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Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND DEVICE FOR GENERATING BINARY PSEUDO RANDOM DATA
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/142735
Kind Code:
A1
Abstract:
A device generates k-bit parallel pseudo random data using n pieces of first to n-th (n is an integer ≥3) registers and k pieces of first to k-th (k is an integer ≥2) exclusive OR circuits. An output from the m-th register (m is an integer 1 to (n-k)) is inputted to an (m+k)-th register. Outputs from the first to (k-1)-th exclusive OR circuits are inputted to the second to k-th exclusive OR circuits. An output from the first register is inputted to the first exclusive OR circuit. Outputs from the first to k-th exclusive OR circuits are inputted to the k-th to first registers. Outputs from k pieces of (n-k+1)-th to n-th registers are inputted to the k-th to the first exclusive OR circuits and fetched as the k-bit parallel pseudo random data.

Inventors:
HARA ATSUO (JP)
OTONARI AKIHIDE (JP)
Application Number:
PCT/JP2007/000542
Publication Date:
November 27, 2008
Filing Date:
May 21, 2007
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Assignee:
FUJITSU LTD (JP)
HARA ATSUO (JP)
OTONARI AKIHIDE (JP)
International Classes:
H03K3/84
Foreign References:
JPH08181577A1996-07-12
JPH096596A1997-01-10
JP2000200177A2000-07-18
JPH03104311A1991-05-01
Attorney, Agent or Firm:
KUBO, Yukio (1-26 Nishinakajima 7-chome,Yodogawa-ku, Osaka-shi, Osaka 11, JP)
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Claims:
 第1から第n(nは3以上の整数)のn個のレジスタおよび第1から第k(kは2以上の整数)のk個の排他的論理和回路を用いてkビット並列の擬似ランダムデータを生成する方法であって、
 第mのレジスタ(mは1からn-kの整数)の出力を、第(m+k)のレジスタに入力し、
 第1から第(k-1)の排他的論理和回路の出力を、第2から第kの排他的論理和回路に入力し、
 第1のレジスタの出力を、第1の排他的論理和回路に入力し、
 第1から第kの排他的論理和回路の出力を、第kから第1のレジスタに入力し、
 第(n-k+1)から第nのk個のレジスタからの出力を、第kから第1の排他的論理和回路に入力し、かつ、kビット並列の擬似ランダムデータとして取り出す、
 ことを特徴とする擬似ランダムデータを生成する方法。
 第1から第n(nは3以上の整数)のn個のレジスタおよび第1から第k(kは2以上の整数)のk個の排他的論理和回路を用いてkビット並列の擬似ランダムデータを生成する装置であって、
 各レジスタの出力は、(k-1)個のレジスタを飛び越してその次のレジスタに入力されるよう接続され、
 終段に近い側のそれぞれのレジスタからの帰還出力が、初段に近い側のそれぞれの排他的論理和回路に入力され、
 それぞれの排他的論理和回路の出力は、それぞれ次の排他的論理和回路に入力され、さらに、初段に近い側のレジスタに初段に遠い側から順に入力され、
 終段に近い側のそれぞれのレジスタからの出力が、kビット並列の擬似ランダムデータとして取り出されている、
 ことを特徴とする擬似ランダムデータを生成する装置。
 第1から第n(nは3以上の整数)のn個のレジスタおよび第1から第k(kは2以上の整数)のk個の排他的論理和回路を用いてkビット並列の擬似ランダムデータを生成する装置であって、
 第mのレジスタ(mは1からn-kの整数)の出力は、第(m+k)のレジスタに入力されており、
 第1から第(k-1)の排他的論理和回路の出力は、第2から第kの排他的論理和回路に入力されており、
 第1のレジスタの出力は、第1の排他的論理和回路に入力されており、
 第1から第kの排他的論理和回路の出力は、第kから第1のレジスタに入力されており、
 第(n-k+1)から第nのk個のレジスタからの出力は、第kから第1の排他的論理和回路に入力され、かつ、kビット並列の擬似ランダムデータとして取り出されている、
 ことを特徴とする擬似ランダムデータを生成する装置。
 第1から第n(nは3以上の整数)のn個のレジスタおよび第1から第k(kは2以上の整数)のk個の排他的論理和回路を用いてkビット並列の擬似ランダムデータを生成する装置であって、
 第mのレジスタ(mは1からn-kの整数)の出力は、第(m+k)のレジスタに入力されており、
 第1の排他的論理和回路には、第1のレジスタの出力および第nのレジスタの出力が入力されており、
 第1の排他的論理和回路の出力は、第2の排他的論理和回路および第kのレジスタに入力されており、
 第jの排他的論理和回路(jは2からk-1の整数)には、第(j-1)の排他的論理和回路の出力および第(n-j+1)のレジスタの出力が入力されており、
 第jの排他的論理和回路の出力は、第(j+1)の排他的論理和回路および第(k-j+1)のレジスタに入力されており、
 第kの排他的論理和回路には、第(k-1)の排他的論理和回路の出力および第(n-k+1)のレジスタの出力が入力されており、
 第kの排他的論理和回路の出力は、第1のレジスタに入力されており、
 第(n-k+1)から第nのk個のレジスタからの出力が、kビット並列の擬似ランダムデータとして取り出されている、
 ことを特徴とする擬似ランダムデータを生成する装置。
 nは15以上である、
 請求項4記載の擬似ランダムデータを生成する装置。
Description:
2進の擬似ランダムデータを生成 する方法および装置

