(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
(a)  所定のシーケンスを形成する０及び１のビットストリームからなりかつエラーを解析すべきユーザデータストリームを選択する過程と、
(b)  ユーザデータストリームからビットシードセグメントを選択し、ビットシードセグメントを基準データストリームに変換する過程と、
(c)  基準データストリームを検査すべきユーザデータストリームと同期させて、位相及びデータ形式に関する付加的情報をコンピュータメモリバンクに同時に記憶させる過程と、
(d)  エラーが存在するか否かを決定する過程と、
(e)  エラーが存在するとき、ユーザデータストリーム上のどこにエラーが発生したかを演算する過程と、
(f)  コンピュータメモリバンクに記憶されたエラーを包囲するデータを解析する過程と、
(g)  位相、データ形式及びエラー位置から実際のデータ値を演算する過程とを含み、
ユーザデータストリームは、多項式２n−１を有するデータストリームから選択されかつ論理的に反転された疑似ランダムデータストリームであり、
デジタルデータストリームに含まれる少なくとも１つのエラー位置を決定すると共に、エラーを包囲するデータを識別することを特徴とするビットエラー位置測定法のビット値検査法。
【請求項２】
(a)のユーザデータストリーム及び(b)の基準データストリームは、各々３２ビットワイドデータストリームである請求項１に記載のビットエラー位置測定法のビット値検査法。
【請求項３】
ユーザデータストリームは、真のデータストリームである請求項２に記載のビットエラー位置測定法のビット値検査法。
【請求項４】
ｎ＝７、１５、２０、２３及び３１である請求項１に記載のビットエラー位置測定法のビット値検査法。
【請求項５】
多項式は２7−１である請求項１に記載のビットエラー位置測定法のビット値検査法。
【請求項６】
線形帰還シフトレジスタにより同期させる過程を実行する請求項１に記載のビットエラー位置測定法のビット値検査法。
【請求項７】
線形帰還シフトレジスタは、ユーザデータストリームから得られる３２ビット値でインストールされる請求項６に記載のビットエラー位置測定法のビット値検査法。
【請求項８】
同期完了後、同期完了を表示するワードカウンタ値と共に、基準ストリームからの３２ビットデータ値を記録する請求項６に記載のビットエラー位置測定法のビット値検査法。
【請求項９】
正確な同期後及び同期情報の記録後、基準パターンとユーザデータストリームとの３２ビットワイド比較値を演算してエラーを検出する請求項６に記載のビットエラー位置測定法のビット値検査法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ値のエラーを決定する方法、特に、高速ビットストリームで送信されるデータのエラーを決定する方法、より詳細には、高速ビットストリームのエラーを包囲するデータを解析するビットエラー位置測定法のビット値検査法に属する。
【０００２】
【従来技術】
ある位置から他の位置へデータを送信する多くの方法が存在するが、現段階で最も一般的な送信手段はデジタル送信である。コンピュータ、デジタル電話及び他形式の電子装置の電子回路は、２つの状態（高電圧と低電圧との）間の相違を検出し、２進法の２数：１又は０の一方の数で２つの状態が表される。ビットは、２進記数法による情報の基本単位であり、８ビットが１バイトである。
【０００３】
１と０との相違を示す信頼できる回路を構築することは比較的容易であるので、コンピュータ及び他のデジタル動作の電子デバイスは、内部処理機能が相当に精密である。しかしながら、多くの理由でエラーが発生する。例えば、装置の構成部品が故障することがある。そのとき、故障を解析して構成部品の故障位置を判断できることが重要であるが、装置の一部を通過するとき発生したデジタルデータストリームを解析して故障位置の判別を実現できる。
【０００４】
ビットストリーム形式のビット情報を長距離間送信する遠距離通信で、ある位置から他の位置までデータを送信するときは常に、ビット（データ）ストリームで発生する各エラーの本質又は特性を検出しかつ完全に理解できることが重要である。
【０００５】
