CZ20003052A3

CZ20003052A3 - Zařízení pro kódování toku datových bitů, způsob kódování, binární kanálový signál, nosič záznamu a dekódovací zařízení

Info

Publication number: CZ20003052A3
Application number: CZ20003052A
Authority: CZ
Inventors: Willem Marie Julia Coene; Josephus Arnoldus Henricus Maria Kahlman
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics N. V.
Priority date: 1999-12-09
Filing date: 1999-12-09
Publication date: 2001-01-17

Abstract

Řešení se týká kódovacího zařízení pro kódování toku datových bitů binárního zdrojového signálu (S) do toku datových bitů binárního kanálového signálu (C), přičemž tok datových bitů zdrojového signálu je rozdělen na n-bitová zdrojová slova (xh x2). Zařízení obsahuje převáděcí prostředky (CM) uzpůsobené pro předvádění n-bitových zdrojových slov na odpovídající m-bilová kanálová slova (ylt y2, ys) převodem typu se zachováním parity, kde m a n jsou celá čísla, pro která m>n. Zařízení dále obsahuje řídicí prostředky pro provádění ovládání stejnosměrné proudové složky na binárním kanálovém signálu zavedením volnosti volby v převodu ze zdrojového signálu na kanálový signál. Dále je navržen způsob kódování, binární kódový signál a nosič záznamu obsahující signál. Řešení se dále týká dekódovacího zařízení pro dekódování kanálového signálu, získaného pomocí kódovacího zařízení.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro kódování toku datových bitů binárního zdrojového signálu na tok datových bitů binárního kanálového signálu, přičemž tok datových bitů zdrojového signálu je rozdělený na n-bitová zdrojová slova, přičemž zařízení obsahuje převáděcí prostředky uzpůsobené pro převádění n-bitových zdrojových slov na odpovídající m-bitová kanálová slova převodem typu se zachováním parity, kde man jsou celá čísla, pro která m>n.

Dále se vynález týká způsobu kódování toku datových bitů binárního zdrojového signálu na tok datových bitů binárního kanálového signálu, přičemž tok datových bitů zdrojového signálu je rozdělený na n-bitová zdrojová slova, přičemž zdrojová slova se převádějí na odpovídající m-bitová kanálová slova v souladu s převodem typu se zachováním parity, kde man jsou celá čísla, pro která m>n.

Vynález se rovněž týká binárního kanálového signálu, obsahujícího tok datových bitů, převedený z binárního zdrojového signálu, obsahujícího tok datových bitů, přičemž tok datových bitů zdrojového signálu obsahuje n-bitová zdrojová slova, kanálový signál obsahuje m-bitová kanálová slova, přičemž každé z uvedených m-bitových kanálových slov odpovídá jednomu z uvedených n-bitových zdrojových slov v souladu s převodem typu se zachováním parity, kde m a n jsou celá čísla pro která m>n.

• · · fl fl fl · • flflfl · * fl · fl · « « »2- ··· ·· ·· ·· ·· i

Vynález se dále týká nosiče záznamu, obsahujícího binární kanálový signál, který obsahuje tok datových bitů, převedený z binárního zdrojového signálu, obsahujícího tok datových bitů, přičemž tok datových bitů zdrojového signálu obsahuje n-bitová zdrojová slova, kanálový signál obsahuje m-bitová kanálová slova, přičemž každé z uvedených m-bitových kanálových slov odpovídá jednomu z uvedených n-bitových zdrojových slov v souladu s převodem typu se zachováním parity, kde man jsou celá čísla pro která m>n.

Dále se vynález týká zařízení pro dekódování toku datových bitů binárního kanálového signálu na tok datových bitů binárního zdrojového signálu, přičemž tok datových bitů kanálového signálu je rozdělený na m-bitová kanálová slova, přičemž zařízení obsahuje prostředky pro zpětné převádění, uzpůsobené pro zpětný převod uvedených m-bitových kanálových slov na odpovídající n-bitová zdrojová slova v souladu se zpětným převáděním typu se zachováním parity, kde man jsou celá čísla, pro která platí m>n.

- —· · Λ m m w r fl“ Λ f* V* 4 1» » r

UuaavQUiii siav ygyjuj j4.j\ y

Kódovací a dekódovací zařízení, uvedená výše, jsou známá z patentového spisu USA č.5 477 222 (PHN 14448). Tento spis popisuje zařízení pro kódování toku datových bitů binárního zdrojového signálu na tok datových bitů binárního kanálového signálu, uspokojujícího omezení délky běhu (1, 7). To znamená, že v sériovém datovém toku kanálového signálu je mezi dvěma po sobě jdoucími jedničkami v kanálovém signálu nejméně jedna nula a maximálně sedm nul. Zařízení dále zajišťuje minimalizaci délky běhu opakovaných minimálních délek, vedoucích v toku datových bitů k přechodu.

