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KR19990053521A - A randomizer for downstream transmission of a cable modem transmission system - Google Patents

A randomizer for downstream transmission of a cable modem transmission system Download PDF

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KR19990053521A
KR19990053521A KR1019970073166A KR19970073166A KR19990053521A KR 19990053521 A KR19990053521 A KR 19990053521A KR 1019970073166 A KR1019970073166 A KR 1019970073166A KR 19970073166 A KR19970073166 A KR 19970073166A KR 19990053521 A KR19990053521 A KR 19990053521A
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KR
South Korea
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galois field
unit
register
value
constant
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Application number
KR1019970073166A
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Korean (ko)
Inventor
제갈헌
Original Assignee
전주범
대우전자 주식회사
Priority date (The priority date 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 date listed.)
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Publication date
Application filed by 전주범, 대우전자 주식회사 filed Critical 전주범
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Abstract

본 발명은 케이블모뎀 전송 시스템에 관한 것으로 복조시 심볼데이터의 동기를 획득하기 위하여 다운스트림 데이터를 랜덤화시키는 랜덤화 장치에 관한 것으로서, 프레임단위로 입력되는 입력심볼스트림을 갈로아체 필드 GF(2m)상에서 심볼단위로 랜덤화 시키기 위해 피드백 시프트 레지스터부의 마지막 레지스터값과 갈로아체 상수(αn) 를 갈로아체 곱셈연산하여 상기 피드백 시프트 레지스터부의 첫번째 레지스터로 제공하면서 의사잡음코드를 생성하는 데 있어서, 갈로아체 필드 GF(2m)상의 원소 {α012,…,αm-2} 에 존재하는 상수 αn에 대한 상기 마지막 레지스터의 값 αn과 곱한 결과값 αt, t = (n+k) 모듈러-(2m-1) 를 제공하는 갈로아체 상수 처리부를 구비하여 랜덤화시키고자하는 입력 심볼데이터와 상기 피드백 시프트 레지스터부의 마지막 레지스터값을 가산하여 랜덤화된 심볼데이터를 출력한다.The present invention relates to a randomizing apparatus for randomizing downstream data in order to obtain synchronization of symbol data during demodulation, and more particularly, to a randomizer for randomizing an input symbol stream input on a frame basis into a Galois field field GF (2 m ) To generate a pseudo noise code by performing a Galois field multiplication operation on a Galois field constant (? N ) and a last register value of a feedback shift register unit in a symbol-by-symbol basis to provide a first register of the feedback shift register unit, The elements {alpha 0 , alpha 1 , alpha 2 , ... on the field GF (2 m ) , α m-2 value of the final register to a constant α n α n} existing on the result obtained by multiplying a value α t, t = (n + k) modular-constant Galois field processing unit for providing a (2 m -1) And outputs the randomized symbol data by adding the input symbol data to be randomized and the last register value of the feedback shift register unit.

Description

케이블모뎀 전송 시스템의 다운스트림 전송을 위한 랜덤화 장치 (Randomizer of the cable modem transmission system in the downstream direction)A randomizer for downstream transmission of a cable modem transmission system (Randomizer of the cable modem transmission system in the downstream direction)

본 발명은 케이블모뎀 전송 시스템에 관한 것으로 복조시 심볼데이터의 동기를 획득하기 위하여 다운스트림 데이터를 랜덤화시키는 랜덤화 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cable modem transmission system, and more particularly, to a randomizing apparatus for randomizing downstream data in order to obtain synchronization of symbol data during demodulation.

