A VLSI Architecture for the Binary Jacket Sequence

The jacket matrix is based on the Walsh-Hadamard matrix and an extension of it. While elements of the Walsh-Hadamard matrix are +1, or -1, those of the Jacket matrix are ${\pm}$1 and ${\pm}$$\omega$, which is $\omega$, which is ${\pm}$j and ${\pm}$2$\sub$n/. This matrix has weights in the center part of the matrix and its size is 1/4 of Hadamard matrix, and it has also two parts, sigh and weight. In this paper, instead of the conventional Jacket matrix where the weight is imposed by force, a simple Jacket sequence generation method is proposed. The Jacket sequence is generated by AND and Exclusive-OR operations between the binary indices bits of row and those of column. The weight is imposed on the element by when the product of each Exclusive-OR operations of significant upper two binary index bits of a row and column is 1. Each part of the Jacket matrix can be represented by jacket sequence using row and column binary index bits. Using Distributed Arithmetic (DA), we present a VLSI architecture of the Fast Jacket transform is presented. The Jacket matrix is able to be applied to cryptography, the information theory and complex spreading jacket QPSK modulation for WCDMA.

이진 자켓 비트열의 VLSI 구조

자켓 행렬(Jacket matrix)은 왈쉬 하다마드(Walsh Hadamard) 행렬 구조를 바탕으로 확장한 행렬이다. 왈쉬 하다마드 행렬이 +1, -1을 기본 원소로 하고 있는 반면 자켓 행렬은 $\pm$1과 $\pm$$\omega$($\pm$j, $\pm$$_2$$^{n}$ )를 각각 원소로 가질 수 있다. 이 행렬은 중앙 부근에 무게(weight)를 갖는데, 하다마드 행렬 크기의 1/4 크기로 부호 부분과 무게 부분으로 구성된다. 본 논문에서는 기존에 행렬 중앙에 강제적으로 무게를 할당하여 자켓 행렬을 구성하였으나, 어떠한 크기의 행렬도 크기와 무게만 정해주면 생성해낼 수 있는 이진 인덱스를 이용한 간단한 비트열 형태의 일반식이 제시된다. 무게는 행과 열의 이진 인덱스의 최상위 두 비트를 Exclusive-OR 연산한 결과가 1인 원소에 부여된다. 또한 분산연산(Distributed Arithmetic:DA) 알고리즘을 이용한 고속자켓변환(Fast Jacket Transform)의 VLSI 구조를 제시한다. 자켓 행렬은 cyclic한 특성을 가지고 있어서 암호화, 정보 이론 및 WCDMA의 복소수 확산 QPSK 변조부에 응용될 수 있다.