KR20100099251A

KR20100099251A - Synchro-frame method based on the discrete logarithm

Info

Publication number: KR20100099251A
Application number: KR1020107014776A
Authority: KR
Inventors: 에릭 가리도; 기욤 퓌마롤리; 사비에 베르땡샹
Original assignee: 탈레스
Priority date: 2007-12-04
Filing date: 2008-12-03
Publication date: 2010-09-10
Also published as: WO2009071589A3; FR2924549A1; WO2009071589A2; KR101459176B1; EP2220799A2

Abstract

제 1 포맷 또는 포맷 1을 갖는 데이터를 제 2 포맷과 일치하는 데이터 스트림으로 전송하는 방법으로서, 제 2 포맷 또는 포맷 2는, 동기화에 전용되고 모든 r개의 데이터 심볼에 위치되는 심볼을 표준 방식으로 포함하는 데이터 심볼의 스트림으로 구성되고, 동기화에 전용된 심볼은 선형 반복을 만족하는 수열 S(t) 의 현재 항이고, 데이터는 kr개의 심볼을 포함하는 고정 사이즈의 데이터 블록으로 포맷 1에서 분할되고, 데이터 심볼은 유한 필드 GF(q) 의 엘리먼트로 여겨지고, q는 필드 내 엘리먼트의 수이고 주기 T = qⁿ-1로 주기적이며, 수열 S(t) 는 GF(q) 를 통한 선형 반복을 만족하고 GF(q) 에 대한 n차의 원시 다항식 P를 특성 다항식으로 인정하고,

는 필드 GF(qⁿ) 에서 P의 근이다.A method of transmitting data having a first format or format 1 to a data stream consistent with a second format, wherein the second format or format 2 includes, in a standard manner, symbols dedicated to synchronization and located in all r data symbols. A symbol dedicated to synchronization is a current term of a sequence S (t) that satisfies linear repetition, and the data is divided in format 1 into fixed size data blocks including kr symbols. The data symbol is considered an element of the finite field GF (q), q is the number of elements in the field and is periodic with a period T = q ⁿ -1, and the sequence S (t) satisfies linear repetition through GF (q) Recognizing the nth order primitive polynomial P for GF (q) as a characteristic polynomial,

Is the root of P in field GF (q ⁿ ).

Description

이산 대수에 기초한 동기-프레임 방법{SYNCHRO-FRAME METHOD BASED ON THE DISCRETE LOGARITHM}Synchronous-frame method based on discrete algebra {SYNCHRO-FRAME METHOD BASED ON THE DISCRETE LOGARITHM}

본 발명은 제 1 포맷 또는 포맷 1을 갖는 데이터를 제 2 포맷 또는 포맷 2와 일치하는 데이터 스트림에서 전송하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 데이터 스트림 전송 시스템, 특히 이러한 전송이 심플렉스 및 동기식인 경우에 적용된다. 이것은, 예를 들어, 데이터가 STANAG 5065 (LF MSK 모드) 또는 STANAG 5030에 의해 정의된 포맷으로 브로드캐스트되는 VLF (very low frequency) 또는 LF (low frequency) 무선 통신 시스템에 적용가능하다. 이러한 시스템은 STANAG 5065의 경우 수상함 (surface ships) 에 그리고 STANAG 5030의 경우 잠수함에 메시지를 브로드캐스팅하는데 사용된다.The present invention relates to a method for transmitting data having a first format or format 1 in a data stream conforming to a second format or format 2. The invention applies to data stream transmission systems, in particular where such transmissions are simplex and synchronous. This is applicable, for example, to very low frequency (VLF) or low frequency (LF) wireless communication systems in which data is broadcast in the format defined by STANAG 5065 (LF MSK mode) or STANAG 5030. This system is used to broadcast messages to surface ships for the STANAG 5065 and to submarines for the STANAG 5030.

본 발명은 다양한 파형, 예를 들어, MSK (최소 주파수 시프트 키잉) 및 CPFSK (연속-페이즈 주파수 시프트 키잉) 에 적용된다.The invention applies to various waveforms, for example MSK (minimum frequency shift keying) and CPFSK (continuous-phase frequency shift keying).

도 1a는 3개의 별개의 엔티티로 나눠진 VLF/LF 브로드캐스팅 시스템의 예를 도시하며, 이들의 다양한 기능들이 도면에 도시되어 있다. 시스템은 커맨드 센터 (1), VLF/LF 무선 송신국 (2) 및 VLF/LF 송신국에 의해 브로드캐스팅된 메시지를 수신하는 수상함 또는 잠수함과 같은 수신 플랫폼 (3) 을 포함한다.1A shows an example of a VLF / LF broadcasting system divided into three separate entities, the various functions of which are shown in the figure. The system includes a command center 1, a VLF / LF radio transmitting station 2 and a receiving platform 3, such as a submarine or submarine that receives messages broadcast by the VLF / LF transmitting station.

커맨드 센터 (1) 는 인터-사이트 링크를 통해 VLF/LF 송신국에 연결된 원격 사이트 상에 위치될 수도 있다. 제어 센터의 기능은 특히 송신될 메시지의 생성 (4) 이후, VLF/LF 송신국으로의 전송 (5) 이다.Command center 1 may be located on a remote site connected to a VLF / LF transmitting station via an inter-site link. The function of the control center is, in particular, after the generation (4) of the message to be transmitted, transmission (5) to the VLF / LF transmitting station.

VLF/LF 송신국 (2) 은 커맨드 센터로부터 인입하는 메시지를 수신하고 이들을 VLF/LF (very low-frequency/low-frequency) 채널 (6) 상에서 브로드캐스트한다. 이러한 기능을 실현하기 위해서, VLF/LF 송신국은 네트워크와의 인터페이스를 위한 게이트웨이 (7), 하나 이상의 암호화기 (8), VLF/LF 변조기 (9) 및 전송 시스템 (10) 또는 브로드캐스팅 장비를 포함한다.The VLF / LF transmitting station 2 receives incoming messages from the command center and broadcasts them on a very low-frequency / low-frequency (VLF / LF) channel 6. In order to realize this function, the VLF / LF transmitting station uses a gateway (7), one or more ciphers (8), a VLF / LF modulator (9) and a transmission system (10) or broadcasting equipment for interfacing with the network. Include.

본 방법을 구현하기 위해 채택된 아키텍처에 의존하여, 암호화기는 커맨드 센터 또는 송신국에 위치될 수도 있다. 본 발명의 목적을 설명하기 위해서, 본 설명은 제 2 솔루션을 다룬다.Depending on the architecture employed to implement the method, the encryptor may be located in a command center or a transmitting station. To illustrate the object of the invention, this description deals with a second solution.

브로드캐스트 메시지를 수신하기 위한 시스템은 주로 수신 안테나 (11), 수신기 (12), VLF/LF 복조기 (13), 메시지 수신 단말기 (14) 및 하나 이상의 해독기 (15) 를 포함한다.The system for receiving broadcast messages mainly includes a receiving antenna 11, a receiver 12, a VLF / LF demodulator 13, a message receiving terminal 14 and one or more decoders 15.

송신국은 연속적으로 전송한다. 전송될 메시지의 부재 시, 스터핑 메시지가 데이터 스트림으로 주입될 수도 있다.The transmitting station transmits continuously. In the absence of a message to be sent, a stuffing message may be injected into the data stream.

수신 플랫폼들 중, 잠수함은 전송된 메시지를 연속적으로 청취하지 않는다. 따라서, 수신 장비를 데이터 스트림과 동기화하기 위한 메커니즘이 요청된다. 예를 들어, STANAG 5030/5065 포맷들에 따른 데이터 스트림 브로드캐스트는 유용한 데이터와 함께 연속적으로 전송되는 피보나치 수열에 대응하는 동기화 수열을 포함한다. 피보나치 수열은 수신 장비, 즉 복조기 및 해독기에 의해 인식되고- 그리고 이 수신 장비가 데이터 스트림과 동기되게 한다. 이 원리는 채널-유도된 전송 에러를 견딜만큼 충분히 강인하다. 추가로, 데이터 스트림이 동기식이기 때문에 신호의 수신이 존재하지 않더라도, 전송 및 수신 둘 모두에서 매우 정확한 클록을 가짐으로써, 일단 동기화가 구축되면 이것이 유지될 수도 있다.Of the receiving platforms, the submarine does not hear the transmitted message continuously. Therefore, a mechanism for synchronizing the receiving equipment with the data stream is required. For example, a data stream broadcast in accordance with STANAG 5030/5065 formats includes a synchronization sequence that corresponds to the Fibonacci sequence that is transmitted continuously with the useful data. Fibonacci sequences are recognized by receiving equipment, i.e., demodulators and decoders-and keep these receiving equipment synchronized with the data stream. This principle is robust enough to withstand channel-induced transmission errors. In addition, even if there is no reception of a signal because the data stream is synchronous, it may have a very accurate clock at both transmit and receive, so that once synchronization is established, this may be maintained.