케이블모뎀 네트워크는 종합정보통신망(ISDN), 멀티디지털가입자회선(xDSL) 등과 함께 인터넷, 인트라넷에 접속하여 가입자에게 재택근무, 영상회의, 웹검색 등의 다양한 서비스를 제공한다.The cable modem network provides a variety of services such as telecommuting, video conferencing, and web browsing to subscribers by accessing the Internet and intranet along with 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 block diagram of a cable modem network supporting broadband services. A head end 110 including a cable modem termination system (hereinafter referred to as " CMTS ") 111 is connected to a backbone network 100 including a private network or a public network provided by a network operator, And a cable modem 130 (Cable Modem: hereinafter referred to as CM) is connected. An optic / electro converter 120 is connected between the head end 110 and the CM 130 to convert an optical signal and an electrical signal. The CM 120 includes a photoelectric converter 120, a CM 130, The CM 130 and the subscriber side 140 are connected by a coaxial cable. Bidirectional communication is possible between the service provider and the subscriber, and two bi-directional communication paths are combined in the headend 110. [ The headend 110 includes an operation support system (not shown) for the CMTS 111, a CMTS 111 for enabling bidirectional communication, a combiner 112 for combining and transmitting various application services of the information provider, A transmission buffer 114, a reception buffer 115 and a distributor 113 for receiving and distributing data requested by the subscriber, a security and connection control unit 116, and the like. The CMTS 111 is provided with a network terminal 111-1 responsible for a network interface with the CMTS, a modulator 111-2 for modulating application service data (downstream data) of the information provider, And a demodulation unit 111-3 for demodulating the upstream data. The cable modem network shown in FIG. 1 is a broadband system using RF signals, and the RF interface exists between the CM and the cable network on the downstream, between the CMTS and the cable network on the downstream, and between the CMTS and the cable network on the 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 channels transmitted from the CMTS to each CM broadcast broadband service data at a transmission rate of 50 to 860 MHz. The upstream channel transmitted from each CM to the CMTS is transmitted to the subscriber in the range of 5 to 42 MHz, In a point-to-point manner.

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 determined in ITU-T Recommendations J.83, Annex B, and the downstream signal processing procedure is shown in FIG. The downstream modulation is performed by framing the MPEG-2 data stream input in units of packets in the MPEG frame unit 200 and then performing a forward error correction algorithm in the FEC (Forward Error Correction) 230 to obtain reliable data. The FEC codeword output from the FEC encoder 210 is QAM modulated through the QAM modulator 220 and then transmitted through the cable channel 230 as an RF signal. Downstream demodulation is performed through the QAM demodulator 240, the FEC decoder 250, and the MPEG frame unit 260 in the reverse process of modulation. The MPEG framing process provides a parity check pattern for packet synchronization between transmitting and receiving sides, and the QAM modulation process supports 64QAM mode and 256QAM mode. The FEC encoding process uses a concatenated coding technique, an outer coder uses a Reed-Solomon code having T error correction capabilities, an inner coder, The TCM codeword for generating the coded modulation code is used to correct an uncorrectable error in the internal decoder by the external decoder so that the error rate is substantially 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) includes 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, a reverse 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 the (128,122) RS block code. (128,122) The RS block code is composed of 128 symbols per block, of which only 122 symbols are information symbols and 6 symbols are parity for error correction, so that up to 3 symbols per RS block are error-corrected. The RS block codes are used 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 performs convolutional interleaving on the (128,122) RS block codes to rearrange the data streams. The interleaver 310 is for effectively coping with a continuous error symbol (burst error) generated in the channel transmission. The convolutional interleaver structure supports a programmable structure in 64QAM mode and 256QAM mode, i.e., various interleaving modes.

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 randomizer 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 the synchronization from the receiving side. Generates the pseudo noise code promised to the receiving side, and outputs the randomized data by adding the inputted pseudo noise code.

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 consists of a finite convolutional encoder 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 randomizer 320 randomizes the data and transmits the data by using a QAM modulation technique to convert the carrier phase by the input bits and compare 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 synchronizing the original data are synchronized. If the receiving side is trying to synchronize, if the data bits of "1" or "0" are continuous for a long time, a data burst error that can not synchronize each data burst occurs. Therefore, the data bit stream is randomized and transmitted so that a sufficient phase change occurs in the receiver so that the received clock can be synchronized. In addition, it is important to make the FEC demodulation algorithm of a general receiver into a random pattern because the demodulated data sequence can not be properly demodulated if the modulated data string is not a random pattern.

랜덤화부는 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 랜덤화부는 초기화되고, 실제 첫번째 심볼이 입력될 때부터 동작하여 랜덤화된 심볼을 출력해야 한다.The randomizing unit randomizes the input data stream by adding 7-bit RS symbols on the Galois field field GF 128 using 7-bit symbols as pseudo noise (PN) codes. Also, while the synchronization signal of the FEC frame is being inserted, the randomizing unit is initialized, and the randomized symbol must be outputted from the time when the first symbol is actually input.