ビットエラー検出器を使用して、デジタル情報の記憶及び通信の特性を測定することができる。測定中に判明したエラー数を計数するだけの初期のビットエラー検出器は、測定中に検出したビット数を認識すると共に平均エラー率を表示する。代表的な技術を示す米国特許第3,976,864号明細書は、デジタル回路を検査する装置及び方法を開示する。米国特許第4,060,797号明細書は、直列ビットストリーム符号検出器を開示する。米国特許第4,847,877号明細書は、直列ビットストリーム内で所定のビットパターンを検出する方法及び装置を開示する。米国特許第4,507,783号明細書は、デジタルシステムのエラー検出回路を開示する。
【０００６】
本発明者による先行発明である米国特許第5,414,713号の全体を本明細書に引用する。その特許は、デジタルチャネルでエラー位置情報を識別し、記録し及び調査する性能を有する装置を開示する。エラー位置情報は、データストリームのエラーが発生する各ビット位置のリストを含む。データストリーム中及びそれ自体のエラーイベントにより、データストリーム中のエラー位置を識別できるが、エラーが発生するとき送信されている実際のデータを形成しない。エラーでのデータ値及びエラーを包囲するデータ値は、ビットエラー位置と共に使用してエラーをより完全に解析してその原因を決定できる付加的情報である。設計及び製造すべき改善された装置及びデータ送信中の継続的な品質管理に対して、この種の知識が必要である。
【０００７】
エラー位置に対して何がデータ値であるかを認識することによって、エラーとデータパターンとの間の相互関係を調査できる。データストリームで全てのエラーがどこに発生するかを知る方法及びエラー位置又はその周囲に何のデータがあるかを演算する手段を構築することが本発明の主題である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、デジタルデータストリーム中のエラー位置を決定するビットエラー位置測定法のビット値検査法を提供することである。
【０００９】
本発明の他の目的は、デジタルデータストリームのエラー位置にあるデータ値及びエラー位置に隣接するデータ値を演算するビットエラー位置測定法のビット値検査法を提供することである。
【００１０】
本発明の別の目的は、デジタルデータストリームの１又は２以上のエラーを包囲するデータの解析法を提供することである。
本発明の前記目的及び下記の目的は下記の説明から明らかとなろう。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
デジタルデータストリームの少なくとも１のエラー位置を決定して、エラーの両側のデータを識別する本発明によるビットエラー位置測定法のビット値検査法は、(a)  所定のデータ配列（シーケンス）内の０又は１を有する線形ビットストリームから成りかつエラーを解析すべきユーザデータストリームを選択する過程と、(b)  ユーザデータストリームからビットシードセグメントを選択し、ビットシードセグメントを基準データストリームに変換する過程と、(c)  基準データストリームを検査対象のユーザデータストリームに同期させて、同時にユーザデータストリームの位相及びデータ形式に関する付加的情報をコンピュータメモリバンクに記憶させる過程と、(d)  エラーが存在するか否かを決定する過程と、(e)  エラーが存在すれば、ユーザデータストリームのどこにエラーが発生したかを演算（計算）する過程と、(f)  コンピュータメモリバンクに記憶されるエラーを包囲するデータを解析する過程と、(g)  位相、データ形式及びエラー位置から実際のデータ値を演算（計算）する過程とを含む。本発明の好適な実施の形態では、ユーザの入力データ及び部分的に形成される基準ビットストリームとして、３２ビットワイドデータストリームを用いる。
【００１２】
本発明の利点は、データストリーム内のエラー位置を決定し、エラーに隣接するデータ値又はエラーを包囲するデータ値を演算して、エラー位置に関する正確な情報が得られる方法を提供することである。本発明による方法は、装置の良好な保守及び得るべきデジタルデータの更に効率的かつ信頼性のある送信を可能にする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
ビットエラー率検出器は、エラー識別時に入力データストリームと比較する基準データストリームを認識することが必要である。データストリーム内の何らかの不測の結果がエラーイベントを招来することは自明であると認められる。エラーイベント検出装置は、前記米国特許第5,414,713に記載され、その中でエラーイベントストリームフォーマットの定義が開示される。
【００１４】
