KR100269430B1 - Randomizer of the cable modem system in the downstream direction - Google Patents
Randomizer of the cable modem system in the downstream direction Download PDFInfo
- Publication number
- KR100269430B1 KR100269430B1 KR1019980011383A KR19980011383A KR100269430B1 KR 100269430 B1 KR100269430 B1 KR 100269430B1 KR 1019980011383 A KR1019980011383 A KR 1019980011383A KR 19980011383 A KR19980011383 A KR 19980011383A KR 100269430 B1 KR100269430 B1 KR 100269430B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- register
- field
- input
- processing unit
- multiplication
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000007175 bidirectional communication Effects 0.000 description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 3
- 230000006854 communication Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000009432 framing Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000010485 coping Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F7/00—Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
- G06F7/58—Random or pseudo-random number generators
- G06F7/582—Pseudo-random number generators
- G06F7/584—Pseudo-random number generators using finite field arithmetic, e.g. using a linear feedback shift register
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2207/00—Indexing scheme relating to methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
- G06F2207/58—Indexing scheme relating to groups G06F7/58 - G06F7/588
- G06F2207/581—Generating an LFSR sequence, e.g. an m-sequence; sequence may be generated without LFSR, e.g. using Galois Field arithmetic
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Error Detection And Correction (AREA)
Abstract
본 발명은 복조시 심볼데이터의 동기를 획득하기 위하여 데이터를 변형하는 랜덤화 장치에 관한 것으로서, 갈로아체 필드 GF(2m)상에서 랜덤화 다항식 F(X)의 상수항이 '1'을 제외한 해당 갈로아체 필드내의 원소 αK일 경우 랜덤화 다항식을 구현하기 위한 피드백 레지스터부에 있어서, 레지스터부의 최고차 출력과 상기 상수항 αK을 갈로아체 곱셈처리하여 레지스터부의 최저차 입력으로 피드백 하는 갈로아체 상수항 처리에 관한 것이다. 갈로아체 상수항 처리는 입력 원소와 해당 갈로아체 필드내의 기본원소(α)를 곱셈 연산하는 기본원소(α) 처리부가 K개 구비되어 직렬 연결되며, 기본원소 처리부는 상수항이 존재하는 갈로아체 필드에 따라 정해지는 곱셈 규칙에 따라 입력 원소의 비트를 적절히 조작하여 논리 연산에 의해 α배 곱셈연산된 갈로아체 원소를 획득한다. αK갈로아체 곱셈 연산을 처리하기 위해 종래에는 갈로아체 필드 원소를 모두 저장하므로 인해 상당한 메모리가 소요되고, 메모리의 어드레스 조작에 어려움이 있었으나, 본 발명은 비트 논리 연산에 의해 갈로아체 곱셈 연산을 수행하므로써 메모리가 필요치 않으며 구현이 용이하고 고속 처리가 가능하다.The present invention relates to a randomization apparatus for transforming data in order to obtain synchronization of symbol data during demodulation, wherein the constant term of the randomized polynomial F (X) on the galloace field GF (2 m ) is excluded from '1'. In the feedback register section for implementing a randomized polynomial in the case of the element α K in the Aceh field, a galloise constant term processing for feeding back the highest order output of the register section and the constant term α K is fed back to the lowest order input section of the register section. It is about. Galoache constant term processing consists of K elementary element (α) processing units for multiplying the input element with the elemental element (α) in the corresponding Galoache field, and is connected in series. The bits of the input elements are manipulated appropriately according to the multiplication rule determined to obtain a galloche element multiplied by the α operation by a logical operation. In order to process α K galloache multiplication, conventionally, all of the galloache field elements are stored, which requires considerable memory and has difficulty in addressing the memory. However, the present invention performs the galloise multiplication operation by bit logic operation. This eliminates the need for memory, eases implementation, and enables high-speed processing.
Description
본 발명은 복조시 심볼데이터의 동기를 획득하기 위하여 송신 심볼데이터를 변형하여 전송하는 랜덤화 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a randomization apparatus for transforming and transmitting transmission symbol data to obtain synchronization of symbol data during demodulation.
디지털 송신 시스템에서 전송된 데이터는 채널을 통해 전송되면서 다른 채널과 혼선되거나 각종 잡음에 노출되어 왜곡되어 진다. 수신측은 왜곡된 데이터로부터 정확한 원래 데이터를 복원해 내야만 한다. 이를 위해서 송신측에서는 데이터를 랜덤화시켜 전송하므로써 수신측에서 최적의 수신상태를 유지토록한다. 즉, 송수신측간에 약속된 의사잡음코드에 의해 정보 데이터를 랜덤화시키므로써, 전송도중에 다른 채널과 혼신되는 것을 막고 수신측에서 특정한 동기를 추출할 수 있도록 해준다.Data transmitted from a digital transmission system is distorted due to crosstalk with other channels or exposure to various noises while being transmitted through a channel. The receiving side must recover the correct original data from the distorted data. To this end, the transmitting side randomizes and transmits data so that the receiving side maintains an optimal reception state. In other words, by randomizing the information data by the pseudo noise code promised between the transmitting and receiving sides, it is possible to prevent the other side from being confused with other channels during transmission and to extract a specific synchronization from the receiving side.