이에, 본 발명은 특정한 갈로아체 필드 상에서 프레임내의 동기 신호를 제외한 실제 심볼데이터 순서를 랜덤화 하는 랜덤화 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a randomizing device for randomizing the order of actual symbol data except a sync signal in a frame on a specific Galois field.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 이전 레지스터값과 소정의 상수를 가산하여 다음 레지스터값으로 저장하여 의사잡음 코드를 생성하는 다수개의 레지스터로 구성된 피드백 시프트 레지스터부; 상기 피드백 시프트 레지스터부의 마지막 레지스터값과 갈로아체 상수를 갈로아체 곱셈하여 상기 피드백 시프트 레지스터부의 처음 레지스터로 제공하는 갈로아체 상수(αn) 처리부; 인에이블 제어신호에 따라 상기 피드백 시프트 레지스터부의 다수개의 레지스터 및 상기 갈로아체 상수 처리부의 모든 비트를 "1"로 초기화 시키는 초기화부; 및 랜덤화시키고자하는 입력 심볼 데이터와 상기 피드백 시프트 레지스터부의 마지막 레지스터값을 가산하는 가산부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of generating a pseudo noise code by adding a previous register value and a predetermined constant to a next register value to generate a pseudo noise code; A Galois field constant (α n ) processor for Galois field multiplication of the last register value of the feedback shift register unit and a Galois field constant to provide the Galois field constant to the first register of the feedback shift register unit; An initialization unit for initializing a plurality of registers of the feedback shift register unit and all the bits of the Galois field constant processing unit to " 1 " in accordance with an enable control signal; And an adding unit for adding the input symbol data to be randomized and the last register value of the feedback shift register unit.

도 1은 광대역 서비스를 지원하는 케이블모뎀 네트워크의 기준 구성도,1 is a block 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 illustrating 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 the forward error correction unit of FIG. 2,

도 4는 본 발명에 따른 랜덤화 장치에 대한 블럭도이다.4 is a block diagram of a randomizer according to the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Description of the Related Art [0002]

400 : 피드백 시프트 레지스터부 401 : 가산기 R1∼R3 : 레지스터400: feedback shift register unit 401: adders R1 to R3: registers

410 : 갈로아체 상수 처리부 420 : 초기화부410: Galois field constant processing section 420: Initialization section

430 : 가산부430:

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 유용하며, 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 0123,…,αq} 와 같이 α의 거듭 제곱으로 표현할 수 있으며, 가장 기본이 되는 베이스 α를 기본 원소(Primitive element)라 하고, 이것을 근으로 갖는 다항식을 원시 다항식(primitive polynomial)이라 한다. 원시 다항식 중 더이상 다른 식에 의해 나눠지지 않는 다항식을 프라임 원시 다항식(prime primitive polynomial)이라 하며, 프라임 원시 다항식이 바로 필드를 구별하게 하는 역할을 하며, 프라임 원시 다항식을 일반적으로 필드 생성 다항식(field generator polynomial)이라 부른다.First, the Galois field field in which the randomizer operates is a number system having only a finite number of elements. The Galois field field indicated by GF (q) has q elements and performs various operations The resulting value is also a number system with one of the q elements. Especially, in the finite Galois field system, it is useful to process digital data because overflow does not occur, and it is also useful for processing GF (2) with {0,1} The number of elements of the field GF (2 m ) is 2 m , and only m bases are required to represent all these elements. That is, the hardware can be implemented with m bits of binary digits. At this time, {alpha 0 , alpha 1 , alpha 2 , alpha 3 , ... ,? q } The basic base α is called the primitive element, and the polynomial with its root is called the primitive polynomial. A primitive polynomial is called a prime primitive polynomial. A prime primitive polynomial is used to distinguish a field from a primitive polynomial. A prime primitive polynomial is generally called a field generator (polynomial) polynomial.

