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KR20100095453A - 인터넷 제어 메시지 프로토콜을 이용한 채널 특성의 측정 방법 - Google Patents

인터넷 제어 메시지 프로토콜을 이용한 채널 특성의 측정 방법 Download PDF

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KR20100095453A
KR20100095453A KR1020107014259A KR20107014259A KR20100095453A KR 20100095453 A KR20100095453 A KR 20100095453A KR 1020107014259 A KR1020107014259 A KR 1020107014259A KR 20107014259 A KR20107014259 A KR 20107014259A KR 20100095453 A KR20100095453 A KR 20100095453A
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KR
South Korea
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control message
internet control
message protocol
station
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KR1020107014259A
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Inventor
마이클 제이. 쿠퍼
다니엘 티. 란
Original Assignee
모토로라 인코포레이티드
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Publication date
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Abstract

본 발명의 방법은, 기준 신호를 생성하기 위한 데이터 패턴을 구현하여 특정 채널의 특징을 측정하고 (412), 데이터 패턴을 인터넷 제어 메시지 프로토콜 에코 요구에 삽입하고 (306), 공유되는 물리 매체를 통해 1차 스테이션으로부터 인터넷 제어 메시지 프로토콜 에코 요구를 2차 스테이션으로 전송하고 (308), 2차 스테이션에서 에코 요구를 수신하고 (310), 에코 요구에 응답하여 공유되는 물리 매체를 통해 인터넷 제어 메시지 프로토콜 에코 회신을 1차 스테이션에 전송하고 (312), 1차 스테이션에서 에코 회신을 수신하고 (314), 인터넷 제어 메시지 프로토콜 에코 회신의 비트 슬라이서 에러를 측정하고 (316), 비트 슬라이서 에러의 함수로서 통신 채널의 채널 품질을 특성화(characterizing)하는 것을 포함한다. 본 발명의 방법은 통신 신호를 라우팅하기 위해 최상의 상대적인 채널 품질을 갖는 채널을 선택(200) 하는데 이용될 수 있다.

Description

인터넷 제어 메시지 프로토콜을 이용한 채널 특성의 측정 방법{METHOD FOR MEASURING CHANNEL CHARACTERISTICS WITH THE INTERNET CONTROL MESSAGE PROTOCOL}
<관련 출원의 상호 참조>
본 출원은 여기에 참조로서 통합되는 미국 특허출원번호 제09/522,224호인 스티브 슈뢰더 등에 의한 "SYSTEM, DEVICE, AND METHOD FOR SELECTING A CHANNEL IN A MULTICHANNEL COMMUNICATION NETWORK"의 일부계속출원이다.
본 발명은 일반적으로 디지털 통신 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 디지털 통신 시스템에서 메시지 트래픽을 라우팅하는데 사용되는 무선 주파수 채널의 품질을 측정하는 것에 관한 것이며, 그러나 이에 국한되지는 않는다.
통상, 인터넷 프로토콜(IP) 기반 네트워크는 베이스밴드 통신 시스템을 사용하여 구현되어 왔지만, 최근 브로드밴드(broadband) 통신과 인터넷 프로토콜의 수렴은 다중 인터넷 프로토콜 네트워크를 지원할 수 있는 통신 네트워크로 이동하게 되었다. 다중 인터넷 프로토콜은 동일한 물리 매체 상에서 다중화될 수 있으며, 여기서 각각의 네트워크는 고유 채널 또는 채널 세트를 이용한다. 인터넷 프로토콜 네트워크 다중화는 시간, 스페이스, 주파수를 포함하는 다양한 차원에서 수행될 수 있지만, 브로드밴드 케이블 업계에서 현재 구현되는 가장 흔한 다중화 기술은 주파수 다중화이다.
인터넷 프로토콜 네트워크 다중화의 중요한 양상은 통신 시스템에 있어서 물리 매체에 의해 지원되는 각 채널의 특성이다. 여러 특성이 채널의 품질을 평가하는데 측정될 수 있다. 예를 들면, 동축 케이블에 있어서, 이들 특성은, 잡음 바닥 레벨(noise floor level), 진입 잡음 특성(ingress noise characteristic), 그룹 지연(또는 위상 왜곡), 마이크로 반사(micro-reflections) 및 진폭 왜곡을 포함한다. 이들 특성은 종종 전송 신호의 특정 경로 및 방향에 의존한다. 예를 들면, 노드 1에서 노드 2로 전송된 신호에 대한 채널 특성은 노드 1에서 노드 3 또는 심지어 노드 2에서 노드 1로 전송되는 동일 신호에 대한 채널 특성과 상당히 상이할 수 있다.