컷-오프 모드에 위치된 암호화기는 데이터 스트림의 비밀을 보호한다. 이 경우, 암호화기 (도 1b 참조) 는 :An encryptor placed in cut-off mode protects the confidentiality of the data stream. In this case, the encryptor (see Figure 1b) is:

· 암호화 기능 (20) 을 이용한 전송 전 메시지의 보호,Protection of messages before transmission using encryption function 20;

· 인터-사이트 네트워크와 변조기로부터 수신된 메시지들 간의, 프로토콜 적응 (21), 특히 비동기-동기 변환,Protocol adaptation (21), in particular asynchronous-synchronous conversion, between messages received from inter-site networks and modulators,

· 암호화기의 입력에서 메시지의 부재 시 비트 스터핑 (22) 의 생성을 보장한다.Ensure the creation of bit stuffing 22 in the absence of a message at the input of the encryptor.

메시지를 수신하는 플랫폼 상의 해독기는, 이 경우:The decoder on the platform that receives the message, in this case:

· VLF/LF 무선 채널을 통해 전송되고 복조기에 의해 복조된 메시지들의 해독 (23),Decoding of messages transmitted over the VLF / LF radio channel and demodulated by the demodulator (23),

· 복조기와 데이터 수신 단말기 간의, 프로토콜 적응 (24), 특히 동기-비동기 변환,Protocol adaptation (24), especially synchronous-asynchronous conversion, between the demodulator and the data receiving terminal;

· 수신된 스터핑 억제 (25) 를 보장한다.Ensure received stuffing suppression 25.

따라서, 암호화기 및 해독기는, "인코딩" 및 "디코딩"에 의해 본 문헌에서 일반적으로 나타내는 암호화 기능 및 다른 기능들 모두를 포함한다는 것을 주목한다 (도 1b 참조).Thus, it is noted that the encryptor and the decryptor include both the cryptographic function and other functions generally represented in this document by "encoding" and "decoding" (see FIG. 1B).

상술된 STANAG 포맷의 경우, 데이터는 도 2a에 따라서 전신 (telegraphy) 채널의 데이터 스트림의 형태로 전송되며, 이 스트림은 7-비트 프레임 (프레임 t) 으로 조직되고, 피보나치 수열의 6 데이터 비트와 하나의 현재 비트를 포함하며, 동기화를 위해 사용된다.In the STANAG format described above, data is transmitted in the form of a data stream of a telegraphy channel according to FIG. 2A, which is organized into 7-bit frames (frame t), one with six data bits of the Fibonacci sequence. Contains the current bit of and is used for synchronization.

수신 시, 복조기는 다음 프로세스들:Upon reception, the demodulator performs the following processes:

- 심볼들의 복조 및Demodulation of symbols and

- 피보나치 수열 및 동기화의 인식을 책임진다.Responsible for recognizing Fibonacci sequences and synchronizations.

이들 다양한 처리 동작은 당업자에게 알려져 있으므로 본 설명에서 상세하게 설명하지 않을 것이다.These various processing operations are known to those skilled in the art and will not be described in detail in this description.

사용된 피보나치 수열은 선형적 반복 (2-엘리먼트 갈로아 필드 (Galois Field) 에서, GF (2)):S(t)=S(t-3)+S(t-31) 을 증명하는 영이 아닌 2진 시퀀스이며, 여기서 "+"는 가산 모듈러 2를 나타낸다.The Fibonacci sequence used is nonzero, proving linear repetition (in 2-element Galois Field, GF (2)): S (t) = S (t-3) + S (t-31). Is a binary sequence, where "+" represents additive modular 2.

예를 들어, 특성 다항식 P(X)=1+X²⁸+X³¹의 선형 피드백 시프트 레지스터 (또는 LFSR) 에 의해 이것이 생성된다.For example, this is generated by the linear feedback shift register (or LFSR) of the characteristic polynomial P (X) = 1 + X ²⁸ + X ³¹ .

E(t)=(S(t),S(t+1),...,S(t+30)), t

0 을, S(t) 를 전달하는 LFSR 레지스터의 현재 (31-비트 벡터) 상태로 두자. 또한, 다항식 P가 원시 다항식이기 때문에, 영이 아닌 수열 (S(t), t

0) 의 주기는 레지스터의 상태의 수열 (E(t), t

0) 의 주기이고 T=2³¹-1과 같다. 전송 시, 이 레지스터는 암호화기에서 사용되고 각각의 프레임에서 한 단계씩 진행한다. 프레임 (t) 로 언급된 각각의 현재 7-비트 프레임은 피보나치 수열의 현재 비트 S(t) 를 포함한다. 이와같이 포함된 피보나치 수열은 아래에 설명되는 바와 같이 프레임 동기 및 코드 동기를 보장한다.E (t) = (S (t), S (t + 1), ..., S (t + 30)), t

Let 0 be the current (31-bit vector) state of the LFSR register passing S (t). Also, since polynomial P is a primitive polynomial, a nonzero sequence (S (t), t

The period of 0 is a sequence of register states (E (t), t

0) and equals T = 2 ³¹ -1. In transmission, this register is used by the encryptor and goes one step in each frame. Each current 7-bit frame, referred to as frame (t), contains the current bit S (t) of the Fibonacci sequence. This included Fibonacci sequence ensures frame synchronization and code synchronization as described below.

LFSR 시프트 레지스터의 현재 상태 E(t) 는 현재 프레임의 데이터 비트를 암호화하기 위한 초기화 벡터로 사용될 수도 있다. 현재 프레임 내 유용한 데이터 6 비트는, 예를 들어, LFSR의 현재 상태 E(t) 및 트래픽 키 (K) 를 이용하여 암호화 알고리즘으로 계산된 6 비트의 의사랜덤 수를 가진 비트 단위의 XOR 로직에 의해 암호화된다. 피보나치 수열은 클리어텍스트 (cleartext) 내에서 그리고 예를 들어 STANAG 5030/5065 포맷에 따라서 전송된다.The current state E (t) of the LFSR shift register may be used as an initialization vector for encrypting the data bits of the current frame. The 6 bits of useful data in the current frame are, for example, by bitwise XOR logic with a 6-bit pseudorandom number calculated by the encryption algorithm using the current state E (t) and traffic key (K) of the LFSR. Encrypted. Fibonacci sequences are transmitted in cleartext and in accordance with, for example, the STANAG 5030/5065 format.

수신 시, 충분히 넓은 윈도우에 걸친 3개 항의 반복 관계 (S(t)=S(t-3)+S(t-31)) 의 테스트는 이것을 수신된 크립토스트림 (cryptostream) 에서 검출되게 한 후 분할을 7 비트 워드로 분명하게 고정하며, 이 프로세스는 "프레임 동기"라는 표현으로 알려져 있다.Upon reception, a test of three terms of repetition (S (t) = S (t-3) + S (t-31)) over a sufficiently wide window allows this to be detected in the received cryptostream and then split Is fixed as a 7-bit word, and this process is known as "frame sync".

이후, 각각의 프레임은 해독기에서 정확하게 발견되고 유지되는 레지스터의 상태 (각각의 새로운 프레임에서 LFSR의 천이) 로 해독된다.Each frame is then decoded with the state of the register (transition of the LFSR in each new frame) that is correctly found and maintained in the decoder.

동기식 및 심플렉스 둘 모두인 데이터 스트림의 전송에서 연속적으로 포함된 선형 수열의 존재는 복조 및 해독 장비로 하여금 강인하고 신뢰성있는 방식으로 동기화될 수 있게 한다. 그러나, 이 기술은 전송-데이터 포맷을 프리징시키고 이 포맷을 몇몇 비트로, 일반적으로는 하나의 부호로 제한한다. 본 발명은, 이 메커니즘, 이점 및 기존 인프라스트럭쳐를 보유하면서, 다른 유형의 데이터를 효율적으로 전송할 수 있게 하고 따라서 애플리케이션의 분야를 넓힐 수 있게 한다.The presence of linear sequences involved in the transmission of data streams, both synchronous and simplex, allows the demodulation and decryption equipment to be synchronized in a robust and reliable manner. However, this technique freezes the transport-data format and restricts this format to several bits, typically one sign. The present invention allows for the efficient transmission of other types of data and thus broadens the field of applications while retaining this mechanism, advantages and existing infrastructure.

이 프로세싱은 전송 시 암호화 장비에서 그리고 수신 시 암호화 장비에서 실시된다.This processing is performed on the encryption device at transmission and at the encryption device at reception.

상기 기재는 피나보치 수열 S(t)=S(t-3)+S(t-31) 만을 언급하였지만, 본 발명은 선형 반복을 증명하는 수열에 기초한 연속적 동기화 프로세스를 실시하는 임의의 장비에 적용된다.Although the above description refers only to the Pinabochi sequence S (t) = S (t-3) + S (t-31), the present invention applies to any equipment that implements a continuous synchronization process based on a sequence that demonstrates linear iteration. do.