상기 의사잡음코드는 갈로아체 필드상에서 특정 갈로아체 다항식에 의해 발생시킬 수 있으며, 이에 대한 적용 예로서 케이블모뎀 네트워크의 다운스트림 전송을 위한 랜덤화/ 역랜덤화 장치를 들 수 있다.The pseudo-noise code may be generated by a specific Galois polynomial on the Galois field, and an application thereof may include a randomization / derandomization apparatus for downstream transmission of a cable modem network.
케이블모뎀 네트워크는 종합정보통신망(ISDN), 멀티디지털가입자회선(xDSL) 등과 함께 인터넷, 인트라넷에 접속하여 가입자에게 재택근무, 영상회의, 웹검색 등의 다양한 서비스를 제공한다.Cable modem network provides various services such as telecommuting, video conferencing, and web search to subscribers by connecting to internet and intranet together with Integrated Information Communication Network (ISDN) and Multi-Digital Subscriber Line (xDSL).
도 1은 광대역 서비스를 지원하는 케이블모뎀 네트워크의 기준 구성도이다. 통신망 사업자가 제공하는 사설망이나 공중망을 포함한 백본망(100)에 케이블모뎀 종단시스템(111, Cable Modem Termination System:이하 CMTS라함)을 포함한 헤드엔드(110)가 연결되어 있고, 가입자측(140)에는 케이블 모뎀(130, Cable Modem:이하 CM이라함.)이 연결되어 있다. 헤드엔드(110)와 CM(130)사이에는 광케이블로 연결되어 광신호와 전기신호를 변환시켜 주는 광전변환기(120, Optic/Electro Converter)가 위치해 있으며, 광전변환기(120)와 CM(130), CM(130)과 가입자측(140)은 동축케이블로 연결되어 있다. 서비스 제공자와 가입자측간에는 양방향 통신이 가능하며, 두개의 양방향 통신 경로는 헤드엔드(110)에서 합쳐진다. 헤드엔드(110)는 양방향 통신을 가능케 하는 CMTS(111)를 비롯하여, CMTS(111)를 위한 운영지원 시스템(도시안됨), 정보제공자의 각종 응용서비스를 데이터 신호를 결합하여 전송하는 결합기(112) 및 송신버퍼(114), 가입자의 요구 데이터를 수신하여 분배하는 수신버퍼(115) 및 분배기(113), 및 보안 및 접속 제어부(116)등이 포함되어 있다. 상기 CMTS(111)에는 CMTS와 망 인터페이스를 담당하는 네트워크 터미널(111-1)과, 정보제공자의 응용 서비스 데이터(다운스트림 데이터)를 변조하기 위한 변조부(111-2), 가입자의 요구 데이터(업스트림 데이터)를 복조하기 위한 복조부(111-3)로 구성되어 있다. 도 1에 도시된 케이블모뎀 네트워크는 RF신호를 사용하는 광대역 시스템이며, RF 인터페이스는 CM과 케이블 네트워크사이, 다운스트림상에서 CMTS와 케이블 네트워크사이, 업스트림상에서 CMTS와 케이블 네트워크사이에 존재한다.1 is a reference diagram of a cable modem network that supports broadband service. A headend 110 including a cable modem termination system (hereinafter referred to as CMTS) is connected to a backbone network 100 including a private network or a public network provided by a communication network operator. The cable modem 130 (hereinafter referred to as CM) is connected. Between the head end 110 and the CM (130) is located a photoelectric converter (120, Optic / Electro Converter) is connected by the optical cable to convert the optical signal and the electrical signal, the photoelectric converter 120 and the CM (130), The CM 130 and the subscriber side 140 are connected by coaxial cable. Bi-directional communication is possible between the service provider and the subscriber side, and the two bidirectional communication paths are combined at the headend 110. The headend 110 includes a CMTS 111 that enables bidirectional communication, an operation support system for the CMTS 111 (not shown), and a combiner 112 that transmits various application services of an information provider by combining data signals. And a transmission buffer 114, a reception buffer 115 and a distributor 113 for receiving and distributing subscriber request data, and a security and access control unit 116. The CMTS 111 includes a network terminal 111-1 in charge of the CMTS and a network interface, a modulator 111-2 for modulating application service data (downstream data) of an information provider, and request data of a subscriber ( Demodulation section 111-3 for demodulating upstream data). The cable modem network shown in FIG. 1 is a broadband system using RF signals, and an RF interface exists between the CM and the cable network, between the CMTS and the cable network downstream, and between the CMTS and the cable network upstream.