네트워크 내에서 가용 채널의 수가 증가함에 따라, 채널 품질을 모니터하고 통신 파라미터를 적합시켜 네트워크 성능을 최대화시키는 것이 훨씬 더 이롭게 된다. 통신 파라미터는, 예를 들어, 채널 호핑(channel hopping), 변조 적응(modulation adaptation), 에러 정정, 및 탭 값과 깊이를 포함하는 이퀄라이저 파라미터를 포함한다. 채널을 특성화하는 바람직한 방법은 송신기와 수신기 간의 선택된 경로를 따라 물리 매체를 통해 기준 신호를 전송하여, 그 수신된 신호를 측정하는 것이다. 채널을 특성화하기 위해 적절한 기준 신호를 생성하는 것은 종종 기준 신호의 기간과 스펙트럼 내용을 모두 변경할 수 있는 성능을 요구한다. 이 성능은 기준 신호에 의해 전달되는 메시지의 길이와 내용을 선택함으로써 충족될 수 있다. 이러한 접근법이 갖는 문제점은 각각의 서로 다른 통신 시스템 데이터 경로에 대하여 기준 신호를 요구 및 생성하는 프로토콜을 개발한다는 점이다.
상기한 인터넷 제어 메시지 프로토콜(ICMP)은 인터넷 프로토콜(IP) 내에 채널의 특성을 부여하는 메커니즘을 제공한다. 인터넷 제어 메시지 프로토콜 에코 요구는, 인터넷 프로토콜 네트워크 내의 IP 기반 장치의 일부분을 구성하는 송신기 및 수신기를 사용하여, 송신측으로 리피트백(repeat back)되는 기준(reference) 메시지를 포함하여 구성될 수 있다. 상기한 기준 메시지는 채널의 품질을 측정하기 위해 선택된 길이 및 내용을 갖는다. 몇몇 기준 메시지는 공유 매체 상의 각종 신호에 대한 채널 특성을 생성하기 위한 서로 상이한 길이와 내용을 갖도록 구성될 수 있으며, 각각의 기준 메시지는 그에 대응하는 인터넷 제어 메시지 프로토콜 헤더 식별자 및 시퀀스 번호에 의해 식별될 수 있다. 상기한 인터넷 제어 메시지 프로토콜 에코 요구는 상기한 인터넷 프로토콜 네트워크 내의 선택된 제1 노드로부터 송신되어, 상기한 인터넷 프로토콜 네트워크 내의 선택된 제2 노드에서 수신된 다음, 상기한 제2 노드로부터 인터넷 제어 메시지 프로토콜 에코 회신(reply)으로서 상기한 제1 노드에 재송신된다.
본 발명의 일 양상에 따른 방법은, 특정 채널의 특성을 측정하기 위하여 기준 신호의 생성을 위한 데이터 패턴을 구성하는 단계; 상기한 데이터 패턴을 인터넷 제어 메시지 프로토콜 에코 요구 내에 삽입하는 단계; 인터넷 제어 메시지 프로토콜 에코 요구를 1차(primary) 스테이션으로부터 공유 물리 매체를 통해 2차 스테이션으로 송신하는 단계; 상기 2차 스테이션에서 상기 에코 요구를 수신하는 단계; 상기 에코 요구에 응답하여 인터넷 제어 메시지 프로토콜 에코 회신을 상기 공유 물리 매체를 통해 상기 1차 스테이션으로 송신하는 단계; 상기 1차 스테이션에서 상기 에코 회신을 수신하는 단계; 상기 인터넷 제어 메시지 프로토콜 에코 회신의 비트 슬라이서 에러를 측정하는 단계; 및 상기 비트 슬라이서 에러의 함수로서 상기 통신 채널의 채널 품질의 특성을 특성화하는 단계를 포함한다. 해당하는 채널 품질은 인터넷 프로토콜 네트워크의 멀티채널 통신 시스템에서의 복수의 채널들 각각에 대해 측정될 수도 있으며 통신 신호를 라우팅하기 위한 최적의 상대 채널 품질을 갖는 복수의 채널들 중 하나가 선택될 수도 있다.