 本発明は、n個のレジスタおよびk個の排 的論理和回路を用いてkビット並列の擬似ラ ダムデータを生成する方法および装置に関 る。

 近年、携帯電話などの移動体通信の普及 ともなって、W-CDMA、CDMA-2000などのより高速 無線通信システムによるサービスが行われ いる。これらの移動体通信システムでは、 信速度や通話音質の向上を図るため、直接 散方式によるスペクトラム拡散が行われる そのようなスペクトラム拡散処理のための 散符号として、2進の擬似ランダムデータで あるPN符号データが用いられる。PN符号デー の生成回路として、高速であってかつ回路 模の小さなものが望まれている。

 図14は従来のPN符号データの生成装置80の 路図、図15はPN符号データの生成装置80の動 を説明するための図である。

 図14に示すように、従来のPN符号データの 生成装置80は、15個のレジスタFF1~15からなる フトレジスタ、および1個の排他的論理和回 XRによって構成される。終段のレジスタFF15 らの帰還出力は、排他的論理和回路XRを介 て初段のレジスタFF1に入力される。初段の ジスタFF1の出力は、排他的論理和回路XRに入 力される。

 図15に示すように、初期状態において、 レジスタFF1~15の状態がD1~15であったとすると 、1クロック進むと、その状態が1ビットずつ フトされるとともに、初段のレジスタFF1の 態は、それと終段のレジスタFF15の状態との 排他的論理和をとった状態となる。クロック が進むごとにこれが繰り返される。

 また、特許文献1~2には、擬似ランダムデー を並列して生成するための回路が提案され いる。

特開平9-321585

特開2002-342072

 しかし、図14に示すPN符号データの生成装 置80による場合には、1クロックごとに得られ るデータは1ビットである。そのため、2ビッ のデータを得るには2クロックの時間を要し 、nビットのデータを得るにはnクロックの時 を要する。

 したがって、nビットのデータ、例えば8 ットのデータを高速で得るためには、クロ ク速度を大幅に速くする必要があり、また 路構成が複雑になるという問題がある。

 また、特許文献1,2に開示された装置によ 場合には、複数ビットのデータを並列で出 することができるが、その回路構成が複雑 ある。

 本発明は、上述の問題に鑑みてなされた ので、簡単な構成によって複数ビットの擬 ランダムデータを高速で生成することので る方法および装置を提供することを目的と る。

 本発明に係る装置は、第1から第n(nは3以 の整数)のn個のレジスタおよび第1から第k(k 2以上の整数)のk個の排他的論理和回路を用 てkビット並列の擬似ランダムデータを生成 る装置であって、第mのレジスタ(mは1からn-k の整数)の出力は、第(m+k)のレジスタに入力さ れており、第1から第(k-1)の排他的論理和回路 の出力は、第2から第kの排他的論理和回路に 力されており、第1のレジスタの出力は、第 1の排他的論理和回路に入力されており、第1 ら第kの排他的論理和回路の出力は、第kか 第1のレジスタに入力されており、第(n-k+1)か ら第nのk個のレジスタからの出力は、第kから 第1の排他的論理和回路に入力され、かつ、k ット並列の擬似ランダムデータとして取り される。

 k個の排他的論理和回路によって、k個の ジスタに対して個別のビットデータを与え ことができ、それらk個のビットデータが、 ロックごとに、k個のレジスタにシフトされ 、終段に近いk個のレジスタからkビット並列 擬似ランダムデータとして取り出される。

