KR101384582B1 - 데이터 스트림의 히스토그램 분석을 통한 싱크 패턴 검출기 및 그 검출방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 싱크 패턴을 검출하는 싱크 패턴 검출기와 싱크 패턴 검출방법에 관한 것으로, 데이터 스트림을 미리 결정된 단위길이로 분리하여 복수의 윈도우를 생성하고, 복수의 윈도우를 병렬로 나열하여 매트릭스를 구성하는 단계와, 윈도우의 비트열을 순차적으로 4비트씩 나누어 16진수 포맷으로 변환하는 변환 과정을 수행하는 단계와, 윈도우에서 1비트씩 이동하면서 변환 과정을 반복 수행하는 단계와, 변환된 16진수를 미리 결정된 자릿수로 그룹핑하여 생성된 복수의 시퀀스가 복수의 윈도우 내에서 반복되는 횟수를 카운트하는 단계와, 시퀀스 중 반복되는 횟수가 미리 결정된 임계치를 넘는 시퀀스의 위치를 매트릭스 상에 소정의 표식을 이용하여 표시하는 단계와, 매트릭스 상에 표시된 표식들의 위치를 기초로 표식들을 연결하는 기울기가 동일한 직선을 도출하는 단계 및 직선상의 표식에 매칭되는 윈도우의 비트열을 기초로 싱크 패턴을 검출하는 단계를 포함하며, 프레임 길이, 싱크 패턴의 위치 및 길이에 대한 정보가 주어지지 않은 상태에서도 수신된 데이터 스트림의 이미지화를 통하여 주기성을 파악함으로써 싱크 패턴을 검출할 수 있는 효과가 있다.

Description

데이터 스트림의 히스토그램 분석을 통한 싱크 패턴 검출기 및 그 검출방법{SYNCHRONIZING PATTERN DETECTION APPARATUS BY THE HISTOGRAM ANALYSIS OF DATA STREAM AND METHOD THEREOF}

본 발명은 싱크 패턴 검출기 및 그 검출방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 데이터 스트림에서 프레임 동기를 맞춰주기 위한 싱크 패턴을 검출하는 싱크 패턴 검출기 및 그 검출방법에 관한 것이다.

데이터가 비트열로 변환되어 직렬로 전송되는 데이터 스트림은 프레임 단위로 구분될 수 있으며, 각 프레임에는 프레임 간 동기화를 위한 싱크 패턴이 삽입된다. 싱크 패턴은 프레임마다 동일한 위치에 존재하는 것이 일반적이다.

이러한 싱크 패턴을 신속하고 정확하게 검출하는 것은 데이터를 처리하거나 데이터를 분석하는데 있어서 필수적으로 요구되는 사항으로, 싱크 패턴을 검출하는 방법에 대해서 많은 연구가 이루어졌으며, 이를 토대로 다양한 방법들이 소개되었으며, 데이터 스트림의 상호 상관관계(Correlation)를 기초로 싱크 패턴을 검출하는 방법이 제안된 바 있다.

이러한 비트(bit) 상관관계를 통하여 싱크 패턴을 검출하는 방법은 수신한 데이터의 정보가 알려진 경우에는 비교적 짧은 시간 안에 싱크 패턴을 검출할 수 있는 장점이 있다.

그러나 미상의 신호를 수신할 때와 같이 수신한 데이터에 대한 정보가 부족한 경우, 다시 말해서, 프레임의 길이, 프레임 내 싱크 패턴의 위치, 싱크 패턴의 길이 등이 알려지지 않은 경우에 상관관계를 통해 싱크 패턴을 검출하기 위해서는, 프레임의 처음부터 끝까지 한 비트씩 이동하면서 상관관계를 모두 구하고, 추정되는 싱크 패턴의 길이에 따라 단위를 변화시켜가면서 반복적으로 상관관계를 구해야 하므로 연산이 더욱 복잡해지게 된다.

결과적으로 프레임 길이, 프레임 내 싱크 패턴의 위치, 싱크 패턴의 길이 등과 같은 사전적 정보를 알지 못하는 불특정 신호의 수신시 종래의 상관관계를 통한 검출방법은 시간이 많이 소요되고, 연산 측면에서도 비효율적이다. 이는 국방분야, 항공분야 등 신속한 데이터 분석 및 처리가 요구되는 분야에서는 매우 치명적일 수 있다.

