JP4575348B2 - Packet error measuring device - Google Patents
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Description
本発明は、ペイロード部に擬似ランダム信号が挿入されて伝送されたパケットのエラーを確実に測定できるようにするための技術に関する。 The present invention relates to a technique for reliably measuring an error of a packet transmitted with a pseudo-random signal inserted in a payload portion.
パケット信号を伝送するネットワークの試験を行うために、ペイロード部に所定次数Nの生成多項式で表される擬似ランダム信号が挿入された試験用のパケットを試験対象の装置あるいはネットワークを介して特定アドレスに送信し、そのアドレスの端末で受信したパケット信号のペイロード部に挿入されている信号の誤りを測定している。 In order to test a network that transmits packet signals, a test packet in which a pseudo-random signal represented by a generator polynomial of a predetermined order N is inserted in a payload portion is sent to a specific address via a device or network to be tested Transmitting and measuring the error of the signal inserted in the payload portion of the packet signal received by the terminal at that address.
この試験用のパケットのペイロード部に挿入される擬似ランダム信号のデータ列が毎回同じで既知であれば、受信側でその既知のデータと受信データとを比較すれば正しく誤り測定を行うことができるが、擬似ランダム信号の符号長(2N−1)に比べて、ペイロード部の長さが短いような場合、ランダム性が損なわれてしまうので、パケット毎に擬似ランダム信号のデータ列が異なるように挿入することが望ましく、その場合には、受信データから比較の基準となる正しいデータ列を求め、これに基づいて後続の参照信号を生成する、所謂同期確定処理が必要となる。 If the data sequence of the pseudo-random signal inserted into the payload portion of the test packet is the same every time and is known, error measurement can be correctly performed by comparing the known data with the received data on the receiving side. However, when the length of the payload portion is shorter than the code length (2 N −1) of the pseudo random signal, the randomness is lost, so that the data sequence of the pseudo random signal is different for each packet. In this case, a so-called synchronization determination process is required in which a correct data string serving as a reference for comparison is obtained from received data, and a subsequent reference signal is generated based on the data string.
即ち、受信側で、N次の生成多項式にしたがったN段のシフトレジスタ回路とEXOR(排他的論理和)回路とからなる参照信号発生器を設けておき、そのN段のシフトレジスタ回路の初期値として測定対象のデータを先頭からNビット分を取り込み、以後、この参照信号発生器から生成多項式にしたがって生成出力される参照信号と測定対象のN+1ビット以降のデータとをビット単位で比較し、Nビット分連続して誤りが発生しない場合に同期が確定したものとして、それ以後に生成される参照信号を正しいものとして、誤り測定を行う。 That is, on the receiving side, a reference signal generator including an N-stage shift register circuit and an EXOR (exclusive OR) circuit according to an N-th generation polynomial is provided, and an initial stage of the N-stage shift register circuit is provided. The data to be measured is taken as N bits from the beginning as a value, and thereafter, the reference signal generated and output from the reference signal generator according to the generator polynomial is compared with the data after the N + 1 bits of the measurement object in bit units, Error measurement is performed by assuming that synchronization is confirmed when no error occurs continuously for N bits, and that a reference signal generated thereafter is correct.
上記のように同期確定してから、誤り測定を行う技術は例えば、次の特許文献1に開示されている。
A technique for performing error measurement after the synchronization is determined as described above is disclosed, for example, in
上記同期確定までの処理で、最初に初期値として取り込んだNビットのデータに誤りが含まれていた場合、後続のデータに誤りがなくてもその比較結果が高い確率で不一致となり、後の誤り測定を正しく行えない。 In the process up to the above confirmation of synchronization, if an error is included in the initial N-bit data taken as an initial value, even if there is no error in the subsequent data, the comparison result is highly inconsistent, and the subsequent error Measurement cannot be performed correctly.
そこで、データ取込処理を再度行い、Nビット分のビット比較を行い、Nビット連続して一致した段階で同期確定したと判断し、以後のデータに対する誤り測定を開始している。 Therefore, the data fetching process is performed again, bit comparisons for N bits are performed, and it is determined that synchronization has been confirmed when N bits are continuously matched, and error measurement for subsequent data is started.