상술한 채널 품질 측정 방법은, 데이터 전송간에 주기적인 간격으로 에코 요구를 전송함으로써 활성 업스트림 채널의 그룹을 모니터링하는데 이용될 수 있다.
본 발명의 첨부 도면은 예를 들어 설명한 것으로 이에 한정하려는 것은 아니며, 여기서, 동일 부호는 동일 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 다중채널 네트워크를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 여러개의 다중채널 네트워크를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 다중채널 네트워크에 대한 최적 가용 채널을 선택하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 도 1의 다중채널 네트워크에 대한 각각의 가용채널에 있어서 채널 품질의 측정 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 도 1의 다중채널 네트워크에 대한 비트 슬라이서 에러(bit slicer error)를 측정하는 인터넷 제어 메시지 프로토콜 에코 요구 및 응답 메시지를 포맷을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 1의 다중채널 네트워크에 대한 제1 스테이션의 기능 블록도이다.
도 7은 도 1의 다중채널 네트워크에 대한 제2 스테이션의 기능 블록도이다.
당업자는 도면에서 간략하고 명확하게 도시되었으며 반드시 스케일되어 도시된 것이 아님을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 도면에서 일부 구성요소의 차원은 본 발명의 실시예의 이해를 돕기 위해 다른 구성요소에 비해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 멀티채널 네트워크(100)를 도시한 것이다. 도 1에서는, 1차 스테이션(102), 2차 스테이션(1041 내지 104N)(이하, 전체적으로 2차 스테이션(104)이라 함), 공유 물리 매체(106), 외부 인터넷 프로토콜 네트워크(108) 및 최종 사용자(1101 내지 110N)(이하, 전체적으로 최종 사용자(110)라 함)가 도시되어 있다.
상기한 멀티채널 네트워크(100)는 상기한 외부 인터넷 프로토콜 네트워크(108)에 연결된 1차 스테이션(102)을 포함한다. 상기한 1차 스테이션(102)은 공유 물리 매체(106)에 의해 상기한 각각의 2차 스테이션(104)에 연결되어 있다. 각각의 최종 사용자(110)는 그에 대응하는 2차 스테이션(104) 중 하나에 연결되어 있다.
동작에 있어서, 상기한 멀티채널 네트워크(100)는 각각의 최종 사용자(110)에 대해 외부 인터넷 프로토콜 네트워크(108)에의 액세스를 제공함으로써, 상기한 최종 사용자(110)와 외부 네트워크(108) 사이의 정보 전달 경로(transport conduit)로서 작용한다. 상기한 정보는 복수의 채널을 포함하는 공유 물리 매체(106)를 통해 전달된다. 바람직하기로는, 각 채널은 단방향성으로서, 즉 각 채널이 상기한 1차 스테이션(102)으로부터 2차 스테이션(104)으로 정보를 운반하거나 또는 2차 스테이션(104)으로부터 1차 스테이션(102)으로 정보를 운반한다. 상기한 1차 스테이션(102)으로부터 2차 스테이션(104)으로 정보를 운반하는 채널을 일반적으로 다운스트림 채널이라고 한다. 상기한 2차 스테이션(104)으로부터 1차 스테이션(102)으로 정보를 운반하는 채널을 일반적으로 업스트림 채널이라고 한다.
도 2는 복수의 멀티채널 네트워크(100)를 도시한 것이다. 도 2에서는, 1차 스테이션(102), 2차 스테이션(104), 공유 물리 매체(들)(106), 외부 인터넷 프로토콜 네트워크(108), 최종 사용자(110), 라우터(112) 및 경로 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ이 도시되어 있다.