또한, 종래의 상관관계를 통한 검출방법은 오류환경 즉, 데이터 스트림의 일부가 전송되지 못한 경우 상관관계를 구할 수 없어 싱크 패턴을 검출하지 못하는 한계가 있었다.

미국등록특허 제05148453호(1992.09.15.) 한국등록특허 제10-0253809호(2000.01.26.)

이에 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명의 목적은, 수신 데이터에 대한 정보가 충분치 않은 상태에서도 싱크 패턴을 쉽게 검출할 수 있고, 오류환경에서도 싱크 패턴 검출이 가능한 싱크 패턴 검출기 및 그 검출방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 데이터 스트림의 히스토그램 분석을 통한 싱크 패턴 검출기에 따르면, 싱크 패턴 검출기의 데이터 수신부를 통하여 수신된 데이터 스트림으로부터 싱크 패턴을 검출하는 싱크 패턴 검출방법에 있어서, 데이터 스트림을 미리 결정된 단위길이로 분리하여 복수의 윈도우을 생성하고, 복수의 윈도우를 병렬로 나열하여 매트릭스를 구성하는 매트릭스 구성 단계와, 윈도우의 비트열을 순차적으로 4비트씩 나누어 16진수 포맷으로 변환하는 변환 과정을 수행하는 변환단계와, 윈도우에서 1비트씩 이동하면서 변환 과정을 반복 수행하는 반복수행단계와, 변환된 16진수를 미리 결정된 자릿수로 그룹핑하여 생성된 복수의 시퀀스가 복수의 윈도우 내에서 반복되는 횟수를 카운트하는 카운트단계와, 시퀀스 중 반복되는 횟수가 미리 결정된 임계치를 넘는 시퀀스의 위치를 매트릭스 상에 소정의 표식을 이용하여 표시하는 표시단계와, 매트릭스 상에 표시된 표식들의 위치를 기초로 표식들을 연결하는 기울기가 동일한 직선을 도출하는 직선도출단계 및 직선상의 표식에 매칭되는 윈도우의 비트열을 기초로 싱크 패턴을 검출하는 검출단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 싱크 패턴 검출방법을 제공한다.

본 발명의 하나의 측면에 의하면, 매트릭스 상에 표시된 표식 중 직선상에 위치하지 않는 표식을 제외시키는 표식제거단계를 더 포함할 수 있으며, 매트릭스의 너비를 변화시키면서 직선상에 위치하지 않는 표식을 제외시킬 수 있으며, 검출된 싱크 패턴 간의 간격을 기초로 데이터 스트림의 프레임 길이를 도출하는 길이도출단계를 더 포함할 수 있으며, 단위길이가 실제 프레임길이와 동일하면, 직선도출단계에서 수직선이 도출될 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 데이터 스트림의 히스토그램 분석을 통한 싱크 패턴 검출방법에 따르면, 데이터 수신부를 통하여 수신된 데이터 스트림으로부터 싱크 패턴을 검출하는 싱크 패턴 검출기에 있어서, 데이터 스트림의 히스토그램을 분석하기 위하여 데이터 스트림을 미리 결정된 단위길이로 분리하여 복수의 윈도우를 생성하고, 복수의 윈도우를 병렬로 나열하여 매트릭스를 구성하는 매트릭스 구성부와, 윈도우의 비트열을 4비트씩 나누어 16진수 포맷으로 변환하는 변환 과정을 1비트씩 순차적으로 이동하면서 반복 수행하는 포맷 변환부와, 변환된 16진수를 미리 결정된 자릿수로 그룹핑하여 생성된 복수의 시퀀스가 복수의 윈도우 내에서 반복되는 횟수를 카운트하는 빈도 산출부와, 시퀀스 중 반복되는 횟수가 미리 결정된 임계치를 넘는 시퀀스의 위치를 매트릭스 상에 소정의 표식을 이용하여 표시하고, 매트릭스 상의 표식들을 연결하는 기울기가 동일한 직선을 도출하는 직선 산출부 및 도출된 직선상의 표식에 매칭되는 윈도우의 비트열을 기초로 싱크 패턴을 검출하는 싱크 패턴 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 싱크 패턴 검출기를 제공한다.

본 발명의 하나의 측면에 의하면, 직선 산출부는 매트릭스의 너비를 변화시키면서 직선상에 위치하지 않는 표식을 제외시킬 수 있으며, 싱크 패턴 검출부는 검출된 싱크 패턴 간의 간격을 기초로 데이터 스트림의 프레임 길이를 도출할 수 있으며, 단위길이가 실제 프레임길이와 동일하면, 직선 산출부에서 수직선이 도출될 수 있다.