したがって、同期確定するまでに入力されたデータは無効となり、そのデータに対する誤り測定がなされず、ペイロード部の全ビットに対する誤り数を正確に求めることができないという問題が生じる。 Therefore, the data input until the synchronization is determined becomes invalid, and no error measurement is performed on the data, so that the number of errors for all the bits of the payload portion cannot be obtained accurately.
本発明は、この問題を解決し、パケットのペイロード部に挿入されている信号の誤りを、同期確定までに入力されたデータも含めて正確に求めることができるパケットエラー測定装置を提供することを目的としている。 The present invention solves this problem and provides a packet error measuring device that can accurately determine an error in a signal inserted in a payload portion of a packet, including data input until synchronization is determined. It is aimed.
前記目的を達成するために、本発明のパケットエラー測定装置は、
N次の生成多項式にしたがって生成された擬似ランダム信号がペイロード部に挿入されて伝送されたパケット信号を受け、該パケット信号のペイロード部のデータを検出するペイロード検出部(21)と、
前記ペイロード検出部により検出されたデータを入力順にNビット単位で取込み、該取り込んだNビットデータを初期値とし、前記生成多項式にしたがって順方向に参照信号を発生する順方向参照信号発生部(22)と、
前記順方向参照信号発生部から出力される参照信号と前記初期値として取込んだNビットのデータの後に続くデータとを比較する順方向比較部(27)と、
前記順方向参照信号発生部に初期値として取り込まれたNビットデータを初期値として取込み、前記生成多項式にしたがって逆方向に参照信号を発生する逆方向参照信号発生部(30)と、
前記ペイロード検出部により検出されたデータを入力順に記憶するデータ記憶部(35)と、
前記初期値として取込んだNビットデータの前のデータを前記データ記憶部から取込みと逆の順に読み出して、前記逆方向参照信号発生部から出力される参照信号と比較する逆方向比較部(36)と、
前記順方向参照信号発生部に新たなNビットデータが初期設定されてから前記順方向比較部でNビット連続して一致判定が出力されるまでは前記順方向参照信号発生部および前記逆方向参照信号発生部に初期設定されるNビットデータを更新させ、一致判定がNビット連続した場合には同期確定したものとして前記順方向参照信号発生部および前記逆方向参照信号発生部に初期設定されるNビットデータの更新を規制して継続的に参照信号を出力させる制御部(40)と、
前記同期確定した後の前記順方向比較部および前記逆方向比較部の比較結果を有効な誤り判定結果として、前記パケットのペイロード部の全データに対する誤り演算を行う演算処理部(45)とを備え、
前記同期確定後に入力されるデータに対する順方向の誤り判定処理を行いつつ、同期確定前に入力されたデータに対する逆方向の誤り判定処理を並行して行うことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the packet error measurement device of the present invention comprises:
A payload detector (21) that receives a packet signal transmitted by inserting a pseudo-random signal generated in accordance with an Nth generation polynomial into the payload portion and detects data in the payload portion of the packet signal;
A forward reference signal generator (22) that takes data detected by the payload detector in N-bit units in the order of input, uses the fetched N-bit data as an initial value, and generates a reference signal in the forward direction according to the generator polynomial. )When,
A forward comparison unit (27) for comparing a reference signal output from the forward reference signal generation unit with data following the N-bit data captured as the initial value;
A backward reference signal generator (30) for taking N-bit data taken as an initial value in the forward reference signal generator as an initial value, and generating a reference signal in the backward direction according to the generator polynomial;
A data storage unit (35) for storing data detected by the payload detection unit in the order of input;
The previous data of the N-bit data taken-as the initial value is read out in the order of incorporation opposite from said data storage unit, the reverse direction comparing unit for reference signal and comparison output from the backward reference signal generator ( 36)
It said forward reference signal generating portion and the backward reference until a match determination consecutively N bits Ru are output in the forward direction comparing unit from the new N-bit data in the forward direction reference signal generating section is initialized N-bit data initially set in the signal generation unit is updated, and when the coincidence determination continues for N bits, it is initialized in the forward reference signal generation unit and the reverse reference signal generation unit as being determined to be synchronized. A control unit (40) that regulates updating of N-bit data and continuously outputs a reference signal ;
An arithmetic processing unit (45) that performs an error operation on all data in the payload portion of the packet, using the comparison results of the forward comparison unit and the backward comparison unit after the synchronization is determined as an effective error determination result; ,
While performing forward error determination processing on data input after the synchronization is determined, backward error determination processing is performed in parallel on data input before synchronization determination .