 レジスタの個数は、典型的には15個であ が、16個以上であってもよく、また14個以下 あってもよい。

本発明にかかる一実施形態の擬似ラン ムデータ生成装置の回路図である。 擬似ランダムデータ生成装置の動作を 明するための図である。 本発明にかかる他の実施形態の擬似ラ ダムデータ生成装置の回路図である。 擬似ランダムデータ生成装置の動作を 明するための図である。 他の実施形態の擬似ランダムデータ生 装置の回路図である。 他の実施形態の擬似ランダムデータ生 装置の回路図である。 他の実施形態の擬似ランダムデータ生 装置の回路図である。 他の実施形態の擬似ランダムデータ生 装置の回路図である。 他の実施形態の擬似ランダムデータ生 装置の回路図である。 他の実施形態の擬似ランダムデータ生 成装置の回路図である。 kビット並列の2進の擬似ランダムデー 生成装置の回路図である。 擬似的な移動基地局装置の例を示すブ ロック図である。 DSPボードの送信データ生成部の構成の 例を示すブロック図である。 従来のPN符号データの生成装置の回路 である。 PN符号データの生成装置の動作を説明 るための図である。

 以下、本発明にかかる擬似ランダムデータ 成装置3について、種々の並列ビット構成の 実施形態について説明する。
〔2ビット並列〕
 図1は本発明にかかる一実施形態の擬似ラン ダムデータ生成装置3の回路図、図2は擬似ラ ダムデータ生成装置3の動作を説明するため の図である。

 図1において、擬似ランダムデータ生成装 置3は、15個のレジスタFF1~15、および2個の排 的論理和回路XR1,2によって構成される。

 15個のレジスタFF1~15は、第1のレジスタFF1 出力が第3のレジスタFF3に、第2のレジスタFF 2の出力が第4のレジスタFF4に、第3のレジスタ FF3の出力が第5のレジスタFF5というように、 レジスタFFの出力が1つ置きのレジスタFFに入 力されるように接続されている。

 第15(終段)のレジスタFF15からの帰還出力 、第1の排他的論理和回路XR1を介して第2の排 他的論理和回路XR2に入力され、第2の排他的 理和回路XR2の出力は第1(初段)のレジスタFF1 入力される。第14のレジスタFF14の出力は、 2の排他的論理和回路XR2に入力される。第1の レジスタFF1の出力は、第1の排他的論理和回 XR1に入力される。第1の排他的論理和回路XR1 出力は、さらに、第2のレジスタFF2に入力さ れる。

 なお、各レジスタFF1~15は、例えばフリッ フロップからなり、図示しないクロック信 CLKが入力されるごとに、各レジスタFF1~15の 態がそれぞれの入力に応じて変化する。

 第15のレジスタFF15の出力がPNOUT1であり、 14のレジスタFF14の出力がPNOUT2である。これ PNOUT1,2は、2ビット並列の2進の擬似ランダム データである。

 図2に示すように、初期状態において、各 レジスタFF1~15の状態がD1~15であったとする。1 クロック進むと、それらの状態が2ビットず シフトされる。そして、第2のレジスタFF2の 態は、第1のレジスタFF1の状態と第15のレジ タFF15の状態との排他的論理和をとった状態 である、D1×D15となる。第1のレジスタFF2の状 は、第1の排他的論理和回路XR1の出力と第14 レジスタFF14の状態との排他的論理和をとっ た状態である、D1×D15×D14となる。クロックが 進むごとにこれが繰り返される。

 したがって、PNOUT1,2からは、2ビット並列の 似ランダムデータが出力される。
〔3ビット並列〕
 図3は本発明にかかる他の実施形態の擬似ラ ンダムデータ生成装置3Bの回路図、図4は擬似 ランダムデータ生成装置3Bの動作を説明する めの図である。なお、図1および図2と同様 構成または作用の部分については、ここで 説明を省略しまたは簡略化する。以下同様 ある。