0 ·

0 0

0 0 0 0 · 0· • 0

0 0 0 0 • 0

0«· * ·

-3V této souvislosti je třeba poznamenat, že normálně se aplikuje na sekvenci s omezením (1,7) přídavný předkódovací krok, vedoucí k sekvenci s omezením délky běhu na minimální délku běhu 2 a maximální délku běhu 8.

000 0 «

Při známém převádění dochází k zachování parity (PP). Zachování parity znamená, že parita n-bitových zdrojových slov, která se mají převádět, se rovná paritě, po sčítání modulo 2, odpovídajících m-bitových kanálových slov, na která jsou převáděna. Výsledkem toho je, že kódovací zařízení dle výše uvedeného spisu neovlivňuje polaritu signálu.

Jelikož převod probíhá se zachováním parity, může být ovládání stejnosměrné proudové složky prováděno vkládáním bitů pro ovládání stejnosměrné proudové složky do datového toku zdrojových slov, které je účinnější než je vkládání zvláštních bitů kanálového bitového toku, a to tak zvaných vkládacích bitů (merging bits). Ovládání stejnosměrné proudové složky spočívá ve snižování výkonu kanálového bitového kosti nulové frekvence. Spektrální vrub při stejnosměrném proudu dovoluje znovuzískání prahové úrovně z detekovaného tvarového průběhu, což je podstatné pro obnovení časování smyčkou fázového závěsu PLL.

Při tomto kanálovém kódu se zachováním parity nedochází k žádnému dalšímu ovládání stejnosměrné proudové složky k dalšímu snižování výkonu kanálového bitového toku v blízkosti nulové frekvence, nebo ke snižování potřeb ovládání stejnosměrné proudové složky snižováním počtu bitů pro ovládání stejnosměrné proudové složky se zachováním parity.

9 9

9*9 9

9

9· Β 9 9

-499 9«

Vynález si klade za úkol vytvořit zlepšené zařízení pro kódování n-bitových zdrojových slov na odpovídající m-bitová kanálová slova, u kterého by bylo možné zvláštní ovládání stejnosměrné proudové složky.

Podstata vynálezu

Zařízení podle vynálezu se vyznačuje tím, že zařízení dále obsahuje řídicí prostředky pro provádění ovládání stejnosměrné proudové složky na binárním kanálovém signálu zavedením volnosti volby v převodu ze zdrojového signálu na kanálový signál.

Vynález je založen na seznání skutečnosti, že ovládání stejnosměrné proudové složky bude možné zavedením vhodné volnosti volby mapování při převodu ze zdrojového signálu na kanálový signál. Vytvoří se proto dvě možnosti volbu pro určité převody zdrojového signálu na kanálový signál. Obě volby se liší v jedné zvláštní jedničce v kanálovém toku datových bitů v zápisu NRZI, takže rozdíl spočívá v jednom zvláštním přechodu v kanálovém toku datových bitů. Vzhledem k tomuto zvláštnímu přechodu může být být udržován tak zvaný průběžný číslicový součet (digital sum value, RDS) v určitých rozmezích, což je dostatečná podmínka pro generování spektrálního vrubu při stejnosměrném proudu. Tento způsob ovládání stejnosměrné proudové složky bude dále označován jako stochastické ovládání stejnosměrné proudové složky.

V kanálovém kódu se zachováním parity (parity preserve channel code), popsaném například v patentovém spisu US-5 477 222 (PHN 14448) se ovládání stejnosměrné proudové · 4

Φ ΦΦΦΦ • · ·· » ΦΦ

-5Φ · · Φ

ΦΦΦ φ φ složky provádí také omezováním průběžné hodnoty číslicového součtu v určitých rozmezích. Hlavní rozdíl vůči principu zachování parity je to, že princip zachování parity potřebuje zvláštní bity, tak zvané bity pro zachování parity (parity preserve bits), před prováděním kódovací operace pro ovládání hodnoty průběžného číslicového součtu. Podle vynálezu může být průběžná hodnota číslicového součtu také ovládána zavedením volnosti volby v mapování při převodu ze zdrojového signálu na kanálový signál s dvojími volbami. Pro udržování stejné míry ovládání stejnosměrné proudové složky může být použit menší počet zvláštních bitů, což dovoluje vyšší kapacitu nosiče záznamu se signály kódovanými podle předkládaného kódu, na něm ukládanými.

Kódovací zařízení podle vynálezu se také vyznačuje tím, že dále obsahuje ovládací prostředky, uzpůsobené pro minimalizaci opakování minimální délky běhu, vedoucí k přechodu v toku datových bitů, na uvedeném binárním kanálovém signálu, zavedením volnosti volby v převádění zdrojového signálu na kanálový signál.