上記のように、本発明のパケットエラー測定装置は、順方向比較部において、順方向参照信号発生部から順方向に出力される参照信号とペイロードのデータとの比較結果がNビット連続して一致して同期確定した後は、順方向比較部の比較結果を有効な判定結果とするとともに、同期確定するまでに入力されたデータに対しては、逆方向比較部において、逆方向参照信号発生部が逆方向に発生した参照信号と比較し、これを有効な判定結果としているので、ペイロード部の全データに対する誤り判定を正確に行うことができる。 As described above, in the packet error measurement device of the present invention, the comparison result between the reference signal output in the forward direction from the forward reference signal generation unit and the data in the payload is equal to N bits continuously in the forward comparison unit. After the synchronization is confirmed, the comparison result of the forward comparison unit is set as an effective determination result, and the backward reference signal generation unit is used in the backward comparison unit for the data input until the synchronization is confirmed. Is compared with a reference signal generated in the reverse direction, and this is used as an effective determination result, so that it is possible to accurately determine an error for all data in the payload portion.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明を適用したパケットエラー測定装置20の構成を示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows the configuration of a packet
このパケットエラー測定装置20のペイロード検出部21は、ペイロード部にN次の生成多項式の擬似ランダム信号が挿入されて伝送されたパケット信号Pを受け、そのパケット信号Pからペイロード部のデータDを検出し入力順に出力するとともに、ペイロード部のデータ長等の情報を後述する制御部40へ通知する。
The
このデータDは、順方向参照信号発生部22、逆方向参照信号発生部30およびデータ記憶部35に出力される。
The data D is output to the forward
順方向参照信号発生部22は、後述する制御部40の指示にしたがって、ペイロード検出部21により検出されたデータDを入力順にNビット単位で取込み、その取込んだNビットデータを初期値とし、前記したN次の生成多項式にしたがって順方向に参照信号Rfを発生する。
The forward reference
ここで、順方向参照信号発生部22は、ペイロード検出部21により検出されたデータDに対して連続的且つリアルタイムな処理できるように、例えば図2に示すように構成されている。
Here, the forward
即ち、N次の生成多項式が例えば1+x18+x23の場合(N=23)、その生成多項式にしたがって参照信号(擬似ランダム信号)を生成できるように、シフトクロックCに同期して入力データを順次後段へシフトする2つの23段のシフトレジスタ23a、23bと、その最終段目と所定段(この例では18段)の出力の排他的論理和を求めて初段に帰還するEXOR回路24a、24bと、初期データ取込み用のスイッチ25a、25bと、シフトレジスタ23a、23bの初段に帰還される出力のいずれかを選択的に出力するデータ選択器26を有している。
That is, when the Nth-order generation polynomial is, for example, 1 + x 18 + x 23 (N = 23), the input data is sequentially synchronized with the shift clock C so that the reference signal (pseudo-random signal) can be generated according to the generation polynomial. Two 23-stage shift registers 23a and 23b that shift to the subsequent stage, and EXOR circuits 24a and 24b that obtain exclusive OR of the outputs of the final stage and a predetermined stage (in this example, 18 stages) and feed back to the first stage, , Switches 25a and 25b for initial data fetching, and a
スイッチ25a、25bは、制御部40により制御され、初期データ取込み時にペイロード検出部21から出力されるデータDをシフトレジスタ23a、23bの初段から順次取り込ませ、参照信号発生時にはデータDに代わりEXOR回路24a、24bの出力をシフトレジスタ23a、23bの初段に入力させる。
The switches 25a and 25b are controlled by the