이러한 본 발명에 따른 데이터 스트림의 히스토그램 분석을 통한 싱크 패턴 검출기 및 그 검출방법에 의하면, 프레임 길이, 싱크 패턴의 위치 및 길이에 대한 정보가 주어지지 않은 상태에서도 수신된 데이터 스트림으로부터 싱크 패턴의 후보점 위치를 이미지화 하고, 이미지 내 직선상에 위치하는 후보점을 파악함으로써 싱크 패턴을 검출할 수 있는 효과가 있다.

또한, 데이터 스트림의 일부가 수신되지 않는 등 데이터 수신에 에러가 발생한 상황에서도 검출된 직선의 기술기는 변하지 않기 때문에 주기성을 발견할 수 있으므로 오류환경에서도 싱크 패턴을 검출할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 데이터 스트림의 히스토그램 분석을 통한 싱크 패턴 검출기의 개요도,
도 2는 본 발명의 일 실시예의 데이터 스트림의 히스토그램 분석을 통한 싱크 패턴 검출방법의 절차도,
도 3은 도 2의 데이터 스트림의 히스토그램 분석을 통한 싱크 패턴 검출방법을 따라 생성되는 매트릭스의 예시도,
도 4는 도 2의 데이터 스트림의 히스토그램 분석을 통한 싱크 패턴 검출방법의 변환과정의 예시도,
도 5는 도 2의 데이터 스트림의 히스토그램 분석을 통한 싱크 패턴 검출방법의 시퀀스 카운트 결과의 히스토그램의 예시도,
도 6은 도 2의 데이터 스트림의 히스토그램 분석을 통한 싱크 패턴 검출방법의 임계치의 변화에 따른 그래프의 예시도,
도 7은 도 2의 데이터 스트림의 히스토그램 분석을 통한 싱크 패턴 검출방법에 따라 도출된 직선의 그래프의 예시도,
도 8은 도 2의 데이터 스트림의 히스토그램 분석을 통한 싱크 패턴 검출방법에 따라 시퀀스를 카운트한 결과의 예시도이다.

본 명세서에서 기재하는 싱크 패턴은 데이터 스트림의 프레임 간 동기화를 위해 각각의 프레임마다 일정한 위치에 삽입되는 비트열을 의미한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 데이터 스트림의 히스토그램 분석을 통한 싱크 패턴 검출기의 개요도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 싱크 패턴 검출기는 데이터 수신부를 통하여 수신된 데이터 스트림으로부터 싱크 패턴을 검출하기 위한 것으로, 데이터 스트림을 미리 결정된 단위길이로 분리하여 복수의 윈도우를 생성하고, 복수의 윈도우를 병렬로 나열하여 매트릭스를 구성하는 매트릭스 구성부(10)와, 윈도우의 비트열을 16진수 포맷으로 변환하는 변환 과정을 1비트씩 순차적으로 이동하면서 반복 수행하는 포맷 변환부(20)와, 변환된 16진수를 미리 결정된 자릿수로 그룹핑하여 생성된 복수의 시퀀스가 복수의 윈도우 내에서 반복되는 횟수를 카운트하는 빈도 산출부(30)와, 시퀀스 중 반복되는 횟수가 미리 결정된 임계치를 넘는 시퀀스의 위치를 매트릭스 상에 표시하고, 표식들을 연결하는 기울기가 동일한 직선을 도출하는 직선 산출부(40) 및 도출된 직선상의 표식에 매칭되는 윈도우의 비트열을 기초로 싱크 패턴을 검출하는 싱크 패턴 검출부(50)를 포함한다.

매트릭스 구성부(10)는 데이터 수신부(미도시)를 통해 수신된 데이터 스트림(Data Stream)을 미리 결정된 소정의 단위길이로 분리하여 복수의 윈도우(Window)를 생성하고, 복수의 윈도우를 나열하여 매트릭스를 구성할 때, 수신된 데이터 스트림의 프레임 길이에 대한 정보가 사전에 알려져 있는 경우에는 그 프레임의 길이를 단위길이로 적용하여 분리할 수 있을 것이나, 프레임 길이를 알지 못하는 경우에도 임의의 길이로 분리하여 윈도우를 생성할 수 있다.

매트릭스 구성부(10)에 의하여 형성되는 매트릭스는 후술하는 바와 같이 싱크 패턴으로 인한 주기성을 판단하기 위하여 데이터 스트림을 이미지화하여 나타낼 때 일종의 좌표계 역할을 수행한다.