CMTS에서 각 CM으로 전송되는 다운스트림 채널은 50∼860㎒의 전송 속도로 광대역의 서비스 데이터를 방송하며, 각 CM에서 CMTS로 전송되는 업스트림 채널은 5∼42㎒로 가입자의 질의 및 요구 협대역 데이터를 점대점 방식으로 전송한다.The downstream channel transmitted from CMTS to each CM broadcasts broadband service data at a transmission rate of 50 to 860 MHz, and the upstream channel transmitted from CM to CMTS is 5 to 42 MHz. Send in a point-to-point fashion
케이블모뎀 전송 시스템의 다운스트림 프로토콜은 ITU-T Recommendations J.83, Annex B에 확정된 바에 따르며, 다운스트림 신호 처리 과정을 도 2에 도시하였다. 다운스트림 변조를 위한 처리는 MPEG프레임부(200)에서 패킷단위로 입력되는 MPEG-2 데이터 스트림을 프레이밍 처리한 후, FEC(Forward Error Correction)인코더(210)에서 순방향 에러 정정 알고리즘을 수행하여 채널(230)에 의한 신뢰성있는 데이터를 얻을 수 있도록 한다. FEC인코더(210)에서 출력된 FEC부호어는 QAM변조부(220)를 통해 QAM 변조된 후 RF 신호로서 케이블 채널(230)을 통해 전송된다. 다운스트림의 복조는 변조와 반대과정으로 QAM복조부(240)와, FEC디코더(250), MPEG프레임부(260)를 통해 수행된다. MPEG프레이밍과정은 송수신측간의 패킷 동기화를 이루기 위한 패리티 검사패턴을 제공하며, QAM변조과정은 64QAM모드와 256QAM모드를 지원한다. FEC 인코딩과정은 연접 부호화(concatenated coding) 기법을 사용하여 외부 부호어(outer coder)는 T개의 에러 정정 능력을 갖는 리드 솔로몬 부호어(Reed-Solomon code)를 사용하고, 내부 부호어(inner coder)는 부호화된 변조 부호를 생성하는 TCM 부호어를 사용하여 내부디코더에서 정정 못한 에러를 외부디코더에서 정정하도록 하므로써 통상적으로 에러율(error rate)이 거의 0이 되도록 한다.The downstream protocol of the cable modem transmission system is as defined in ITU-T Recommendations J.83, Annex B. The downstream signal processing is shown in FIG. The downstream modulation process is performed by framing the MPEG-2 data stream input in the packet unit from the MPEG frame unit 200, and then performing a forward error correction algorithm in the FEC encoder 210 to perform a channel ( To obtain reliable data. The FEC code output from the FEC encoder 210 is QAM modulated by the QAM modulator 220 and then transmitted through the cable channel 230 as an RF signal. The downstream demodulation is performed through the QAM demodulator 240, the FEC decoder 250, and the MPEG frame unit 260 in a reverse process to modulation. The MPEG framing process provides a parity check pattern for packet synchronization between the transmitter and the receiver. The QAM modulation process supports 64QAM mode and 256QAM mode. The FEC encoding process uses a concatenated coding technique, and an outer coder uses a Reed-Solomon code having T error correction capabilities, and an inner coder. By using the TCM codeword to generate the coded modulation code, the error that is not corrected by the internal decoder is usually corrected by the external decoder so that the error rate is almost zero.
FEC 처리과정을 도 3을 통해 자세히 설명하면, FEC 인코더(210, 도 2 참조)는 리드솔로몬 인코더(300), 인터리버(310), 랜덤화부(320), 트렐리스 인코더(330)로 구성되고, FEC 디코더(250)는 트렐리스 디코더(350), 역랜덤화부(360), 디인터리버(370), 리드솔로몬 디코더(380)로 이루어진다.3, the FEC encoder 210 (see FIG. 2) is composed of a Reed Solomon encoder 300, an interleaver 310, a randomizer 320, and a trellis encoder 330. The FEC decoder 250 includes a trellis decoder 350, an inverse randomizer 360, a deinterleaver 370, and a Reed Solomon decoder 380.
리드솔로몬 인코더(300)는 MPEG 트랜스포트스트림을 (128,122)RS블럭코드를 사용하여 부호화한다. (128,122)RS블럭코드는 블럭당 128개의 심볼로 구성되고 그 중 122심볼만이 정보심볼이고 6심볼은 에러정정을 위한 패리티이므로 RS블럭당 최대 3개의 심볼까지 에러정정한다. RS블럭코드는 64QAM모드와 256QAM모드에서 동일하게 이용된다.The Reed Solomon encoder 300 encodes the MPEG transport stream using a (128,122) RS block code. The (128,122) RS block code consists of 128 symbols per block, of which only 122 symbols are information symbols and 6 symbols are parity for error correction, so up to 3 symbols per RS block are error corrected. The RS block code is used identically in the 64QAM mode and the 256QAM mode.
인터리버(310)는 (128,122)RS블럭코드를 길쌈 인터리빙처리하여 데이터스트림을 재배열한다. 인터리버(310)는 채널전송시 발생된 연속된 에러심볼(군집에러, burst errors)에 효율적으로 대처하기 위한 것이다. 길쌈 인터리버 구조는 64QAM모드와 256QAM모드에서 프로그램가능한 구조(programmable structure) 즉, 다양한 인터리빙 모드를 지원한다.The interleaver 310 convolutionally interleaves the (128, 122) RS block codes to rearrange the data streams. The interleaver 310 is for efficiently coping with successive error symbols (cluster errors, burst errors) generated during channel transmission. The convolutional interleaver structure supports a programmable structure, that is, various interleaving modes in 64QAM mode and 256QAM mode.
랜덤화부(320)는 인터리빙처리된 데이터가 특정한 패턴을 갖지 않도록 랜덤화시켜 RF 변조된 신호가 다른 채널과 혼신되는 것을 막고 수신측에서 동기를 추출할 수 있도록 해준다. 수신측과 약속된 의사잡음코드를 발생시켜 입력된 데이터와 더해주므로써 랜덤화된 데이터를 출력한다.The randomization unit 320 randomizes the interleaved data so that the interleaved data does not have a specific pattern, thereby preventing the RF-modulated signal from interfering with other channels and extracting synchronization from the receiver. Randomized data is output by generating a pseudo noise code promised with the receiver and adding it to the input data.
