DE10133871B4

DE10133871B4 - Bitfehlermeßvorrichtung und -verfahren sowie Aufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE10133871B4
Application number: DE10133871A
Authority: DE
Inventors: Masayuki Tomita
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 2000-07-13
Filing date: 2001-07-12
Publication date: 2008-08-21
Anticipated expiration: 2021-07-13
Also published as: FR2811838A1; CA2352960A1; FR2811838B1; US6931577B2; GB2368504A; GB0116372D0; DE10133871A1; US20020023243A1; GB2368504B

Abstract

Bitfehlermessvorrichtung (40) zum Messen eines Bitfehlers eines Übertragungsnetzes (30), durch das die Übertragung von Paketen mit zu übertragenden Digitaldaten ausgeführt wird, das folgendes umfasst:
– Ein Paketextrahierungsmittel (42) zum Extrahieren eines NULL-Pakets (60), das zur Einstellung einer Übertragungsrate dient und dessen Digitaldaten alle denselben Wert "0" aufweisen sollten, aus allen durch das Übertragungsnetz (30) übertragenen Paketen;
– ein Datenvergleichsmittel (44) zum Vergleichen der Digitaldaten des NULL-Pakets (60) mit Vergleichsdaten, die den Wert "0" der Digitaldaten des NULL-Pakets (60) aufweisen sollten; und
– ein Fehlerbeurteilungsmittel (46) zum Beurteilen der Daten als Fehler, wenn das Ergebnis des Vergleichs eine Unstimmigkeit ist.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Anwendungsbereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft die Messung einer Bit-Fehlerrate bei digitalen Sendungen bzw. Übertragungen.
2. Beschreibung des Standes der Technik
In der EP 0 961 437 A1 ist eine Methode zur Messung der Bitfehlerhäufigkeit in einem zellbasierten Telekommunikationssystem beschrieben. Dabei wird ein erstes Bitmuster an einem ersten Ort des Telekommunikati onssystems erzeugt und von dort an einen zweiten Ort des Telekommunikationssystems übertragen, um dadurch ein übertragenes Bitmuster zu erhalten. Des weiteren wird ein mit dem ersten Bitmuster identisches zweites Bitmuster an dem zweiten Ort erzeugt, wobei das übertragene Bitmuster mit dem zweiten Bitmuster verglichen wird.
Die WO 96/17454 A1 offenbart ein System und ein Verfahren zum Testen der Qualität einer Signalübertragung in einem digitalen Kommunikationssystem, welche in einem digitalen zellularen Kommunikationssystem enthalten sein können, über welches Information über Spreizspektrumkommunikationskanäle ausgetauscht wird. Eine Testsequenz von über den Kommunikationskanal übertragenen digitalen Daten wird von einer Empfängerstation empfangen, in welcher ebenfalls ein Replikat der Testsequenz von digitalen Daten erzeugt wird.
5 veranschaulicht eine Systemkonfiguration, wenn die Messung der Bit-Fehlerrate bei digitalen Sendungen ausgeführt wird.
Um die Messung der Bit-Fehlerrate auszuführen, ist es notwendig, dass ein übertragungsseitiger Übertragungsanalysator 100 ein PRBS (Pseudo-Random Binary Sequence:Pseudo random pattern/Pseudozufallsfolge:Pseudozufallsmuster)-Signal erzeugt. Das PRBS-Signal wird durch einen Modulator 102 moduliert, bevor es zu einem Übertragungsnetz 300 übertragen wird. Das PRBS-Signal, das durch das Übertragungsnetz 300 hindurchgeschickt wird, wird von einem Digitaldemodulator 202 digital demoduliert, um zu dem ursprünglichen PRBS-Signal zurückzukehren. Da jedoch ein Bitfehler auftritt, kehren die digital demodulierten PRBS-Signale nicht genau zu den durch den übertragungsseitigen Übertragungsanalysator 100 erzeugten ursprünglichen PRBS-Signalen zurück. Die PRBS-Signalausgabe durch den Demodulator 202 wird in einen empfangsseitigen Übertragungsanalysator 204 eingegeben. Der empfangsseitige Übertragungsanalysator 204 mißt die Bit-Fehlerrate durch Vergleich der PRBS-Signalausgabe durch den Demodulator 202 mit dem durch den übertragungsseitigen Übertragungsanalysator 100 erzeugten PRBS-Signal in jedem Bit.