나머지 설명에서, 유용한 데이터는 포맷 1 또는 포맷 2로 인코딩된다. 인코딩 동작은 유용한 데이터를 포함한 데이터 및/또는 에러-정정 코드와 연관된 데이터 및/또는 코딩/디코딩 프로세스들에서 종래에 사용된 임의의 다른 기술 정보를 생성한다 (도 2b 참조).In the remainder of the description, the useful data is encoded in Format 1 or Format 2. The encoding operation generates any other descriptive information conventionally used in data and / or coding / decoding processes associated with data and / or error-correcting code including useful data (see FIG. 2B).

a) 포맷 1에서, 데이터는 kr개의 심볼을 포함한, 고정된 사이즈의 블록으로 그룹핑된다;a) in format 1, the data is grouped into fixed sized blocks, including kr symbols;

b) 포맷 2에서, 데이터는, 그 자체가 프레임으로 구성된 슈퍼프레임으로 지칭되는, 고정된 사이즈의 블록들로 그룹핑된다:b) In format 2, data is grouped into fixed sized blocks, which are themselves referred to as superframes composed of frames:

- 프레임은 r개의 데이터 심볼과 동기화에 전용된 1개의 심볼을 포함한 데이터 스트림의 윈도우이며, 동기화에 전용된 심볼은 모든 r개의 데이터 심볼들 마다 분배된다. 이 전용된 심볼은 선형 반복을 증명하는 수열 S(t) 의 현재 항이다.The frame is a window of the data stream containing r data symbols and one symbol dedicated to synchronization, and the symbols dedicated to synchronization are distributed for every r data symbols. This dedicated symbol is the current term of the sequence S (t) demonstrating linear repetition.

- 슈퍼프레임은 k개의 연속 프레임으로 구성된 데이터 스트림의 윈도우이며, 따라서 kr개의 데이터 심볼과 k개의 동기화 심볼을 포함한다.A superframe is a window of a data stream consisting of k consecutive frames and thus contains kr data symbols and k synchronization symbols.

본 발명은 제 1 포맷 또는 포맷 1을 갖는 데이터를 제 2 포맷에 따른 데이터 스트림에서 전송하는 방법과 관련되며, 제 2 포맷 또는 포맷 2는, 동기화에 전용되고 r개의 데이터 심볼들 마다 위치되는 심볼을 정규 방식으로 포함하는 데이터 심볼들의 스트림으로 구성되고, 동기화에 전용되는 심볼은 선형 반복을 만족하는 수열 S(t) 의 현재 항이고, 데이터는 kr개의 심볼을 포함하는 고정 사이즈의 데이터 블록들로 포맷 1에서 분할되고, 데이터 심볼들은 유한 필드 GF(q) 의 엘리먼트로 간주되고, q는 필드 내 엘리먼트의 수이고, 수열 S(t) 는 GF(q) 에 대한 선형 반복을 만족하고 GF(q) 에 대한 n차의 원시 다항식 P를 특성 다항식으로 허용하고, 주기 T = qⁿ-1로 주기적이며,

는 필드 GF(qⁿ) 에서 P의 근이며, 적어도,The present invention relates to a method of transmitting data having a first format or format 1 in a data stream according to a second format, wherein the second format or format 2 is a symbol dedicated to synchronization and located every r data symbols. A symbol composed of a stream of data symbols comprising in a regular manner, the symbol dedicated to synchronization being the current term of the sequence S (t) which satisfies linear repetition, and the data is formatted into fixed sized data blocks containing kr symbols. Partitioned at 1, the data symbols are regarded as elements of the finite field GF (q), q is the number of elements in the field, the sequence S (t) satisfies the linear repetition for GF (q) and GF (q) Allows the nth order primitive polynomial P for the characteristic polynomial and is periodic with a period T = q ⁿ -1,

Is the root of P in field GF (q ⁿ ), at least,

- 전송 시, 수열 S(t) 가 선형 제어기에 의해 생성되는 단계로서, 수열의 현재 상태 E(t) 는 데이터 스트림의 전송 단계 동안 GF(qⁿ) 의 특정 베이스에 기재된

^t인, 상기 생성 단계,In transmission, the sequence S (t) is generated by the linear controller, where the current state E (t) of the sequence is described in the particular base of GF (q ⁿ ) during the transmission phase of the data stream.

^t , the generating step,

- 입력 데이터가 포맷 1에 따른 수개의 데이터 블록들에서 포맷팅되는 단계,The input data is formatted in several data blocks according to format 1,

- 포맷 1의 블록을 구성하는 kr개의 데이터 심볼들이 포맷 2의 k개의 연속 프레임들로 구성된 데이터 파트에 위치되어, 슈퍼프레임에 대응하는 단계로서, 일 프레임은 r개의 데이터 심볼들 및 동기화에 전용되는 1개의 심볼을 포함한 포맷 2의 스트림의 윈도우에 대응하고, 그리고 슈퍼프레임은 k개의 연속 프레임들로 구성된 포맷 2의 스트림의 윈도우에 대응하여, 이것에 의해 kr개의 데이터 심볼들 및 k개의 동기화 심볼들을 포함하는, 상기 대응 단계,Kr data symbols constituting the block of format 1 are placed in a data part consisting of k consecutive frames of format 2, corresponding to a superframe, where one frame is dedicated to r data symbols and synchronization Corresponding to the window of the stream of format 2 containing one symbol, and the superframe corresponds to the window of the stream of format 2 consisting of k consecutive frames, whereby kr data symbols and k synchronization symbols Including, the corresponding step,

- 포맷 1의 다양한 데이터 블록이 슈퍼프레임들에서 연속으로 위치되는 단계,The various data blocks of format 1 are positioned consecutively in superframes,

- 블록을 포함한 슈퍼프레임에서의 제 1 프레임의 랭크 t, 즉, 프레임 (t) 는, t의 값 모듈러 k가 고정된 값 "a"와 동일하도록 선택되는 단계를 포함하고,The rank t of the first frame, ie frame t, in the superframe comprising the block comprises the step of selecting such that the value modular k of t is equal to the fixed value "a",

슈퍼프레임 수신 단계에서:In the superframe receive phase:

- 포맷 1의 동기화는, 데이터 스트림으로 전송된 동기화 수열 S(t) 를 인식하기 위해서 포맷 2의 종래의 프레임-동기 방법을 완료함으로써 수신 시 결정되며, 다음 단계들:The synchronization of format 1 is determined at reception by completing the conventional frame-synchronization method of format 2 to recognize the synchronization sequence S (t) transmitted in the data stream, the following steps:

- 상기 심볼들에 기초한 수열 S(t) 를 생성한 상기 선형 제어기의 상기 현재 상태인 E(t) 를 복원하는 단계,Restoring E (t) which is the current state of the linear controller that produced a sequence S (t) based on the symbols,

- E(t₀) 를, 수신 시 처리된 데이터의 스트림의 제 1 프레임과 연관된 인식된 상태로 두는 단계로서, 값 y = E(t₀) 로부터, GF(qⁿ) 에 대한 이산 대수 계산을 이용하여, 식

^t=y를 만족하는 [0, T-1] 간격 내에 놓인 고유 정수 t를 결정하는, E(t₀) 를 인식된 상태로 두는 단계, 및Leaving E (t ₀ ) in a recognized state associated with the first frame of the stream of processed data upon receipt, wherein from a value y = E (t ₀ ) a discrete algebraic calculation for GF (q ⁿ ) is performed. Using the equation

^leaving E (t ₀ ) in a recognized state, determining a unique integer t placed within an interval [0, T-1] that satisfies ^t = y, and

- 일단 랭크 t₀가 인식되면, 뒤따르는 다른 프레임들 모두의 랭크와 포맷 1의 블록을 포함한 슈퍼프레임의 위치를 추정하는 단계로서, 데이터 블록을 포함한 슈퍼프레임의 제 1 프레임은 랭크로서 정수를 갖고, 그 정수의 나머지 모듈러 k는 선택된 임의의 값 "a"와 동일한, 추정 단계를 수행한다.Once rank t ₀ is recognized, estimating the rank of all subsequent frames and the location of the superframe including the block of format 1, wherein the first frame of the superframe including the data block has an integer as rank. , The remainder of the integer k of the integer performs an estimation step, which is equal to any selected value "a".

이 방법은, 초기화 단계에서, 포맷 1의 데이터 블록의 스트림을 전송하기 위해서, 카운터 CPT 및 선형 제어기 LFSR의 엘리먼트들은,This method is characterized in that, in the initialization step, elements of the counter CPT and the linear controller LFSR, in order to transmit a stream of a data block of format 1,

제 1 프레임의 전송 전, 현재 카운터 CPT는, 장비에 동력을 공급한 후 부과되거나 이전 트래픽의 전송 후 획득되는 임의의 상태 X에 있고,Before the transmission of the first frame, the current counter CPT is in any state X imposed after powering the equipment or obtained after transmission of previous traffic,

이후, 송신기는 d = X 모듈러 k를 계산하고, 컴포넌트 LFSR 및 CPT의 u 기본 천이를 행하는 방식으로The transmitter then calculates d = X modular k and performs u basic transitions of components LFSR and CPT.

설정되는 단계를 적어도 포함하고,At least comprising the step of being set,

상기 u는,U is,

- d = a 모듈러 k인 경우 0;0 for d = a modular k;

- d = a+k-1 모듈러 k인 경우 1;1 for d = a + k−1 modular k;

- d = a+k-2 모듈러 k인 경우 2;2 for d = a + k-2 modular k;

- ......-......