Vynález je založen na seznámí toho, že při kódování při použití známého kódovacího zařízení se mohou vyskytnout relativně dlouhé sekvence, obsahující pouze minimální délky běhu, vedoucí k přechodu, což vede ke zhoršování možnosti detekce bitu v přijímači, které má dopad na přenos a následné Odekódování kanálového signálu v přijímači. V kanálovém signálu, uspokojujícím konkrétní omezení délky běhu, jako (1,7) nebo (1,8), to znamená, že se vyskytují relativně dlouhé sekvence ....0101010101., vedoucí k relativně dlouhým sekvencím ...001100110011.... v sekvenci po IT

9*9 9 · « 999 9 ·····

Β * 9 · · ·

09999 *4 ·♦ ··

-6předkódování. Zařízení podle vynálezu omezují délky těchto sekvencí, takže je možné dosáhnout zlepšení detekce bitů v přijímači. Takové omezení je známé jako omezení délky běhu opakovaných minimálních délek RML (Repeat Minimum Runlength Limitation).

Způsob podle vynálezu se vyznačuje tím, že se při způsobu dále provádí ovládání stejnosměrné proudové složky na binárním kanálovém signálu tím, přičemž se do převádění ze zdrojového signálu na kanálový signál zavádí volnost volby.

Signál podle vynálezu se vyznačuje tím, že v uvedeném binárním kanálovém signálu je přítomná dvojice bloků p po sobě jdoucích m-bitových kanálových slov, převedených ze stejného bloku p po sobě jdoucích n-bitových zdrojových slov, přičemž bloky ve dvojici se liší jeden od druhého v bitové hodnotě pouze na jedné bitové poloze v těchto blocích, přičemž p je celé číslo větší než 1.

Nosič záznamu podle vynálezu se vyznačuje tím, že v uvedeném binárním kanálovém signálu je přítomná dvojice bloků p po sobě jdoucích m-bitových kanálových slov, převedených ze stejného bloku p po sobě jdoucích n-bitových zdrojových slov, přičemž bloky p po sobě jdoucích m-bitových kanálových slov ve dvojici se liší jeden od druhého v bitové hodnotě pouze na jedné bitové poloze v těchto blocích, přičemž p je celé číslo větší než 1.

Dekódovací zařízení podle vynálezu se vyznačuje tím, že uvedené prostředky pro zpětné převádění jsou také uzpůso-Ί« 4 9 4 4 4

944 49 99 4 • «999 «« 99 99 beny tak, že zpětně převádějí kanálovou sekvenci, obsahující dvojice bloků p po sobě jdoucích m-bitových kanálových slov, na stejné bloky p po sobě jdoucích n-bitových zdrojových slov, přičemž bloky ve dvojici se liší jeden od druhého v bitové hodnotě pouze na jedné bitové poloze v těchto blocích, přičemž p je celé číslo větší než 1.

Pomocí tohoto zařízení může být binární datový signál, obsahující tok datových bitů, vyznačující se tím, že v binárním kanálovém signálu je přítomná dvojice bloků p po sobě jdoucích m-bitových kanálových slov, převedených ze stejného bloku p po sobě jdoucích n-bitových zdrojových slov, přičemž bloky ve dvojici se liší jeden od druhého v bitové hodnotě pouze na jedné bitové poloze v těchto blocích, přičemž p je celé číslo větší než 1, zpětně převáděn na binární zdrojový signál, obsahující tok datových bitů.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladech provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr.l bloková schéma prvního provedení kódovacího zařízení, obr.2 blokové schéma druhého provedení kódovacího zařízení podle vynálezu, obr.3 schéma uspořádání pro předkódování sériového kanálového signálu a zaznamenávání předkódovaného signálu na nosiči záznamu, obr.4 blokové schéma prvního provedení dekódovacího zařízení a obr.5 druhé provedené dekódovacího zařízení.

Příklady provedení vynálezu

Obr.l znázorňuje kódovací zařízení, uzpůsobené pro převádění dvoubitových zdrojových slov na tříbitová kanálová slova.

• 9

99« 9

9 • 99 99

-8·*♦ 9 9

4

99 daném příkladě osm sobě následujících

Zařízení má vstupní svorku 1 pro příjem toku datových bitů binárního zdrojového signálu S. Svorka 1 je připojena ke vstupu posuvného registru 2, majícího v článků X₃ až Χθ pro přijímání šesti po zdrojových bitů zdrojového signálu S. Posuvný registr 2 pracuje jako sériově-paralelní převodník. Výstupy článků jsou připojeny k odpovídajícím vstupům ij. až i₈ logického obvodu LC pro poskytování logických hodnot (x_lř....x₈) zdrojových bitů, přítomných v článcích. Logický obvod LC tvoří část převáděcích prostředků CM.

Zařízení dále obsahuje druhý posuvný registr 4_f mající dvanáct článků Y₃ až Y₁₂. ^L°gi^cký obvod LC má dvanáct výstupů o·^ až θΐ2* ^TY^to výstupy logického obvodu LC jsou připojeny k odpovídajícím vstupům dvanácti článků Y₃ až Y₁₂posuvného registru 4. Výstup 6 posuvného registru 4 je připojen k výstupní svorce 8.. Posuvný registr 4 funguje jako paralelně-sériový převodník, takže se získá binární kanálový signál C.