트렐리스 인코더(330)는 트렐리스 부호화 변조(Trellis coded modualtion, 이하 TCM)를 수행한다. TCM은 대역폭이 제한된 전송로(bandwidth-limited channel)에서 높은 부호화 이득(coding gain)을 얻기 위한 채널 부호화 기법으로서, 부호화 기술과 변조 기술을 결합하여 구현된다. TCM 구조는 유한한 상태를 갖는 길쌈 부호기(convolution encoder)와 QAM 변조기(64/256QAM)로 구성된다.The trellis encoder 330 performs trellis coded modulation (TCM). TCM is a channel coding technique for obtaining a high coding gain in a bandwidth-limited channel and is implemented by combining a coding technique and a modulation technique. The TCM structure is composed of a convolutional encoder having a finite state and a QAM modulator (64 / 256QAM).
특히, 랜덤화부(320)에서 데이터를 랜덤화 시켜 송신하는 이유는 QAM변조기술이 사용하여 입력비트에 의해 반송파 위상을 변환시켜 수신측에서 현재 심볼의 위상변환 값과 다음 심볼의 위상값과 비교해서 원래의 데이터를 복호화하기 위한 송신측과 수신측이 동기를 맞추고 있기 때문이다. 만일 수신측이 동기를 맞추려고 할 때, "1"이나 "0"의 데이터 비트가 길게 연속되면, 각 데이터 버스트를 동기시킬 수 없는 데이터 버스트 에러가 발생한다. 따라서, 수신클럭을 동기시킬 수 있도록 수신기에서 충분한 위상변화가 일어나도록 데이터 비트열을 랜덤화 시켜 송신한다. 또한 일반적인 수신기의 FEC복조회로의 알고리즘은, 변조된 데이터열이 랜덤한 패턴이 아닌 경우 제대로 복조할 수 없게 되기 때문에 랜덤한 패턴으로 만드는 것이 중요하다.Particularly, the randomization unit 320 randomizes the data and transmits the data by using the QAM modulation technique. The carrier phase is converted by input bits, and the receiver side compares the phase shift value of the current symbol with the phase value of the next symbol. This is because the transmitting side and the receiving side for decoding the original data are synchronized. If the receiving side attempts to synchronize, if data bits of "1" or "0" are long, data burst errors that cannot synchronize each data burst occur. Therefore, the data bit stream is randomized and transmitted so that a sufficient phase change occurs in the receiver so as to synchronize the reception clock. In addition, it is important that the algorithm of the FEC demodulation circuit of a general receiver cannot be demodulated properly unless the modulated data string is a random pattern.
랜덤화부(320)는 갈로아체 필드 GF(128)상에서 7비트 심볼을 의사잡음(PN) 코드로 사용하여 입력 데이터 즉, 7비트 RS심볼을 가산하므로써 입력 데이터 스트림을 랜덤화 시킨다. 또한, FEC 프레임의 동기 신호가 삽입되는 동안에 랜덤화부(320)는 초기화되고, 실제 첫번째 심볼이 입력될 때부터 동작하여 랜덤화된 심볼을 출력한다.The randomization unit 320 randomizes the input data stream by adding input data, that is, 7-bit RS symbols, using a 7-bit symbol as a pseudo noise (PN) code on the galloche field GF 128. In addition, while the synchronization signal of the FEC frame is inserted, the randomization unit 320 is initialized and operates from when the first symbol is actually input to output a randomized symbol.
랜덤화 장치의 랜덤화 다항식은
본 발명자에 의해 출원된 바 있는 종래의 랜덤화 장치에서 피드백 레지스터부는 레지스터의 최고차 출력과 갈로아체 상수 α3을 곱셈하여 레지스터의 최저차항으로 입력시키는 갈로아체 상수 처리부가 구비되어 있다. 갈로아체 상수 처리부는 갈로아체 필드 상의 모든 원소를 저장하고 있는 메모리가 구비되어 있고, 입력된 최고차항값에 해당하는 갈로아체 원소를 매칭시킨 후 매칭된 원소로부터 3차 증가된 갈로아체 원소를 곱셈연산된 결과로 출력한다.In the conventional randomization apparatus filed by the present inventors, the feedback register unit includes a galloach constant processing unit for multiplying the highest order output of the register by the galloace constant α 3 and inputting the lowest order term of the register. The Galoache constant processing unit includes a memory that stores all the elements on the Galoache field, and multiplies the Galois elements increased by the third order from the matched elements after matching the Galoache elements corresponding to the highest order term input. Output the result.
따라서, 종래의 랜덤화 장치는 갈로아체 상수를 처리하는 데 있어 상당한 메모리가 소요되었고, 메모리를 액세스해야 하므로 처리 시간이 지연되는 단점이 있었다.Therefore, the conventional randomizer has a disadvantage in that a considerable amount of memory is required to process the Galoache constant, and the processing time is delayed because the memory must be accessed.
