JPH06276175A - 並列スクランブルシステム - Google Patents
並列スクランブルシステムInfo
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Abstract
スクランブルするM−ビットインタリーブド並列スクラ
ンブラと、M−ビットインタリーブド並列スクランブラ
からの出力信号を多重化するM−ビットインタリーブド
マルチプレクサを備えており、また、M−ビットインタ
リーブドマルチプレクサからの並列スクランブルおよび
多重化された信号を受信し逆多重化するM−ビットデマ
ルチプレクサと、M−ビットデマルチプレクサからの出
力信号をデスクランブルし、元の信号を復元するデスク
ランブラを備えている。入力信号を多重化する前に、入
力信号をM−ビットインタリーブド並列スクランブルす
る。スクランブラは入力信号の伝送速度と同一速度で動
作する。
Description
ンタリーブドマルチプレクサ/デマルチプレクサを用い
たシステムにおける信号の並列スクランブルシステムに
関する。
ブドマルチプレクサを用いたシステムは、図7に示すよ
うに、入力信号A0 ないしAN-1 をM−ビットインタリ
ーブドマルチプレクサ11により多重化し、多重化され
た伝送信号を直列スクランブラ12によりスクランブル
するように構成されている。他方、M−ビット(M≧
1)インタリーブドデマルチプレクサを用いたシステム
は、図8に示すように、スクランブルされた信号Bを受
信し、直列デスクランブル15によりデスクランブル
し、デスクランブルされた信号をM−ビットインタリー
ブドデマルチプレクサ16により逆多重化して元の信号
A0 ないしAN-1 を復元させるように構成されている。
ここで、直列スクランブラ12と直列デスクランブラ1
5は、それぞれ、同一の構造の直列系列発生器13,1
4および排他的OR(XOR)ゲート回路17,18を
含んでいる。
13,14により発生される系列を示し、Bはスクラン
ブルされた信号を示す。図7および図8に示すシステム
の直列系列発生器13,14は、単純系列発生器とモジ
ュラー系列発生器で構成できる。図9は単純系列発生器
の構成を示し、図10はモジュラー系列発生器の構成
を、そして図11は単純系列発生器の他の例で、Dフリ
ップフロップおよびXORゲートを用いた実際の回路図
を示す。
シフトレジスタ(またはフリップフロップ)を示し、ブ
ロック内の数字(1または0)はシフトレジスタの初期
状態を示す。
ブドマルチプレクサを用いたシステムの代表的な例とし
ては、CCITTが勧告するSDH(Synchron
ous Digital Hierarchy Bas
ed System)伝送システムを挙げることがで
き、このシステムではM−8を採用している。
来のスクランブルシステムは、マルチプレクサに入力さ
れる信号が例えば155.520MbpsのSTM−1
(Synchronous Transport Mo
dule)信号である場合、多重化した後の高速伝送信
号にスクランブルを行うため、高速処理素子で構成しな
ければならず、従って、製造費および電力消費面で多く
の問題点を含んでいた。
入力信号が16個のSTM−1信号である場合、多重化
後の伝送信号STM−16をスクランブルするため、
2.48GHzの高速処理素子により実現しなければな
らない。しかし、これは実際にはほとんど実現が不可能
である。
決し、入力信号を多重化する前に入力信号に対して並列
スクランブルを行って伝送し、受信側では逆多重化した
後に並列デスクランブルを行って元の信号を復元するこ
とができる並列スクランブルシステムを提供することに
ある。
的を達成するため、M−ビット(M≧1)インタリーブ
ド並列スクランブルを行うため、n(n>1)個の並列
信号を発生させる第1並列信号発生器および該第1並列
信号発生器からのn個の並列信号および前記n(n>
1)個の入力信号に対し排他的OR演算を行うn(n>
1)個の排他的ORゲートを有する第1排他的ORゲー
ト回路を含むM−ビットインタリーブド並列スクランブ
ラと、該M−ビットインタリーブド並列スクランブラか
らの信号を受信し、受信された信号をM−ビット単位に
多重化し、多重化された信号を出力するM−ビットイン
タリーブドマルチプレクサと、前記多重化された信号を
受信してM−ビット単位に逆多重化し、n(n>1)個
