KR20010086707A - 무선 통신에서의 비트 오류율 산출 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 통신에서의 비트 오류율(Bit Error Rate(BER))을 산출하는 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 무선 통신 기지국을 중심으로 셀(cell) 반경내에서 수신 데이터의 정확도를 실시간으로 분석하여 무선 통신 환경에서 발생할 수 있는 제반 현상들을 손쉽게 분석할 수 있는 무선 통신에서의 비트 오류율(Bit Error Rate(BER)) 산출 방법에 관한 것이다.

본 발명에 의하면 배타적 논리합을 이용하여 송신측과 수신측 간의 키패턴의 단순 비교만으로 에러율의 산출이 가능하기 때문에 산출에 소요되는 연산량을 대폭적으로 줄일 수 있으므로 무선 통신 환경의 실시간 테스트가 가능하며 BER 산출 모듈을 윈도우 기반 환경의 프로그램으로 구현하여 이를 노트북 PC상에 설치할 수 있기 때문에 테스트 주체가 이동 중에도 에러율을 산출할 수 있어 종전의 정지 상태에서만 테스트가 가능하고 이동 중의 성능 시험이 이루어지지 않아 성능 테스트의 결과가 실제 이동 무선 통신 환경에서 부정확하게 반영될 확률을 획기적으로 감소시켜 무선 통신 환경의 성능 및 품질을 향상시킬 수 있다.

Description

무선 통신에서의 비트 오류율 산출 방법{Method for estimating Bit Error Rate(BER) in wireless communication}

본 발명은 무선 통신에서의 비트 오류율(Bit Error Rate(BER)) 검출 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 무선 통신 기지국을 중심으로 셀(cell) 반경내에서 수신 데이터의 정확도를 실시간으로 분석하여 무선 통신 환경에서 발생할 수 있는 제반 현상들을 손쉽게 분석할 수 있는 무선 통신에서의 비트 오류율(Bit Error Rate(BER)) 검출 방법에 관한 것이다.

통신에서 BER 즉 비트 에러율은 통신 중 에러가 생긴 비트 수를 총 전송한 비트 수로 나눈 것으로 대개 10의 마이너스 승으로 표현된다. 예를 들면, 어떤 전송에서 BER 이 10의 마이너스 6승이라는 것은 전체 1,000,000 비트를 전송하였는데 1 비트의 에러가 나는 것을 의미한다.

BER 은 패킷이나 데이터 전송단위들이 에러로 인해 얼마나 자주 재전송 되어야 하는지를 가리킨다. 너무 높은 BER 을 보이는 회선이라면 느린 속도로 데이터를 전송하는 것이 재전송 해야할 패킷의 수를 줄임으로써 BER을 낮출 수 있기 때문에 주어진 량의 전송 데이터에 대하여 전반적인 전송시간을 실제로 개선시킬 수 있다는 것을 시사한다.

또한 BER 을 통해 무선 통신의 제반 환경을 적절히 이해하여 고품질의 데이터 수신을 보장받을 수 있는 기지국의 위치를 결정할 수 도 있다.

이러한 BER을 측정하는 종래의 방식은 CRC(Cyclic Redundency Check)를 이용하며 이는 주로 하드웨어적으로 구현되어 있으며 하드웨어에서는 수신되는 데이터 신호를 보고서 송신측 데이터 신호 패턴과를 비교하여 BER을 결정하게 된다. 무선 통신상에서는 잡음(부가잡음이나 페이딩)의 영향에 따라 원신호가 왜곡되는 경우가 발생하는데 이러한 왜곡을 해결하기 위해 컨벌루션 코딩(convoultion coding), 리드-솔로몬 코딩(Reed-Solomon coding) 등의 기법을 사용하여 에러가 발생한 위치의 파악 및 수정을 진행하게 된다.(에러가 어느 정도 발생하였는지, 복구가 가능한 것인지, 수신된 데이터의 재전송을 요구할 것인지에 대한 파악 및 제반 수정 작업이 이루어진다.)

그러나 종래의 BER의 검출 방법은 다음과 같은 문제점을 내포하고 있다.

BER을 검출해내기 위한 장비의 크기가 매우 커서 셀 환경의 시험 및 통신 품질 성능 테스트를 위한 세팅에 많은 시간 및 인력이 소요되며, 이러한 장비상의 문제 때문에 정지 상태에서만 테스트가 가능하고 이동 중의 성능 시험이 이루어지지 않아 실제의 성능 테스트의 결과가 부정확하게 반영될 확률이 높아 무선 통신 본래의 취지를 무색하게 할 수 있으며 통신 시스템 자체에 BER 검출 모듈을 싣기 때문에 시스템이 완벽히 갖추어지지 않으면 테스트가 불가능하다.

