[논문]Unicode의 UTF-8 부호화 방식의 HDB-3 스크램블링 방식과의 적합성

홍완표

doi:10.13067/jkiecs.2013.8.2.227

Unicode의 UTF-8 부호화 방식의 HDB-3 스크램블링 방식과의 적합성
Compatibility of UTF-8 Encoding System to HDB-3 Scrambling Method 원문보기

한국전자통신학회 논문지 = The Journal of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, v.8 no.2, 2013년, pp.227 - 240

초록
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본 논문에서는 국내 표준규격인 HDB-3 스크램블링 방식을 기준으로 유니코드(Unicode)의 한글낱자 및 호환용 한글낱자 부호와 이 부호가 UTF-8 부호체계로 변환되었을 때 원천부호화 규칙에 얼마나 부합되는지 여부를 분석하였다. 연구결과 유니코드 한글낱자 및 호환용 한글 낱자 부호체계와 UTF-8부호체계내에 문자의 원천 부호화 규칙에 위배되는 부호가 상당히 존재하는 것으로 나타났다. 특히 UTF-8로 변환함에 따라 그 위배율이 증가하는 것으로 분석되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

This paper studied how much influence UTF coded data is given to HDB-3 operation efficiency. This paper applied the Hangul Jamo and Compatability Hangul Jamo in Unicode to compare to its UTF-8 coded data. As a result of study, When Unicode is reformatted to UTF-8 code, the data code run counter to t...

주제어

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문제 정의

본 논문에서는 유니코드가 UTF 부호화될 때 연속 “0”의 비트열을 발생하는 것과 어떠한 상관관계가 있는지를 연구하였다.
46로 나타났다. 본 논문에서는 유니코드와 UTF-8 한글낱자와 한글 호환용 한글낱자의 원천부호가 원천부호화 규칙에 얼마나 부합되는지를 분석하였다. 유니코드 한글낱자 부호와 유니코드 호환용 한글 낱자의 부호는 UTF-8부호로 변환시 가장 좋지 않은 부호11XX와 31XX로 구성되어 있어서 원천부호화 위배율이 더욱 큰 것으로 나타났다.
본 논문은 유니코드의 한글낱자 및 호환용 한글 낱자와 이 유니코드에 대한 UTF-8 부호가 HDB-3방식의 스크램블링 회선부호화에 적절한지 여부를 [ ]에서 제시한 표 1과 표 2의 원천부호화 규칙에 적합한지 여부를 분석하였다. 연구결과 현재의 유니코드 한글낱자 및 호환용 한글 낱자와 특히 이 유니코드를 UTF-8로 변환한 부호에는 원천부호화 규칙에 위배 되는 부호가 상당히 많은 것으로 분석되었다.
본 논문에서는 한글낱자와 한글글자마디 유니코드를 연구 대상으로 하였다. 본 연구에서는 최근 인터넷에서 그 사용이 증가[12]하고 있는 UTF-8 부호[13]에 대하여 연구하였다. UTF-8은 유니코드에 대한 가변길이 문자 부호화 체계이다.

제안 방법

본 논문에서는 참고문헌 [9]에서 제시한 문자의 원천부호화에 대한 규칙을 적용하여 유니코드 한글낱자와 호환용 한글낱자에 대하여 분석하였다.
이 부호표의 BMP 부호판은 3130～318F까지이다. 이 호환용 한글낱자 부호표는 초성, 중성과 종성으로 구분하지 않고 자음과 모음으로 구분하여 부호화하였다. 이 부호표의 전체 부호수는 96개이다.

대상 데이터

본 논문에서는 유니코드가 UTF 부호화될 때 연속 “0”의 비트열을 발생하는 것과 어떠한 상관관계가 있는지를 연구하였다. 본 논문에서는 한글낱자와 한글글자마디 유니코드를 연구 대상으로 하였다. 본 연구에서는 최근 인터넷에서 그 사용이 증가[12]하고 있는 UTF-8 부호[13]에 대하여 연구하였다.
표 2는 유니코드 호환용 한글낱자에 대한 부호표이다. 이 부호표의 BMP 부호판은 3130～318F까지이다. 이 호환용 한글낱자 부호표는 초성, 중성과 종성으로 구분하지 않고 자음과 모음으로 구분하여 부호화하였다.
6에 해당된다. 표 1의 유니코드 한글낱자 전체 부호수는 256개이다. 이중에서 원천부호화 규칙에 부합되는 부호는 총117개 있다.