- d = a+1 모듈러 k인 경우 k-1과 동일하다.-d = a + 1 Modular k equal to k-1

일 실시형태에 따라서, 나머지는, 주기 T = (qⁿ-1) 이 k의 배수가 아니고 Qk+h 형태이고, 0 < h < k인 경우,

의 T 제곱의 완전한 사이클이 Qk 프레임들, 및 따라서 Q 슈퍼프레임들을 흡수하고, h개의 프레임들은 이 사이클의 끝에 남겨지고, 이들은 나머지 슈퍼프레임으로 지칭되는 특수 슈퍼프레임에 포함되고, k개의 프레임 대신, 사이클에서

의 h개의 최종 제곱들

과 연관된 h개의 프레임만을 포함하는 방식으로 처리된다.According to one embodiment, the remainder is when the period T = (q ⁿ -1) is not a multiple of k and is in the form of Qk + h, where 0 <h <k,

A complete cycle of T squared of absorbs Qk frames, and thus Q superframes, h frames are left at the end of this cycle, and they are included in a special superframe called the remaining superframes, instead of k frames, In cycle

H final squares of

Is processed in a manner that includes only h frames associated with.

나머지 슈퍼프레임은 전송 시 및 수신시 특정 코딩에 따른 데이터 및/또는 스터핑을 포함하고, 랭크 (T-h) 의 프레임 상에 위치된 슈퍼프레임으로서 식별된다.The remaining superframes contain data and / or stuffing according to specific coding on transmission and reception and are identified as superframes located on frames of rank T-h.

이 방법은, 슈퍼프레임에,This way, in superframe,

- 에러-정정 코드와 연관된 리던던시 비트,Redundancy bits associated with the error-correction code,

- 슈퍼프레임에 있어서의 전송된 데이터가 유용한 데이터인지 여부 또는 전송된 데이터가 스터핑에 대응하는지 여부를 나타내는 플래그와 같은 명시적인 스터핑 정보를 포함시킬 수도 있다.May include explicit stuffing information, such as a flag indicating whether the transmitted data in the superframe is useful data or whether the transmitted data corresponds to stuffing.

본 발명의 다른 특징 및 이점은 제시되는 도면과 함께 예시의 방법으로 주어진 예시적인 실시형태의 다음 설명을 읽음으로써 더욱 명확해질 것이지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.Other features and advantages of the present invention will become more apparent by reading the following description of exemplary embodiments given by way of example in conjunction with the accompanying drawings, but not limited thereto.

도 1a는 VLF/LF 브로드캐스팅 시스템의 아키텍처의 예이다.
도 1b는 본 방법의 암호화기 및 해독기이다.
도 2a는 동기화 비트를 이용한 비트 프레임의 구성이다.
도 2b는 포맷 1 및 포맷 2 의, 프레임, 슈퍼프레임 및 데이터 블록으로의 분할이다.
도 3은 선형 피드백 시프트 레지스터의 표현이다.
도 4는 코딩 원리의 예에서 사용된 선형 코드에 대한 제어 매트릭스이다.
도 5는 본 발명의 방법을 구현하는 경우 시프트 레지스터의 예이다.1A is an example of architecture of a VLF / LF broadcasting system.
1B is an encryptor and decryptor of the method.
2A shows the configuration of a bit frame using synchronization bits.
2B is the division into format 1 and format 2 into frames, superframes and data blocks.
3 is a representation of a linear feedback shift register.
4 is a control matrix for the linear code used in the example of the coding principle.
5 is an example of a shift register when implementing the method of the present invention.

본 발명에 따른 방법을 더욱 쉽게 이해하기 위해서, 다음 예는, 데이터 포맷이 STANAG 5030/5065에서 정의된 포맷을 만족하는 시스템에 대해서 주어진다. 암호화기와의 인터페이스에서 데이터 단말기는 STANAG 5030/5065 의 r = 6 비트의 프레임으로 분할되도록 필수적으로 직접 구성되지는 않은 포맷의 데이터 스트림을 전달한다.In order to more easily understand the method according to the invention, the following example is given for a system whose data format satisfies the format defined in STANAG 5030/5065. At the interface with the encryptor, the data terminal carries a data stream in a format that is not necessarily directly configured to be divided into frames of r = 6 bits of STANAG 5030/5065.

본원에 주어진 방법의 비한정적 예는 다음의 의미에서 최적화된 방식의 STANAG 5030/5065의 프레임의 n-영역 데이터 스트림의 전송과 관련된다:A non-limiting example of the method given herein relates to the transmission of an n-region data stream of a frame of STANAG 5030/5065 in an optimized manner in the following sense:

- STANAG 5030/5065의 프레임의 데이터 파트에서 전송된 비트 모두는 유용한 심볼 또는 스터핑 심볼과, 선택적으로 에러-정정 코드와 연관된 리던던시 비트를 인코딩하는데 사용된다.All of the bits transmitted in the data part of the frame of STANAG 5030/5065 are used to encode useful symbols or stuffing symbols and optionally, redundancy bits associated with the error-correction code.

- 프레임 내의 데이터 비트는 본 발명에 따른 방법의 정상 동작에서 수신 시 n-영역 심볼 또는 n-영역 심볼의 패킷 (심볼 동기) 으로의 분할을 인식하기 위해 명시적으로 사용되지 않는다.The data bits in the frame are not used explicitly to recognize the division into n-region symbols or packets of n-region symbols into packets (symbol synchronization) upon reception in the normal operation of the method according to the invention.

본 발명에 따른 방법을 구현하기 위해서, 시스템의 송신기는, 예를 들어, 선형 발생을 증명하는 수열 S(t) 를 생성하고 현재 상태 E(t) 를 갖는 LFSR 제어기, 및 카운터 모듈러 T, CPT(t) 를 포함한다. 동일한 방식으로 수신기에는 LFSR 제어기 및 카운터 모듈러 T, CPT(t) 가 설치된다.In order to implement the method according to the invention, the transmitter of the system, for example, generates a sequence S (t) which demonstrates linear generation and has a current state E (t), and a counter modular T, CPT ( t). In the same way, the receiver is equipped with an LFSR controller and a counter modular T, CPT (t).

데이터 스트림의 전송 동안, 입력 데이터는 포맷 1에 따른 데이터 블록들로 포맷팅된다.During the transmission of the data stream, the input data is formatted into data blocks according to format 1.

본 방법을 구현하는 일례에 따라서, 시스템의 인코더는 포맷 1의 유용한 데이터를 인코딩하는 단계를 실시한다. 도 2b에 도시된 바와 같이, N 비트의 L개의 패킷으로 구성된 유용한 데이터를 고려한다. 이러한 L개의 패킷은, 슈퍼프레임에 대응하는, 포맷 2의 k개의 연속 프레임으로 구성된 데이터 파트에 위치된다. 포맷 2의 프레임은, 예를 들어, STANAG 5030/5065 포맷에 대응한다.According to one example of implementing the method, the encoder of the system performs encoding of useful data of format 1. As shown in FIG. 2B, consider useful data consisting of L packets of N bits. These L packets are located in a data part consisting of k consecutive frames of format 2, corresponding to a superframe. The frame of the format 2 corresponds to, for example, the STANAG 5030/5065 format.

t의 값이 0 모듈러 k와 같고 더욱 일반적으로 임의의 값의 모듈러 k와 같도록, 포맷 1의 블록을 포함한 슈퍼프레임의 제 1 프레임의 랭크 t, 프레임 (t) 가 선택된다.The rank t, frame t, of the first frame of the superframe containing the block of format 1 is selected such that the value of t is equal to 0 modular k and more generally equals to a modular k of any value.

L개의 유용한 패킷들 (LN 비트) 을 제외하고, 슈퍼프레임은:With the exception of L useful packets (LN bits), superframes are:

- L 비트가 유용한 데이터에 실제로 대응하는지 이것이 스터핑에 대응하는지 여부를 각각의 패킷에 대하여 표시하기 위한 L 비트;An L bit for indicating for each packet whether the L bit actually corresponds to useful data or whether it corresponds to stuffing;

- 선택적으로, 무선 채널의 BER (Bit Error Rate) 제약을 고려하는 FEC (Forward Error Correction) 로 지칭된 에러-정정 및/또는 에러-검출 서비스를 추가하기 위하여 리던던시 비트를 포함할 수도 있다.-Optionally, include a redundancy bit to add an error-correction and / or error-detection service called Forward Error Correction (FEC) that takes into account the Bit Error Rate (BER) constraints of the wireless channel.

예로써, 본 설명은, 유용한 데이터가 분리될 수도 있는 2가지 가능한 방법을 제공한다:By way of example, this description provides two possible ways in which useful data may be separated:

- 어떤 리던던시도 없이 L = 2의 유용한 바이트 (N = 8) 를 전송하는 k = 3 프레임으로 구성되는 데이터 레이트에 특권을 주는 분할;A partitioning privileged data rate consisting of k = 3 frames transmitting L = 2 useful bytes (N = 8) without any redundancy;

- 슈퍼프레임이 L = 2의 유용한 바이트 (N = 8) 를 전송하고 에러-정정 코드를 포함하는 k = 4 프레임들로 구성되는 분할.A partition consisting of k = 4 frames where the superframe transmits L = 2 useful bytes (N = 8) and contains an error-correction code.