이에, 본 발명은 랜덤화 다항식의 상수항 처리를 위해 갈로아체 필드 테이블 원소들간의 규칙성을 제시하고, 그 규칙성에 따라 간단한 비트 논리 조합으로 갈로아체 곱셈연산을 수행하는 랜덤화 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention provides a randomization apparatus for presenting regularity between galloache field table elements for constant term processing of a randomized polynomial, and performing galloa multiplication operation with a simple bit logic combination according to the regularity. There is a purpose.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 갈로아체 필드 GF(2m)상에서 랜덤화 다항식 F(X)의 상수항이 '1'을 제외한 해당 갈로아체 필드내의 원소 αK일 경우, 입력 심볼을 변형시키기 위한 소정의 코드를 제공하는 피드백 레지스터부를 구비하여, 상기 피드백 레지스터부의 최고차 출력과 입력 심볼을 배타논리합 연산하여 랜덤화된 심볼로 출력하는 랜덤화 장치에 있어서,The present invention for achieving the above object is to modify the input symbol when the constant term of the randomized polynomial F (X) on the galloche field GF (2 m ) is the element α K in the galloche field except for '1' A randomization apparatus comprising: a feedback register section for providing a predetermined code to make a predetermined code;
상기 피드백 레지스터부는 랜덤화 다항식 차수에 따라 결정된 복수개의 레지스터 그룹; 입력 원소와 해당 갈로아체 필드내의 기본원소(α )를 갈로아체 곱셈 연산하는 기본원소(α) 처리부가 K개 구비되어 직렬 연결되어 있으면서, 1번째 기본 원소 처리부는 상기 복수개의 레지스터 그룹중 최고차 출력을 제공받아 α배 연산된 결과를 2번째 기본원소 처리부로 제공하며, K번째 α처리부의 출력은 상기 복수개의 레지스터 그룹중 최저차 입력으로 제공하는 갈로아체 상수(αK) 처리부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The feedback register section includes a plurality of register groups determined according to a randomized polynomial order; The first element processing unit outputs the highest order of the plurality of register groups while K is provided in series with the K element processing unit (α) for multiplying the input element and the element (α) in the corresponding Galoache field. Is provided to provide the result of α times operation to the second basic element processing unit, and the output of the K-th α processing unit includes a Galoiche constant (α K ) processing unit which provides the lowest difference input among the plurality of register groups. It is characterized by.
도 1은 광대역 서비스를 지원하는 케이블모뎀 네트워크의 기준 구성도,1 is a reference configuration diagram of a cable modem network supporting broadband services;
도 2은 케이블모뎀 전송 시스템의 다운스트림 신호 처리 과정을 보여주는 블럭도,2 is a block diagram showing a downstream signal processing procedure of a cable modem transmission system;
도 3은 도 2의 순방향 에러 정정부에 대한 블럭도,3 is a block diagram of a forward error correction unit of FIG. 2;
도 4는 갈로아체 필드 GF(27) 상의 원소 테이블,4 is an element table on Galoache field GF (2 7 ),
도 5는 본 발명에 따른 랜덤화 다항식 F(X)= X3+X+α3을 구현한 랜덤화 장치에 대한 실시 블럭도,5 is a block diagram illustrating a randomization apparatus implementing the randomized polynomial F (X) = X 3 + X + α 3 according to the present invention;
도 6은 도 5의 갈로아체 상수 처리부의 기본원소(α) 처리부에 대한 세부 실시도이다.6 is a detailed embodiment of the basic element (α) processing unit of the galloche constant treatment unit of FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
500 : 피드백 레지스터부 FR1∼FR3 : 레지스터500: feedback register section FR1 to FR3: register
510 : 갈로아체 상수(αK) 처리부 520, 530 : 배타논리합 게이트510: Galoache constant (α K ) processing unit 520, 530: Exclusive logic gate
540 : 초기화부 600,610,620 : 기본원소(α) 처리부540: initialization unit 600,610,620: basic element (α) processing unit
700, 710 : 레지스터 720 : 배타논리합 게이트700, 710: Register 720: Exclusive logic gate
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예에 대하여 살펴보기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
우선, 랜덤화부가 동작하는 갈로아체 필드에 대해 설명하자면, 갈로아체 필드는 유한개의 원소만을 갖는 수체계로서, GF(q)로 표기된 갈로아체 필드는 q 개의 원소를 갖으면서, 여러 가지 연산을 수행하여 나온 결과값 역시 q 개의 원소 중의 하나에 해당하는 원소로 갖는 수체계이다. 특히, 유한 갈로아체 수체계에서는 오버 플로워(over flower)가 발생되지 않기 때문에 디지털 데이터를 처리하는 데 유용하다. 또한, {0,1}을 원소로 갖는 GF(2)을 m차 확장시킨 갈로아체 필드 GF(2m)의 원소의 갯수는 2m로서, 이 모든 원소를 표현하기 위해서는 m개의 베이스만 있으면 된다. 즉, m비트의 바이너리 디지트로 하드웨어를 구현할 수 있게 되는 것이다. 이 때, 베이스 집합은
이와 같은 상기 갈로아체 필드 GF(2m)상의 덧셈이나 곱셈의 연산을 통해 나온 결과 역시, 그 필드 상의 값으로 되도록 결정해 주는 필드 생성 다항식 F(x) 은 m 값에 따라 결정되며, 하기 표 1에 필드 생성 다항식을 나타내었다.The result of the addition or multiplication operation on the Galoache field GF (2 m ) is also the field generation polynomial F (x) which determines to be the value on the field is determined according to the value of m. Field generation polynomials are shown in.