따라서 본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 본 발명의 목적은 BER 산출 프로그램을 노트북 PC에 설치해 이동성을 용이하게 하여 테스트 주체가 이동 중일 경우에도 성능 시험을 가능하게 하며, 또 굳이 완벽한 통신 시스템을 구현하지 않아도 BER 산출 모듈만 있으면 어떠한 환경에서도 테스트가 가능하게 하며, 송신측과 수신측이 동일한 정보를 가지고, 송신측과 수신측의 동일한 패턴(키패턴)을 이용하여 위의 두 정보의 랜덤한 위치에 데이터를 추가시켜 송신측의 데이터와 수신측의 데이터를 상호 비교만으로 BER을 검출할 수 있는 무선 통신에서의 비트 오류율(BER) 검출 방법을 제시함에 있다.

도 1은 본 발명이 실시되는 모습을 나타낸 것이다.

도 2는 수신측에서 발생하는 BER 산출의 흐름도를 도시한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 비트 오류율 검출 방법은

통신 포트(port)를 개설하는 제1 단계, 송신측 키패턴에 의해 만들어진 데이터의 수신 여부를 확인하는 제2 단계, 수신된 데이터에 포함된 키패턴에 의해 만들어진 데이터와 수신측 키패턴에 의해 발생한 데이터를 비교하는 제3 단계, 제3 단계에서의 비교 결과에 근거하여 에러율을 산출하는 제4 단계, 에러율을 노트북 PC상에 디스플레이 하는 제5 단계, 제2 단계로 회귀하는 제6 단계를 포함함을 그 특징으로 한다.

이하 본 발명의 작용을 첨부 도면에 의거하여 설명한다.

도 1은 본 발명이 실시되는 모습을 나타낸 것이다.

기지국측 통신 시스템(10)이 송신측이 되며 이동 차량측 통신 시스템(20)이 수신측이 된다.

기지국측 통신 시스템(10)의 응용 계층부(11)는 OSI(Open System Interconnection) 7 레이어의 제7 계층과 같은 의미로서 본 발명에서의 주된 역할은 에러를 검사하기 위한 에러 검출 프레임을 생성해내는 일이다.

기지국측 통신 시스템(10)의 데이터 링크 계층부(12)는 OSI(Open System Interconnection) 7 레이어의 제2 계층과 같은 의미로서 본 발명에서의 주된 역할은 송신측(10)의 키패턴을 생성시키는 일이다. 이 때 키패턴의 생성은 정보의 정확성을 검증하기 위해 수신측으로 전송되는 패킷데이터의 부가적(dummy) 데이터에 키패턴을 이용하여 부가적 데이터의 랜덤한 위치에 0이나 1의 값을 삽입하는 것을 말한다.

기지국측 통신 시스템(10)의 모뎀(13)은 에러 검출 프레임과 키패턴을 스크램블 시키며 데이터 발신부(14)는 스크램블된 데이터를 발신한다.

이동 차량측 통신 시스템(20)은 통신의 일반 원리에 의거하여 기지국측 통신 시스템(10)에서의 절차와 반대 과정을 거치는데 데이터 수신부(21)는 스크램블된 데이터를 수신하는 부분이며 통상 통신 장치에서의 튜너에 해당하는 부분이다.

이동 차량측 통신 시스템(20)의 모뎀(22)은 데이터 수신부(21)로부터 스크램블된 데이터를 받아 이를 테스트용 노트북 PC(30)상의 BER 산출 모듈(31)로 전송한다. 노트북 PC(30)내부에는 이 데이터와 송신측과 동일한 키패턴을 이용하여 만들어진 데이터(이는 수신측(20)의 데이터 링크 계층부(23)에서 생성된 후 BER 산출 모듈(31)로 전송된다.)를 서로 배타적 논리합(exclusive OR)시켜 몇 개의 비트가 다른지를 검사하게 된다.

도 2는 수신측에서 발생하는 BER 산출의 흐름도를 도시한 것이다.

통신 포트(port)가 개설되는 제1 단계(S1)는 통상 서버(기지국측 통신 시스템)와 클라이언트(이동 차량측 통신 시스템)의 응용 계층간 통신을 개설하는 의미를 가지고 있으며 '포트를 개설하여 통신한다' 또는 '통신 소켓(socket)을 open 한다'라는 표현을 쓰기도 한다. 환언하면 본 단계(S1)는 데이터 통신을 하기 위한 통로(channel)가 개설되는 단계이다.