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 m값에 따라 결정되며, 하기 표 1에 필드 생성 다항식을 나타내었다.The field generating polynomial F (x), which is determined through the addition or multiplication operation on the Galois field field GF (2 m ) to be a value on the field, is also determined according to the value of m, The field generating polynomial is shown in Fig.

m에 따른 GF(2m)의 필드 생성 다항식 F(x)The field generator polynomial F (x) of GF (2 m ) mm F(x)F (x) mm F(x)F (x) 22 x2+x+1x 2 + x + 1 66 x6+x+1x 6 + x + 1 33 x3+x+1x 3 + x + 1 77 x7+x3+1x 7 + x 3 +1 44 x4+x+1x 4 + x + 1 88 x8+x4+x3+x2+1x 8 + x 4 + x 3 + x 2 + 1 55 x5+x2+1x 5 + x 2 + 1 99 x9+x4+1x 9 + x 4 +1

필드 생성 다항식에 의해 만드러진 갈로아체 필드상에서의 덧셈이나 곱셈 연산은 모듈러-2 덧셈과 모듈러-2 곱셈을 수행한다.Addition or multiplication operations on Galois field fields created by field generation polynomials perform modulo-2 addition and modulo-2 multiplication.

도 4는 본 발명에 따른 랜덤화 장치에 대한 블럭도이다. 본 실시예는 랜덤화 다항식 f(x)=x3+x+α3 , 상기 상수 α3 은 갈로아체 필드 7차의 다항식 α73+1=0 을 적용하여 구현한 것이다.4 is a block diagram of a randomizer according to the present invention. In this embodiment, the randomization polynomial f (x) = x 3 + x + α 3 , The constant α 3 Is the polynomial of the Galois field field 7 alpha 7 + alpha 3 + 1 = 0 .

도 4를 참조하면, 랜덤화 장치는 피드백 시프트 레지스터부(400)와, 갈로아체 상수 처리부(410), 초기화부(420), 가산부(430)로 구성되어 있다.4, the randomizer includes a feedback shift register unit 400, a Galois field constant processing unit 410, an initialization unit 420, and an adder 430.

상기 피드백 시프트레지스터부(400)는 상기 다항식 f(x)=x3+x+α3 을 만족하는 3개의 레지스터(R1,R2,R3)와 1개의 가산기(401)로 구성되어 있으면서, 제 1 레지스터(R1)의 내용과 제 3레지스터(R2)의 내용을 가산하여 제 2 레지스터(R2)로 제공하고, 제 2 레지스터(R2)의 내용은 제 3 레지스터(R3)로 제공하며, 제 3 레지스터(R3)의 내용에 갈로아체 상수 α3을 곱하여 상기 제 1 레지스터(R1)로 제공한다. 상기 피드백 시프트레지스터부(400)의 제 3 레지스터(R3)로부터 출력되는 값은 의사잡음에 해당하며 이 의사잡음과 실제 입력되는 RS심볼 데이터를 상기 가산기(430)로 제공받아 랜덤화된 데이터를 발생한다.The feedback shift register unit 400 receives the polynomial f (x) = x 3 + x + α 3 The contents of the first register R1 and the contents of the third register R2 are added to each other and the contents of the second register R2 The contents of the second register R2 are provided to the third register R3 and the contents of the third register R3 are multiplied by the Galois field constant? 3 to provide the contents of the third register R3 to the first register R1 . The value output from the third register R3 of the feedback shift register unit 400 corresponds to a pseudo noise and the pseudo noise and the RS symbol data actually input are supplied to the adder 430 to generate randomized data do.

상기 제 3 레지스터(R3)의 내용에 갈로아체 상수 α3을 곱셈처리하는 갈로아체 상수 처리부(410)는 갈로아체 필드 GF(27)상에서 존재하는 모든 해집합들의 상수값 {α012,…,α126}에서 상기 제 3 레지스터의 내용에 해당하는 상수값으로부터 다음 3차수 증가된 상수값을 출력한다. 이 때 상기 해집합 원소중 α0값을 α127로 정의하면, 갈로아체 상수 처리부(410)로 입력된 값이 αk일 경우, 입력 αk에 갈로아체 상수 α3를 곱한 결과는 αt이며, 이 때 t는 k+3 모듈러 127 로 표현 가능하다.Wherein the constant value of all to set to exist on a Galois field constant processing unit 410 Galois field field GF (2 7) to the multiplication process the Galois field constant α 3 the contents of the third register (R3) {α 0, α 1 ,? 2 , ... ,? 126 }, the next three-order-increased constant value is output from the constant value corresponding to the contents of the third register. In this case, if the value α 0 of the set elements is defined as α 127 , when the value input to the Galois field constant processing unit 410 is α k , the result of multiplying the input α k by the Galois field constant α 3 is α t , Where t can be expressed as k + 3 modulo 127.