본 실시예는 케이블모뎀 네트워크 다운스트림 전송을 위해 구현된 랜덤화 장치 혹은 역랜덤화 장치에 적용되는 것이다. 본 실시예의 랜덤화 다항식은
갈로아체 필드 GF(27) 상의 모든 원소 테이블을 도 4에 나타내었다. 각 원소는 기본원소 α 의 멱승으로 표현된다. 원소 αi(0≤i≤126 인 정수)는 7비트 바이너리 터플 (a0,a1,a2,a3,a4,a5,a6)을 이루며, 이는 αi= a0+a1α1+a2α2+ a3α3+ a4α4+a5α5+a6α6과 같이 표현된다. 도 4에 도시된 각 원소의 7비트 바이너리 자리값은 맨 왼쪽 a0 이 LSB이고, 맨 오른쪽 a6 이 MSB이다.Galoache Field GF (27The table of all the elements on) is shown in FIG. 4. Each element is represented by the power of base element α. Element αi(Integer with 0≤i≤126) is a 7-bit binary tuple (a0, aOne, a2, a3, a4, a5, a6), Which is αi= a0+ aOneαOne+ a2α2+ a3α3+ a4α4+ a5α5+ a6α6It is expressed as The 7-bit binary value of each element shown in FIG. 4 is the leftmost a0 this LSB, far right a6 This is MSB.
갈로아체 필드상에서 이루어지는 갈로아체 곱셈연산 규칙을 설명하면 다음과 같다. 예를 들어 피승수 α8=(0,1,0,0,1,0,0)에다가 승수 α=(0,1,0,0,0,0,0)를 곱한 결과값은 α9이고, 승수 α2를 곱한 결과값은 α10이다. 프라임 원시 다항식에 의해 α7=α3+1 이므로 α8α=(α3+1)α2=α5+α2=(0000010)+(0010000)=(0010010)=α9이다. 결국, 갈로아체 필드 테이블 상에서 피승수에 해당하는 원소로부터 승수에 해당하는 원소의 차수 만큼 증가된 원소가 곱셈연산된 결과값에 해당한다.The Galoache multiplication rule on the Galoache field is explained as follows. For example, multiply α 8 = (0,1,0,0,1,0,0) multiplied by multiplier α = (0,1,0,0,0,0,0) is α 9 , The result of multiplying the multiplier α 2 is α 10 . By the prime primitive polynomial, α 7 = α 3 +1 and α 8 α = (α 3 +1) α 2 = α 5 + α 2 = (0000010) + (0010000) = (0010010) = α 9 . As a result, an element multiplied by the order of the element corresponding to the multiplier from the element corresponding to the multiplier corresponds to the result of multiplication.
도 5는 본 발명에 따른 랜덤화 다항식 F(X)= X3+X+α3을 구현한 랜덤화 장치에 대한 실시 블럭도이다.5 is a block diagram of a randomization apparatus implementing the randomized polynomial F (X) = X 3 + X + α 3 according to the present invention.
랜덤화 장치는 입력 심볼을 변형시키기 위한 소정의 의사잡음을 제공하는 피드백 레지스터부(500)와, 입력심볼과 상기 피드백 레지스터부의 의사잡음을 배타논리합 연산하여 출력하는 가산부(530) 및 매 프레임 동기에서 상기 피드백 레지스터의 초기치를 제공하는 초기화부(540)로 구성되어 있다.The randomization apparatus includes a feedback register unit 500 for providing a predetermined pseudo noise for transforming an input symbol, an adder 530 for performing an exclusive logic operation on the input symbol and the pseudo noise of the feedback register unit, and outputting every frame synchronization. Is composed of an initialization unit 540 which provides an initial value of the feedback register.
상기 피드백 레지스터부(500)는 상기 다항식
상기 피드백 레지스터부(500)의 제 3 레지스터(FR3)로부터 출력되는 값과 실제 랜덤화될 입력 RS심볼 데이터는 상기 가산부(530)를 통해 배타논리합 연산되어 랜덤화된 심볼로 변형된다.The value output from the third register FR3 of the feedback register unit 500 and the input RS symbol data to be actually randomized are subjected to an exclusive logic operation through the adder 530 to be transformed into a randomized symbol.
상기 초기화부(540)는 전체 수신시스템을 초기화 시키기 위한 제어신호를 제공받아 상기 제 1 내지 제 3 레지스터(FR1∼FR3) 및 상기 갈로아체 상수 처리부(510)를 "1"로 각각 초기화 시킨다. 초기화 되는 시기는 매 프레임마다 수행된다. 그 이유는 FEC 프레임의 동기신호는 랜덤화되지 않고 그대로 송신되어야 하므로, 동기신호가 삽입되는 동안에 상기 레지스터(FR1∼FR3) 및 갈로아체 상수 처리부(510)는 디스에이블된 상태로 있다가 심볼 데이터가 들어오는 시점에서 인에이블 되어 의사잡음코드를 생성해야 하기 때문이다.The initialization unit 540 receives a control signal for initializing the entire receiving system and initializes the first to third registers FR1 to FR3 and the Galois constant processor 510 to "1", respectively. The initialization time is performed every frame. The reason is that the synchronization signal of the FEC frame should be transmitted as it is without being randomized. Therefore, the registers FR1 to FR3 and the Galloiche constant processing unit 510 remain disabled while the synchronization signal is inserted. This is because it must be enabled at the point of entry to generate a pseudo-noise code.
