表示生成的最后一个16位本原多项式，下角标μ表示16位本原多项式的总数；步骤2B：获取16位本原多项式对应的等价对；等价对表示为(x
η
,y
η
)；将本原多项式x1按位逆序形式表示，记为所述本原多项式x1的等价多项式，记作y1；将本原多项式x2按位逆序形式表示，记为所述本原多项式x2的等价多项式，记作y2；将本原多项式x
η
按位逆序形式表示，记为所述本原多项式x
η
的等价多项式，记作y
η
；将本原多项式x
μ
按位逆序形式表示，记为所述本原多项式x
μ
的等价多项式，记作y
μ
；
则有：本原多项式集合PP
AFDX
＝{x1,x2,
…
x
η
,
…
,x
μ
}对应的等价多项式集合，记为PPP
AFDX
＝{y1,y2,
…
y
η
,
…
,y
μ
}；匹配的等价对集合记为EPP
AFDX
，且EPP
AFDX
＝{(x1,y1),(x2,y2),...,(x
η
,y
η
),...,(x
μ
,y
μ
)}；步骤三，获取被选多项式；从EPP
AFDX
＝{(x1,y1),(x2,y2),...,(x
η
,y
η
),...,(x
μ
,y
μ
)}中选取的第一个对象，记入第1个被选多项式z1中；选取的第二个对象，记入第2个被选多项式z2中；选取的第i个对象，记入第i个被选多项式z
i
中；选取的最后一个对象，记入最后一个被选多项式z
δ
中；被选取的多个对象组成了多项式－对象集合OPP
AFDX
，且OPP
AFDX
＝{Z1,Z2,...,Z
i
,...,Z
δ
}；而OPP
AFDX
的总数比EPP
AFDX
的总数会少一半，即步骤四，计算每个被选多项式的传输长度上限所在搜索区间；发送－网络传输数据中的网络传输数据在AFDX网络传输过程中，若接收－网络数据集中出现的出错位数记为n；被选多项式Z
i
的汉明距离，记为在汉明距离下的传输数据长度上限，记为被选多项式Z
i
的汉明权重，记为的汉明权重，记为表示不同搜索次数C
下
的搜索数据传输长度，下角标C为搜索次数标识号；汉明权重属性A为是指汉明权重中的搜索数据传输长度的取值小于传输数据长度上限即则有汉明权重属性B为是指将或归为情况；当汉明权重中的搜索数据传输长度的取值等于传输数据长度上限即则有当汉明权重中的搜索数据传输长度的取值大于传输数据长度上限即则有搜索数据传输长度从起始长度开始，以搜索步长step递增，每...

【专利技术属性】
技术研发人员：何锋，赵雨婷，周璇，杨永舟，王瑞琳，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：