 図3において、擬似ランダムデータ生成装 置3Bは、15個のレジスタFF1~15、および3個の排 的論理和回路XR1~3によって構成される。

 15個のレジスタFF1~15は、第1のレジスタFF1 出力が第4のレジスタFF4に、第2のレジスタFF 2の出力が第5のレジスタFF5に、第3のレジスタ FF3の出力が第6のレジスタFF6というように、 レジスタFFの出力が2つ置きのレジスタFFに入 力されるように接続されている。

 第15のレジスタFF15からの帰還出力は、第1 および第2の排他的論理和回路XR1,2を介して第 3の排他的論理和回路XR3に入力され、第3の排 的論理和回路XR3の出力は第1のレジスタFF1に 入力される。

 第14のレジスタFF14の出力は第2の排他的論 理和回路XR2に入力され、第13のレジスタFF13の 出力は第3の排他的論理和回路XR3に入力され 。第1のレジスタFF1の出力は、第1の排他的論 理和回路XR1に入力される。第1および第2の排 的論理和回路XR1,2の出力は、さらに、第3ま は第2のレジスタFF3,2に入力される。

 第15,第14、第13の各レジスタFF15~13の出力 PNOUT1,2,3であり、これらは3ビット並列の2進 擬似ランダムデータである。

 図4に示すように、初期状態から1クロッ 進むと、各レジスタFFの状態が3ビットずつ フトされる。そして、第3、第2、第1の各レ スタFF2の状態は、D1×D15、D1×D15×D14、D1×D15×D 14×D13となる。クロックが進むごとにこれが り返される。

 したがって、PNOUT1,2,3からは、3ビット並列 2進の擬似ランダムデータが出力される。
〔4~10ビット並列〕
 図5~図10は本発明にかかる他の実施形態の擬 似ランダムデータ生成装置3C~3Hの回路図であ 。

 図5~図10において、擬似ランダムデータ生 成装置3C~3Hは、それぞれ、4ビット並列、5ビ ト並列、6ビット並列、7ビット並列、8ビッ 並列、10ビット並列の2進の擬似ランダムデ タを生成する装置である。いずれも、15個の レジスタFF1~15と、それぞれの並列ビット数に 等しい個数(k個)の排他的論理和回路XRとを用 て構成される。

 各レジスタFFの出力は、(k-1)個のレジスタ を飛び越してその次のレジスタに入力される よう接続され、終段に近い側のそれぞれのレ ジスタからの帰還出力が、初段に近い側のそ れぞれの排他的論理和回路に入力され、それ ぞれの排他的論理和回路の出力は、それぞれ 次の排他的論理和回路に入力され、さらに、 初段に近い側のレジスタに初段に遠い側から 順に入力され、終段に近い側のそれぞれのレ ジスタからの出力が、kビット並列の擬似ラ ダムデータとして取り出される。

 すなわち、図5~図10において、15個のレジ タFF1~15は、それぞれの出力が、それぞれの 列ビット数から1を減じた数に等しい個数の レジスタFFを飛び越して、その次のレジスタF Fに入力されるよう接続される。

 第15、第14、第13…のそれぞれのレジスタF F15,14,13…からの帰還出力は、第1、第2、第3… のそれぞれの排他的論理和回路XR1,2,3…に入 される。

 第1、第2、第3…のそれぞれの排他的論理 回路XR1,2,3…の出力は、それぞれ次の排他的 論理和回路XR2,3…に入力される。また、第1、 第2、第3…の排他的論理和回路XR1,2,3…の出力 は、さらに、第kから第1のレジスタFF1に入力 れる。

 第15,第14、第13…の各レジスタFF15,14,13… 出力がPNOUT1,2,3…であり、これらはkビット並 列の2進の擬似ランダムデータである。

 初期状態から1クロック進むと、各レジス タFFの状態がkビットずつシフトされる。クロ ックが進むごとにこれが繰り返される。

 したがって、PNOUT1,2,3…からは、Kビット並 の2進の擬似ランダムデータが出力される。
〔kビット並列〕
 図11はkビット並列の2進の擬似ランダムデー タ生成装置3Kの回路図である。

 図11において、第1から第n(nはここでは15) 15個のレジスタFF1~15、および第1から第k(kは2 以上の整数)のk個の排他的論理和回路XRを用 て、kビット並列の2進の擬似ランダムデータ を生成する。