Zusammenfassung der Erfindung
Um jedoch die Bit-Fehlerrate zu messen, muss das PRBS-Signal durch das Übertragungsnetz 300 hindurchgeschickt werden. Dementsprechend muss das aktuelle Senden der digitalen Sendung während der Zeit unterbrochen werden, in der das PRBS-Signal durch das Übertragungsnetz 300 hindurchgeschickt wird.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der oben erwähnten Umstände erarbeitet, wobei die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin besteht, eine Vorrichtung usw. bereitzustellen, die dazu in der Lage ist, eine Messung der Bit-Fehlerrate in dem für digitale Sendungen verwendeten Übertragungsnetz während der Zeit durchzuführen, in der das Übertragungsnetz verwendet wird.
Gemäß der in Anspruch 1 beschriebenen vorliegenden Erfindung umfaßt eine Bitfehlermessvorrichtung zum Messen eines Bitfehlers eines Übertragungsnetzes, durch das die Übertragung eines Pakets mit zu übertragenden Digitaldaten ausgeführt wird, folgendes: eine Paketentpackungseinheit zum Entpacken eines Null-Pakets, wobei alle dessen Digitaldaten dieselben Werte aus allen durch das Übertragungsnetz übertragenen Paketen aufweisen sollten; eine Datenvergleichseinheit zum Vergleichen der Digitaldaten des Null-Pakets mit Vergleichsdaten, die den Wert der Digitaldaten des Null-Pakets aufweisen sollten; und eine Fehlerbeurteilungseinheit zum Beurteilen der Daten als Fehler, wenn das Ergebnis des Vergleichs eine Unstimmigkeit ist. Entsprechend einer wie oben beschrieben zusammengesetzten Bitfehlermessvorrichtung umfaßt das Paket ein NULL-Paket, dessen alle zu übertragenden Digitaldaten 0 (Null) zugunsten einer Einstellung der Rate usw. betragen sollen. Die gesamten Digitaldaten des NULL-Pakets sollten 0 betragen, wenn sie durch das Übertragungsnetz übertragen werden. Da jedoch in der Tat der Bitfehler auftritt, erscheinen Bits von 1, und nicht 0, die durch den Bitfehler verursacht werden.
Dementsprechend ist es möglich, zu beurteilen, ob der Bitfehler auf eine solche Art und Weise auftritt, dass ein Vergleich zwischen Vergleichsdaten und einem NULL-Paket während der Entpackung des NULL-Paket durchgeführt wird, wobei alle dessen Daten dieselben Werte aufweisen sollten.
Da es darüber hinaus möglich ist, das NULL-Paket während der Übertragung des Pakets durch das Übertragungsnetz zu entpacken, kann der Bitfehler während der Zeit gemessen werden, in der das Übertragungsnetz verwendet wird.
Gemäß der in Anspruch 2 beschriebenen vorliegenden Erfindung umfaßt ein Bitfehlermessverfahren zum Messen eines Bitfehlers eines Übertragungsnetzes, durch das die Übertragung eines Pakets mit zu übertragenden Digitaldaten ausgeführt wird, folgendes: einen Paketentpackungsschritt zum Entpacken eines NULL-Pakets, wobei alle dessen Digitaldaten dieselben Werte aus allen durch das Übertragungsnetz übertragenen Paketen aufweisen sollten; einen Datenvergleichsschritt zum Vergleichen der Digitaldaten des NULL-Pakets mit Vergleichsdaten, die den Wert der Digitaldaten des NULL-Pakets aufweisen sollten; und einen Fehlerbeurteilungsschritt zum Beurteilen der Daten als Fehler, wenn das Ergebnis des Vergleichs eine Unstimmigkeit ist.