Zařízení dále obsahuje detekční jednotku 10 pro detekci konkrétních sekvencí v sériovém datovém toku zdrojového signálu s. K tomuto účelu jsou výstupy osmi článků X^ až Χθ posuvného registru 2 připojeny k odpovídajícím vstupům 12 detekční jednotky 10. V daném provedení má detekční jednotka 10 tři výstupy 0_lz O₂ a Οθ pro generování odpovídajícího prvního, druhého a třetího řídicího signálu. Tyto výstupy jsou připojeny k odpovídajícím vstupům c₃, c₂ a c₃ logického obvodu LC.

Logický obvod LC funguje v odezvě na řídicí signály,

I

-9·♦· · «0 ·«· přiváděné na vstupy c·^ c₂ a c₃ následovně. Logický obvod LC je způsobilý převádění dvoubitových zdrojových slov SW na tříbitová kanálová slova. Kupříkladu jsou převodní prostředky, tvořené logickým obvodem LC, uzpůsobeny pro převádění dvoubitových zdrojových slov SW na tříbitová kanálová slova CW podle následující tabulky:

TAB zdrojové slovo 00 01 10 kanálové slovo 101 100 001

000

Je patrné, že převádění zdrojových slov podle této tabulky má za následek zachování parity, protože parita n-bitových zdrojových slov, která se mají převádět, se rovná paritě, po sčítání modulo 2, odpovídajících m-bitových kanálových slov, na něž se převádějí.

Je zde třeba poznamenat, že se první bit ve zdrojovém slově převádí do posuvného registru 2 a první bit v kanálovém slově se vede jako první z výstupu 6 posuvného registru

4.

Dále je zde třeba poznamenat, že logický obvod LC převádí dvoubitová zdrojová slova, uložená v článcích X_lřX₂ na tříbitová kanálová slova a ukládá tato kanálová slova v článcích Y^, Y₂, Y₂ posuvného registru 4 v odezvě na nepřítomnost jakéhokoli řídicího signálu na vstupech a c₂řídicího signálu. Každý převod je tak následován posunem

0 0

0 0 0 0

0 ·0 • 0 · ·

-10000 0 0 o dvě polohy v posuvném registru 2 doleva, a posunem o tři polohy doleva v posuvném registru 4.. Posun v posuvném registru 2 o dvě polohy je potřebný pro to, aby připravil posuvný registr 2 a tím i převodník pro následný převod. Posun v posuvném registru 4 o tři polohy je potřebný pro vydávání generovaného tříbitového kanálového slova.

Zařízení podle nároku 1 může být použito pro vytváření kanálového signálu C ve formě sekvence (d,k), vyhovující omezení d=l. To znamená, že mezi dvěma po sobě jdoucími jedničkami sériovém datovém toku kanálového signálu je jedna nula. To znamená, že spojení dvou nebo více jedniček v kanálovém signálu je zakázáno.

Nemodifikované převádění kombinací do po sobě následujících dvoubitových zdrojových slov, jako pomocí zařízení z obr.l, může porušit omezení d=l. Jde o kombinaci 00 00, která by nemodifikovaným převodem vedla ke dvěma tříbitovým kanálovým slovům 101 101, kombinaci 00 01, která by nemodifikovaným převodem vedla ke dvěma tříbitovým kanálovým slovům 101 100, kombinaci 10 00, která by nemodifikovaným převodem vedla ke dvěma tříbitovým kanálovým slovům 001 101, a kombinaci 10 01, která by nemodifikovaným převodem vedla ke dvěma tříbitovým kanálovým slovům 001 100.

Výskyt takových kombinací by měl být detekován tak, aby došlo k modifikovanému kódování bloků dvou dvoubitových zdrojových slov na bloky dvou tříbitových kanálových slov. Přídavně k normálnímu kódování dvoubitových kódových slov na tříbitová kanálová slova je zařízení podle obr.l způsobilé — 11— '»·» ί · ···· • *·♦ 4 444 4 · · * • · 4 · 4 4 4 »«· ·· · 4» 44 detekování výše uvedených kombinací a pro provádění modifikovaného kódování, takže je v kanálovém signálu stále plněna podmínka omezení d=l.

Jelikož výstupy článků Χχ až X₄ posuvného registru 2 jsou připojeny k odpovídajícím vstupům detekční jednotky 10, je tato detekční jednotka 10 způsobilá detekce polohy v sériovém bitovém toku zdrojového signálu, kde nemodifikované kódování jednotlivých dvoubitových zdrojových slov v bitovém toku na odpovídající jednotlivá tříbitová kanálová slova by vedlo k porušení podmínky omezení d=l v kanálovém signálu C, a je uzpůsobená vydávat v odezvě na takovou detekci řídicí signál na svém výstupu Οχ.