そして、同期が確定するまで、この2つのシフトレジスタ23a、23bに、ペイロード検出部21から出力されるデータDが23ビット単位で交互に初期設定されることになり、データ選択器26は2つのシフトレジスタ23a、23bのうち、初期データの取り込みを行っていない方の出力信号を選択する。
Until the synchronization is established, the data D output from the
このように構成された順方向参照信号発生部22から出力される参照信号Rfは、順方向比較部27に入力され、順方向参照信号発生部22に初期値として最終的に取り込まれたNビットデータの後に続くデータとビット単位で比較される。
The reference signal Rf output from the forward reference
一方、逆方向参照信号発生部30は、順方向参照信号発生部22に初期値として取り込まれたNビットデータを初期値として取込み、前記生成多項式にしたがって逆方向に参照信号Rrを発生する。
On the other hand, the backward
この逆方向参照信号発生部30は、生成多項式が前記した1+x18+x23の場合(N=23)、図3のように、入力データをシフトクロックCに同期して後段にシフトする23段のシフトレジスタ31と、制御部40からの取込み指示を受けてシフトレジスタ31の各段の出力値を逆順に初期値として記憶する23段のシフトレジスタ32と、このシフトレジスタ32の最終段と所定段(この例では23−18=5段目)の出力の排他的論理和をとって初段に帰還するEXOR回路33により構成され、シフトレジスタ32の初段に帰還される信号を、逆方向の参照信号Rrとして出力する。
In the case where the generating polynomial is 1 + x 18 + x 23 (N = 23), the backward
なお、前記した順方向参照信号発生部22においても、この逆方向参照信号発生部30と同様にNビットデータを2つのシフトレジスタ23a、23bに並列に、(ただし順方向に)初期設定する構成を採用してもよい。
In the forward
データ記憶部35は、ペイロード検出部21から出力されるデータDの先頭から、逆方向参照信号発生部30に初期値として最終的に取込まれたデータまでを記憶する。
The
逆方向比較部36は、逆方向参照信号発生部30から出力される参照信号Rrと、その逆方向参照信号発生部30に最後に初期設定されたNビットデータより前のデータをデータ記憶部35から入力順と逆の順で読み出して比較する。
The
制御部40は、ペイロード検出部21からの情報を受けると、順方向比較部27でNビット連続して一致判定が出力されるまで、順方向参照信号発生部22および逆方向参照信号発生部30に初期設定されるNビットデータを更新させ、同期確定したことを演算処理部45に通知する。
When the
演算処理部45は、同期確定後に順方向比較部27および逆方向比較部36から出力される比較結果を有効な誤り判定結果とし、入力されたパケットPのペイロード部の全データに対する誤り演算を行う。
The arithmetic processing unit 45 uses the comparison results output from the
次に、上記構成のパケットエラー測定装置20の動作を図4に基づいて説明する。
例えば、ペイロード検出部21から図4の(a)に示すデータDが出力されたとき、制御部40の指示により、その先頭ビットからNビット目までデータd(1)〜d(N)が、図4の(b)のように順方向参照信号発生部22の一方のシフトレジスタ23aに初期設定され、その後にこのデータd(1)〜d(N)を初期値として前記N次の生成多項式にしたがって次の参照信号r(N+1)、r(N+2)、…が順方向に順次出力され、順方向比較部27において次のNビットデータd(N+1)、d(N+2)、…とそれぞれ比較される。
Next, the operation of the packet
For example, when the data D shown in (a) of FIG. 4 is output from the
また、このNビットデータd(N+1)〜d(2N)は、図4の(c)のように、順方向参照信号発生部22の他方のシフトレジスタ23bに取り込まれ、その後にこれを初期値として順方向の参照信号r(2N+1)、r(2N+2)、…が順次出力され、順方向比較部27において次のNビットデータd(2N+1)、d(2N+2)、…とそれぞれ比較される。
Further, the N-bit data d (N + 1) to d (2N) are taken into the other shift register 23b of the forward
以下、ペイロード部から検出されたデータがNビット単位で2つのシフトレジスタ23a、23bに交互に取り込まれて、それを初期値とする順方向の参照信号Rfが出力され、その取り込まれたNビットデータに続くデータと比較されることになる。この処理は、Nビットデータが初期設定されてから順方向比較部27でNビット連続して一致判定がなされる、即ち、同期確定するまで繰り返される。
Hereinafter, the data detected from the payload portion is alternately fetched into the two shift registers 23a and 23b in units of N bits, and the forward reference signal Rf having the initial value is output, and the fetched N bits It will be compared with the data that follows the data. This process is repeated until the N-bit data is initially set and the