In Anspruch 3 ist ein Computerprogramm angegeben.
Anspruch 4 betrifft ein computerlesbares Medium mit einem Anweisungsprogramm zur Ausführung durch den Computer, zur Durchführung eines Bitfehlermessvorgangs zum Messen eines Bitfehlers eines Übertragungsnetzes, durch das die Übertragung eines Pakets mit zu übertragenden Digitaldaten ausgeführt wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Bitfehlermeßvorrichtung 40 gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
2 ist eine Ansicht, die Inhalte des MPEG-TS (MPEG-Transport Stream/MPEG-Transportstrom) veranschaulicht;
3 ist eine Ansicht, die ein Detail des NULL-Pakets 60 veranschaulicht;
4 ist ein Ablaufdiagramm, das die Vorgänge der Bitfehlermeßvorrichtung 40 gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
5 ist eine Ansicht, die eine Systemkonfiguration veranschaulicht, wenn eine Messung der Bitfehlerrate bei herkömmlichen digitalen Sendungen durchgeführt wird.
Beschreibung der bevorzugten Ausführung
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im folgenden unter Verwendung der dazugehörigen Zeichnungen detailliert beschrieben.
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Bitfehlermeßvorrichtung 40 gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Die Bitfehlermeßvorrichtung 40 gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung ist mit einem NULL-Paket-Entpackungsschaltkreis 42, einem Datenvergleichsabschnitt 44 und einem Fehlerzähler 46 versehen. Darüber hinaus ist die Bitfehlermeßvorrichtung 40 durch die Verwendung eines Übertragungsnetzes 30 mit einem digitalen Sendungssystem zur Übertragung von MPEG TS (Transport Stream/Transportstrom) verbunden.
Das digitale Sendungssystem ist mit einem MPEG-Codierer 10, einem Modulationsabschnitt 12, einem Übertra gungsnetz 30, einem Demodulationsabschnitt 22 und einem MPEG-Decodierer 24 versehen.
Der MPEG-Codierer 10 MPEG-codiert Bilder und Stimmen zu einem Ausgabe-MPEG TS. 2 veranschaulicht Inhalte des MPEG TS. Wie in 2 veranschaulicht, handelt es sich bei dem MPEG TS um Daten, in denen TS-Pakete 50 angeordnet sind. Das TS-Paket 50 weist 188 Bytes auf, wobei die vorderen 4 Bytes einem TS-Header 52 und die verbleibenden 184 Bytes TS-Nutzinformationen 54 entsprechen. Bei dem TS-Header 52 handelt es sich um Daten, die ein Attribut usw. des TS-Pakets 50 angeben. Der TS-Header 52 zeichnet die Paket-ID des TS-Pakets 50 auf. Bei den TS-Nutzinformationen 54 handelt es sich um zu übertragende Digitaldaten.
Der MPEG TS schließt das NULL-Paket 60 aufgrund der Einstellung der Übertragungsrate usw. nach einer Art eines TS-Pakets 50 ein. 3 veranschaulicht Details des NULL-Pakets 60. Außerdem weist das NULL-Paket 60 den Header 62 und die Nutzinformationen 64 auf. Die Paket-ID des NULL-Pakets 60 wird auf 1FFF(HEX) festgelegt, wobei diese Paket-ID im Header 62 aufgezeichnet ist. Die gesamten Daten der Nutzinformationen 64 betragen 0. Daher zeichnen die Nutzinformationen die zu übertragenden Digitaldaten in dem MPEG TS auf, wobei ein Paket, in dem alle zu übertragenden Digitaldaten innerhalb von Nutzinformationen denselben Wert (beispielsweise 0, 1) aufweisen, vorhanden ist. Wenn ein solches Paket als Äquivalenzpaket aufgerufen wird, handelt es sich auch bei dem NULL-Paket 60 um eine Art des Äquivalenzpakets. In bezug auf das Äquivalenzpaket kann auch in Betracht gezogen werden, daß der gesamte Wert der Nutzinformationen wie beim Äquivalenzpaket "1" betragen sollte.