Konkrétněji detekuje detekční jednotka 10., zda články Χχ až X₄ obsahují jednu ze čtyřbitových sekvencí, uvedených v tabulce 2, a generuje na výstupu Οχ první řídicí signál. Jakmile detekční jednotka 10 detekuje kombinaci dvou dvoubitových zdrojových slov, přítomných ve čtyř článkových polohách Χχ, x₂, x₃, x₄, která se rovná jedné z kombinací uvedených v levém sloupci tab.2, převádí logický obvod T.c kombinaci v souladu s modifikovaným kódováním, uvedeným v tab.2:

blok 2 zdroj.

TAB.2 blok 2 kanálových blok 2 kanálových slov/modif.kódování slov slov/nemodif.kódování

00	00	101	101	101	010
00	01	101	100	101	010
10	00	001	101	000	010
10	01	001	100	001	010

· 0 · · ·

0·· 0 0 ·· * • ·0«·

0» ··

-12• 0 · • ··· • ·

0·· *·

Jak je zřejmé z tabulky, vede nemodifikované převádění jednotlivých dvou dvoubitových zdrojových slov k porušení omezení d=l, jelikož se na hranici mezi dvěma takto vyskytujícími kanálovými slovy vyskytují dvě jedničky. Logický obvod LC je proto uzpůsobený pro převádění, v modifikovaném kódovacím módu, bloků dvou dvoubitových zdrojových slov, uvedených v levém sloupci výše uvedené tabulky, na bloky dvoubitových tříbitových kanálových slov, uvedených v pravém sloupci tabulky 2. Jak je patrné, nedochází již k porušení podmínky omezení d=l. Dále je jedno z tříbitových kanálových slov odlišné od jednoho ze čtyř kanálových slov v tab.l, a to konkrétně kódové slovo 010. Důvodem pro to je, že na přijímačové straně je možná detekce tohoto tříbitového kanálového slova, nenáležícího k souboru čtyř tříbitových kanálových slov z tab.l, takže je možné provádět odpovídající dekódování, které je inverzní ke kódování, popsanému s odvoláním na tab.2.

Blok dvou tříbitových kanálových slov, získaný pomocí kódování podle tab.2, je veden logickým obvodem LC na jeho výstupy —ž -g, — tato kanálová slova se vedou do šesti článků až Υθ posuvného registru! 4..

Bude dále zřejmé, že převádění dvoubitových kódových slov na tříbitová kanálová slova převáděcí jednotkou LC je následováno posunem o čtyři polohy doleva v posuvném registru 2 a posunem o šest poloh doleva v posuvném registru 4. Posun o čtyři polohy v posuvném registru 2 je potřebný pro přípravu posuvného registru 2 a tím i převodníku pro následující převádění. Posun v posuvném registru 4 o šest poloh je potřebný pro vydávání dvou vytvářených tříbitových kaná» φ φφφφ φφφ φ < φ · · φ φφφφ

Φ> φ· ·· «ν* φ φφφ • · •φφ φφ

-13lových slov.

Jak bylo uvedeno výše, obsahuje zařízení detekční jednotku 10, uzpůsobenou pro detekci specifických sekvencí v sériovém datovém toku zdrojového signálu S. Aby se umožnilo ovládání stejnosměrné proudové složky, musí být omezena průběžná hodnota číslicového součtu. Detekční jednotka 10 proto detekuje, zda články Xy až Xg obsahují šestibitové sekvence, uvedené v tabulce 3, a generuje na svém výstupu O₂ druhý řídicí signál.

TAB.3 blok 3 zdrojových slov blok 3 kanálových slov

00	10	00	101	0x0	000
01	10	00	100	0x0	010
10	10	00	001	0X0	010
11	10	00	000	0x0	010
Jakmile	detekční	jednotka 10 detekuje	kombinaci tří

dvoubitových zdrojových slov, přítomných v šesti článkových polohách xy, x₂, x3, x₄, x₅, x₆, která se rovná jedné z kombinací, uvedených pro levý sloupec tab.3, logický obvod LC převádí kombinaci v souladu s kódováním udaným v tabulce 3, kde bit označený x udává, že je možné provést volbu mezi hodnotami 0 a l v závislosti na průběžné hodnotě číslicového součtu signálu v tomto okamžiku.

Je třeba poznamenat, že bitový tok kanálových slov je ve formě NRZI (non-return to zero-inverse, inverzní bez návratu k nule), což znamená, že [jednička vede k přechodu *

záznamového proudu pro záznam kanálového signálu na magne-14• 0 ·

000 • 0 »0 0 00 > t · • 00 · · 0 0

0 1

0 « • 0 «

0» ·· tický nosič záznamu.

Kromě toho je možné ukázat, že jednu z položek v tab.2 je možno vypustit (například čtvrtou položku), takže bude možné provést stochastické ovládání stejnosměrné proudové složky vytvořením volnosti volby v převádění zdrojového slova na kanálové slovo (například 10 11 se převádí na 001 Oxo) a tím, že se řeší porušení omezovači podmínky d=l, vyplývající z vypuštění jedné položky z tab.2, položkami z tab.3. Tímto způsobem může být také prováděno stochastické ovládání stejnosměrné proudové složky, když se blok dvou po sobě jdoucích n-bitových zdrojových slov převádí na blok dvou po sobě jdoucích m-bitových kanálovýczh slov.