 第mのレジスタ(mは1からn-kの整数)の出力 、第(m+k)のレジスタFFに入力されている。第1 から第(k-1)の排他的論理和回路XRの出力は、 2から第kの排他的論理和回路XRに入力されて る。第1のレジスタFFの出力は、第1の排他的 論理和回路XRに入力されている。第1から第k 排他的論理和回路XRの出力は、第kから第1の ジスタFFに入力されている。

 第(n-k+1)から第nのk個のレジスタFFからの 力は、第kから第1の排他的論理和回路XRに入 され、かつ、PNOUT1,2,3…、kから、kビット並 の2進の擬似ランダムデータとして取り出さ れる。

 図11の擬似ランダムデータ生成装置3Kは次 のように説明することもできる。

 すなわち、第mのレジスタ(mは1からn-kの整 数)の出力は、第(m+k)のレジスタに入力されて おり、第1の排他的論理和回路には、第1のレ スタの出力および第nのレジスタの出力が入 力されており、第1の排他的論理和回路の出 は、第2の排他的論理和回路および第kのレジ スタに入力されており、第jの排他的論理和 路(jは2からk-1の整数)には、第(j-1)の排他的 理和回路の出力および第(n-j+1)のレジスタの 力が入力されており、第jの排他的論理和回 路の出力は、第(j+1)の排他的論理和回路およ 第(k-j+1)のレジスタに入力されており、第k 排他的論理和回路には、第(k-1)の排他的論理 和回路の出力および第(n-k+1)のレジスタの出 が入力されており、第kの排他的論理和回路 出力は、第1のレジスタに入力されており、 第(n-k+1)から第nのk個のレジスタからの出力が 、kビット並列の2進の擬似ランダムデータと て取り出されている。

 このように、種々の擬似ランダムデータ 成装置3,3B~3Kの構成によって、複数ビット並 列の2進の擬似ランダムデータを簡単に生成 ることができる。各装置の構成は簡単であ 、回路規模を小さくすることができる。

 上に述べた擬似ランダムデータ生成装置3 ,3B~3Kは、複数ビット並列の高速のPN符号デー 生成装置として用いることができる。

 上に述べた実施形態では、レジスタFFの 数を15個としたが、16個以上または14個以下 レジスタFFを用いてもよい。16個以上のレジ タFFを用いることによって、11ビット以上の 並列の2進の擬似ランダムデータを生成する とができる。

 次に、上に述べた擬似ランダムデータ生 装置3を用いて構成された基地局装置の構成 の例を説明する。なお、以下に説明する移動 基地局装置1は擬似的なものであるが、これ 用いて高速無線伝送路試験を実施すること できる。

 図12は擬似的な移動基地局装置1の例を示 ブロック図、図13は図12の移動基地局装置1 DSPボード11の送信データ生成部の構成の例を 示すブロック図である。

 図12において、移動基地局装置1は、DSPボ ド11、マザーボード12、DAC(Didital to Analog Co nverter )ボード13、周波数変換などを行うRFモ ュール14、および移動局装置15などからなる 。移動基地局装置1のこのような構成それ自 については公知であるので、ここでの説明 省略する。

 図13において、DSPボード11には、データ信 号生成部21、チャネルコーデック部22、IFFT部( 逆フーリエ変換部)23、および制御信号生成部 24などが設けられる。この例では、データ信 生成部21、制御信号生成部24、およびIFFT23は 、FPGA(Field Programmable Gate Array)によって実現 れ、チャネルコーデック部22はDSPによって 現される。

 データ信号生成部21には、上に述べた擬 ランダムデータ生成装置3,3B~3Kのような回路 含まれており、高速でデータ信号を生成す 。生成されたデータ信号は、高速データ通 機能(DDR)を用いてDSPによるチャネルコーデ ク部22に送信される。DSPは、チャネルコーデ ックを行った後、再度、FPGAへ送信する。IFFT 23によって高速で逆フーリエ変換が行われ 後、外部であるマザーボード12へ出力される 。

 上に述べた実施形態において、レジスタF F、排他的論理和回路XR、その他の種々の回路 または素子などを追加することも可能であり 、また回路を変更することも可能である。擬 似ランダムデータ生成装置3,3B~3K、移動基地 装置1の全体または各部の構成、構造、形状 寸法、個数、回路構成、素子の種類などは 本発明の趣旨に沿って適宜変更することが きる。