포맷 변환부(20)는 윈도우의 데이터 스트림을 4비트씩 나누고, 나눠진 4비트를 각각 16진수 포맷으로 변환하는 변환과정을 1비트씩 순차적으로 이동하면서 반복 수행한다. 예컨대, 윈도우의 데이터 스트림의 일부가 [1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1]와 같은 비트열을 가진다고 할 때, 이를 16진수 포맷으로 변환하면 faf3이 된다. 이와 같은 변환 과정을 1비트씩 순차적으로 이동하면서 반복 수행한다. 위의 비트열에서 1비트 이동하면 두 번째 1을 시작점으로 변환 과정을 수행하게 될 것이다.

포맷 변환부(20)는 위와 같은 과정을 생성된 복수의 윈도우에 대해서 수행한다. 이때, 생성된 모든 윈도우에 대해서 수행할 수도 있겠으나, 주기성을 파악할 수 있는 최소한의 데이터 스트림의 양을 구하고, 이에 대해서만 수행하도록 할 수도 있을 것이다. 한편, 최소한의 데이터 스트림의 양은 데이터의 특성, 데이터 수신환경 등을 고려하여 실험적으로 결정될 수 있다.

빈도 산출부(30)는 포맷 변환부(20)를 통하여 변환된 16진수를 소정의 자릿수로 그룹핑하여 생성되는 시퀀스가 복수의 윈도우 내에서 반복되는 횟수를 카운트한다. 이때, 빈도 산출부(30)가 그룹핑하는 자릿수는 예컨대, 4자리가 될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 만약, 4자리씩 그룹핑이 된다면 변환된 faf3은 하나의 시퀀스를 형성하게 될 것이다. 빈도 산출부(30)는 복수의 윈도우를 순회하면서 각각의 시퀀스의 반복횟수를 카운트한다.

싱크 패턴은 프레임의 동기화를 위하여 모든 프레임에 동일한 비트열로 삽입되는 것이므로 싱크 패턴을 형성하는 시퀀스가 데이터 스트림 내에서 많은 반복횟수를 가지게 되는 것을 예상할 수 있다. 본 발명에 따른 싱크 패턴 검출기는 이와 같은 사실을 이용하여 반복되는 횟수가 높은 시퀀스를 기초로 싱크 패턴 후보군을 구한다.

직선 산출부(40)는 복수의 윈도우에서 반복되는 횟수가 미리 결정된 기준치를 상회하는 시퀀스의 위치를 매트릭스 상에 소정의 표식을 이용하여 표시하고, 매트릭스 상에 표시된 표식을 서로 연결하는 직선을 도출한다. 표식은 위치를 표시하기 위한 일종의 마커(marker)의 역할을 수행하므로 특정한 형식에 구애되지 않으며, 예컨대, 점으로 시퀀스의 위치를 나타낼 수 있다. 매트릭스 상에 표시된 표식들은 싱크 패턴을 구성하는 비트열로 판단될 가능성이 있는 후보군이 된다.

한편, 매트릭스 상에서 직선을 도출할 때 적용되는 알고리즘의 일 예로서 허프 변환(Hough Transform) 알고리즘을 들 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 허프 변환 알고리즘은 공지의 알고리즘이므로 설명의 간략화를 위해 상세한 설명은 생략한다.

또한, 직선 산출부(40)는 매트릭스 상에서 직선상에 위치하지 않는 표식들을 제외시킬 수 있다. 즉, 싱크 패턴은 프레임마다 같은 위치에 삽입되므로 매트릭스 상에서 싱크 패턴의 위치를 서로 연결하면 일정한 기울기를 갖는 직선상에 위치하게 된다. 반면에 싱크 패턴은 아니나 싱크 패턴과 동일한 시퀀스를 가지는 데이터 워드는 일정한 계연성을 가지면서 존재하는 싱크 패턴과는 달리 매트릭스 상에 산발적으로 존재한다. 이러한 위치는 싱크 패턴이 아니므로 이를 제외시켜 싱크 패턴만을 선별하는 것이다.