<

Konkrétněji detekuje detekční jednotka 10, zda články X-L až Χθ obsahují jednu z osmibitových sekvencí, které jsou uvedeny v tab.4, a generuje třetí řídicí signál na výstupu O 2 .

Jakmile detekční jednotka 10 detekuje kombinaci čtyř dvoubitových zdrojových slov. přítomných v osmi článkových polohách x_lř x₂, x₃, x₄ , x₅, χθ , x₇, χθ, která odpovídá jedné z kombinací, uvedených v levém sloupci tab.4, logický obvod LC převádí kombinaci v souladu s kódováním uvedeným v tab.4 na dvanáctibitovou sekvenci, udávanou v pravém sloupci této tab.4.

4 4 4

4 4 4 4

4 4 4

44 * ♦ ·

444 • ·

4*4 44

-15blok 4 kanálových slov • 444

TAB. 4

blok 4	zdrojových
11	11	11	11
11	11	11	10
01	11	11	10
01	11	11	11

001	010	010	010
000	010	010	010
100	010	010	010
101	010	010	010

Použití této tabulky tab.4 zaručuje omezení hodnotou k o hodnotě k=ll. Převod podle tab.4 je opět se zachováním parity.

Podle předchozího popisu jsou situace, v nichž je požadováno modifikované kódování, detekovány detekční jednotkou 10 ze zdrojových slov. Je však třeba poznamenat, že detekce by také mohla být prováděna na generovaných kanálových slovech.

Obr.2 znázorňuje druhé provedení kódovacího zařízení, které je schopné převádět dvoubitová zdrojová slova na tříbitová kanálová slova. Pokud jde o obecnou funkci tohoto zařízení, odvoláváme se na popis zařízení z obr.l= Kódovací zařízení, znázorněné na obr.2, bude schopné generovat kanálový kód s omezením k=10 a RML=6, jak bude vysvětleno níže.

Dalším požadavkem pro kódování zdrojového signálu je, že je třeba omezit délku běhu opakovaných minimálních délek s přechody v kanálovém signálu. Délka běhu opakovaných minimálních délek s přechody je definována jako délka sekvence po sobě následujících přechodů mezi 0 a 1”, nebo sekvence ...010101010... v případě, kde omezení hodnotou d je rovné 1. Jako příklad vede bitová sekvence 00 01 00 01 po módi• ···· • ···· ·»« · ·· · • · · · * ·

-16- ··· ·· ·· *· ” fikovaném převádění při použití tabulky tab.2 k bitové sekvenci 101 010 101 010. Podobně vede bitová sekvence 10 01 00 01 po modifikovaném převádění při použití tab.2, k bitové sekvenci 001 010 101 010. Také sekvence, když jsou spojeny s po sobě jdoucími kombinacemi typu 1010..., zhoršují detekci bitů v přijímači. Je tak vhodné omezit délku sekvencí 01.

Jelikož výstupy článků Xj až Xj₀ posuvného registru 26 jsou připojeny ke vstupům detekční jednotky 28, je tato detekční jednotka 28 způsobilá detekovat polohu v sériovém bitovém proud zdrojového signálu, kde by nemodifikované kódování vedlo k porušení požadavku, že opakovaná minimální délka běhu je omezená, a je uzpůsobená k vydávání řídicího signálu o₃ v odezvě na takovou detekci.

Kromě výstupů Oj, 0₂ a 0₃ obsahuje detektor 28 výstup O₄, připojený k odpovídajícímu vstupu c₄ logického obvodu LC pro řídicí signál.

Konkrétněji detekuje detekční jednotka Xj až Xg obsahují osmibitové sekvence uvedené neruje na svém výstupu O₃ třetí řídicí signál is tiAa Al ánlrv v tab.5, a geJakmile detekční jednotka 28 detekuje tuto kombinaci čtyř dvoubitových zdrojových slov, přítomných v osmi článkových polohách xj, x₂, x₃, x₄, x₅, x₆, x_?, x_Q, logický obvod LC převádí kombinaci podle jednoho z kódování, uvedeného v tab.5, na dvanáctibitovou sekvenci, jak je uvedena v pravém sloupci této tab.5.

·*· · blok 4 kanálových slov

10X 010 010 010

-17TAB.5 blok 4 zdrojových slov 00 01 00 01 kde bit označený x může být bud 0 nebo 1 pod vlivem uvedených řídicích prostředků.

Použití tabulky 5 omezuje délku běhu opakovaných minimálních délek s přechody v kanálovém signálu (RML) na RML=6.

Aby bylo možné správně použít tabulky 5, je zřejmé, že v tab.4 musí být třetí a čtvrtá položka vypuštěny, takže se tab.4 musí modifikovat na tab.4'.