Indem wir uns wieder 1 zuwenden, führt der Modulationsabschnitt 12 eine Digitalmodulation der MPEG TS-Ausgabe aus dem MPEG-Codierer 10 durch, um eine Übertragung zu dem Übertragungsnetz 30 durchzuführen. Mit Übertragungsnetz 30 ist das gesamte Kommunikationsmedium wie Satellitenkommunikation, terrestrische Kommunikation, (CATV) (Kabelfernsehen) usw. gemeint. Der Demodulationsabschnitt 22 führt eine Digitaldemodulation von durch das Übertragungsnetz 30 übertragenen Daten zur Wiederherstellung zu dem MPEG TS durch. Der MPEG-Decodierer 24 decodiert wiederhergestellte MPEG TS zur Wiederherstellung von Bildern, Stimmen in Form von Bildern, Stimmen vor der MPEG-Codierung.
Die mit dem Demodulationabschnitt 22 verbundene Bitfehlermeßvorrichtung 40 empfängt eine Eingabe des MPEG TS. Der NULL-Paket-Entpackungsschaltkreis 42 entpackt das NULL-Paket 60 von dem MPEG TS. Die Paket-ID des NULL-Pakets 60 wird auf 1FFF(HEX) festgelegt, wobei die Paket-ID im Header 62 aufgezeichnet ist. Dementsprechend liest der NULL-Paket-Entpackungsschaltkreis 42 die Paket-ID aus dem Header heraus, und wenn die Paket-ID 1FFF(HEX) beträgt, sieht der NULL-Paket-Entpackungsschaltkreis 42 das NULL-Paket 60 so an, als ob er es entpacken sollte. Darüber hinaus ist es zum Entpacken des Pakets durch Herauslesen der Paket-ID aus dem Header möglich, diesen für die Entpackung des Äquivalenzpakets zu verwenden.
Darüber hinaus wird bei der vorliegenden Ausführung das NULL-Paket zum Messen des Bitfehlers entpackt, wobei es jedoch auch möglich ist, den Bitfehler durch Entpacken des Äquivalenzpakets zu messen.
Der Datenvergleichsabschnitt 44 vergleicht Daten der Nutzinformationen 64 des NULL-Pakets 60 mit Vergleichsdaten "0", die den Wert der Nutzinformationen 64 des NULL-Pakets 60 aufweisen sollten, in jedem einzelnen Bit. Die gesamten Daten der Nutzinformationen 64 sollten "0" betragen, wobei es jedoch auch den Fall gibt, daß die Daten der Nutzinformationen 64 durch den Bitfehler zu "1" und nicht "0" werden. Dementsprechend ist es möglich, den Fehler durch Vergleichen des Bits in jedem einzelnen Bit zu erkennen.
Der Fehlerzähler 46 zählt die Anzahl von Malen des Auftretens des Fehlers, während er die Daten als Fehler beurteilt, wenn ein Vergleich in jedem einzelnen Bit bei dem Datenvergleichsabschnitt 44 eine Unstimmigkeit ergibt. Der Fehlerzähler 46 zählt nämlich die Anzahl von Malen, d. h. wenn die Daten der Nutzinformationen 64 des NULL-Pakets 60 "1" betragen.
Nachfolgend werden die Vorgänge der Bitfehlermeßvorrichtung 40 gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von 4 beschrieben. Zunächst werden Bilder und Stimmen durch den MPEG-Codierer 10 MPEG-codiert, so daß daraus ein MPEG TS wird. Der MPEG TS wird durch den Modulationsabschnitt 12 digital moduliert, wobei dann der digital modulierte MPEG TS zu dem Übertragungsnetz 30 übertragen wird. Die durch das Übertragungsnetz 30 übertragenen Daten werden von dem Demodulationsabschnitt 22 digital demoduliert und dann zu dem MPEG TS wiederhergestellt. Der wiederhergestellte MPEG TS wird weiterhin durch den MPEG-Decodierer 24 zu Bildern und Stimmen wiederhergestellt.