성능/효과

유니코드 호환용 한글 낱자의 경우에는 유니코드의 경우에 한글낱자 34개 중에서 12개 부호가 원천부호화 규칙에 맞지 않는 것으로 나타났다. UTF-8 호환용 한글 낱자 부호의 경우에는 한글낱자 부호수 34개를 포함 하여 이들 낱자 부호에 중복하여 합계 50개의 원천부호화 규칙 위배 부호가 있는 것으로 분석되었다. 유니코드를 UTF-8로 변환하였을 때 그 위배율이 4.
즉 전체 부호수는 256개가 된다. 결과적으로 총 256개의 부호수에서 63개의 부호가 참고문헌[9] 표 5와 표 6의 원천부호화 규칙에 위배됨을 알 수 있다. 즉 원천 부호화 할 때 조합이 가능한 부호는 총 1 93개가 된다.
또한 참고문헌[9] 표 6의 원천부호화 규칙에 위배되는 부호는 6개로 나타났다. 따라서 총 50개의 원천부호화 규칙에 위배되는 부호가 있는 것으로 나타났다. 이것을 표 12에 의하여 원천부호화 규칙에 위배되는 부호들의 사용 빈도율을 계산하면 참고문헌[9] 표 5의 원천부호화 규칙에 대한 위배율은 125.
UTF -8 한글낱자의 경우에는 낱자 48개를 포함하여 낱자 들에 중복하여 나타나는 위배수가 총 116개였다. 또한 UTF-8로 유니코드 한글낱자로 변환한 경우에 원천 부호화에 위배되는 부호가 5.75로 증가하였다. 유니코드 호환용 한글 낱자의 경우에는 유니코드의 경우에 한글낱자 34개 중에서 12개 부호가 원천부호화 규칙에 맞지 않는 것으로 나타났다.
57로 나타났다. 또한 유니코드 호환용 한글 낱자의 UTF-8 부호의 경우에는 원천부호화 규칙에 위배되는 부호의 사용 빈도율이 139.46로 나타났다. 도율이 41.
결과적으로 유니코드 한글낱자의 경우에 유니코드 자체에서도 원천부호화 규칙에 위배되는 문자 부호가 다수 존재한다. 또한 유니코드를 UTF-8 부호화했을 때, 유니코드 자체에서 보다 초성은 2.7배 중성은 29배, 종성은 11배 원천부호화에 위배되는 부호가 더 발생하는 것으로 나타났다.
세 번째 비트열 CCCC에 4 또는 C가 될 때는 네번째 비트열 DDDD에 16진수 1, 2, 3과 조합되지 않도록 해야 한다. 세 번째 비트열 CCCC가 16진수 8이될 때는 네번째 비트열 DDDD가 16진수 1,2,3,4,5,6,7이 되지 않도록 해야 한다.
본 논문은 유니코드의 한글낱자 및 호환용 한글 낱자와 이 유니코드에 대한 UTF-8 부호가 HDB-3방식의 스크램블링 회선부호화에 적절한지 여부를 [ ]에서 제시한 표 1과 표 2의 원천부호화 규칙에 적합한지 여부를 분석하였다. 연구결과 현재의 유니코드 한글낱자 및 호환용 한글 낱자와 특히 이 유니코드를 UTF-8로 변환한 부호에는 원천부호화 규칙에 위배 되는 부호가 상당히 많은 것으로 분석되었다.
본 논문에서는 유니코드와 UTF-8 한글낱자와 한글 호환용 한글낱자의 원천부호가 원천부호화 규칙에 얼마나 부합되는지를 분석하였다. 유니코드 한글낱자 부호와 유니코드 호환용 한글 낱자의 부호는 UTF-8부호로 변환시 가장 좋지 않은 부호11XX와 31XX로 구성되어 있어서 원천부호화 위배율이 더욱 큰 것으로 나타났다. 그러므로 본 논문의 연구결과를 토대로 하여 향후에 본 연구결과로 나타난 문제점을 해결하는 방안을 연구하여야 할 것이다.
유니코드 한글 낱자의 UTF-9 부호의 경우에는 원천부호화 위배 부호에 대한 사용 빈도율이 초성 258, 중성 242 및 종성 207로 나타났다. 유니코드 호환용 한글 낱자의 경우에는 원천부호화 규칙에 위배되는 부호의 사용 빈도율이 41.57로 나타났다. 또한 유니코드 호환용 한글 낱자의 UTF-8 부호의 경우에는 원천부호화 규칙에 위배되는 부호의 사용 빈도율이 139.
75로 증가하였다. 유니코드 호환용 한글 낱자의 경우에는 유니코드의 경우에 한글낱자 34개 중에서 12개 부호가 원천부호화 규칙에 맞지 않는 것으로 나타났다. UTF-8 호환용 한글 낱자 부호의 경우에는 한글낱자 부호수 34개를 포함 하여 이들 낱자 부호에 중복하여 합계 50개의 원천부호화 규칙 위배 부호가 있는 것으로 분석되었다.
특히 유니코드를 UTF-8로 변환한 경우에 원천부호화 규칙에 위배되는 부호가 급격히 증가하는 것으로 나타났다. 유니코드 한글낱자의 경우에는 낱자 48개 중에 21개가 원천부호화 규칙에 위배되었다.
한글낱자의 사용 빈도율로 분석한 결과 유니코드 한글낱자의 경우에는 원천부호화 규칙에 위배되는 부호에 대한 해당낱자가 포함된 단어의 사용빈도율이 초성은 94, 중성은 42.12 그리고 종성은 2가 되는 것으로 나타났다. 유니코드 한글 낱자의 UTF-9 부호의 경우에는 원천부호화 위배 부호에 대한 사용 빈도율이 초성 258, 중성 242 및 종성 207로 나타났다.
UTF-8부호에서는 전체의 150%배정도의 원천부호화 규칙에 위배되는 부호가 있는 것으로 나타났다. 한편 유니코드를 UTF-8방식으로 부호화함으로서 발생하는 원천부호화 규칙 위배율은 유니코드에 비하여 UTF-8 부호의 위배율이 420%정도 증가하는 것으로 나타났다.