TAB.4' blok 4 zdrojových slov blok 4 kanálových slov

11 11 11 001 010 010 010

11 11 10 000 010 010 010

Konkrétněji řečeno detekuje detekční jednotka 28, zda články Xj až ^10 obsahují jednu z desetibitových sekvencí, uvedených v tab.6, a generuje na svém výstupu 0₄ čtvrtý řídicí signál.

Jakmile detekční jednotka 28 detekuje kombinaci pěti dvoubitových zdrojových slov, přítomných v deseti článkových polohách Xj,x₂,x₃,x₄,x₅,x_g,x₇,x₈,x_g,x₁₀, která odpovídá jedné z kombinací uvedených v levém sloupci tab.6, logický obvod LC převádí kombinaci v souladu s kódováním, uvedeným v tab.6, na patnáctibitovou sekvenci, jak je uvedena v pra0 0 0 0 • 0 0 0 0

0 0 · « <0 ·0 ··

0 0

000 • · »00 ·0

-18• · ··» vém sloupci této tab.6.

TAB.6 blok 5 zdrojových slov 01 11 11 11 00 01 11 11 11 01 blok 5 kanálových slov xOO 010 010 010 010 X01 010 010 010 010 kde bit označený x může být buď 0 nebo 1 pod vlivem uvedených řídicích prostředků, kromě případu, kdy by to vedlo k porušení podmínky omezení k=10 nebo RML=6. Použití této tabulky 6 omezuje omezovači podmínku hodnotou k na k=10.

Jestliže detekční jednotka 28 detekuje tyto dvě kombinace pěti dvoubitových zdrojových slov, logický obvod LC převádí kombinaci, v závislosti na průběžné hodnotě číslicového součtu signálu volbou hodnoty 0 nebo 1 pro bit označený x.

Obr.3 znázorňuje uspořádání pro předkódování sériového kanálového signálu a zaznamenávání předkódovaného signálu na nosič záznamu. Kanálový bitový tok 38 je veden do předkodéru 40. Výstupní signál předkodéru 40 je veden do záznamové jednotky 42 pro zaznamenávání signálu do stopy na nosiči záznamu 44. Nosič záznamu 44 může být magnetický nosič záznamu v podélné nebo diskové formě. Nosič záznamu může být alternativně optický nosič záznamu, jako optický disk 44¹. Záznamová jednotka 42 obsahuje záznamovou hlavu 46, která je magnetická záznamová hlava, když se provádí záznam signálu na magnetický nosič záznamu, nebo optická záznamová hlava, když se zaznamenává signál na optický nosič záznamu.

• 0

400 8

-190

A

0*0 • « • 00 «

0« « «

0 0

I* *♦

Obr.4 znázorňuje provedení dekódovacího zařízení pro dekódování sériového datového toku, získaného kódovacím zařízením z obr.l, pro získání binárního zdrojového signálu. Dekódovací zařízení má vstupní svorku 72 pro přijímání kanálového signálu, která je připojena ke vstupu 74 posuvného registru 76, obsahujícího dvanáct článků Y₃ až Y₁₂. Posuvný registr 76 funguje jako sériově-paralelní převodník tak, že bloky čtyř tříbitových kanálových slov jsou vedeny na vstupy až i₁₂ logického obvodu 28. Logický obvod 78 obsahuje tři tabulky tab.l,2,3 a 4. Výstupy o-]_ až o₈ logického obvodu 78 jsou připojeny ke vstupům článků až X_g posuvného registru 80, který má výstup 82 připojený k výstupní svorce 84. Zařízení obsahuje detekční jednotku 86, mající vstupy i-j_ až i₁₂, schematicky označené vztahovou značkou 88, spojené s odpovídajícími výstupy Y^ až Y₁₂ posuvného registru 76, a výstupy 0_lř O₂ a O₃, spojené s odpovídajícími řídicími vstupy c_lf c₂ a c₃ logického obvodu 78.

Při nepřítomnosti řídicích signálů převádí logický obvod 78 tříbitové kanálové slovo, uložené v článcích Y^, Y? a Υ-», na odpovídající dvoubitové zdrojové slovo, jako pomocí převodní tabulky tab.l, a poskytuje dvoubitové 2drojové slovo do článků X₁ a X₂. Při přítomnosti řídicího signálu na vstupu Cj převádí logický obvod 78 blok dvou tříbitových kanálových slov, uložený v článcích Yj_ až Υθ, na blok dvou dvoubitových zdrojových slov, jako převodní tabulkou tab.2, a vede dvé dvoubitová zdrojová slova do článků X₃ až X₄. Při přítomnosti řídicího signálu na vstupu c₂ převádí logický obvod 78 blok tří tříbitových kanálových slov, uložených v článcích až Yg, na blok tří dvoubitových zdrojových slov, jako pomocí převodní tabulky tab.3, a vede tři dvoubi• · · «····· • ·«*· ··· · · · · · · , *«·*·

-20- ··· ·* ·· ·* ··

Γ ií' tová zdrojová slova do článků X^ až X_g.