슈퍼프레임 동기를 제공하기 위해 추가 비트가 할당 (새로운 슈퍼프레임 분할의 검출) 되지 않는 경우 슈퍼프레임의 유용한 데이터의 코딩은 모두 더욱 효과적이다. 프레임 동기와 유사하게, 슈퍼프레임 동기는 상기 설명된 바와 같이 STANAG 5030/5065에 의해 부과된 피보나치 수열로부터 추정된다.Coding of useful data in a superframe is all more effective if no additional bits are allocated (detecting a new superframe split) to provide superframe synchronization. Similar to frame synchronization, superframe synchronization is estimated from the Fibonacci sequence imposed by STANAG 5030/5065 as described above.

실시예Example 1 : 바이트 1 byte 스트림Stream 상에 On 리던던시가Redundancy 없는 실시형태 Embodiment without

본 실시형태에서, 슈퍼프레임은 3개의 프레임으로 구성된다. 이것은, STANAG 5030/5065 포맷 (k=3, r=6) 의 3개의 기초 프레임들에서 L= 2 의 유용한 바이트들 (N=8)(O₁, O₂) 의 블록을 전송하는 역할을 한다. 따라서, 이 슈퍼프레임은 k * r = 3 * 6 = 18개의 유용한 데이터 비트 및 동기를 위한 k = 3 비트 (피보나치 수열) 를 포함한다. 18개의 데이터 비트는 특히:In this embodiment, the superframe consists of three frames. This serves to transmit a block of useful bytes (N = 8) (O ₁ , O ₂ ) of L = 2 in three elementary frames of STANAG 5030/5065 format (k = 3, r = 6). . Thus, this superframe contains k * r = 3 * 6 = 18 useful data bits and k = 3 bits (Fibonacci sequence) for synchronization. The 18 data bits in particular are:

- 유용한 바이트 O₁의 8 비트 (a₀, a₁, a₂, a₃, a₄, a₅, a₆, a₇),8 bits of useful byte O ₁ (a ₀ , a ₁ , a ₂ , a ₃ , a ₄ , a ₅ , a ₆ , a ₇ ),

- 유용한 바이트 O₂의 8 비트 (b₀, b₁, b₂, b₃, b₄, b₅, b₆, b₇),8 bits of useful byte O ₂ (b ₀ , b ₁ , b ₂ , b ₃ , b ₄ , b ₅ , b ₆ , b ₇ ),

- f₁ : O₁이 유용한 바이트 또는 스터핑인지를 나타내는 1 비트;f ₁ : 1 bit indicating whether O ₁ is a useful byte or stuffing;

- f₂ : O₂가 유용한 바이트 또는 스터핑인지를 나타내는 1 비트.f ₂ : 1 bit indicating whether O ₂ is a useful byte or stuffing.

실시예Example 2 : 바이트 2 bytes 스트림Stream 상에 On 리던던시가Redundancy 있는 실시형태 Embodiment

본 실시형태에서, 슈퍼프레임은 4개의 프레임으로 구성된다. 이 슈퍼프레임은 STANAG 5030/5065 포맷 (k=4, r=6) 의 k=4의 기초 프레임들에서 L= 2 의 유용한 바이트들 (N=8)(O₁, O₂) 의 블록을 전송하는 역할을 한다. 따라서, 이 슈퍼프레임은 k * r = 4 * 6 = 24개의 유용한 데이터 비트 및 동기를 위한 k = 4 비트 (피보나치 수열) 를 포함한다. 24개의 데이터 비트는 특히:In this embodiment, the superframe consists of four frames. This superframe transmits a block of L = 2 useful bytes (N = 8) (O ₁ , O ₂ ) in k = 4 elementary frames in STANAG 5030/5065 format (k = 4, r = 6). It plays a role. Thus, this superframe contains k * r = 4 * 6 = 24 useful data bits and k = 4 bits (Fibonacci sequence) for synchronization. The 24 data bits in particular are:

- 유용한 바이트 O₁의 8 비트 (a₀, a₁, a₂, a₃, a₄, a₅, a₆, a₇);8 bits of useful byte O ₁ (a ₀ , a ₁ , a ₂ , a ₃ , a ₄ , a ₅ , a ₆ , a ₇ );

- 유용한 바이트 O₂의 8 비트 (b₀, b₁, b₂, b₃, b₄, b₅, b₆, b₇);8 bits of useful byte O ₂ (b ₀ , b ₁ , b ₂ , b ₃ , b ₄ , b ₅ , b ₆ , b ₇ );

- f₁ : O₁이 유용한 바이트 또는 스터핑인지 여부를 나타내는 1 비트;f ₁ : 1 bit indicating whether O ₁ is a useful byte or stuffing;

- f₂ : O₂가 유용한 바이트 또는 스터핑인지 여부를 나타내는 1 비트;f ₂ : 1 bit indicating whether O ₂ is a useful byte or stuffing;

- 패리티 비트를 갖는 해밍 코드 (Hamming code) 로부터 인입하는 6개의 리던던시 비트 (r₀, r₁, r₂, r₃, r₄, r₅) 이다.Six redundancy bits (r ₀ , r ₁ , r ₂ , r ₃ , r ₄ , r ₅ ) coming from the Hamming code with parity bits.

코드를 정의하는 제어 매트릭스가 도 5에 주어진다. 24-비트 워드를 코딩하기 위해 사용된 패리티를 갖는 이 해밍 코드는 하나의 에러를 정정하고 그들 중 둘을 검출한다.The control matrix defining the code is given in FIG. This Hamming code with parity used to code a 24-bit word corrects one error and detects two of them.

예를 들어:E.g:

+ 부호는 2진 XOR 연산에 대응한다.The plus sign corresponds to the binary XOR operation.

슈퍼프레임 동기Superframe Sync

앞의 분할에서는, 슈퍼프레임에서 동기를 보장하기 위해서 비트를 할당하지 않으며, 즉, 수신 시 처리된 데이터 스트림 상에서 슈퍼프레임으로의 분할을 분명하게 결정하기 위한 것이다. 슈퍼 프레임 동기는 기초 프레임을 위해 이미 사용된 동기화 시퀀스, 예를 들어 STANAG 5030/5065의 경우 피보나치 수열을 이용하여 결정된다.In the previous division, no bits are allocated in order to guarantee synchronization in the superframe, that is, to clearly determine the division into a superframe on the data stream processed upon reception. Super frame synchronization is determined using a synchronization sequence already used for the base frame, for example the Fibonacci sequence for STANAG 5030/5065.

피보나치 수열은 특성 다항식 P = 1 + X²⁸+X³¹의 선형 제어기에 의해 생성된다.

를 유한 필드 GF(2³¹) 에 있어서의 P의 루트로 두자. 다항식 베이스 (1,

,

²,..,

³⁰) 에서

의 승산을 명백하게 실시하는 디바이더 레지스터의 형태로 수열 S(t) 를 생성하는 LFSR의 등가적 구현을 고려한다. LFSR의 이 등가적 구현은, 현재 상태 E(t) = (s(t), s(t+1),...,s(t+30)) 이 31 비트 벡터라는 것을 나타내며, 이는, 컴포넌트의 클로즈 순열에서, 다항식 베이스 (1,

,

²,..,

³⁰) 에서 분해된 유한 필드 GF (2³¹) 의 엘리먼트

^t로 해석될 수도 있다.Fibonacci sequences are generated by linear controllers of the characteristic polynomial P = 1 + X ²⁸ + X ³¹ .

Let be the root of P in the finite field GF (2 ³¹ ). Polynomial base (1,

,

² , ..,

^{From 30} )

Consider an equivalent implementation of LFSR that produces a sequence S (t) in the form of a divider register that explicitly multiplies. This equivalent implementation of LFSR indicates that the current state E (t) = (s (t), s (t + 1), ..., s (t + 30)) is a 31-bit vector, which is a component In a close permutation of the polynomial base (1,

,

² , ..,

Elements of the finite field GF (2 ³¹⁾ decomposition at ³⁰⁾

^It can also be interpreted as ^t .

보다 정확하게, LFSR의 레지스터 E(t) = (s(t),...,s(t+31)) 의 현재 상태는 엘리먼트:More precisely, the current state of register E (t) = (s (t), ..., s (t + 31)) in the LFSR is:

과 연관된다. (식 1). 이 실시예는 도 5에 도시된다.Associated with (Equation 1). This embodiment is shown in FIG.

시작점

⁰=1은, 31개의 컴포넌트 s(t₀+i) 가, 1과 동일한 s(t₀+27) 을 제외하고 0인 LFSR E(t₀)=(s(t₀),s(t₀+1),...,s(t₀+30)) 의 상태와 연관된다.starting point

⁰ = 1, where LFSR E (t ₀ ) = (s (t ₀ ), s (t ₀ , where 31 components s (t ₀ + i) is ₀ except s (t ₀ +27) equal to 1 +1), ..., s (t ₀ +30)).

슈퍼프레임은 k개의 프레임을 포함한다 (이 실시예에서, 리던던시를 가진 실시형태에서 k=4이고 리던던시를 갖지 않은 실시형태에서 k=3이다).The superframe includes k frames (in this example, k = 4 in embodiments with redundancy and k = 3 in embodiments without redundancy).