の逆多重化された信号を出力するためのM−ビットイン
タリーブドデマルチプレクサと、M−ビットインタリー
ブド並列デスクランブルを行って、前記n個の入力信号
を復元するため、前記第1並列信号発生器と同一の構造
を有する第2並列信号発生器、および前記n個の逆多重
化された信号および前記第2並列信号発生器からのn個
の並列信号に対し排他的OR演算を行うためのn(n>
1)個の排他的ORゲートを有する第2排他的ORゲー
ト回路を含むM−ビットインタリーブド並列デスクラン
ブラとを具備したものである。
例を詳細に説明する。
示す。
うに、M−ビットインタリーブドマルチプレクサ22に
より多重化する前に、入力信号A0 ないしAN-1 に対し
M−ビット(M≧1)インタリーブド並列スクランブラ
21によりスクランブルを行い、他方、図2に示すよう
に、並列スクランブルされた信号Bを受信し、M−ビッ
トインタリーブドデマルチプレクサ24により逆多重化
させ、逆多重化された信号をM−ビットインタリーブド
並列デスクランブラ26により元の信号A0 ないしA
N-1 を復元させるようになっている。
を具備した本発明一実施例におけるスクランブルは、多
重化された信号をスクランブル(すなわち、従来の直列
スクランブル)する代りに、多重化する前の入力信号を
M−ビットインタリーブド並列スクランブルする。さら
に、M−ビットインタリーブドデマルチプレクサを具備
した本発明一実施例におけるデスクランブルは、逆多重
化された信号をM−ビットインタリーブド並列デスクラ
ンブルする。M−ビットインタリーブド並列スクランブ
ラ21とM−ビットインタリーブド並列デスクランブラ
26は、それぞれ同一の構造の並列系列発生器23,2
5および並列系列発生器23,25からの並列系列T0
ないしTN-1 と、入力信号とに対し排他的OR演算する
XORゲート回路を含んでいる。
クランブラ21により発生される系列Ti (i=0,
1,…,N−1)を並列系列と言い、Bはスクランブル
され多重化された伝送信号を示す。この場合、本発明が
適用されるM−ビットインタリーブド並列スクランブラ
21(以下、MBIPSという)は、次の3つのステッ
プを行う。
生器13から発生される系列Sと、MBIPSから発生
される並列系列Ti との関係を求める。第2ステップに
て、各並列系列Ti を発生させるシフトレジスタジェネ
レータ(以下、SRGという)を求める。第3ステップ
にて、並列系列Ti に対応するSRGの総和をとり1つ
のSRGとして全ての並列系列を発生させるようにす
る。
列Sと、MBIPSにより発生される並列系列Ti との
関係:図7に示す直列系列発生器13により発生される
系列Sを次のように表記する。
(N-1)M,S(N-1)M+1,・・・,SNM-1:・・・) 従って、MBIPSが図7に示すスクランブラに対する
MBIPSになるには、並列系列Ti が次のようになら
なければならない。
(N+1)M+M-1:・・・) TN-1=(S(N-1)M,S(N-1)M+1,・・・,SNM-1:S(2N-1)M,S
(2N-1)M+1,・・・,S2NM-1;・・・) すなわち、並列系列Ti とM−ビット単位でインタリー
ブしたのが直列系列発生器から発生される系列Sになら
なければならない。換言すれば、並列系列Tiは系列S
をMNでデシメーション(decimation)した
系列をM個ずつインタリーブした系列である。
7に示す直列系列発生器13はn個のシフトレジスタに
より構成されたモジュール(以下、MSRGという)に
より構成することができ、その生成多項式をG(x)、
初期状態多項式をD0 (x)とする。さらに、これらス
クランブラにより発生される系列Sを次のように表記す
る。
り、並列系列Ti を発生させるMSRGを求めることが
できる。
i とする。すると、
MSRG〔G(x), D0 i(x)〕,i=0,1,L−1を
インタリーブした系列をTとする。すると、
る図9のスクランブラに対する4:1バイト−インタリ
ーブド並列スクランブラを考慮してみる(すなわち、M
=8,N=4)。図9のスクランブラは単純SRG(S
SRG)構造であって、特性多項式C(x)=X7 +X
6 +1と、初期状態多項式D0C(x)=X6 +X5 +X
4 +X3 +X2 +X1 +1を有する。これと同一の系列
を発生させるMSRGは図10に示されており、その生
成多項式G(x)はX7 +X+1であり、初期状態多項