図4の動作例は、4回目に取り込んだNビットデータd(3N+1)〜d(4N)を初期値として順方向に生成した参照信号r(4N+1)〜r(5N)と次のNビットデータd(4N+1)〜d(5N)とが全ビット一致して、図4の(d)のような同期確定信号が演算処理部45に出力された場合のものであり、以後、初期データの更新および参照信号の切り替え処理はなされず、同期確定したときに参照信号を出力していたシフトレジスタ側で以後の参照信号を連続生成させ、その参照信号についての順方向比較部27の比較結果が、データd(5N+1)以降についての有効な判定結果として演算処理部45による誤り率の演算処理がなされる。
In the operation example of FIG. 4, the reference signals r (4N + 1) to r (5N) generated in the forward direction with the N-bit data d (3N + 1) to d (4N) taken in the fourth time as initial values and the next N-bit data This is a case where d (4N + 1) to d (5N) coincide with all bits and a synchronization confirmation signal as shown in (d) of FIG. 4 is output to the arithmetic processing unit 45. Thereafter, the initial data is updated. The reference signal switching process is not performed, and the subsequent reference signal is continuously generated on the shift register side that has output the reference signal when synchronization is determined, and the comparison result of the
一方、図4の(e)、(f)のように、逆方向参照信号発生部30およびデータ記憶部35にも、順方向信号発生部22に取り込まれたNビットデータが順次入力されるが、同期確定するまではその出力および逆方向比較部36の比較結果は無視され、同期確定した段階で逆方向参照信号発生部30に取り込まれているNビットデータ(この例ではd(4N+1)〜d(5N)だが、その前のNビットデータであってもよい)を初期値として逆方向に生成された参照信号r(4N)、r(4N−1)、…が逆方向比較部36に有効な信号として出力される。
On the other hand, as shown in (e) and (f) of FIG. 4, the N-bit data captured by the
逆方向比較部36は、同期確定した段階で、図4の(f)のように、データ記憶部35に記憶されている最後のデータ(この場合d(5N))のNビット前のデータd(4N)から先頭データd(1)まで逆方向に読み出して参照信号Rrと比較する。
When the synchronization is confirmed, the backward
そして、この逆方向比較部36の比較結果は、同期確定までに入力されたデータDについての正しいビット誤り結果として演算処理部45に入力され、演算処理を受ける。
The comparison result of the
演算処理部45は、ペイロード部の先頭ビットから最終ビットまでの全データのうち、データd(5N+1)以後について順方向比較部27から同期確定後に出力される比較結果と、データd(4N)以前について逆方向比較部36から同期確定後に出力される比較結果とに基づいて、全ビットについての誤り数を求め、その誤り率Eを算出する。
The arithmetic processing unit 45 compares the comparison result output after the synchronization is determined from the
なお、上記例で同期確定した段階で取り込まれているNビットデータd(4N+1)〜d(5N)については原理上誤りが無いので、誤り演算では、その誤りの無いNビット分を含めて算出する。 Note that there is no error in principle for the N-bit data d (4N + 1) to d (5N) fetched when the synchronization is confirmed in the above example, so the error calculation includes the N bits without the error. To do.
上記実施形態では、同期確定するまでNビットデータを初期値として取り込むようにしていたが、その取り込み回数を所定回(たとえば2回)に制限し、その所定回の取り込みで同期が確定しない場合には、そのパケット自体が異常なものとして廃棄し、次のパケットに対する誤り測定処理を行うようにしてもよい。 In the above embodiment, the N-bit data is fetched as an initial value until synchronization is confirmed. However, the number of times of fetching is limited to a predetermined number of times (for example, twice), and the synchronization is not confirmed after the predetermined number of times of fetching. May discard the packet itself as being abnormal and perform error measurement processing on the next packet.