싱크 패턴 검출부(50)는 직선 산출부(40)에서 도출된 직선상의 표식에 매칭되는 윈도우의 비트열을 기초로 싱크 패턴을 검출한다. 또한, 싱크 패턴은 프레임 마다 일정한 위치에 삽입되므로 싱크 패턴 간의 간격은 일정한 길이를 갖는다. 따라서, 싱크 패턴 검출부(50)는 검출된 싱크 패턴 간의 간격을 기초로 데이터 스트림의 실제 프레임 길이를 도출할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예의 데이터 스트림의 히스토그램 분석을 통한 싱크 패턴 검출방법의 절차도이고, 도 3 내지 도 8은 위의 과정을 설명하기 위하여 각 단계에 따라 도식화하여 나타낸 예시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 싱크 패턴 검출방법은, 매트릭스 구성단계(S10), 최초변환단계(S11), 반복수행단계(S13), 카운트단계(S15), 표시단계(S17), 직선도출단계(S19), 검출단계(S20)를 포함한다.

매트릭스 구성단계(S10)에서는 비트열로 구성되는 데이터 스트림(Data Stream)을 미리 결정된 소정의 단위길이로 분리하여 복수의 윈도우를 생성하고, 생성된 윈도우를 나열하여 매트릭스를 구성한다. 앞서 설명한 바와 같이 데이터 스트림의 프레임 길이를 사전에 알고 있는 경우에는 그 프레임의 길이를 단위 길이로 적용하여 분리할 수 있으며, 프레임 길이가 알려지지 않은 경우에도 임의의 길이로 분리 가능하다.

매트릭스의 형성은 생성된 윈도우를 병렬로 나열하여 이루어진다. 매트릭스는 도 3에 도시된 바와 같이 단위길이(L)로서 길이가 서로 동일한 복수의 윈도우를 종방향으로 순차적으로 누적하여 생성할 수 있다.

최초변환단계(S11)에서는 윈도우 내 데이터 스트림을 순차적으로 4비트씩 나누어 16진수 포맷으로 변환하는 변환과정이 수행 된다.

반복수행단계(S13)에서는 이러한 변환과정이 1비트씩 이동하면서 반복수행 된다.

도 4는 변환과정의 예시도로써, 매트릭스 구성부(10)에 의하여 생성된 복수의 윈도우 중 임의의 윈도우 n에 대하여 변환과정을 수행하는 과정을 도식적으로 나타낸 것이다.

설명의 편의상 16 비트(bit)를 16진수 형태로 변환하는 것을 예로 들면, 윈도우 n의 처음 데이터 스트림이 [1 1 1 1/1 0 1 0/1 1 1 1/0 0 1 1]이므로 이를 4비트씩 나누어 변환하면 ffa3이 되고, 1비트 시프트(shift)하여 변환과정을 수행하면 도 4와 같이 [1 1 1 1/0 1 0 1/1 1 1 0/0 1 1 0]을 변환하여 f5e6이 된다.

이와 같이 1비트씩 시프트하면서 16진수 형태로 변환하는 과정을 복수의 윈도우에 대하여 수행한다.

카운트단계(S15)에서는 복수의 윈도우를 순회하면서 16진수로 표현되는 시퀀스가 복수의 윈도우 상에서 반복되는 횟수를 카운트(Count)한다. 시퀀스는 변환된 16진수를 소정의 자릿수로 그룹핑(Grouping)한 것이다.

한편, 16진수로 변환시키는 최초변환단계(S11)와 반복수행단계(S13)와 시퀀스를 카운트하는 카운트단계(S15)는 순차적으로 진행될 수도 있지만, 16진수로 변환하면서 실시간으로 생성되는 시퀀스를 카운트하도록 설계될 수도 있다.

도 5는 시퀀스 카운트 결과의 히스토그램의 예시도이다. 참고로 도 5는 4바이트를 그룹핑하여 생성되는 시퀀스를 카운트한 결과이다.

도 5와 같이 복수의 윈도우 상에서 시퀀스의 빈도값 산출이 완료되면, 빈도값이 미리 결정된 소정의 임계치를 넘는 시퀀스의 위치를 매트릭스 상에 대응되는 위치에 표시하는 표시단계(S17)가 수행된다. 이때, 상술한 바와 같이 점으로 표시할 수도 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 매트릭스를 비트(bit)라는 픽셀(pixel)로 이루어진 격자형태로 보아 픽셀에 색을 칠하여 표시하는 등 다양한 표식이 이용될 수 있다.