전송 시, 인코더는 슈퍼프레임의 제 1 프레임이, 엘리먼트

^t (t의 값은 고정된 값 "a" 모듈러 k와 동일하다) 와 대응하는 레지스터의 상태 E(t) 와 연관되게 한다. 나머지 설명을 위해서, 선택된 임의의 가정은 a = 0이며, 이는 k의 배수 (t=ku) 로서 t를 취하는 것에 해당한다.In transmission, the encoder determines that the first frame of the superframe is an element

^{Let t} be associated with the state E (t) of the register corresponding to ^t (the value of t is equal to the fixed value "a" modular k). For the rest of the description, any assumptions chosen are a = 0, which corresponds to taking t as a multiple of k (t = ku).

이 예 (a=0) 에 있어서, 슈퍼프레임의 k 프레임들과 연관되는 레지스터의 k 상태는, 따라서: In this example (a = 0), the k state of the register associated with k frames of the superframe is thus:

의 형태가 될 것이다.Will be in the form of

데이터 스트림 처리의 임의의 시작에서, 인코더는, k의 배수가 되는 t^*을 갖는 엘리먼트

과 연관된 피보나치 수열을 생성하기 위해서 처음의 현재 상태 E(t^*) 를 선택한다.At any start of data stream processing, the encoder has an element with t ^* that is a multiple of k.

Select the initial current state E (t ^* ) to generate the Fibonacci sequence associated with.

전송 시, 이것은, 현재 상태가 E(t) 인 피보나치 수열 S(t) 를 생성하는 LFSR 레지스터 이외에, E(t) 가

^t와 연관되도록 t를 인코딩하는 31-비트 카운터를 명시적으로 제어함으로써 실시될 수도 있다. On transfer, this means that in addition to the LFSR register generating a Fibonacci sequence S (t) whose current state is E (t),

^t to be associated with the 31-bit counter that encodes a t may be performed by explicit control.

키를 변경할 때, 암호화기에 의해 제어된 LFSR 레지스터는 상기 설명된 (식 1) 그 초기 값 E(t₀) 로 설정되고 (식 1), 카운터 t는 값 t₀ = 0으로 설정된다. 다음으로, 처리된 각각의 새로운 프레임에서, 어떤 순간에도 2개 데이터 아이템의 정보 (knowledge) 를 유지하기 위해서 현재의 LFSR 레지스터는 한 단계씩 진행하고 카운터 t는 1 모듈러 T 만큼 증가한다:When changing the key, the LFSR register controlled by the encryptor is set to its initial value E (t ₀ ) described above (Equation 1) and the counter t is set to the value t ₀ = 0. Next, in each new frame processed, the current LFSR register advances one step and the counter t increments by one modular T to maintain the knowledge of the two data items at any moment:

-

^t와 연관된 LFSR 레지스터의 현재 상태 E(t); 및-

Current conditions E of the LFSR register associated with ^{t (t);} And

- [0, T-1] 에서의 대수 t.-Logarithmic t in [0, T-1].

수신 시, 일단 프레임 동기가 복원되면, 제 1 처리된 프레임, 즉 프레임 (t) 와 연관된 LFSR 레지스터의 현재 상태 Y = (s(t),...,s(t+31)) 가 이용가능하다. 이후, 방법은 유한 필드 GF(2³¹) 의 엘리먼트를 고려한다: Upon reception, once frame synchronization is restored, the current state Y = (s (t), ..., s (t + 31)) of the LFSR register associated with the first processed frame, i.e., frame t, is available. Do. The method then considers the elements of the finite field GF 2 ³¹ :

이후, 유한 필드 F(2³¹) 에 대한 이산 대수 계산은

^t= y 이도록 [0, 2³¹-2] 에서 t의 고유값을 찾는 것을 가능하게 한다. 보다 상세하게, 계산은 q^n 엘리먼트를 갖는 유한 필드 GF(qⁿ) 에서 실시될 수 있다:Then, the discrete logarithm calculation for the finite field F (2 ³¹ ) is

^It is possible to find the eigenvalue of t at [0, 2 ³¹ -2] such that ^t = y. More specifically, the calculation can be performed in finite field GF (q ⁿ ) with q ^ n elements:

그 후, t의 나머지 모듈러 k를 관찰함으로써, 수신기는, 처리할 수 있는 제 1 슈퍼프레임의 위치를 이로부터 추정한다: 임의의 v에 있어서, 0

v<k 이고, t가 ku-v의 형태인 경우, 제 1 슈퍼프레임은 [프레임 (t+v), 프레임 (t+v+1),...,프레임 (t+v+k-1)] 이다.Then, by observing the remaining modular k of t, the receiver estimates from this the position of the first superframe that can be processed: for any v, 0

If v <k and t is in the form of ku-v, then the first superframe is [frame (t + v), frame (t + v + 1), ..., frame (t + v + k-1 )] to be.

일단 랭크 t₀를 인식하면, 해독기의 일부를 형성하는 디코더는 그 랭크로부터, 뒤따르는 다른 프레임들 모두의 랭크를 추정할 수 있고, 따라서, 포맷 1의 블록을 포함한 슈퍼프레임의 위치를 추정할 수 있다. 데이터 블록을 포함한 슈퍼프레임의 제 1 프레임은 k의 배수를 랭크로서 갖는다.Once the rank t ₀ is recognized, the decoder forming part of the decoder can estimate the rank of all subsequent frames, from that rank, and thus estimate the position of the superframe including the block of format 1. have. The first frame of the superframe containing the data block has a multiple of k as rank.

물론, 일단 슈퍼프레임 동기가 최초로 결정되면, 이것은 k개의 연속 프레임들의 패킷 단위로 프레임들의 스트림을 처리함으로써 현재 체제에서 쉽게 유지된다.Of course, once the superframe synchronization is first determined, it is easily maintained in the current regime by processing the stream of frames in packets of k consecutive frames.

포맷 2의 프레임들 내의 포맷 1의 블록들의 위치, 또는 포맷 1의 블록이 있어야 하는 장소를 조정하기 위해, 본 발명에 따른 시스템의 송신기 및 수신기는 2개의 제어기를 제어한다:In order to adjust the position of the blocks of format 1 within the frames of format 2, or where the blocks of format 1 should be, the transmitter and receiver of the system according to the invention control two controllers:

- 동기화 시퀀스 또는 수열 S(t) 를 생성하는 LFSR 형 제어기로서, 그 제어기의 현재 상태 E(t) 는 GF(qⁿ)

^t의 엘리먼트에 대응하는, LFSR 형의 제어기; 및An LFSR type controller that generates a synchronization sequence or sequence S (t), the current state E (t) of which is GF (q ⁿ )

a controller of the LFSR type, corresponding to the element of ^t ; And

- 카운터 모듈러 t로서, 그 카운터 모듈러 t의 현재 상태 CPT(t) 가 랭크 t의 값인, 카운터 모듈러 t.Counter modular t, where the current state CPT (t) of counter modular t is the value of rank t.

(포맷 2에서) 수신된 또는 송신된 각각의 새로운 프레임에서, LFSR은 천이를 경험하고, 이 천이는 그 이전 볼륨 E(t) 로부터 새로운 상태 E(t+1) 를 계산한다.In each new frame received or transmitted (in format 2), the LFSR experiences a transition, which computes a new state E (t + 1) from its previous volume E (t).

유사하게, 카운터 CPT는 각각의 새로운 프레임에서 1 씩 증가한다:Similarly, the counter CPT is incremented by 1 in each new frame:

CPT(t+1) = CPT(t)+1 모듈러 T.CPT (t + 1) = CPT (t) +1 modular T.

포맷 1의 데이터 블록의 스트림을 포맷 2의 프레임들로 전송하기 위해서, 송신기는, 예를 들어, 다음 방식으로 제어기 LFSR 및 CPT를 미리설정한다:To send a stream of a data block of format 1 in frames of format 2, the transmitter presets the controllers LFSR and CPT, for example, in the following manner:

포맷 2의 제 1 프레임이 전송되기 전에, 현재 카운터 CPT는 보통, 장비를 전환함으로써 부과되거나 이전의 트래픽의 전송 후 획득되는 임의의 상태 X에 있다.Before the first frame of format 2 is transmitted, the current counter CPT is usually in any state X imposed by switching equipment or obtained after the transmission of previous traffic.

이후, 송신기는 d = X 모듈러 k를 계산하고 LFSR 및 CPT 엘리먼트의 기본 천이의 수 u를 수행하며, u는The transmitter then computes d = X modular k and performs the number u of the basic transitions of the LFSR and CPT elements, where u is

d = 0 모듈러 k인 경우 0;d = 0 0 for modular k;

d = k-1 모듈러 k인 경우 1;1 for d = k−1 modular k;

d = k-2 모듈러 k인 경우 2;2 for d = k-2 modular k;

............

d = 1 모듈러 k인 경우 k-1과 동일하다.If d = 1 modular k, it is equal to k-1.

나머지 처리Rest processing

주기 T=(2³¹-1) 는 k로 분할할 수 없고 kQ+r의 형태이며, 0<r<k이다.