また、上記実施形態では、ペイロード部から検出したデータに対して連続的にNビットずつ取り込めるように、順方向参照信号発生部22に、参照信号を連続的に発生させるために2つのシフトレジスタ23a、23bを設けて交互に取り込むように設定していたが、同期確定するまではNビットデータを連続的に取り込む必要はなく、一つのシフトレジスタのみを用いて、たとえばデータd(1)〜d(N)、d(2N+1)〜d(3N)、…というようにNビット分の間を開けて取り込んでもよい。
Further, in the above-described embodiment, two shift registers 23a are used to cause the forward reference
20……パケットエラー測定装置、21……ペイロード検出部、22……順方向参照信号発生部、27……順方向比較部、30……逆方向参照信号発生部、35……データ記憶部、36……逆方向比較部、40……制御部、45……演算処理部
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記ペイロード検出部により検出されたデータを入力順にNビット単位で取込み、該取り込んだNビットデータを初期値とし、前記生成多項式にしたがって順方向に参照信号を発生する順方向参照信号発生部(22)と、
前記順方向参照信号発生部から出力される参照信号と前記初期値として取込んだNビットのデータの後に続くデータとを比較する順方向比較部(27)と、
前記順方向参照信号発生部に初期値として取り込まれたNビットデータを初期値として取込み、前記生成多項式にしたがって逆方向に参照信号を発生する逆方向参照信号発生部(30)と、
前記ペイロード検出部により検出されたデータを入力順に記憶するデータ記憶部(35)と、
前記初期値として取込んだNビットデータの前のデータを前記データ記憶部から取込みと逆の順に読み出して、前記逆方向参照信号発生部から出力される参照信号と比較する逆方向比較部(36)と、
前記順方向参照信号発生部に新たなNビットデータが初期設定されてから前記順方向比較部でNビット連続して一致判定が出力されるまでは前記順方向参照信号発生部および前記逆方向参照信号発生部に初期設定されるNビットデータを更新させ、一致判定がNビット連続した場合には同期確定したものとして前記順方向参照信号発生部および前記逆方向参照信号発生部に初期設定されるNビットデータの更新を規制して継続的に参照信号を出力させる制御部(40)と、
前記同期確定した後の前記順方向比較部および前記逆方向比較部の比較結果を有効な誤り判定結果として、前記パケットのペイロード部の全データに対する誤り演算を行う演算処理部(45)とを備え、
前記同期確定後に入力されるデータに対する順方向の誤り判定処理を行いつつ、同期確定前に入力されたデータに対する逆方向の誤り判定処理を並行して行うことを特徴とするパケットエラー測定装置。 A payload detector (21) that receives a packet signal transmitted by inserting a pseudo-random signal generated in accordance with an Nth generation polynomial into the payload portion and detects data in the payload portion of the packet signal;
A forward reference signal generator (22) that takes data detected by the payload detector in N-bit units in the order of input, uses the fetched N-bit data as an initial value, and generates a reference signal in the forward direction according to the generator polynomial. )When,
A forward comparison unit (27) for comparing a reference signal output from the forward reference signal generation unit with data following the N-bit data captured as the initial value;
A backward reference signal generator (30) for taking N-bit data taken as an initial value in the forward reference signal generator as an initial value, and generating a reference signal in the backward direction according to the generator polynomial;
A data storage unit (35) for storing data detected by the payload detection unit in the order of input;
The previous data of the N-bit data taken-as the initial value is read out in the order of incorporation opposite from said data storage unit, the reverse direction comparing unit for reference signal and comparison output from the backward reference signal generator ( 36)
It said forward reference signal generating portion and the backward reference until a match determination consecutively N bits Ru are output in the forward direction comparing unit from the new N-bit data in the forward direction reference signal generating section is initialized N-bit data initially set in the signal generation unit is updated, and when the coincidence determination continues for N bits, it is initialized in the forward reference signal generation unit and the reverse reference signal generation unit as being determined to be synchronized. A control unit (40) that regulates updating of N-bit data and continuously outputs a reference signal ;
An arithmetic processing unit (45) that performs an error operation on all data in the payload portion of the packet, using the comparison results of the forward comparison unit and the backward comparison unit after the synchronization is determined as an effective error determination result; ,
A packet error measurement apparatus, wherein a forward error determination process is performed on data input after the synchronization is confirmed, and a reverse error determination process is performed on data input before the synchronization is confirmed .
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