한편, 임계치는 싱크 패턴으로 판단될 수 있는 싱크 패턴 후보군을 결정하기 위한 기준치로서, 임계치는 예상되는 싱크 패턴의 길이를 고려하여 결정될 수도 있으며, 실험적으로 결정될 수도 있다. 즉, 싱크 패턴에 해당하는 시퀀스의 빈도횟수가 가장 많을 것이라는 가정하에, 카운트된 빈도횟수가 많은 순위대로 싱크 패턴의 길이로 예상되는 최대길이를 고려하여 싱크 패턴 후보군을 취하거나, 시퀀스의 빈도횟수가 정규분포를 따른다고 가정하여 표준편차를 고려하여 취할 수도 있다.

도 6은 임계치의 변화에 따른 그래프의 예시도로써, 임계치의 변화에 따라 매트릭스에 나타나는 표식의 추이를 살펴보기 위한 도면이다.

참고로 도 6은 발생빈도가 가장 많은 시퀀스의 개수를 기준으로 각각 25%이상, 50%이상, 84%이상의 빈도횟수를 가지는 시퀀스의 위치를 매트릭스 상에 나타낸 것이다.

좀더 정확히는, 복수의 윈도우상에서 가장 많이 등장한 시퀀스의 횟수가 100번이라면, 각각 25번 이상, 50번 이상, 84번 이상 등장한 시퀀스의 위치를 표시한 것이다.

도 6을 참조하면, 25%이상에서는 주기성을 판단하기 힘들 정도로 노이즈가 많이 있으나, 84%이상으로 가면 직선을 도출할 수 있을 정도로 점차 그 주기성이 명확해지는 것을 확인할 수 있다.

표시단계(S17) 이후 수행되는, 직선도출단계(S19)에서는 매트릭스 상에 표시된 표식들의 위치를 연결한 직선을 도출한다. 이때, 도출되는 직선은 하나 이상일 수 있으며, 도출된 복수의 직선은 기울기가 동일하고 원점으로부터 거리가 일정한 간격으로 위치될 것이다.

한편, 본 발명은 매트릭스 상에 표시된 표식 중 직선상에 위치하지 않는 표식을 제외시키는 표식제거단계를 더 포함한다.

반복되는 횟수가 임계치를 넘어 매트릭스 상에 표시는 되었으나 모든 윈도우에 등장하지 않거나 주기성에 어긋나는 시퀀스가 있을 수 있다.

이는 싱크 패턴을 구성하는 시퀀스는 아니지만, 데이터 스트림에서 많이 반복되는 워드에 해당하므로 직선 도출시 제외시켜도 싱크 패턴을 검출하는데 무방하다.

따라서, 직선 도출시 매트릭스 상의 표식 중 직선상에 위치하지 않는 표식을 제외할 수 있다.

이때, 매트릭스의 너비(Width)를 변화시키면서 직선상에 위치하지 않는 표식을 제외할 수 있다. 매트릭스의 너비를 변화시키면 실질적으로 주기성을 가지는 표식은 너비의 변화에 불구하고 변함없이 주기성을 가지지만, 외관상으로만 주기성을 가지는 것처럼 보였던 표식은 이에서 벗어나는 곳에 위치하게 되기 때문이다.

한편, 도출되는 직선의 기울기는 매트릭스 형성시 적용되었던 단위길이(L)와 데이터 스트림의 실제 프레임 길이(N)의 차이에 따라 달라진다.

다음에서 도 7을 참조하여 도출되는 직선의 예를 살펴본다. 도 7의 (a)는 단위길이(L)와 실제 프레임 길이(N)가 동일할 때, (b)는 양 길이가 불일치하였을 때 도출되는 직선을 각각 도시한 것이다.

양 길이가 일치하는 경우, 생성된 윈도우마다 동일한 위치에 싱크 패턴이 위치하므로 도 7의 (a)와 같은 수직선 형태가 도출된다.

반면에 양 길이가 일치하지 않는 경우에는 생성된 윈도우마다 동일한 위치에 싱크 패턴이 위치하지 않으므로 도 7의 (b)와 같이 소정의 기울기를 갖는 직선이 도출되게 된다.

단, 두 경우 모두 싱크 패턴 간의 간격은 동일하므로 하나의 매트릭스에서 도출되는 복수의 직선의 기울기는 모두 동일한 값을 가진다.

이와 같이 본 발명의 일 실시예는 프레임 길이, 싱크 패턴의 위치나 길이에 대한 정보가 주어지지 않은 상태에서도 동일한 위치에 같은 비트열로 삽입되는 싱크 패턴의 특성상 주기성을 가지는 점을 이용하여 쉽게 싱크 패턴을 검출할 수 있는 효과가 있다.