의 T 제곱의 완전한 사이클은 kQ 프레임들을 받아들인다. r개의 프레임은 나머지로 지칭되는 특수 슈퍼프레임에 포함되는 이 사이클의 끝에 남는다. 나머지는 k개의 프레임들 대신 사이클 :

에서

의 최종 r 제곱과 연관된 r개의 프레임만을 포함한다.The period T = (2 ³¹ -1) cannot be divided by k and is in the form of kQ + r, where 0 <r <k.

The complete cycle of T squared of accepts kQ frames. The r frames remain at the end of this cycle, which is contained in a special superframe called the rest. The rest cycles instead of k frames:

in

Includes only r frames associated with the final r square of.

실례의 실시예를 들면, 그 설명은 나머지를 인코딩하는 2가지 방법을 명시하고, 이들은 상술된 실시예와 연관된다. "나머지"는 k개의 프레임 대신 r개의 프레임만을 포함하며, 이들은 최종 r 제곱과 연관된다.For example embodiments, the description specifies two ways of encoding the rest, which are associated with the above-described embodiment. "Rest" includes only r frames instead of k frames, which are associated with the final r squared.

실제로, 하나의 그리고 동일한 키의 사용 동안 사이클이 커버되지 않기 때문에 나머지의 처리가 실시되지 않는다.In practice, the rest of the processing is not carried out because the cycle is not covered during the use of one and the same key.

리던던시를Redundancy 갖는 실시형태의 나머지 Rest of the embodiments having

리던던시를 갖는 실시형태에서, 슈퍼프레임은 k=4 프레임 및 T = 4Q + r로 구성되며, r = 3 이다. 따라서, 나머지는 사이즈 4 대신 사이즈 3이다. 이 예외적인 경우는 이 나머지의 다음 코딩을 고려함으로써 처리된다:In an embodiment with redundancy, the superframe consists of k = 4 frames and T = 4Q + r, where r = 3. Thus, the remainder is size 3 instead of size 4. This exceptional case is handled by considering the following coding of the rest:

- 유용한 바이트 O₂의 8 비트 (b₀, b₁, b₂, b₃, b₄, b₅, b₆, b₇) 가 0으로 설정되고 전송되지 않는다;8 bits (b ₀ , b ₁ , b ₂ , b ₃ , b ₄ , b ₅ , b ₆ , b ₇ ) of the useful byte O ₂ are set to 0 and not transmitted;

- f₂ : 임의의 값 (스터핑)으로 설정되고 전송된 1 비트; 및f ₂ : 1 bit set and transmitted with an arbitrary value (stuffing); And

- 표준 슈퍼프레임의 경우와 동일한 해밍 코드로부터 인입하는 6개의 리던던시 비트 (r₀, r₁, r₂, r₃, r₄, r₅), 이들 비트는 비트 b_i 내지 0 을 참작함으로써 유용한 데이터 (

) 에 기초하여 계산된다.Six redundancy bits (r ₀ , r ₁ , r ₂ , r ₃ , r ₄ , r ₅ ) coming from the same Hamming code as in the case of standard superframes, these bits are useful data by taking into account bits b _i to 0 (

Is calculated based on

수신 시, 이 예외적인 경우의 처리는 b_i 내지 0의 8비트를 갖는 수신된 비트를 보충함으로써 현재 처리로 다시 돌아간다. 해밍 디코딩은, 비트 b_i에 대하여 에러가 검출된 경우를 제외하고 표준 케이스와 유사한 방식으로 실시된다. 이 경우, 디코딩은 비트를 정정하지 않고 슈퍼프레임을 에러인 것으로 선언한다.Upon reception, this exceptional case process returns to the current process by supplementing the received bit with 8 bits of b _i to 0. Hamming decoding is performed in a similar manner to the standard case except that an error is detected for bit b _i . In this case, decoding declares the superframe as an error without correcting the bits.

리던던시를Redundancy 갖지 않는 실시형태에서의 나머지 Remainder in embodiment without

리던던시를 갖지 않는 실시형태에서, 슈퍼프레임은 k = 3 프레임이고 T = 3Q+r로 구성되며, r = 1이다. 따라서, 나머지는 3 대신 사이즈 1이다.In an embodiment with no redundancy, the superframe is k = 3 frames and consists of T = 3Q + r, r = 1. Thus, the remainder is size 1 instead of 3.

이 경우, (

^T- ¹와 대응되는 상태와 연관되는) 이 나머지 프레임의 6 데이터 비트는 스터핑으로 직접적으로 채워진다.in this case, (

The six data bits of this remaining frame (associated with the state corresponding to ^T- ¹ ) are filled directly with stuffing.

본 발명에 따른 방법은 특히 다음의 이점을 제공한다:The method according to the invention in particular provides the following advantages:

1) 동기화의 강인성은 다음에 기초하는 시스템에 관하여 보존된다.1) The robustness of synchronization is preserved with respect to the system based on:

· 프레임 동기가 보장된다면, 슈퍼프레임 동기 또한 보장된다;If frame synchronization is guaranteed, superframe synchronization is also guaranteed;

· 피보나치 수열 S(t) 이 정확하게 인식되지 않는다면, 이미 프레임 동기에 대한 경우이기 때문에, 프레임 동기가 상실된다;If the Fibonacci sequence S (t) is not recognized correctly, the frame synchronization is lost since it is already the case for frame synchronization;

· 프레임 동기가 상실되면, 피보나치 수열을 통한 그 복원은 슈퍼프레임 분할의 복원을 자동으로 수반한다.If frame synchronization is lost, its restoration through Fibonacci sequence automatically entails the restoration of the superframe division.

2) 추가적인 동기화 정보가 불필요하다, 슈퍼프레임 분할은 프레임에 이미 존재하는 동기화 수열을 이용함으로써 직접적으로 획득된다.2) No additional synchronization information is needed, superframe division is obtained directly by using the synchronization sequence already present in the frame.

3) 작은 사이즈 GF(2³¹) 의 필드에서의 이산 대수의 계산은 단순하고 해독기에서 실시될 수 있다.3) The calculation of the discrete logarithm in the field of small size GF 2 ³¹ is simple and can be carried out in the decoder.

4) 슈퍼프레임 포맷은 전송되는 데이터로 적응되고 명시적인 스터핑 정보 및 에러-정정 코드의 추가를 허용한다.4) The superframe format is adapted to the data being transmitted and allows the addition of explicit stuffing information and error-correcting codes.

Claims

제 1 포맷 또는 포맷 1을 갖는 데이터를 제 2 포맷에 따른 데이터 스트림으로 전송하는 방법으로서,
상기 제 2 포맷 또는 포맷 2는, 동기화에 전용되고 r개의 데이터 심볼들 마다 위치되는 심볼을 정규 방식으로 포함하는 데이터 심볼들의 스트림으로 구성되고, 상기 동기화에 전용되는 심볼은 선형 반복을 만족하는 수열 S(t) 의 현재 항이고, 데이터는 kr개의 심볼을 포함하는 고정 사이즈의 데이터 블록들로 포맷 1에서 분할되고, 상기 데이터 심볼들은 유한 필드 GF(q) 의 엘리먼트로 간주되고, q는 상기 유한 필드 내 엘리먼트의 수이고, 상기 수열 S(t) 는 GF(q) 에 대한 선형 반복을 만족하고 GF(q) 에 대한 n차의 원시 다항식 P를 특성 다항식으로 허용하고, 주기 T = qⁿ-1로 주기적이며,

는 상기 유한 필드 GF(qⁿ) 에서 P의 근이며, 적어도,
- 전송 시, 상기 수열 S(t) 가 선형 제어기에 의해 생성되는 단계로서, 상기 수열의 현재 상태 E(t) 는 상기 데이터 스트림의 전송 단계 동안 GF(qⁿ) 의 특정 베이스에 기재된

^t인, 상기 생성 단계,
- 입력 데이터가 포맷 1에 따른 수개의 데이터 블록들에서 포맷팅되는 단계,
- 포맷 1의 블록을 구성하는 kr개의 데이터 심볼들이 포맷 2의 k개의 연속 프레임들로 구성된 데이터 파트에 위치되어, 슈퍼프레임에 대응하는 단계로서, 슈퍼 프레임에 있어서, 일 프레임은 r개의 데이터 심볼들 및 동기화에 전용되는 1개의 심볼을 포함한 포맷 2의 스트림의 윈도우에 대응하고, 그리고 슈퍼프레임은 k개의 연속 프레임들로 구성된 포맷 2의 스트림의 윈도우에 대응하여, 이것에 의해 kr개의 데이터 심볼들 및 k개의 동기화 심볼들을 포함하는, 상기 대응 단계,
- 포맷 1의 다양한 데이터 블록이 슈퍼프레임들에 연속으로 위치되는 단계,
- 블록을 포함한 슈퍼프레임에서의 제 1 프레임의 랭크 t, 즉, 프레임 (t) 는, t의 값 모듈러 k가 고정된 값 "a"와 동일하도록 선택되는 단계를 포함하고,
슈퍼프레임 수신 단계에서:
- 상기 포맷 1의 동기화는, 상기 데이터 스트림으로 전송된 동기화 수열 S(t) 를 인식하기 위해서 상기 포맷 2의 종래의 프레임-동기 방법을 완료함으로써 수신 시 결정되며, 다음 단계들:
- 상기 심볼들에 기초한 상기 수열 S(t) 를 생성한, 상기 선형 제어기의 상기 현재 상태인 E(t) 를 복원하는 단계,
- E(t₀) 를, 수신 시 처리된 상기 데이터 스트림의 제 1 프레임과 연관된 인식된 상태로 두는 단계로서, 값 y = E(t₀) 로부터, GF(qⁿ) 에 대한 이산 대수 계산을 이용하여, 식