상기한 복수의 멀티채널 네트워크(100)는 외부 네트워크, 예를 들어 상기한 외부 네트워크(108)를 분리할 수도 있다. 각각의 개별 멀티채널 네트워크(100) 내에서 측정된 채널 품질 메트릭(metric)는 상기한 외부 네트워크(108) 사이를 이동하는 패킷의 라우팅을 위한 최상의 경로를 결정하기 위한 라우팅 파라미터로서 사용된다. 상기한 채널 품질 메트릭은 패킷이 손상없이 상기한 공유 물리 매체(들)(106)를 통해 전파될 확률(likelihood)을 나타내도록 구성될 수도 있다. 유사하게, 예컨대, 경로 I와 같은 단일 경로내에 다수의 다중채널 네트워크(100)가 있다면, 복합 품질 채널 품질 메트릭은 경로에 놓여진 각각의 개별 다중채널 네트워크(100)를 통해 패킷이 전파되는 가능성을 결합하여 계산된다.
선택적인 실시예에서, 다양한 다운스트림 및 업스트림 채널들은 예컨대 시분할 멀티플렉싱을 통해 동일한 물리 채널상에서 멀티플렉싱된다. 더욱이, 다양한 다운스트림 및 업스트림 채널들은 예컨대 주파수 분할 멀티플렉싱/듀플렉싱을 통해 분리된 물리 채널상에서 멀티플렉싱된다.
바람직한 실시예에서, 다중채널 네트워크(100)는 공유된 물리 매체(106)가 하이브리드 광섬유 및 동축 케이블(HFC) 네트워크인 DOC(data-over-cable) 통신 시스템이다. 1차 스테이션(102)은 예컨대 전형적으로 케이블 라우터로 불리는 헤드엔드(headend) 디바이스이다. 2차 스테이션(104)은 예컨대 케이블 모뎀이다. 다른 실시예에서, 공유 물리 매체(106)는 동축 케이블, 광섬유 케이블, 연선 케이블 들중 하나 이상이며, 또한 무선 및 위성 어플리케이션에서 에어, 대기, 또는 스페이스를 포함한다.
다중채널 네트워크(100)에서, 다운스트림 채널은 예컨대 50MHz 이상의 주파수 대역에 위치한다. 다운스트림 채널은, 선택된 다운스트림 채널을 통한 1차 스테이션(102)에 의해 송신되는 모든 정보가 2차 스테이션(104) 모두에 결합되기 때문에, 방송 채널로서 분류된다. 선택된 다운스트림 채널상에서 수신하기 위해 튜닝되는 임의의 2차 스테이션(104)은 정보를 수신할 수 있다.
업스트림 채널은 예컨대 약 5MHz 내지 42MHz 사이의 주파수 대역에 위치한다. 업스트림 채널은, 단지 하나의 2차 스테이션(104)이 임의의 주어진 시간에서 선택된 업스트림 채널상에 송신될 수 있기 때문에, 공유된 채널들로서 분류된다. 따라서, 2차 스테이션(104) 각각은 업스트림 채널을 다른 2차 스테이션들(104)과 공유한다. 2차 스테이션들(104)중 하나 이상이 동일 시간에서 동일한 업스트림 채널상에 송신된다면, 정보 충돌은 채널에 의해 운반되는 정보를 변형되는 것으로 발생된다.
다수의 2차 스테이션들(104)이 1차 스테이션(102)과 단일 업스트림 채널을 공유하게 하기 위하여, 여러 MAC(medium access control) 프로토콜은 DOC 통신 시스템에서 사용되게 개발되었다. 이들 프로토콜은 컨텐션-프리(contention-free) 프로토콜 및 컨텐션 기반 프로토콜로서 일반적으로 분류된다. 시분할 다중 액세스(TDMA) 및 라운드-로빈 폴링(round-robin polling)과 같은 컨텐션-프리 프로토콜은 단지 하나의 2차 스테이션(104)이 임의의 주어진 시간에서 송신하게 위임한 여러 스케줄링 방법에 의해 공유된 채널상에서의 충돌을 회피한다. 임의의 보존 기반 프로토콜과 같은 컨텐션-기반 프로토콜은 충돌을 회피하지 않고, 오히려 공유 채널상에서 일어날 때 충돌을 제거(resolve)한다. 바람직한 실시예에서, MAC 프로토콜은 2차 스테이션(104)에 의해 업스트림 송신을 스케줄링하기 위한 컨텐션 기반 보존 및 폴링의 조합을 이용한다.