Der wiederhergestellte MPEG TS wird zu dem damit parallelgeschalteten MPEG-Decodierer 24 übertragen, wobei auch der wiederhergestellte MPEG TS zu dem NULL-Paket-Entpackungsschaltkreis 42 übertragen wird und dann der NULL-Paket-Entpackungsschaltkreis 42 den MPEG TS (S10) empfängt.
Der NULL-Paket-Entpackungsschaltkreis 42 liest die Paket-ID aus dem TS-Header 52 des MPEG TS heraus, und dann beurteilt der NULL-Paket-Entpackungsschaltkreis 42, ob es sich bei dem TS-Paket 50 um das NULL-Paket 60 handelt, was davon abhängig ist, ob die Paket-ID 1FFF(HEX) (S12) ist. Wenn es sich bei dem TS-Paket 50 nicht um das NULL-Paket 60 handelt (S12, Nein), kehrt der Vorgang zum Empfang des MPEG TS (S10) zurück. Wenn es sich bei dem TS-Paket 50 um das NULL-Paket 60 handelt (S12, Ja), entpackt der NULL-Paket-Entpackungsschaltkreis 42 das NULL-Paket 60, und der Datenvergleichsabschnitt 44 vergleicht die Daten der Nutzinformationen 64 in jedem Bit mit den Vergleichsdaten "0" (S14). Als ein Ergebnis des Vergleichs zählt der Fehlerzähler diesen als Fehler (S18), wenn die Daten der Nutzinformationen 64 nicht mit den Vergleichsdaten "0" (S16, Nein) übereinstimmen. Dann beurteilt der Datenvergleichsabschnitt 44, ob der Vergleich für das NULL-Paket 60 (S20) abgeschlossen ist. Darüber hinaus beurteilt der Datenvergleichsabschnitt 44 dann, wenn als Ergebnis des Vergleichs zwischen den Daten der Nutzinformationen 64 in jedem Bit und den Vergleichsdaten "0", wenn die Daten der Nutzinformationen 64 mit den Vergleichsdaten "0" übereinstimmen, da dies normal bedeutet, ob der Vergleich für das NULL-Paket 60 abgeschlossen ist, ohne diesen als Fehler (S20) zu zählen.
Wenn der Vergleich für das NULL-Paket 60 (S20, Nein) nicht abgeschlossen ist, wird die Vergleichsposition zur Verlagerung um 1 Bit (S22) veranlaßt, wobei der Vorgang zum Vergleich in jedem einzelnen Bit (S14) zurückkehrt. Wenn der Vergleich des NULL-Pakets 60 (S20, Ja) abgeschlossen ist, erfolgt eine Rückkehr zum Empfang des MPEG TS (S10).
Darüber hinaus endet der zuvor erwähnte Schritt so, daß er die Stromzufuhr der Bitfehlermeßvorrichtung (S24) in einem beliebigen Schritt unterbricht.
Gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung wird der wiederhergestellte MPEG TS von dem Demodulationsabschnitt 22 zu dem damit parallelgeschalteten MPEG-Decodierer 24 übertragen, wobei auch der wiederhergestellte MPEG TS zu dem NULL-Paket-Entpackungsschaltkreis 42 übertragen wird. Wenn der NULL-Paket-Entpackungsschaltkreis 42 den MPEG TS (S10) empfängt, ist eine Messung des Bitfehlers möglich.
Dementsprechend genießt der Benutzer durch den MPEG-Decodierer 24 decodierte Bilder und Musik, wobei gleichzeitig eine Messung des Bitfehlers in Abhängigkeit von der Bitfehlermeßvorrichtung 40 möglich ist. Der Bitfehler kann nämlich während der Zeit der Ausstrahlung der digitalen Sendung gemessen werden.