^t=y를 만족하는 [0, T-1] 간격 내에 놓인 고유 정수 t를 결정하는, 상기 E(t₀) 를 인식된 상태로 두는 단계, 및
- 일단 랭크 t₀가 인식되면, 뒤따르는 다른 프레임들 모두의 랭크와 포맷 1의 블록을 포함한 슈퍼프레임의 위치를 추정하는 단계로서, 데이터 블록을 포함한 슈퍼프레임의 제 1 프레임은 랭크로서 정수를 갖고, 상기 정수의 나머지 모듈러 k는 선택된 임의의 값 "a"와 동일한, 상기 추정 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.A method of transmitting data having a first format or format 1 to a data stream according to a second format, the method comprising:
The second format or format 2 consists of a stream of data symbols that is dedicated to synchronization and includes a symbol located every r data symbols in a regular manner, wherein the symbol dedicated to synchronization is a sequence S that satisfies linear repetition. is the current term of (t), and the data is divided in format 1 into fixed sized data blocks containing kr symbols, the data symbols being regarded as elements of the finite field GF (q), q being the finite field Is the number of elements, and the sequence S (t) satisfies the linear repetition for GF (q) and allows the nth order raw polynomial P for GF (q) as the characteristic polynomial, and the period T = q ⁿ -1 Periodic,

Is the root of P in the finite field GF (q ⁿ ), at least,
In transmission, the sequence S (t) is generated by a linear controller, wherein the current state E (t) of the sequence is described in a particular base of GF (q ⁿ ) during the transmission phase of the data stream.

^t , the generating step,
The input data is formatted in several data blocks according to format 1,
Kr data symbols constituting a block of format 1 are located in a data part consisting of k consecutive frames of format 2, corresponding to a superframe, where, in a super frame, one frame is r data symbols And a window of the format 2 stream containing one symbol dedicated to synchronization, and the superframe corresponds to the window of the stream of the format 2 consisting of k consecutive frames, thereby providing kr data symbols and the corresponding step comprising k synchronization symbols,
The various data blocks of format 1 are consecutively located in superframes,
The rank t of the first frame, ie frame t, in the superframe comprising the block comprises the step of selecting such that the value modular k of t is equal to the fixed value "a",
In the superframe receive phase:
The synchronization of the format 1 is determined upon reception by completing the conventional frame-synchronization method of the format 2 to recognize the synchronization sequence S (t) transmitted in the data stream, the following steps:
Restoring E (t) which is the current state of the linear controller, generating the sequence S (t) based on the symbols,
Leaving E (t ₀ ) in a recognized state associated with the first frame of the data stream processed upon receipt, wherein from a value y = E (t ₀ ) a discrete algebraic calculation for GF (q ⁿ ) is performed. Using the equation

^leaving E (t ₀ ) in a recognized state, determining a unique integer t that lies within an interval [0, T-1] that satisfies ^t = y, and
Once rank t ₀ is recognized, estimating the rank of all subsequent frames and the location of the superframe including the block of format 1, wherein the first frame of the superframe including the data block has an integer as rank. And the remaining modular k of the integer is equal to the selected random value "a".

제 1 항에 있어서,
포맷 2의 프레임에서 포맷 1의 블록들의 위치를 조정하기 위해서, 상기 데이터 전송 방법은 2개의 제어기, 즉
- 동기화 시퀀스 S(t) 를 생성하는 LFSR 형의 제어기로서, 그 LFSR 형의 제어기의 현재 상태 E(t) 는 GF(qⁿ)

^t의 엘리먼트에 대응하는, 상기 LFSR 형의 제어기,
- 모듈러 T 카운터로서, 그 모듈러 T 카운터의 현재 상태 CPT(t) 가 상기 랭크 t의 값인, 상기 모듈러 T 카운터를 관리하고,
- 수신되거나 송신되는 각각의 새로운 프레임에서,
- 상기 LFSR의 천이가 이루어지고 이전 (old) 값 E(t) 로부터 새로운 상태 E(t+1) 을 계산하고, 그리고
- 카운터 CPT는 각각의 새로운 프레임에서 1씩 증가하며, CPT(t+1) = CPT(t) + 1 모듈러 T인 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.The method of claim 1,
In order to adjust the position of blocks of format 1 in a frame of format 2, the data transmission method uses two controllers, namely
A controller of type LFSR generating a synchronization sequence S (t), wherein the current state E (t) of the controller of that LFSR type is GF (q ⁿ );

a controller of the LFSR type, corresponding to the element of ^t ,
A modular T counter, managing the modular T counter, wherein the current state CPT (t) of the modular T counter is the value of the rank t,
In each new frame received or transmitted,
The transition of the LFSR is made and the new state E (t + 1) is calculated from the old value E (t), and
-Counter CPT is incremented by 1 in each new frame, CPT (t + 1) = CPT (t) + 1 modular T.

제 2 항에 있어서,
초기화 단계에서, 포맷 1의 데이터 블록의 스트림을 전송하기 위해서, 상기 카운터 CPT 및 상기 선형 제어기 LFSR의 엘리먼트들은,
상기 제 1 프레임의 전송 전, 현재 카운터 CPT는, 장비에 동력을 공급한 후 부과되거나 이전 트래픽의 전송 후 획득되는 임의의 상태 X에 있고,
이후, 송신기는 d = X 모듈러 k를 계산하고, 컴포넌트 LFSR 및 CPT의 u 기본 천이를 행하는 방식으로
설정되는 단계를 적어도 포함하고,
상기 u는,
- d = a 모듈러 k인 경우 0;
- d = a+k-1 모듈러 k인 경우 1;
- d = a+k-2 모듈러 k인 경우 2;
- ......
- d = a+1 모듈러 k인 경우 k-1과 동일한 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.The method of claim 2,
In an initialization step, in order to transmit a stream of a data block of format 1, the elements of the counter CPT and the linear controller LFSR are:
Before the transmission of the first frame, the current counter CPT is in any state X imposed after powering the equipment or obtained after transmission of previous traffic,
The transmitter then calculates d = X modular k and performs u basic transitions of components LFSR and CPT.
At least comprising the step of being set,
U is,
0 for d = a modular k;
1 for d = a + k−1 modular k;
2 for d = a + k-2 modular k;
-......
and d = a + 1 modular k, the same as k-1.

제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 나머지는,
상기 주기 T = (qⁿ-1) 이 k의 배수가 아니고 Qk+h 형태이고, 0 < h < k인 경우,

의 T 제곱의 완전한 사이클은 Qk 프레임들, 및 따라서 Q 슈퍼프레임들을 흡수하고, h 프레임들은 이 사이클의 끝에 남겨지고, 이들은 나머지 슈퍼프레임으로 지칭되는 특수 슈퍼프레임에 포함되고, k개의 프레임 대신, 상기 사이클에서

의 h개의 최종 제곱들

과 연관된 h개의 프레임만을 포함하는 방식으로 처리되는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.The method according to claim 1 or 2,
The rest is,
When the period T = (q ⁿ -1) is not a multiple of k and is in the form of Qk + h, where 0 <h <k,

The complete cycle of T squared of absorbs Qk frames, and thus Q superframes, h frames are left at the end of this cycle, and they are included in a special superframe called the remaining superframes, instead of k frames. In cycle

H final squares of

And only h frames associated with the data transmission method.

제 4 항에 있어서,
상기 나머지 슈퍼프레임은 전송 시 및 수신 시 특정 코딩에 따른 데이터 및/또는 스터핑을 포함하고, 랭크 (T-h) 의 프레임 상에 위치된 슈퍼프레임으로서 식별되는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.The method of claim 4, wherein
Wherein the remaining superframe includes data and / or stuffing according to specific coding at transmission and at reception and is identified as a superframe located on a frame of rank Th.

제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 슈퍼프레임에,
- 에러-정정 코드와 연관된 리던던시 비트,
- 상기 슈퍼프레임에 있어서의 전송된 데이터가 유용한 데이터인지 여부 또는 상기 전송된 데이터가 스터핑에 대응하는지 여부를 나타내는 플래그와 같은 명시적인 스터핑 정보
를 포함시키는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.The method according to claim 1 or 2,
In the superframe,
Redundancy bits associated with the error-correction code,
Explicit stuffing information such as a flag indicating whether the transmitted data in the superframe is useful data or whether the transmitted data corresponds to stuffing
Data transmission method comprising a.

STANAG 5065 또는 STANAG 5030 으로 데이터를 포맷팅하기 위한, 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 방법의 이용.Use of the method according to any one of claims 1 to 6 for formatting data with STANAG 5065 or STANAG 5030.