업스트림 채널이 위치하는 주파수 대역은 업스트림 채널을 노출하여, 5MHz 내지 42MHz 주파수 대역에서 무선 주파수 에너지를 종종 방출하는 가전제품 및 아마츄어 무선 디바이스와 같은 외부 소스들에 의해 간섭된다. 따라서, 몇몇 업스트림 채널들은 과도한 외부 간섭에 기인하여 적합하지 않으나, 다른 업스트림 채널들은 적합하게 남는다. 다른 팩터들은 1차 스테이션(102)에서의 결합 수신기 또는 공유 물리 매체(106)로 구성되는 결합 케이블링과 같은 설비 오류에 기인하여 적합하지 않게 되는 업스트림 채널을 초래한다.
바람직한 실시예에서, 1차 스테이션(102)은 채널이 적합한지를 판정하기 위하여 업스트림 채널 각각을 모니터링한다. 각각의 업스트림 채널에서, 1차 스테이션은 채널 품질 추정(estimate)을 유지한다. 채널 품질 추정이 선택된 범위 내에 있게 되는한, 채널은 적합한 것으로 고려된다. 그러나, 채널 품질 추정이 선택된 범위를 벗어난다면, 채널은 적합하지 않은 것으로 고려된다.
채널 품질 추정을 결정하기 위하여, 1차 스테이션(102)은 업스트림 채널상에서의 각각의 버스트(burst) 송신에 대한 비트 슬라이서(bit slicer) 에러를 계산한다. 수신된 신호로부터 심볼을 디코딩하며 디지털 비트의 스트림을 발생시키는 디지털 수신기에서의 기능 블럭은 비트 슬라이서로서 언급된다. QAM(quadrature amplitude modulated) 신호를 복조할 때, 비트 슬라이서는 수신된 신호의 진폭 및 위상을 추정하며, 수신된 심볼의 진폭 및 위상과 가장 잘 정합하는 진폭 및 위상을 갖는 대응하는 심볼을 선택한다. 대응하는(이상적인) 심볼의 진폭 및 위상과 수신된 심볼의 측정된 진폭 및 위상 사이의 차이는 비트 슬라이서 에러로서 언급된다. 측정된 심볼이 다른 심볼의 진폭 및 위상 결정 경계내에서 나타나는 포인트에 대한 노이즈가 수신된 심볼을 변형시킬 때, 비트 슬라이서 에러가 나타난다. 여러 비트 슬라이서 에러는 채널 품질의 추정을 발생시키기 위하여 평균화된다.
업스트림 채널이 적합하지 않다고 고려되는 상황에서, 대안의 업스트림 채널이 선택되며, 대안의 업스트림 채널을 이용하여 통신이 계속된다. 1차 스테이션(102)은 전형적으로 대안의 업스트림 채널이 선택되는 가용 업스트림 채널의 리스트를 유지한다. 그러나, 대안의 업스트림 채널은 상대적인 채널 품질에 관계없이 선택된다. 그결과, 대안의 업스트림 채널은 외부 간섭에 기인하여 또한 적합하지 않게 된다.
본 발명의 다중채널 통신 시스템에 따라 대안의 업스트림 채널을 선택하는 2가지 양상은 가용 업스트림 채널의 선택에서 상대적인 채널 품질 측정과, 상대적인 채널 품질을 측정하는데 사용되는 기준 신호를 발생시키기 위해 IP(internet protocol)에 이미 적절히 배치된 프로토콜의 레버리징(leveraging)의 어플리케이션이다.
본 발명의 일 실시예에서, 1차 스테이션(102)은 채널 품질 측정을 초기화한다. 1차 스테이션(102)은 통신 네트워크에 대해 유지되는 리스트로부터 많은 수의 가용 채널을 선택하기 위한 로직을 포함한다. 1차 스테이션(102)은 또한 각각의 가용 채널에 대한 채널 품질을 측정하며, 선택된 채널 품질(전형적으로 다른 가용 채널에 비해 최상의 채널 품질) 측정을 구비한 채널을 선택하기 위한 로직을 포함한다.
