KR20010086707A

KR20010086707A - Method for estimating Bit Error Rate(BER) in wireless communication

Info

Publication number: KR20010086707A
Application number: KR1020000010518A
Authority: KR
Inventors: 이정구; 이심석; 박동영
Original assignee: 김형곤; 미래아이티에스 주식회사
Priority date: 2000-03-02
Filing date: 2000-03-02
Publication date: 2001-09-15

Abstract

PURPOSE: A method for calculating a bit error rate(BER) in a wireless communication is provided to easily analyze phenomena generated in a wireless communication environment by analyzing the accuracy of a receiving data at real time in a cell radius centering around a wireless communication BTS(Base station Transceiver System). CONSTITUTION: A channel is established for performing a data communication(S1). It is determined whether data generated by a key pattern of a transmission side are received(S2). The data generated by the key pattern of the transmission side are compared with data generated by a key pattern of a receipt side(S3). A BER is calculated based on the compared result(S4). The calculated BER is displayed on a notebook PC(S5).

Description

Method for estimating bit error rate in wireless communication {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.The present invention relates to a method of detecting a bit error rate (BER) in wireless communication. More particularly, the present invention relates to wireless communication by analyzing the accuracy of received data within a cell radius around a wireless communication base station. The present invention relates to a bit error rate (BER) detection method in wireless communication that can easily analyze various phenomena that may occur in an environment.

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.In communication, BER, or bit error rate, is the number of bits in error during communication divided by the total number of transmitted bits, usually expressed as a negative power of 10. For example, in some transmissions, a BER of 10 minus 6 means that a total of 1,000,000 bits has been transmitted and a 1-bit error occurs.

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.BER indicates how often a packet or data transmission unit must be retransmitted due to an error. For lines with too high BER, slower data transmissions can actually improve the overall transmission time for a given amount of transmitted data because the BER can be lowered by reducing the number of packets that need to be retransmitted.

또한 BER 을 통해 무선 통신의 제반 환경을 적절히 이해하여 고품질의 데이터 수신을 보장받을 수 있는 기지국의 위치를 결정할 수 도 있다.In addition, BER can be used to determine the location of a base station that can ensure high quality data reception by properly understanding the environment of wireless communication.

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.)The conventional method of measuring such a BER uses a cyclic redundancy check (CRC), which is mainly implemented in hardware. The hardware determines the BER by comparing the received data signal with a report sender data signal pattern. In wireless communication, the original signal is distorted due to the influence of noise (added noise or fading). To solve such distortion, techniques such as convolution coding and reed-solomon coding are employed. Use this to identify and correct the location where the error occurred. (Attention is made to determine how much the error occurred, whether it is possible to recover, or whether to request retransmission of the received data.)

그러나 종래의 BER의 검출 방법은 다음과 같은 문제점을 내포하고 있다.However, the conventional BER detection method has the following problems.

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.The large size of the equipment for detecting BER requires a lot of time and manpower to set up for cell environment testing and communication quality performance testing. Since the result of the actual performance test is inaccurately reflected, it is possible to obscure the original purpose of the wireless communication, and since the BER detection module is loaded in the communication system itself, the test is impossible if the system is not fully equipped.

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.Therefore, the present invention was devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to install a BER calculation program on a notebook PC to facilitate mobility, thereby enabling performance test even when the test subject is moving, and daringly perfect communication. Even if no system is implemented, the BER calculation module allows the test to be performed in any environment, and the sender and the receiver have the same information, and the same pattern (key pattern) of the sender and the receiver is used to The present invention provides a method for detecting a bit error rate (BER) in a wireless communication in which BER can be detected only by comparing data at a transmitting side with data at a receiving side by adding data at random positions.

도 1은 본 발명이 실시되는 모습을 나타낸 것이다.1 shows a state in which the present invention is carried out.

도 2는 수신측에서 발생하는 BER 산출의 흐름도를 도시한 것이다.2 shows a flowchart of BER calculation occurring at the receiving side.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 비트 오류율 검출 방법은In order to achieve the above object, the bit error rate detection method of the present invention

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.A first step of establishing a communication port, a second step of confirming whether or not to receive data generated by the transmission side key pattern, and a data generated by the key pattern included in the received data and a reception side key pattern A third step of comparing data, a fourth step of calculating an error rate based on the comparison result in the third step, a fifth step of displaying the error rate on the notebook PC, and a sixth step of returning to the second step It is characterized by.

이하 본 발명의 작용을 첨부 도면에 의거하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

기지국측 통신 시스템(10)이 송신측이 되며 이동 차량측 통신 시스템(20)이 수신측이 된다.The base station side communication system 10 becomes the transmitting side and the mobile vehicle side communication system 20 becomes the receiving side.