후속연구

유니코드 한글낱자 부호와 유니코드 호환용 한글 낱자의 부호는 UTF-8부호로 변환시 가장 좋지 않은 부호11XX와 31XX로 구성되어 있어서 원천부호화 위배율이 더욱 큰 것으로 나타났다. 그러므로 본 논문의 연구결과를 토대로 하여 향후에 본 연구결과로 나타난 문제점을 해결하는 방안을 연구하여야 할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	HDB-3 방식은 어떠한 방식인가?	전자는 미국표준방식으로 연속“0”의 비트가 8개 발생할 때 이 비트열을 사전에 정해진 일정한 비트열로 대체하는 방식이다[4]. 후자는 ITU-T[5]와 국내 표준 방식[6]으로 연속 “0”의 비트가 4개 발생할 때 이 비트열을 사전에 정해진 비트열로 대체하는 방식이다. 그러므로 스크램블링이 발생하는 횟수는 OSI 표현계층에서 정보기기에 입력되는 문자나 기호를 어떻게 부호화하느냐에 따라 영향을 주게 된다[7].
	스크램블링 방식 중 대표적인 방법은 무엇인가?	그러므로 AMII회선부호화방식에서는 연속“0”의 비트가 발생되는 것을 방지하기 위해 스크램블링 방법을 적용하고 있다. 스크램블링 방식으로는 B8 ZS 방식[2]과 HDB-3 방식[3]이 대표적인 방법이다. 전자는 미국표준방식으로 연속“0”의 비트가 8개 발생할 때 이 비트열을 사전에 정해진 일정한 비트열로 대체하는 방식이다[4].
	B8 ZS 방식은 어떠한 방식인가?	스크램블링 방식으로는 B8 ZS 방식[2]과 HDB-3 방식[3]이 대표적인 방법이다. 전자는 미국표준방식으로 연속“0”의 비트가 8개 발생할 때 이 비트열을 사전에 정해진 일정한 비트열로 대체하는 방식이다[4]. 후자는 ITU-T[5]와 국내 표준 방식[6]으로 연속 “0”의 비트가 4개 발생할 때 이 비트열을 사전에 정해진 비트열로 대체하는 방식이다.

참고문헌 (23)

Behrouz A. Forouzan, "Data communications" McGraw Hill Korea, pp132-134. Jan, 2008.
http://en.wikipedia.org/wiki/HDB3#B8ZS_.28North_American_T1.29
http://en.wikipedia.org/wiki/HDB3#HDB3_.28European_E-carrier.29
http://searchnetworking.techtarget.com/definition/B8ZS
ITU-T, "Physical/electrical characteristics of hierarchical digital interfaces", ITU-T Recommendation G.703, 1998.
TTA,"Test Method for Telecommunication Terminal Equipment", TTA Standard TTAS. KO-05.0028/R1, Revised on 23, 2004.
김용연, "프랙털 영상 부호화에 관한 연구", 한국전자통신학회논문지, 7권, 3호, pp. 560-565, 2012.
홍완표, "데이터 전송효율을 고려한 $3{\times}4비트$ 1바이트 문자부호화 규칙에 관한 연구", 한국전자통신학회논문지, 6권, 4호, pp. 499-504, 2011.

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홍완표, "데이터 전송 효율을 고려한 $4비트행{\times}4비트열$ 2 바이트 문자 부호화 규칙에 관한 연구", 한국항행학회 논문지, 15권, 5호, 2011.
한영오, "GRNN을 이용한 동영상 움직임 예측 및 대역분할부호화에 관한 연구", 한국전자통신학회논문지, 5권, 3호, pp. 255-265, 2010.
http://en.wikipedia.org/wiki/Unicode_Transformation_Format#Unicode_Transformation_Format_and_Universal_Character_Set
http://trends.builtwith.com/encoding/UTF-8
http://en.wikipedia.org/wiki/UTF-8
http://en.wikibooks.org/wiki/Unicode/Character_reference/1000-1FFF
http://en.wikibooks.org/wiki/Unicode/Character_reference/3000-3FFF
http://en.wikibooks.org/wiki/Unicode/Versions#Unicode_1.1
http://en.wikibooks.org/wiki/Unicode/Versions#Unicode_1.0
유진우, 임형규, 박세원, "프랙털 영상 부호화에 관한 연구", 한국전자통신학회논문지, 6권, 2호, pp. 194-197, 2011.
http://en.wikipedia.org/wiki/UTF-1
http://trends.builtwith.com/encoding/UTF-8
http://trends.builtwith.com/encoding/ISO-IEC-8859
http://trends.builtwith.com/encoding/UTF-8
이창영, "윈도우가 적용된 자기상관에 의한 선형예측부호의 개선선", 한국전자통신학회논문지, 6권, 2호, pp. 186-190, 2011.

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용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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