상기 갈로아체 상수(α3) 처리부(510)에서 α3곱셈 연산을 수행한다는 것은 α를 3번 곱하는 것과 동일하므로, α 곱셈 연산을 수행하는 3개의 기본원소(α) 처리부(600,610,620)를 직렬로 구현하면 가능하다. 상기 기본 원소 처리부로 입력 된 원소가 αi일 경우, 그 출력은 αi+1이 됨은 이미 설명한 바 있다. 즉. 고정된 승수에 의해 갈로아체 곱셈연산된 결과값은 피승수로부터 승수의 차수만큼 증가된 갈로아체 원소임이 명백하고 그 해당 원소는 이미 결정되어 있으므로, 피승수의 비트를 적절히 조작하여 원하는 결과를 획득할 수 있다.Performing the α 3 multiplication operation in the Galoache constant (α 3 ) processing unit 510 is the same as multiplying α three times, so that the three basic element (α) processing units 600, 610, and 620 performing the multiplication operation are serially connected. It is possible to implement. When the element input to the basic element processing unit is α i , the output thereof has been described as α i + 1 . In other words. It is clear that the result obtained by multiplying the galloise by a fixed multiplier is a galloache element increased by the order of the multiplier and the element is already determined, so that the desired result can be obtained by appropriately manipulating the bits of the multiplicand. .
갈로아체 필드상에서 임의의 피승수 αi에 대한 고정된 승수 α 의 곱셈 연산된 결과값을 획득하는 규칙은 다음과 같다.The rules for obtaining the multiplying result of a fixed multiplier α for any multiplier α i on the Galloise field are as follows.
- GF(23) 에서: 임의의 피승수 αi= (a0,a1,a2) 일 경우 곱셈 결과 β=αi+1=(a2,a0
- GF(24) 에서: 임의의 피승수 αi= (a0,a1,a2,a3) 일 경우 곱셈 결과 β=αi+1=(a3,a0
- GF(25) 에서: 임의의 피승수 αi= (a0,a1,a2,a3,a4) 일 경우 곱셈 결과 β=αi+1=(a4,a0,a1
- GF(26) 에서: 임의의 피승수 αi= (a0,a1,a2,a3,a4,a5) 일 경우 곱셈 결과 β=αi+1=(a5,a0
- GF(27) 에서: 임의의 피승수 αi= (a0,a1,a2,a3,a4,a5,a6) 일 경우 곱셈 결과 β=αi+1=(a6,a0,a1,a2
도 6은 도 5의 갈로아체 상수 처리부(510)의 기본원소(α) 처리부(600)에 대한 세부 실시도이다. 본 실시예는 GF(27) 상의 곱셈 규칙을 적용한다.FIG. 6 is a detailed embodiment of the basic element α processing unit 600 of the galloche constant processing unit 510 of FIG. 5. This embodiment applies the multiplication rule on GF 2 7 .
기본 원소 처리부(600)는 상기 제 3 레지스터(FR3, 도 5참조)의 출력을 입력받는 제 4 레지스터(700), 상기 제 3 레지스터(FR3)의 출력중 MSB 비트값을 MSB-3 비트값으로 입력받는 제 5 레지스터(710), 및 논리 연산부(720)로 구성된다. 상기 제 4 레지스터(700)는 7비트 입력 비트를 상위 비트로 한자리씩 이동시키고 MSB 비트값은 LSB 자리로 이동시켜 출력한다. 상기 제 5 레지스터(710)는 "0"으로 초기화된 7비트 레지스터이다. 논리 연산부(720)는 상기 제 4 레지스터(700)의 출력 7비트와 상기 제 5 레지스터(710)의 출력 7비트를 비트폭 배타논리합 연산한다.The basic element processor 600 converts the MSB bit value among the outputs of the fourth register 700 and the third register FR3 into the MSB-3 bit value, which receives the output of the third register FR3 (see FIG. 5). The fifth register 710 receives an input and a logic operation unit 720. The fourth register 700 shifts the 7-bit input bit into the upper bit by one digit and outputs the MSB bit value by shifting to the LSB digit. The fifth register 710 is a seven bit register initialized to "0". The logic operation unit 720 performs a bit width exclusive logical sum operation on the output 7 bits of the fourth register 700 and the output 7 bits of the fifth register 710.
즉, 원소 αi= (a0,a1,a2,a3,a4,a5,a6) 가 기본 원소 처리부(600)로 입력된 경우, 제 4 레지스터(700)의 출력 (a6,a0,a1,a2,a3,a4,a5) 과 제 5레지스터(710)의 출력(0,0,0,a6,0,0,0)을 비트폭 배타논리합 연산하여 그 결과 (a6,a0,a1,a2
미설명된 제 2, 3 기본 원소 처리부(610, 620) 역시 도 6과 같이 동일하게 구성될 수 있다.The non-described second and third basic element processing units 610 and 620 may also be configured in the same manner as illustrated in FIG. 6.
결과적으로, 피드백 레지스터부(500)에서 제 3 레지스터(FR3)의 최고차 출력은 직렬연결된 3개의 기본 원소 처리부(600, 610, 620)에 의해 α3배 곱셈 연산된 후 그 결과를 제 1 레지스터(FR1)의 최저차 입력으로 제공한다.As a result, the highest order output of the third register FR3 in the feedback register unit 500 is α 3 times multiplied by three basic element processing units 600, 610, and 620 connected in series, and then the result is output to the first register. Provided as the lowest difference input of (FR1).