도 3은 도 1의 멀티 채널 네트워크에 대한 최적 가용 채널을 선택하기 위한 방법의 순서도(200)를 도시한다.
단계(202)는 순서도(200)에 대한 엔트리 포인트이다.
단계(204)에서, 다수의 가용 업스트림 채널이 채널 품질을 추정하기 위해 선택된다.
단계(206)에서, 비트 슬라이스 에러에 의해 표현된 채널 품질이 각각의 선택된 업스트림 채널에 대해 측정된다.
단계(208)에서, 최상의 채널 품질을 갖는 업스트림 채널이 대안적인 업스트림 채널로서 선택된다.
단계(299)는 순서도(200)의 출구(exit) 포인트이다.
도 4는 도 1의 멀티채널 네트워크의 각각의 선택된 채널에 대한 채널 품질을 측정하기 위한 방법에 대한 순서도(300)이다.
단계(302)는 순서도(300)에 대한 엔트리 포인트이다.
단계(304)에서, 주 스테이션(102)은 가용 업스트림 채널의 리스트로부터 가용 업스트림 채널을 선택한다.
단계(306)에서, 주 스테이션(102)은 데이터 패턴을 구축하고, 데이터 패턴을 인터넷 제어 메시지 프로토콜(ICMP) 에코 요구의 데이터 영역내에 삽입한다. 대안적으로, 데이터 패턴은 이전에 구성된 데이터 패턴의 테이블로부터 선택될 수 있다. 또한, 식별자 및 시퀀스 번호 필드는 에코 요구를 고유하게 식별할 수 있도록 설정된다. 인터넷 제어 메시지 프로토콜 에코 요구는 선택된 업스트림 채널 품질을 테스트하기 위해 특정 길이 및 데이터 패턴에 따라 구성된다. 인터넷 제어 메시지 프로토콜 에코 요구의 적절한 길이 및 콘텐츠를 선택함으로써, 기준 신호가 생성되어, 특성 채널 특성 또는 조건의 비트 슬라이스 에러에 대한 효과를 증대시킬 수 있다. 예컨대, 채널 내의 진폭 압축에 의해 야기되는 통상적인 진폭 왜곡은 콘스털레이션(constellation) 심볼 매핑의 외부 포인트의 이동이 콘스털레이션의 중심에 근접하도록 한다. 그러나, 콘스털레이션 심볼 매핑의 내부 포인트는 영향을 받지 않게 된다. 콘스털레이션 심볼 매핑의 외부 포인트에서만 심볼을 생성하는 에코 요구 메시지의 데이터 패턴을 구성함으로써, 결과적인 기준 신호는 채널내에서 최대 비트 슬라이서 에러를 생성하고, 이것은 진폭 압축을 겪게 된다. 특정 채널 특성을 측정하기 위한 다른 데이터 패턴은 공지된 기술에 따라 구성될 수 있다.
단계(308)에서, 주 스테이션(102)은 인터넷 제어 메시지 프로토콜 에코 요구를 공유된 물리 매체를 통해 선택된 제2의 스테이션에 전송한다.
단계(310)에서, 선택된 제2 스테이션(104)은 인터넷 제어 메시지 프로토콜 에코 요구를 수신한다.
단계(312)에서, 선택된 제2 스테이션(104)은 인터넷 제어 메시지 프로토콜 에코 응답을 공유된 물리 매체를 통해 주 스테이션으로 전송한다.
단계(314)에서, 주 스테이션(102)은 인터넷 제어 메시지 프로토콜 에코 응답을 수신하고, 에코 응답 식별자와 시퀀스 번호를 에코 요구과 정합시켜, 측정되는 채널 특성에 고유한 특정 데이터 패턴을 식별한다. 특정 데이터 패턴은 다음에 비트 슬라이서 에러와 상관된다.
단계(316)에서, 주 스테이션(102)은 제2 스테이션으로부터 수신된 인터넷 제어 메시지 프로토콜 에코 응답으로부터 기준 신호의 비트 슬라이서 에러를 측정한다.
단계(399)는 순서도(300)의 출구 포인트이다.
도 4에 도시된 방법은, 주 스테이션(102)와 각각의 제2 스테이션(104)간의 각각의 업스트림 채널에 대한 비트 슬라이서 에러의 함수로서 채널 품질을 측정하기 위해 도 3의 순서도(200)의 단계(206)에 이용될 수 있다.