한편, FEC프레임의 동기신호는 랜덤화되지 않고 그대로 송신되어야 하므로, 동기신호가 삽입되는 동안에 상기 레지스터(R1∼R3) 및 갈로아체 상수 처리부(410)는 디스에이블된 상태로 있다가 심볼 데이터가 들어오는 시점에서 인에이블 되어 의사잡음코드를 생성해야 한다. 이를 위해 초기화부(420)에서는 인에이블 신호를 제공받아 상기 제 1 내지 제 3 레지스터(R1∼R3) 및 상기 갈로아체 상수 처리부(420)를 "1"로 각각 초기화 시킨다. 상기 인에이블 신호는 전체 수신시스템을 초기화 시키기 위한 제어신호이다.Meanwhile, since the synchronization signal of the FEC frame is transmitted without being randomized, the registers R1 to R3 and the Galois field constant processing unit 410 are disabled while the synchronization signal is inserted, At this point, the pseudo noise code must be generated. For this, the initialization unit 420 receives the enable signal and initializes the first to third registers R1 to R3 and the Galois field constant processing unit 420 to " 1 ". The enable signal is a control signal for initializing the entire receiving system.

여기서, RS심볼 데이터가 7비트이므로 각 레지스터(R1,R2,R3)는 7비트 D플립플롭이 병렬로 연결되어 구성되고, 각 가산기(401,430)는 7비트 배타논리합게이트로 구현된다.Since the RS symbol data is 7 bits, each of the registers R1, R2, and R3 is formed by connecting 7-bit D flip-flops in parallel, and each adder 401 and 430 is implemented as a 7-bit exclusive-OR gate.

상기 제 1 내지 제 3 레지스터(R1∼R3)가 초기화 된 이후 5개의 RS심볼데이터(RS1∼RS5)를 처리할 때까지의 상기 레지스터의 내용 및 랜덤화된 출력심볼을 하기 표 2에 나타내었다.The contents of the register and the randomized output symbols until the processing of the five RS symbol data RS1 to RS5 after the first to third registers R1 to R3 are initialized are shown in Table 2 below.

입력심볼Input symbol R1R1 R2R2 R3R3 출력심볼Output symbol α99=1111111α 99 = 1111111 α99=1111111α 99 = 1111111 α99=1111111α 99 = 1111111 RS1RS1 α102=1110001 ? 102 = 1110001 0 =00000000 = 0000000 α99=1111111α 99 = 1111111 RS1+α99 RS1 +? 99 RS2RS2 α102=1110001? 102 = 1110001 α106=0001110alpha 106 = 0001110 0 =00000000 = 0000000 RS2+α99 RS2 +? 99 RS3RS3 0 =00000000 = 0000000 α102=1110001? 102 = 1110001 α106=0001110alpha 106 = 0001110 RS3+0RS3 + 0 RS4RS4 α109=1101101? 109 = 1101101 α106=0001110alpha 106 = 0001110 α102=1110001? 102 = 1110001 RS4+α106 RS4 +? 106 RS5RS5 α105=0011100α 105 = 0011100 α104=0011100α 104 = 0011100 α106=0001110alpha 106 = 0001110 RS5+α102 RS5 +? 102

상기 표 2에서 보는 바와 같이, 상기 초기화부(420)에 의해 각 레지스터(R1∼R3)는 7비트의 '1111111'로 초기화되며, 이 값은 갈로아체 필드 원소 α99에 해당한다. 초기화된 이후 첫번째 RS심볼(RS1)이 상기 가산부(430)로 입력되면 상기 가산부는 제 3 레지스터의 출력(α99)과 배타논리합 연산하여 랜덤화된 RS심볼을 생성한다. 동시에, 제 3레지스터(R3)의 출력(α99)은 갈로아체 상수 처리부(410)로 피드백 입력되고, 갈로아체 상수 처리부는 3차수 증가된 원소 α102를 발생하여 상기 제 1 레지스터(R1)로 피드백 입력한다. 그리고, 제 3레지스터(R3)의 출력(α99)과 제 1레지스터(R1)의 출력(α99)이 배타논리합 연산된 0값이 상기 제 2 레지스터(R2)로 입력된다.As shown in Table 2, the initialization unit 420 initializes the registers R1 to R3 with 7 bits '1111111', which corresponds to the Galois field field element 99 . When the first RS symbol RS1 is input to the adder 430 after the initialization, the adder performs an exclusive-OR operation with the output (? 99 ) of the third register to generate a randomized RS symbol. At the same time, the output? 99 of the third register R3 is fed back to the Galois field constant processing unit 410, and the Galois field constant processing unit generates the third-order increased element? 102 to the first register R1 Feedback input. Then, the third output (α 99) and the output (α 99) is an exclusive OR operation value of 0 of the first register (R1) of the resistor (R3) is input to the second register (R2).