도 8은 시퀀스를 카운트한 결과의 예시도로써, 시퀀스의 카운트 결과에 따라 매트릭스에 표시하고, 직선을 도출하는 일련의 과정을 설명하기 위하여 도식화한 것이다. 참고적으로 도 8은 변환된 16진수를 4자리씩 그룹핑하여 이루어진 시퀀스를 카운트한 결과이다.

도 8을 참조하면, 임계치가 20이라고 가정할 때 복수의 시퀀스 중 75C8의 위치가 매트릭스 상에 점으로 표시되는 모습을 보여준다.

다만, 표시결과 직선상에 위치하지 않는 점이 존재할 수 있다. 이는 프레임의 일정한 위치에 삽입되는 싱크 패턴에 해당하지 않으므로 직선 도출시 제외할 수 있다.

도출된 직선이 소정의 기울기를 가지므로 프레임 생성시 적용된 단위길이(L)와 실제 프레임 길이(N)가 일치하지 않음을 알 수 있다.

한편, 도 8에서는 설명의 편의상 하나의 시퀀스만 임계치를 넘는 경우를 상정했으나, 실제 환경에서는 임계치를 넘는 시퀀스가 복수개 존재할 수 있다.

예를들어, 싱크 패턴의 길이가 30bit인 경우를 가정하여 설명하면, 임계치를 넘는 4자리씩 그룹핑된 시퀀스가 최소 15개 존재할 수 있고, 이를 매트릭스 상에 표시하면 연속되는 자리에 위치하게 된다. 연속되는 비트열이기 때문이다.

따라서, 위와 같이 점을 표식으로 매트릭스에 나타낸다면 연속적인 점이 되어 일종의 선분형태를 가지게 되며, 이러한 선분형태가 복수의 윈도우에 반복적으로 나타나게 되므로 이를 기초로 주기성을 찾을 수 있다.

직선도출단계(S19)에서 직선이 도출된 이후, 직선상의 표식에 매칭되는 비트열을 기초로 싱크 패턴을 검출하는 검출단계(S21)가 수행된다.

검출단계(S21)에서는 직선을 구성하는 점들간의 거리로 프레임 길이를 구하고, 직선을 구성하는 하나 이상의 연속된 점들의 집합으로 싱크패턴을 구한다.

도 8에서는 75C8의 위치가 주기성을 가지므로 싱크 패턴임을 알 수 있고, 이에 대응하는 위치와 비트열(0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0)을 기초로 싱크 패턴의 위치와 싱크 패턴을 검출할 수 있다.

본 발명은 검출된 싱크 패턴 간의 거리를 기초로 데이터 스트림의 프레임 길이(N)를 계산하는 길이도출단계를 더 포함한다.

위에서 설명한 단계는 상황에 따라 적절히 수정 또는 추가될 수 있다. 예컨대, 구해진 프레임 길이(N)와 싱크 패턴이 실제와 부합하는지 검증을 수행하는 단계가 더 추가될 수 있다.

한편, 데이터 송수신 환경에 이상이 발생하여 데이터 일부가 수신되지 않은 경우가 발생할 수 있다. 이때 종래의 상관관계를 통한 검출방법은 데이터 일부가 수신되지 않으면 상관관계를 구할 수 없어 싱크 패턴을 검출하는데 어려움이 있었으나, 본 발명에 따른 싱크 패턴 검출방법에 의하면 데이터의 일부가 수신되지 않아도 매트릭스 상에 도출된 직선의 기울기는 일정하게 나타나므로, 이에 근거하여 싱크 패턴을 검출할 수 있게 된다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 싱크 패턴 검출기 및 싱크 패턴 검출방법에 따르면 프레임 길이, 삽입된 싱크 패턴에 대한 정보가 알려지지 않은 경우에도 수신된 데이터 스트림의 이미지화를 통하여 주기성을 가지는 싱크 패턴을 쉽게 검출할 수 있으며, 오류환경에서도 싱크 패턴 검출이 가능하므로 군사적인 용도를 비롯한 다양한 분야에서 활용가치가 높음을 알 수 있다.

비록 본 발명의 몇몇 실시예가 앞서 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다.

그러므로 본 발명의 보호범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해져야 할 것이다.