갈로아체 필드상에서 동작을 수행하는 각종 시스템에서 상기 제시된 갈로아체 곱셈 규칙은 유효하게 적용될 수 있을 것이다. 예를 들어 리드솔로몬 인코더/디코더 혹은 리드솔로몬 심볼을 이용하는 시스템에 적용가능하다.The Galoache multiplication rules presented above may be effectively applied in various systems performing operations on the Galoache field. For example, it is applicable to systems using ReedSolomon encoders / decoders or ReedSolomon symbols.
이상에서 살펴본 바와 같이 랜덤화 다항식의 상수항을 처리하는 데 있어서 종래에는 갈로아체 필드 원소를 모두 저장해두고 곱셈 연산된 결과를 독출해내도록 하여 상당한 메모리가 소요되므로 비용이 증가되고 처리 시간이 느린 단점이 있었다. 본 발명은 갈로아체 필드상의 갈로아체 곱셈 수행 결과에 대한 규칙성을 제시하고, 고정된 승수에 대한 임의의 피승수의 비트 조작에 의해 곱셈 연산된 결과를 간단한 논리 연산으로 처리됨을 확인할 수 있다. 갈로아체 상수 처리부는 시프팅된 피승수 비트와 피승수의 특정비트를 배타논리합 연산하는 단순한 논리 조합으로 구현이 용이하고, 비용, 면적, 처리 속도면에서 효율적이다.As described above, in processing the constant term of a randomized polynomial, it has a disadvantage of increasing the cost and slowing the processing time because it requires a large amount of memory by storing all the galloach field elements and reading out the multiplied result. . The present invention presents the regularity of the result of performing a Galoache multiplication on the Galoache field, and it can be seen that the result of the multiplication operation by a bit manipulation of any multiplicand for a fixed multiplier is processed by a simple logical operation. The Galoache constant processing unit is a simple logical combination that performs an exclusive logical sum operation on shifted multiplicand bits and specific bits of a multiplicand, and is easy to implement.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019980011383A KR100269430B1 (en) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | Randomizer of the cable modem system in the downstream direction |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019980011383A KR100269430B1 (en) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | Randomizer of the cable modem system in the downstream direction |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR19990079030A KR19990079030A (en) | 1999-11-05 |
KR100269430B1 true KR100269430B1 (en) | 2000-10-16 |
Family
ID=19535684
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019980011383A Expired - Fee Related KR100269430B1 (en) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | Randomizer of the cable modem system in the downstream direction |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100269430B1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100386979B1 (en) * | 2000-05-25 | 2003-06-09 | 주식회사데이콤 | Method of paralleling bit serial multiplier for Galois field and a bit serial-parallel multipiler using thereof |
KR100438456B1 (en) * | 2001-09-29 | 2004-07-03 | 경북대학교 산학협력단 | Digit-serial systolic multiplier for finite fields |
-
1998
- 1998-03-31 KR KR1019980011383A patent/KR100269430B1/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR19990079030A (en) | 1999-11-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3119290B2 (en) | Method and apparatus for communicating multi-level modulated data using concatenated coding | |
US4677625A (en) | Distributed trellis encoder | |
US7831887B2 (en) | Method and apparatus for using long forward error correcting codes in a content distribution system | |
CN101981932B (en) | Apparatus and method for decoding signals | |
US20100231803A1 (en) | High definition television transmission with mobile capability | |
US4677626A (en) | Self-synchronizing interleaver for trellis encoder used in wireline modems | |
KR20040035297A (en) | Apparatus and method for transmission of digital broadcasting system having the composition error correction coding function | |
US4677624A (en) | Self-synchronizing de-interleaver for viterbi decoder used in wireline modems | |
Drury et al. | Coding and modulation for digital television | |
KR100269430B1 (en) | Randomizer of the cable modem system in the downstream direction | |
KR19990076439A (en) | A randomizing device of a digital transmission system | |
KR19990053520A (en) | Derandomizer for Downstream Transmission of Cable Modem Transmission System | |
KR19990053521A (en) | A randomizer for downstream transmission of a cable modem transmission system | |
KR100266310B1 (en) | A binary convolutional coder of tcm encoder in a cable modem downstream system | |
KR20000014483A (en) | Qam mapper and demapper for cable down stream transmission | |
KR19990053504A (en) | Miniature deinterleaver for downstream transmission of cable transmission systems | |
KR19990053510A (en) | Scalable deinterleaver for downstream transmission of cable transmission systems | |
KR19990061592A (en) | Differential Postcoder of Cable Modem Downstream System TCM Decoder | |
KR19990053513A (en) | Trellis modulation system for cable downstream transmission | |
KR19990053505A (en) | Extended Interleaver for Downstream Transmission in Cable Transmission Systems | |
KR19990053512A (en) | Interleaver for downstream transmission of cable transmission system | |
KR19990066556A (en) | Interleaver for Downstream Transmission of Cable Modem Transmission System | |
GB2332835A (en) | Differential post-coder for a tcm decoder | |
KR19990053511A (en) | Miniature Interleaver for Downstream Transmission in Cable Transmission Systems | |
KR19990066555A (en) | Deinterleaver for downstream transmission of cable modem transmission system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 19980331 |
|
PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 19980331 Comment text: Request for Examination of Application |
|
PG1501 | Laying open of application | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20000530 |
|
GRNT | Written decision to grant | ||
PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20000720 Patent event code: PR07011E01D |
|
PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20000721 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
PG1601 | Publication of registration | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee | ||
PC1903 | Unpaid annual fee |