本発明によるビットエラー位置測定法のビット値検査法では、解析すべきユーザビットストリームを選択する。ユーザビットストリームからシードビットセグメントを抽出し、線形帰還シフトレジスタ（Linear Feedback Shift Register：ＬＦＳＲ）のインストール（ローディング）によって、シードビットセグメントから基準ビットストリームを発生する。その後、基準ビットストリームとユーザビットストリームとを同期させて比較する。基準パターン及び許容されるデータストリームは、根拠のない任意のデータ配列（シーケンス）ではない。むしろ、基準パターン及び許容できるデータストリームをエラー検出器が速やかに同期できる制約方法に投入し、実際のエラー率測定中にビット比較に使用する部分的な基準データを形成することができる。
【００１５】
前記シーケンスの制約例は、一般的な線形帰還シフトレジスタによって容易に発生する擬似ランダムシーケンス又はビットの数インターバル後に反復するユーザ定義のパターンを含む。
【００１６】
同期させる過程は、ビットエラー率測定過程に先行するので、同期段階の間にエラー位置は存在しない。このため、エラー位置の記録又は解析から乖離せず、同じ記録機構を使用して同期が完了する位置、位相及びデータ形式の十分な表示を記録し、後の解析によりエラー位置及び周囲のデータ値を演算することができる。基準データ形式はデータシーケンスを生成するアルゴリズムを形成し、位相情報はアルゴリズムをどこで開始するかを定義し、エラー位置と再同期の終端位置との差が各エラー位置のデータ値を演算するアルゴリズムのいかに多くのステップ数を定義するので、データ実測値を演算することができる。
【００１７】
前記では、米国特許第5,414,713号明細書で用いるエラーイベントストリームフォーマットの変更態様を定める。変更されたエラーイベントストリームフォーマットを用い、ユーザはデータストリームで全エラーを位置づけできるだけでなく、エラーのデータ値及び周囲のデータ値を演算できる。
【００１８】
図１に示す本発明の実施装置5は、２入力マルチプレクサ20に接続されかつ反転選択（インバートセレクション）を行うインバータ10を備えている。また、実施装置5は、第２のマルチプレクサ50、パイプラインレジスタ40、ＸＯＲ（排他的論理和）アレイ30、レジスタ60、ＸＯＲ（排他的論理和）ゲート70、ＯＲゲート80、マルチプレクサ100、ワード位置カウンタ110及びエラーイベントログ120を含む。
【００１９】
例示的な実施の形態では、３２ビットワイド入力ユーザデータは、インバータ10及び２入力マルチプレクサ20の両方に供給される。マルチプレクサ20の反転選択（インバートセレクション）は、入力データの反転の有無を選択する。反転又は非反転のデータは、パイプラインレジスタ40と共に、他の３２ビット２入力マルチプレクサ50に供給される。マルチプレクサ50は、マルチプレクサ20から直接に非反転若しくは反転のユーザデータ又はＸＯＲアレイ30で演算した演算結果の何れかを選択し、レジスタ60の入力側に送出する。ＸＯＲアレイ30は、パターンタイプ90により選択されるユーザ疑似ランダムソースを基準とする値を演算する。シーディング過程の間、レジスタ60は、シード入力の制御によって、真のユーザデータ又は反転されたユーザデータからデータを受信する。シーディングの間に、ユーザの真のデータ又は反転データがレジスタ60にプレインストールされるだけである。シードを一旦インストールすると、シード入力を変更してレジスタ60へのその後の入力データをＸＯＲアレイ30で演算し、適正な線形帰還シフトレジスタの疑似ランダムデータシーケンスを構築する。また、パイプラインレジスタ40もマルチプレクサ20から真のユーザデータ又は反転ユーザデータを受信する。また、パイプラインレジスタ40はシード／コントロールラインの制御ロジック（図示せず）で論理値０を出力する。この出力は、ＸＯＲゲート70の比較データとして全て論理０となり、その結果、レジスタ60からのデータQ[ ]は、エラーイベントログ120に流れる。
【００２０】
良好なシードをインストールした後、レジスタ60の出力は、パイプラインレジスタ40の出力と比較される。２つの３２ビット入力が同一であれば、比較ＸＯＲゲート70は、論理値「０」出力を示す。ユーザ入力データ内にエラーが存在する時、比較ＸＯＲゲート70は１又はそれ以上の論理値「１」を有する。ＯＲ（論理和）ゲート80は、ＸＯＲゲート70で比較した出力から全３２ビットを検出して、３２ビットの何れか又は２つ以上が論理値「１」を有するとき、論理値１を出力する。これはエラーを示し、通常動作では、制御過程でエラーイベントログ120の行列にエラーイベント信号を加えることを指令するものである。