10 : 매트릭스 구성부 20 : 포맷 변환부
30 : 빈도 산출부(히스토그램분석부) 40 : 직선 산출부
50 : 싱크 패턴 검출부
S10: 매트릭스 구성 단계 S11: 변환단계
S13: 반복수행단계 S15: 카운트단계
S17: 표시단계 S19: 직선도출단계
S21: 검출단계

Claims (9)

1. 싱크 패턴 검출기의 데이터 수신부를 통하여 수신된 데이터 스트림으로부터 싱크 패턴을 검출하는 싱크 패턴 검출방법에 있어서,
   상기 데이터 스트림을 미리 결정된 단위길이로 분리하여 복수의 윈도우을 생성하고, 상기 복수의 윈도우를 병렬로 나열하여 매트릭스를 구성하는 매트릭스 구성 단계;
   상기 윈도우의 비트열을 순차적으로 4비트씩 나누어 16진수 포맷으로 변환하는 변환 과정을 수행하는 변환단계;
   상기 윈도우에서 1비트씩 이동하면서 상기 변환 과정을 반복 수행하는 반복수행단계;
   변환된 16진수를 미리 결정된 자릿수로 그룹핑하여 생성된 복수의 시퀀스가 상기 복수의 윈도우 내에서 반복되는 횟수를 카운트하는 카운트단계;
   상기 시퀀스 중 상기 반복되는 횟수가 미리 결정된 임계치를 넘는 시퀀스의 위치를 상기 매트릭스 상에 소정의 표식을 이용하여 표시하는 표시단계;
   상기 매트릭스 상에 표시된 표식들의 위치를 기초로 상기 표식들을 연결하는 기울기가 동일한 직선을 도출하는 직선도출단계; 및
   상기 직선 상의 표식에 매칭되는 상기 윈도우의 비트열을 기초로 싱크 패턴을 검출하는 검출단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 싱크 패턴 검출방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 매트릭스 상에 표시된 표식 중 상기 직선 상에 위치하지 않는 표식을 제외시키는 표식제거단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 싱크 패턴 검출방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 매트릭스의 너비를 변화시키면서 상기 직선 상에 위치하지 않는 표식을 제외시키는 것을 특징으로 하는 싱크 패턴 검출방법.
4. 제1항에 있어서,
   검출된 상기 싱크 패턴 간의 간격을 기초로 상기 데이터 스트림의 프레임 길이를 도출하는 길이도출단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 싱크 패턴 검출방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 단위길이가 실제 프레임길이와 동일하면, 상기 직선도출단계에서 수직선이 도출되는 것을 특징으로 하는 싱크 패턴 검출방법.
6. 데이터 수신부를 통하여 수신된 데이터 스트림으로부터 싱크 패턴을 검출하는 싱크 패턴 검출기에 있어서,
   데이터 스트림의 히스토그램을 분석하기 위하여 상기 데이터 스트림을 미리 결정된 단위길이로 분리하여 복수의 윈도우를 생성하고, 상기 복수의 윈도우를 병렬로 나열하여 매트릭스를 구성하는 매트릭스 구성부;
   상기 윈도우의 비트열을 4비트씩 나누어 16진수 포맷으로 변환하는 변환 과정을 1비트씩 순차적으로 이동하면서 반복 수행하는 포맷 변환부;
   변환된 16진수를 미리 결정된 자릿수로 그룹핑하여 생성된 복수의 시퀀스가 상기 복수의 윈도우 내에서 반복되는 횟수를 카운트하는 빈도 산출부;
   상기 시퀀스 중 상기 반복되는 횟수가 미리 결정된 임계치를 넘는 시퀀스의 위치를 상기 매트릭스 상에 소정의 표식을 이용하여 표시하고, 상기 매트릭스 상의 표식들을 연결하는 기울기가 동일한 직선을 도출하는 직선 산출부; 및
   도출된 상기 직선 상의 표식에 매칭되는 상기 윈도우의 비트열을 기초로 싱크 패턴을 검출하는 싱크 패턴 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 싱크 패턴 검출기.
7. 제6항에 있어서,
   상기 직선 산출부는 상기 매트릭스의 너비를 변화시키면서 상기 직선 상에 위치하지 않는 표식을 제외시키는 것을 특징으로 하는 싱크 패턴 검출기.
8. 제6항에 있어서,
   상기 싱크 패턴 검출부는 검출된 상기 싱크 패턴 간의 간격을 기초로 상기 데이터 스트림의 프레임 길이를 도출하는 것을 특징으로 하는 싱크 패턴 검출기.
9. 제6항에 있어서,
   상기 단위길이가 실제 프레임길이와 동일하면, 상기 직선 산출부에서 수직선이 도출되는 것을 특징으로 하는 싱크 패턴 검출기.

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