式D0 (x)はX6 +X5 +X4 +X3 +X2 +Xであ
る〔具体的に言えば、MSRGから発生される系列は常
にSSRGからも発生されるし、このとき、SSRGの
特性多項式C(x)はXn G(x-1)にならなければな
らなく(ただし、nは特性多項式(または生成多項式)
の次数を示す)、初期状態多項式D0C(x)はXn D0
(x)をG(x)で割った値と同じでなければならな
い〕。ゆえに、定理1により32(=MN)−デシメー
ションした系列は次のように表される。
される系列との関係と、定理2を用いれば、並列系列は
次のように表わされる。
きる。
るSRGからこれらの総和により1つのMSRGか、あ
るいはSSRGとして全ての並列系列を発生させる方法
は、次の定理により可能になる。
系列T0 を発生させるSSRGのi番目シフトレジスタ
から発生される系列をWj,i=0,1,…,Mn-1 とす
る。さらに、aj i,i=0,1,…,N−1、j=0,
1,…,n−1が、
る。ただし、mはmMN=1 modulo(系列Sの
周期)を満足する最小の整数であり、G′(x)は系列
SのMN−デシメーションした系列の生成多項式であ
る。すると、並列系列は次のように表すことができる。
列列T0 を発生させるMSRGのi番目シフトレジスタ
から発生される系列をW′i ,i=0,1,…,Mn-1
とする。さらに、bj i,i=0,1,…,N−1,j=
0,1,…,n−1が、
る。従って、並列系列は次のように表すことができる。
4:1バイト−インタリーブド並列スクランブラを考え
てみよう。すると、スクランブラから発生される系列
は、周期が127であるため、定理3のmは4になる
(MN=32であるから)。よって、並列係列は定理3
により次のように表すことができる。
SSRGを求めた後、定理3を利用すれば、図3のよう
なSSRG構造に基づくMBIPSを求めることができ
る。同様の方法により定理4を利用して図4のようなM
SRGに基づくMBIPSを求めることができる。
ビットインタリーブド並列スクランブラの一例を示し、
図4はM−ビットインタリーブド並列スクランブラの他
の例を示す。
ラ(MBIPS)は、8個のシフトレジスタを順次に連
結して構成した7個のシフトレジスタ群を備えている。
この場合、シフトレジスタ群が7個であるのは、本実施
例において7次の生成多項式(C(x)=X7 +X6 +
1)を用いているためである。これら7個のシフトレジ
スタ群もまた順次に連結されている。ただし、第7シフ
トレジスタ群(最も左のシフトレジスタ群)の最終シフ
トレジスタ(最も左のシフトレジスタ)の出力と第6シ
フトレジスタ群の最終シフトレジスタの出力を排他的O
R演算した後、第1シフトレジスタ群(最も右のシフト
レジスタ群)の1番目のシフトレジスタ(最も右のシフ
トレジスタ)にその結果を出力させるように構成されて
いる。
スタ群から4個の並列スクランブル信号T0 ないしT3
を発生させるように構成されている。しかし、0番目ス
クランブル信号T0 は第7シフトレジスタ群の最終シフ
トレジスタから発生され、残りのスクランブル信号T1
ないしT3 は上述したシフトレジスタとXORゲートを
利用して発生されるようにした。
並列スクランブラMBIPSは、それぞれ8個のシフト
レジスタを順次に連結して構成した7個のシフトレジス
タ群で構成されている。これら7個のシフトレジスタ群
もまた順次に連結されている。ただし、第7シフトレジ
スタ群の最終シフトレジスタ群の出力は第1シフトレジ
スタ群の1番目のシフトレジスタに出力され、同時に、
第1シフトレジスタ群の最終シフトレジスタの出力は、
排他的OR演算された後、その結果を第2シフトレジス
タの1番目のシフトレジスタに出力させるように構成さ
れている。
フトレジスタ群から4個の並列スクランブル信号T0 な
いしT3 を発生させるように構成されている。しかし、
0番目スクランブル信号T0 は第7シフトレジスタ群の
最終シフトレジスタから発生され、残りのスクランブル
信号T1 ないしT3 は、上述したシフトレジスタと排他
的ORゲートを利用して発生されるようにした。
一実施例であって、16個の並列スクランブル信号を発
生する例を示す。MBIPSは図3におけると同様の方
式により構成されている。図6はMSRG構造に基づく
MBIPSの一実施例であって、16個の並列スクラン