【００２１】
３２ビット比較用ＸＯＲゲート70出力及びワード位置カウンタ110からのワード位置を保持する通常動作の間、エラーイベントログ120はエラーイベント信号を受信する。有効ＸＯＲビットを論理値１に設定するので、エラーイベントログ120の入力形式を識別することができる。しかしながら、通常動作前に再同期を実行しなければならない。再同期の間、シード入力は、ある時間間隔で切り換えられ、新しいユーザデータがレジスタ60に直接入力される。シード入力を実行した後、エラーＯＲゲート80からのエラー出力を検査して、正しいシードを実行したことを確認する。ユーザストリームのエラーのときにシードの実行又はシードの検査を実行すると、エラーＯＲゲート80からのエラー出力は、シーディング過程を反復する制御論理を指令する「高」である（図示せず）。
【００２２】
シード入力を実行すると、シード／コントロールが設定されて、パイプラインレジスタ40からのデータ出力を論理値「低」にシフトするので、レジスタ60からのQ[ ]値はＸＯＲゲート70を通じてマルチプレクサ100に供給される。再同期後のあるクロック周期の間、マルチプレクサ100を制御して、ＸＯＲゲート70からエラーイベントログ120へシーディング位相情報を含む３２ビットデータを供給する。次のクロック周期の間、他のエラーイベントが記録される。これによりマルチプレクサ100を変化させ、パターンタイプ90の反転状態（インバートステータス）を通りエラーイベントログ120に送出されて記録される。各場合で何れかのエラーイベントが記録されると、ワード位置カウンタ110の現在値も記録される。
【００２３】
このように、再同期から生じる位相及びデータ形式の情報と共にエラー位置を表し記録することができる。
【００２４】
本発明によるビットエラー位置測定法のビット値検査法の好適な実施の形態で具体化される様々なステップでは、ユーザの入力データ及び部分的に形成された基準データストリームとして３２ビットワイドデータストリームが用いられる。ユーザデータストリームは、真のデータストリーム又は論理的に反転されかつサポートデータ疑似ランダムストリーム（例えば、２n-１  n＝７、１５、２０、２３及び３１）のリストから選択された疑似ランダムデータストリームを使用できる。疑似ランダムデータストリームは、定義付け多項式の程度に依存する異なる数のビット数後に繰り返される。例えば、２7-１のパターンは、2,147,483,647ビット毎に２31-１パターンが繰り返す１２７ビット毎に繰り返す。本実施の形態の基準データストリームは、３２ビットワイド線形帰還シフトレジスタ（ＬＦＳＲ）を使用して演算される。ＬＦＳＲが３２ビットのデータシーケンスでインストールされると、ＬＦＳＲの各継続する桁送りシフト動作（クロック単位）により、シーケンスの次の３２ビットを演算する。フィードバックシフトレジスタ及びパターン発生器は、公知技術であり米国特許第5,414,713号に開示される。
【００２５】
表１に示す集合式は、２7−１パターンの３２-ビットを発生するのに使用されるＬＦＳＲを形成する。各ケースでは、下記３２のD[ ]値は、最新の３２のQ[ ］値を用いて演算される。他の疑似ランダム多項式は、フィードバックビット位置の排他的論理和（ＸＯＲ）の様々な組合せにより類似の方法で演算される。
【００２６】
【表１】
0003993992.tif 000002
【００２７】
これらの式を使用して、２7−１擬似ランダムシーケンスは、２進数及び１６進数の値の両方で示される（下記表２）。
【００２８】
【表２】
0003993992.tif 000003
【００２９】
入力データストリームに基準データストリームを同期させるため、ＬＦＳＲ内の内容（情報）は、最初に入力ユーザデータストリームから取り出されるシングル３２ビット値（「シード」値）でインストールされる。この同期シーディングを実行した後、基準ＬＦＳＲジェネレータは、ユーザ入力データストリームと協調して３２ビットワイド基準データストリームを発生し、３２ビットワイド基準データストリームを比較に使用して、入力データストリーム内の将来のエラーを識別することができる。
【００３０】
ユーザデータシーケンス内でまさに同期する「シード」値として使用される値内にエラーが発生する可能性がある。得られた基準データパターンが非常に高いエラー率を生じかつ監視するアルゴリズムを使用して、新規なシード値が得られることを単に要求するので、エラーを直ちに発見することができる。適正な同期に必要なサンプル数を最小化することが望ましいが、実際、何十もの３２ビットサンプルを取り出すことが合理的である。