Darüber hinaus wird bei der oben beschriebenen Ausführung das Äquivalenzpaket als das Paket zum Messen des Bitfehlers verwendet. Es ist jedoch auch vorteilhaft, daß ein Paket, in dessen Nutzinformationen Daten des PRBS-Signals gespeichert sind, als Paket zur Messung des Bitfehlers anstatt des Äquivalenzpakets verwendet werden kann.
Darüber hinaus kann die zuvor erwähnte Ausführung auch auf die später beschriebene Art und Weise verwirklicht werden. Für deren Verwirklichung ist ein Computer mit einer Medienlesevorrichtung notwendig, wobei die Medienlesevorrichtung mit einer CPU, einer Festplatte, einem Medium (Diskette, CD-ROM usw.) und dem Medienaufzeichnungsprogramm zur Verwirklichung jeweils oben beschriebener Abschnitte versehen ist, wobei dann die Medienlesevorrichtung das Lesen eines ein Programm enthaltenden Mediums zur Installation auf der Festplatte ermöglicht. Mit diesem Verfahren kann auch die oben beschriebene Funktion verwirklicht werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich zu beurteilen, ob der Bitfehler auf solche Art und Weise auftritt, daß der Vergleich zwischen dem Äquivalenzpaket und den Vergleichsdaten (wenn das NULL-Paket "0" beträgt) während der Entpackung des Äquivalenzpakets erfolgt, dessen gesamte Digitaldaten denselben Wert wie NULL-Paket usw. aufweisen sollten.
Weiterhin ist das Entpacken des Äquivalenzpakets während der Übertragung des Pakets durch das Übertragungsnetz möglich, da der Bitfehler während der Zeit gemessen werden kann, in der das Übertragungsnetz verwendet wird.

Claims

Bitfehlermessvorrichtung (40) zum Messen eines Bitfehlers eines Übertragungsnetzes (30), durch das die Übertragung von Paketen mit zu übertragenden Digitaldaten ausgeführt wird, das folgendes umfasst: – Ein Paketextrahierungsmittel (42) zum Extrahieren eines NULL-Pakets (60), das zur Einstellung einer Übertragungsrate dient und dessen Digitaldaten alle denselben Wert "0" aufweisen sollten, aus allen durch das Übertragungsnetz (30) übertragenen Paketen; – ein Datenvergleichsmittel (44) zum Vergleichen der Digitaldaten des NULL-Pakets (60) mit Vergleichsdaten, die den Wert "0" der Digitaldaten des NULL-Pakets (60) aufweisen sollten; und – ein Fehlerbeurteilungsmittel (46) zum Beurteilen der Daten als Fehler, wenn das Ergebnis des Vergleichs eine Unstimmigkeit ist.
Bitfehlermessverfahren zum Messen eines Bitfehlers eines Übertragungsnetzes (30), durch das die Übertragung von Paketen mit zu übertragenden Digitaldaten ausgeführt wird, das folgendes umfasst: – Einen Paketextrahierungsschritt zum Extrahieren eines NULL-Pakets (60), das zur Einstellung einer Übertragungsrate dient und dessen Digitaldaten alle denselben Wert "0" aufweisen sollten, aus allen durch das Übertragungsnetz übertragenen Paketen; – einen Datenvergleichsschritt zum Vergleichen der Digitaldaten des NULL-Pakets (60) mit Vergleichsdaten, die den Wert "0" der Digitaldaten des NULL-Pakets (60) aufweisen sollten; und – einen Fehlerbeurteilungsschritt zum Beurteilen der Daten als Fehler, wenn das Ergebnis des Vergleichs eine Unstimmigkeit ist.
Computerprogramm mit Programmcodemitteln um ein Bitfehlermessverfahren gemäß Anspruch 2 durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer ausgeführt wird.
Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Medium gespeichert sind, um ein Bitfehlermessverfahren gemäß Anspruch 2 durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer ausgeführt wird.