전술한 순서도의 방법이 특정 순서로 수행되는 특정 단계를 참조하여 도시되었지만, 이러한 단계들은 특허청구범위의 범주를 벗어나지 않고, 다른 실시예에서, 결합, 하부-분할, 또는 재순서화될 수 있다. 여기서 구체적으로 표시되지는 않았지만, 단계들에 대한 순서 및 그룹화는 본 발명을 제한하는 것은 아니다.
하나의 실시예에서, 각각의 가용 업스트림 채널에 대한 채널 품질 측정은 대안적인 업스트림 채널이 선택되는 시간에 수행될 수 있고, 이러한 시간은 업스트림 채널이 사용가능하지 않게 되는 때를 의미한다. 채널 품질 측정은 주기적으로 수행되거나, 진행중(ongoing)을 기초로 수행될 수 있고, 그 결과는 메모리에 저장되어 대안적인 업스트림 채널의 선택을 예측할 수 있도록 한다.
상술한 채널 품질 측정 방법은, 데이터 전송간에 주기적인 간격으로 에코 요구를 전송함으로써 활성 업스트림 채널의 그룹을 모니터링하는데 이용될 수 있다. 채널 품질 측정이 기초하여, 주 스테이션(102)은 최상의 채널 품질을 갖는 업스트림 채널을 이용하여 데이터 전송을 재개할 수 있다. 이러한 기술을 이용하여, 주 스테이션(102)은 데이터 손실이 발생하기 전에 채널 특성의 변경을 예측 및 이에 대한 대처를 할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명에 따라 비트 슬라이서 에러를 측정하기 위한 인터넷 제어 메시지 프로토콜 에코 요구 및 응답 메시지의 포맷(400)을 도시한다. 타입 필드(402), 코드 필드(404), 체크썸 필드(406), 식별자 필드(408), 시퀀스 번호 필드(410) 및 선택적 데이터 필드(412)가 도 5에 도시된다.
타입 필드(402)는 메시지를 에코 요구(8) 또는 에코 응답(0)으로 특정한다. 코드 필드(404)는 ICMP 요구 및 응답 메시지에 대해서는 (0)으로 설정된다. 체크썸 필드(406)는 메시지에 대해 계산되는 체크썸을 포함한다. 식별자 필드(408) 및 시퀀스 번호 필드(410)는 주 스테이션(102)에 의해 이용되어, 에코 요구를 대응하는 에코 응답에 정합시키고, 이전에 구축된 몇몇 상이한 기준 메시지의 하나를 특정하는데 이용되고, 다양한 기간 및 콘텐츠를 갖는 기준 신호를 생성하고, 업스트림 채널의 채널 품질 프로파일을 생성한다. 최적 데이터 필드(412)는 기준 신호의 원하는 기간 및 콘텐츠를 생성하는 심볼을 포함한다. 이 심볼은, 예컨대, B/4 차분 쿼드러쳐 위상 시프트 키잉(B/4 DQPSK)로 알려진 위상 시프트 키잉(PSK)의 형태인 선택된 인코딩 파라미터의 세트 및 선택된 변조 모드를 이용하여 전송된다. 변조 모드는 또한, 16 포인트 직교 진폭 변조(16-QAM)를 포함한, 다수의 대안적인 변조 모드들 중의 임의의 것일 수도 있다. 인코딩 파라메터는, 예를 들면, 스크램블링 및 블럭 코딩을 포함할 수 있다.
유리하게, 인터넷 제어 메시지 프로토콜이 인터넷 프로토콜(IP) 기반의 인터넷 등의 네트워크에 이미 구현되어 있어, 다채널 통신 시스템(100)용의 매체 억세스 제어(MAC) 프로토콜을 개발하거나 들여올 필요가 없다.
도 6은 도 1의 다채널 네트워크용의 1차(primary) 스테이션(102)의 기능 블럭도를 도시한다. 도 6에는, 선택 로직 모듈(502), 전송 로직 모듈(504), 측정 로직 모듈(506) 및 수신 로직 모듈(508)이 도시되어 있다.