【００３１】
成功した同期の最後に、同期終了を示すワードカウンタ値を使用して、基準データストリームからの３２ビットデータ値を記録する。継続する記録では、多項式の値（例えば２7−１）を表す値及びデータシーケンスを反転して同期操作を成功させるか否かを記録する。
【００３２】
正確な同期及び同期情報記録の後、基準パターンとユーザパターンとの間の３２ビットワイド比較値を常時演算してエラーを発見することができる。前記パターン間のいかなる組合せも、ワードの３２ビットエラーに対する１つを構成する。ユーザ入力データと基準パターン間の３２ビットワイド排他論理和及びワードカウンタを記録して、全エラーの正確なビット位置を解析することができる。
【００３３】
下記表（表３）は本過程の一例である。各列は３２ビットのデータを解析したある時間断片を表す。データシーケンスを１６進法で示す。実際に、正しいパターン7のシーケンスが22CEA7DOであるとき、ユーザがデータ22CEB7DOを入力する時間帯７でエラーが導入される。これにより、ビットレベル０が予想されかつ１を受信する第１２の位置でエラーに変換する。
【００３４】
【表３】
0003993992.tif 000004
【００３５】
下表４は、成功する同期の終了前に、第２のシードを必要とする不充分な同期過程を加えた類似例を示す。
【００３６】
【表４】
0003993992.tif 000005
【００３７】
次例は記録情報を使用してエラーが発生したときデータ値を演算する方法を示す。ワード７でエラーが発見された。この例の完結したイベント記録は以下の通りである。
【００３８】
【表５】
0003993992.tif 000006
【００３９】
このイベントレコードデータは、同期が発見された位置（７−５＝２）から２ワード離れたワード内にエラーが存在したことを示す。更に、そのワード内のエラー位置は、１６進法で示すＸＯＲエラーマスク（０００００１００）によって、第１２のビット位置中にあることを示す。
【００４０】
エラービットに対するデータ値を発見するため、PN7を定義付けしかつPN7シーケンスジェネレータの２位置を前進させる式のQ[ ]値として、単に34BB9957を使用することができる。
【００４１】
34BB9957      Q[ ]のシード値
F020C28F      PN7ジェネレータの第１前進
22CEA7DO      PN7ジェネレータの第２前進
【００４２】
エラーのワードが22CEA7DOの間、正確なワードを送信すべきであった。第１２ビットがエラーでありかつ非反転データが使用されていたことを知れば、０を予想しても実際には１を受信したことが導かれる。
【００４３】
前記詳細な説明では、本発明による方法の種々の実施の形態を示したが、前記説明は単に説明の便宜に過ぎず、開示された発明を制限するものではないと理解すべきである。主に疑似ランダムパターンビットストリームの使用法について本発明の方法を説明したが、所定のシーケンスの複数のビット又はビットストリームを含むエラーに利用できる。ビットストリームを含むエラーでは、複数のビット又はビットストリームは位相の種類によって増加する。データ形式表示は、特定のビットエラー位置情報を得ることができると共に、解析に用いる１又は２以上のエラー又はエラー周囲のデータ情報を提供する。従って、より完全にエラーを解析してその原因を決定することが可能となる。
【００４４】
【発明の効果】
前記のように、本発明によるビットエラー位置測定法のビット値検査法では、デジタルデータストリーム中のエラー位置を決定し、デジタルデータストリームのエラー位置にあるデータ値及びエラー位置に隣接するデータ値を演算し、デジタルデータストリームの１又は２以上のエラーを包囲するデータの解析法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のビットエラー位置測定法のビット値検査法を示すブロック図
【符号の説明】
10・・インバータ、  20, 50, 100・・マルチプレクサ、  30・・ＸＯＲアレイ、  40・・パイプラインレジスタ、  60・・レジスタ、  70・・ＸＯＲゲート、  80・・0Rゲート、  90・・パターンタイプ、  110・・ワード位置カウンタ、  120・・エラーイベントログ、
【図１】
0003993992.tif 000007