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.The application layer unit 11 of the base station-side communication system 10 has the same meaning as the seventh layer of the OSI (Open System Interconnection) 7 layer. The main role of the present invention is to generate an error detection frame for checking an error. It's work.

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.The data link layer 12 of the base station-side communication system 10 has the same meaning as the second layer of the OSI (Open System Interconnection) 7 layer. The main role of the present invention is to generate a key pattern of the transmitter 10. It's work. In this case, the key pattern is generated by inserting a value of 0 or 1 into a random position of the additional data by using the key pattern in the dummy data of the packet data transmitted to the receiver to verify the accuracy of the information. Say.

기지국측 통신 시스템(10)의 모뎀(13)은 에러 검출 프레임과 키패턴을 스크램블 시키며 데이터 발신부(14)는 스크램블된 데이터를 발신한다.The modem 13 of the base station side communication system 10 scrambles the error detection frame and key pattern, and the data transmitter 14 transmits the scrambled data.

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.The mobile vehicle side communication system 20 undergoes the reverse process to the procedure of the base station side communication system 10 according to the general principle of communication. The data receiving unit 21 is a part for receiving scrambled data, This is the part of the tuner.

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.The modem 22 of the mobile vehicle side communication system 20 receives the scrambled data from the data receiver 21 and transmits the scrambled data to the BER calculation module 31 on the test notebook PC 30. Inside the notebook PC 30, data created using this data and the same key pattern as the transmitting side (which is generated in the data link layer unit 23 of the receiving side 20 and then transmitted to the BER calculation module 31). ) Are exclusive ORed together to check how many bits are different.

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.The first step S1, in which a communication port is opened, generally means to establish communication between an application layer of a server (base station side communication system) and a client (mobile vehicle side communication system). Or 'open the communication socket'. In other words, this step (S1) is a step for establishing a channel (channel) for data communication.

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.In the second step (S2) in which it is determined whether or not to receive the data generated by the key pattern of the transmitting side, when the communication port is opened in the first step and transmits the packet data from the base station side communication system to the mobile vehicle communication system, The data created by the key pattern is scrambled and transmitted to the data, and the data is transmitted to a predetermined data block (commonly called a frame), and this frame has information indicating the start and end of the data. Each time multiple frames are received, each frame contains information indicating the presence or absence of the next transmitted frame, and the mobile vehicle side communication system refers to this information to determine completion of reception of data generated by the key pattern on the transmitting side. do.

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.In the third step S3 of comparing the data generated by the key pattern of the transmitting side with the data generated by the key pattern of the receiving side, as described above, the data of the modem of the mobile vehicle communication system is scrambled from the data receiver (transmission). Data generated by the key pattern on the side is sent to the BER calculation module on the test notebook PC. The BER calculation module can exclusively OR the data generated by the key pattern of the transmitter and the data generated by the key pattern of the receiver to determine how many bits are incorrect between the two key patterns.

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.In the fourth step S4 of calculating an error rate based on the comparison result in the third step, the BER is numerically detected. In the fifth step S5, the numerical result is displayed on the notebook PC and the sixth step S6. ) Returns to the second step S2 and repeats the above-mentioned procedure. When the data generated by the key pattern of the transmitting side is not received in the second step, the BER calculation procedure is terminated. In this case, the first to sixth steps may be performed in units of frames of received packet data.

본 발명을 이용하면 다음과 같은 이점이 있다.Use of the present invention has the following advantages.

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.By using an exclusive logical sum, the error rate can be calculated by simply comparing key patterns, which greatly reduces the amount of computation required. Therefore, real-time testing of the wireless communication environment is possible, and the BER calculation module is implemented as a program based on the Windows environment. Since it can be installed on the notebook PC, the test subject can calculate the error rate while moving, so it can be tested only in the stationary state of the past, and the performance test is not performed during the movement. The probability of being reflected can be greatly reduced to improve the performance and quality of the wireless communication environment.

Claims

1. A method for calculating a bit error rate in wireless communication using a receiving terminal having a bit error rate (BER) calculating module, comprising:

A first step of establishing a communication port of the receiving terminal;

A second step of checking, by the receiving terminal, whether or not to receive data generated by a key pattern of a transmitting side;

A third step of the BER calculation module comparing the received data with data generated by the key pattern on the receiving terminal side;

A fourth step of calculating, by the BER calculation module, a BER based on the comparison result in the third step;

A fifth step of displaying the BER calculation on the receiving terminal;

And a sixth step of returning to the second step.

The method of claim 1, wherein the third step

And an exclusive OR of the two key patterns.

2. The method of claim 1, wherein the first to fifth steps can use a notebook PC as the receiving terminal to calculate the BER while the receiving terminal is moving.

The method of claim 1, wherein the BER calculation module is implemented as a program based on a window environment.