ブル信号を発生する他の例を示す。MBIPSは図4に
おけると同様の方式により構成されている。
タ内の数字1または0は、それぞれ、シフトレジスタの
初期状態を示す。
る前に並列スクランブルを行うことができ、スクランブ
ラを入力信号の伝送速度と同じ速度で動作させることが
できるので、製作費および電力消費を軽減することがで
きるという効果がある。
図である。
ク図である。
一例を示すブロック図である。
他の例を示すブロック図である。
示すブロック図である。
示すブロック図である。
いたシステムの従来例を示すブロック図である。
用いたシステムの従来例を示すブロック図である。
る。
図である。
ク図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 M−ビット(M≧1)インタリーブド並
列スクランブルを行うため、n(n>1)個の並列信号
を発生させる第1並列信号発生器および該第1並列信号
発生器からのn個の並列信号および前記n(n>1)個
の入力信号に対し排他的OR演算を行うn(n>1)個
の排他的ORゲートを有する第1排他的ORゲート回路
を含むM−ビットインタリーブド並列スクランブラと、 該M−ビットインタリーブド並列スクランブラからの信
号を受信し、受信された信号をM−ビット単位に多重化
し、多重化された信号を出力するM−ビットインタリー
ブドマルチプレクサと、 前記多重化された信号を受信してM−ビット単位に逆多
重化し、n(n>1)個の逆多重化された信号を出力す
るためのM−ビットインタリーブドデマルチプレクサ
と、 M−ビットインタリーブド並列デスクランブルを行っ
て、前記n個の入力信号を復元するため、前記第1並列
信号発生器と同一の構造を有する第2並列信号発生器、
および前記n個の逆多重化された信号および前記第2並
列信号発生器からのn個の並列信号に対し排他的OR演
算を行うためのn(n>1)個の排他的ORゲートを有
する第2排他的ORゲート回路を含むM−ビットインタ
リーブド並列デスクランブラとを具備したことを特徴と
する並列スクランブルシステム。 - 【請求項2】 請求項1において、前記M−ビットイン
タリーブド並列スクランブラの特性多項式がn次(n>
1)である場合、前記第1並列信号発生器は、それぞれ
M(M>1)個のシフトレジスタを順次に連結して構成
した第1ないし第nシフトレジスタ群、および該n個の
シフトレジスタ群のうち特性多項式内に含まれた項(X
K )の指数(K、ただし、1≦K≦n)に該当する各シ
フトレジスタ群の最終シフトレジスタの出力を連続的に
排他的OR演算した後、前記第1シフトレジスタ群内の
第1番目のシフトレジスタにその結果を出力し、前記全
てのシフトレジスタ群を順次に連結した手段を具備した
ことを特徴とする並列スクランブルシステム。 - 【請求項3】 請求項2において、前記第1並列信号発
生器は、前記第nシフトレジスタ群の最終シフトレジス
タから第1並列信号を発生させ、残りの並列信号は所定
のシフトレジスタの出力を排他的OR演算して発生させ
る手段をさらに具備したことを特徴とする並列スクラン
ブルシステム。 - 【請求項4】 請求項1において、前記M−ビットイン
タリーブド並列スクランブラの特性多項式がn次(n>
1)である場合、前記第1並列信号発生器は、M(M>
1)個のシフトレジスタを順次に連結して構成した第1
ないし第nシフトレジスタ群、および前記第nシフトレ
ジスタ群内の最終シフトレジスタの出力が前記第1シフ
トレジスタ群内の第1番目のシフトレジスタに出力さ
れ、同時に特性多項式内に含まれた項(XK )の指数
(K、ただし、1≦K≦n)のうちnを除く指数に対応
する各シフトレジスタ群の最終シフトレジスタの出力と
それぞれ排他的OR演算された後、次に上位のシフトレ
ジスタ群の1番目のシフトレジスタにその結果を出力
し、前記全てのシフトレジスタ群が順次に連結された手
段を具備したことを特徴とする並列スクランブルシステ
ム。 - 【請求項5】 請求項4において、前記第1並列信号発
生器は、前記第nシフトレジスタ群内の前記最終シフト
レジスタから第1並列信号を発生させ、残りの並列信号
を、所定のシフトレジスタの出力を排他的OR演算して
発生させる手段をさらに具備したことを特徴とする並列
スクランブルシステム。
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