선택 로직 모듈(502)은 전송 로직 모듈(504), 측정 로직 모듈(506), 및 수신 로직 모듈(508)에 결합된다. 측정 로직 모듈(506)은 수신 로직 모듈(508)에 결합된다. 전송 로직 모듈(504) 및 수신 로직 모듈(508)은 공유되는 물리 매체(106)에 결합된다.
동작시에, 선택 로직 모듈(502)은 다채널 통신 네트워크(100)용의 1차 스테이션(102)에 의해 유지되는 이용 가능한 업스트림 채널의 리스트로부터 이용 가능한 업스트림 채널 중 하나를 선택한다. 선택 로직 모듈(502)은 또한 적당한 선택 데이터 필드(412) 및 데이터의 길이를 선택하여 ICMP 에코 요구에 삽입하여 채널 품질 측정을 지원한다. 전송 로직 모듈은, 공유되는 물리 매체(106)에 의해 선택된 이용 가능한 업스트림 채널에 접속된 도 1의 2차 스테이션(104)에 인터넷 제어 메시지 프로토콜(ICMP) 에코 요구를 전송한다. 수신 로직 모듈(508)은 2차 스테이션(104)으로부터 인터넷 제어 메시지 프로토콜 에코 회신을 수신한다. 수신 로직 모듈(508)은 인터넷 제어 메시지 프로토콜 에코 회신 내의 심볼을 디코딩하고, 비트 슬라이싱 에러를 측정 모듈(506)에 보고한다. 측정 모듈(506)은 수신 로직 모듈(508)로부터 비트 슬라이싱 에러를 수신하고, 비트 슬라이서 에러의 함수, 예컨대, 비트 슬라이싱 에러 측정 시리즈의 평균 제곱근으로서 채널 품질 추정치를 생성한다. 선택 로직 모듈(502)은 측정 모듈(506)로부터 채널 품질 추정을 수신하여, 다른 이용 가능한 업스트림 채널에 대하여, 대응하는 이용 가능한 업스트림 채널에 대한 채널 품질을 업데이트한다.
도 7은 도 1의 다채널 네트워크용의 2차 스테이션(104)의 기능 블럭도이다. 도 7에는 수신 로직 모듈(602) 및 전송 로직 모듈(604)이 도시되어 있다.
수신 로직 모듈(602) 및 전송 로직 모듈(604)은 서로 그리고 공유하는 물리 매체(106)에 결합된다.
동작시에, 인터넷 제어 메시지 프로토콜 에코 요구 메시지가, 공유되는 물리 매체(106)로부터 수신 로직 모듈(602)에 의해 수신된다. 2차 스테이션(104)에 내장된 인터넷 프로토콜에 따라, 인터넷 제어 메시지 프로토콜 에코 요구 메시지 데이터가 전송 로직 모듈(604)로 패스된다. 전송 로직 모듈(604)은 선택된 업스트림 채널을 통해 인터넷 제어 메시지 프로토콜 에코 회신 메시지 내의 인터넷 제어 메시지 프로토콜 에코 요구 메시지 내에 포함되어 있는 동일한 데이터를 다시 도 1의 1차 스테이션(102)에 전송한다.
전술한 로직 모듈 각각은, 공지된 기술, 예컨대, 이산 컴포넌트, 집적 회로, 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA) 또는 마이크로프로세서, 또는 이들의 조합 등의 프로그램 가능 로직 디바이스에 의해 구현될 수 있다.
여기에서 설명한 본 발명은 특정한 실시예 및 응용 분야의 수단에 의해 설명되었지만, 본 발명의 다른 수정, 변동 및 구성이 다음의 특허 청구범위에 의해 규정되는 사상 및 범주 내에서 본 발명을 실용화하기 위해 구체적으로 설명되는 것 이외의 상기 교시에 따라 이루어질 수 있다.

Claims (1)

  1. 통신 채널에 대한 채널 품질을 특성화하는 방법에 있어서,
    특정 채널 특성을 측정하기 위한 기준 신호를 생성하기 위한 데이터 패턴을 구성하는 단계; 및
    상기 데이터 패턴을 인터넷 제어 메시지 프로토콜 에코 요구에 삽입하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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