상기에 기술한 규칙을 반복적으로 수행하는 랜덤화 장치는 랜덤화 다항식 f(x)=x3+x+α3 에 의해 발생한 의사잡음과 입력심볼을 가산하여 랜덤한 데이터 스트림을 발생한다.The randomizing device for repeatedly performing the above-described rules may be a randomizing polynomial f (x) = x 3 + x + α 3 And generates a random data stream by adding the input symbols.

본 발명의 랜덤화 장치는 갈로아체 필드상에서 랜덤화 다항식의 상수에 대한 갈로아체 곱셈 연산을 처리하는 갈로아체 상수 처리부(410)를 구비하여 입력심볼을 랜덤화 시키는 효과가 있다.The randomizer of the present invention has a Galois field constant processing unit 410 for processing a Galois field multiplication operation on a random polynomial constant on a Galois field, thereby randomizing input symbols.

Claims (2)

프레임단위로 입력되는 입력심볼스트림을 갈로아체 필드 GF(2m)상에서 심볼단위로 랜덤화 시키는 데 있어서,In order to randomize an input symbol stream input on a frame-by-symbol basis on a Galois field field GF (2 m ) 이전 레지스터값과 소정의 상수를 가산하여 다음 레지스터값으로 저장하는 다수개의 레지스터로 구성된 피드백 시프트 레지스터부;A feedback shift register unit comprising a plurality of registers for adding a previous register value and a predetermined constant and storing the sum as a next register value; 상기 피드백 시프트 레지스터부의 마지막 레지스터값과 갈로아체 상수(αn) 를 갈로아체 곱셈연산하여 상기 피드백 시프트 레지스터부의 첫번째 레지스터로 제공하는 갈로아체 상수 처리부;A Galois field constant processing unit for performing a Galois field multiplication operation on the last register value of the feedback shift register unit and a Galois field constant α n to provide the first register of the feedback shift register unit; 제어신호에 따라 상기 피드백 시프트 레지스터부의 다수개의 레지스터 및 상기 갈로아체 상수 처리부의 모든 비트를 "1"로 초기화 시키는 초기화부; 및An initialization unit for initializing a plurality of registers of the feedback shift register unit and all the bits of the Galois field constant processing unit to " 1 " in accordance with a control signal; And 랜덤화시키고자하는 입력 심볼데이터와 상기 피드백 시프트 레지스터부의 마지막 레지스터값을 가산하여 랜덤화된 심볼데이터를 출력하는 가산부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 케이블모뎀 전송 시스템의 다운스트림 전송을 위한 랜덤화 장치.And a summation unit for adding the input symbol data to be randomized and the last register value of the feedback shift register unit to output randomized symbol data. Device. 제 1 항에 있어서, 상기 갈로아체 상수 처리부에서 갈로아체 필드 GF(2m)상의 원소 {α012,…,αm-2} 에 존재하는 상수 αn에 대한 상기 마지막 레지스터의 값 αn과 곱한 결과값은 αt로서, 상기 t = (n+k) 모듈러-(2m-1) 에 해당하는 것을 특징을 하는 케이블모뎀 전송 시스템의 다운스트림 전송을 위한 랜덤화 장치.The method according to claim 1, characterized in that the Galois field constant processing unit is configured to calculate the element {alpha 0 , alpha 1 , alpha 2 , ...) on the Galois field field GF (2 m ) , n and the value α by multiplying the result of the last register of the constant α n existing in α m-2} is an α t, wherein t = (n + k) modular - the equivalent of (2 m -1) A randomizing device for downstream transmission of a cable modem transmission system.
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