송신측의 키패턴에 의해 만들어진 데이터의 수신 여부가 결정되는 제2단계(S2)에서는 제1 단계에서 통신 포트가 개설된 뒤 기지국측 통신 시스템에서 이동 차량측 통신 시스템으로 패킷데이터를 전송하게되면 패킷데이터에는 키패턴에 의해 만들어진 데이터가 스크램블되어 전송되며 이 데이터는 소정의 데이터블럭(통상 프레임이라 불린다)으로 전송되며 이 프레임에는 데이터의 시작과 끝을 알리는 정보를 가지고 있다. 여러개의 프레임이 수신될 때마다 각 프레임에는 다음으로 전송되는 프레임의 유무를 알리는 정보를 포함하며 이동 차량측 통신 시스템은 이 정보를 참조하여 송신측의 키패턴에 의해 만들어진 데이터의 수신 완료를 판단하게 된다.

송신측의 키패턴에 의해 만들어진 데이터와 수신측의 키패턴에 의해 발생한 데이터를 비교하는 제3 단계(S3)에서는 위에서 언급한 바와 같이 이동 차량측 통신 시스템의 모뎀이 데이터 수신부로부터 스크램블된 데이터(송신측의 키패턴에 의해 만들어진 데이터)를 받아 이를 테스트용 노트북 PC상의 BER 산출 모듈로 전송한다. BER 산출 모듈에서는 송신측의 키패턴에 의해 만들어진 데이터와 수신측의 키패턴에 의해 발생한 데이터를 서로 배타적 논리합(exclusive OR)시켜 상기 두 키패턴 사이에 몇 개의 비트가 틀렸는지를 확인할 수 있다.

제3 단계에서의 비교 결과에 근거하여 에러율을 산출하는 제4 단계(S4)는 BER을 수치적으로 검출하고 제5 단계(S5)에서는 그 수치 결과가 노트북 PC상에 디스플레이 되며 제6 단계(S6)는 제2 단계(S2)로 회귀하여 위에서 언급한 절차를 반복 수행하게 되는데 제2 단계에서 송신측의 키패턴에 의해 만들어진 데이터가 수신되지 않았을 경우에는 BER 산출 절차가 종료된다. 이 때 제1 단계에서 제6 단계는수신되는 패킷데이터의 프레임 단위로 수행될 수 있다.

본 발명을 이용하면 다음과 같은 이점이 있다.

배타적 논리합을 이용하여 키패턴의 단순 비교만으로 에러율의 산출이 가능하기 때문에 산출에 소요되는 연산량을 대폭적으로 줄일 수 있으므로 무선 통신 환경의 실시간 테스트가 가능하며 BER 산출 모듈을 윈도우 기반 환경의 프로그램으로 구현하여 이를 노트북 PC상에 설치할 수 있기 때문에 테스트 주체가 이동 중에도 에러율을 산출할 수 있어 종전의 정지 상태에서만 테스트가 가능하고 이동 중의 성능 시험이 이루어지지 않아 성능 테스트의 결과가 실제 이동 무선 통신 환경에서 부정확하게 반영될 확률을 획기적으로 감소시켜 무선 통신 환경의 성능 및 품질을 향상시킬 수 있다.

Claims (4)

1. BER(Bit Error Rate) 산출 모듈을 가진 수신 단말기를 이용하여 무선 통신에서의 비트 오류율을 산출하는 방법에 있어서:

   상기 수신 단말기의 통신 포트(port)가 개설되는 제1 단계;

   상기 수신 단말기가 송신측의 키패턴에 의해 만들어진 데이터의 수신 여부를 확인하는 제2 단계;

   상기 BER 산출 모듈이 상기 수신된 데이터와 상기 수신 단말기측의 키패턴에 의해 발생한 데이터를 비교하는 제3 단계;

   상기 제3 단계에서의 비교 결과에 근거하여 상기 BER 산출 모듈이 BER을 산출하는 제4 단계;

   상기 BER 산출치가 상기 수신 단말기상에 디스플레이 되는 제5 단계;

   상기 제2 단계로 회귀하는 제6 단계를 포함함을 특징으로 하는 무선 통신에서의 비트 오류율 산출 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제3 단계는

   상기 두 키패턴을 배타적 논리합(exclusive OR)을 시켜 이루어짐을 특징으로 하는 무선 통신에서의 비트 오류율 검출 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1 단계 내지 제5 단계는 상기 수신 단말기로 노트북 PC를 사용함으로써 상기 수신 단말기가 이동 중에도 BER을 산출할 수 있음을 특징으로 하는 무선 통신에서의 비트 오류율 검출 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 BER 산출 모듈은 윈도우 환경 기반의 프로그램으로 구현됨을 특징으로 하는 무선 통신에서의 비트 오류율 검출 방법.