Při přítomnosti řídicího signálu na vstupu c₃ logický obvod 78 převádí blok čtyř tříbitových kanálových slov, uložených v článcích Yj až Χχ2' čtyř dvoubitových zdrojových slov, jako pomocí převodní tabulky tab.4, a vede čtyři dvoubitová zdrojová slova do článků X-^ až X_g.

Tímto způsobem je sériový datový tok kanálového signálu převáděn na sériový datový tok zdrojového signálu.

Kódovaná informace, přiváděná na vstup 72., může být získána reprodukcí informace z nosiče záznamu, jako magnetického nosiče záznamu 90 nebo optického nosiče záznamu 90 *. K tomuto účelu obsahuje zařízení z obr.4 čtecí jednotku 92 pro čtení informace ze stopy na nosiči záznamu, kde jednotka 92 obsahuje čtecí hlavu pro čtení informace z uvedené stopy.

Obr.5 znázorňuje provedení dekódovacího zařízení pro dekódování sériového datového toku, získaného kódovacím zařízením z obr.2, pro získání binárního zdrojového signálu. Dekódovací zařízení má vstupní svorku 106 pro přijímání kanálového signálu, která je připojena ke vstupu 108 posuvného registru 110. obsahujícího patnáct článků Y^ až Y^_g. Posuvný registr 110 funguje jako sériově paralelní převodník, takže bloky pěti tříbitových kanálových slov jsou vedeny na vstupy i^ až i₁₅ logického obvodu 94. Logický obvod 94 obsahuje čtyři tabulky tab.l, tab.2, tab.3 a tab.4. Výstupy až o₁₀ logického obvodu 94 jsou připojeny ke vstupům článků 5^ až X_lo posuvného registru 96, který má výstup 98., připojený ·

-21• 99* • 9

999 99 k výstupní svorce 100. Zařízení obsahuje detekční jednotku 102. mající vstupy až i₁₅, schematicky označené vztahovou značkou 112. připojené k odpovídajícím výstupům článků Y^ až Y₁₅ posuvného registru 110, a výstupy O_lř O₂, O₃ až 0₄, připojené k odpovídajícím řídicím vstupům c_lř c₂, c₃ a c₄ logického obvodu 94.

Pokud jde o detekční jednotku používající tabulku tab.1,2,3 a 4, odvoláváme se na obr.4 a na popis tohoto obrázku. Detektor používá tabulku 5 podobným způsobem jako tabulku 4 pro převádění tříbitových kanálových slov na čtyři dvoubitová zdrojová slova.

Při přítomnosti řídicího signálu na vstupu c₄ převádí logický obvod 94 blok pěti tříbitových kanálových slov, uložených v článcích Y-j_ až —15' do bloku pěti dvoubitových zdrojových slov, jako pomocí převodní tabulky 6, a poskytuje pět dvoubitových zdrojových slov do článků Χ_χ až X₁₀.

Tímto způsobem se sériový datový tok kanálového signálu převádí na sériový datový tok zdrojového signálu.

Kódovaná informace, přiváděná na vstup 106, může být získána reprodukováním informace z nosiče záznamu, jako je magnetický nosič 114 záznamu nebo optický nosič 114¹ záznamu. K tomuto účelu obsahuje zařízení z obr.6 čtecí jednotku 104 na čtení informace ze stopy na nosiči záznamu, kde jednotka 104 obsahuje čtecí hlavu pro čtení informace ze stopy.

I když vynález byl popsán na přednostních provedeních, rozumí se, že tato provedení jsou neomezující příkla4 4

-22« • 444 • 4 • 44 44

4 dy. Odborníkům tak budou zřejmé různé obměny, aniž by se opustil rámec vynálezu, jak je popsán v nárocích.

Vynález také spočívá v každém jednotlivém novém znaku a ve všech kombinacích takových znaků.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Zařízení pro kódování toku datových bitů binárního zdrojového signálu (S) na tok datových bitů binárního kanálového signálu (c), přičemž tok datových bitů zdrojového signálu je rozdělený na n-bitová zdrojová slova, přičemž zařízení obsahuje převáděcí prostředky (LC) uzpůsobené pro převádění n-bitových zdrojových slov na odpovídající m-bitová kanálová slova převodem typu se zachováním parity, kde man jsou celá čísla, pro která m>n, vyznačené tím, že zařízení dále obsahuje řídicí prostředky pro provádění ovládání stejnosměrné proudové složky na binárním kanálovém signálu zavedením volnosti volby v převodu ze zdrojového signálu na kanálový signál.
2. Zařízení pro kódování toku datových bitů binárního zdrojového signálu (S) na tok datových bitů binárního kanálového signálu (C), přičemž tok datových bitů zdrojového signálu je rozdělený na n-bitová zdrojová slova, přičemž zařízení obsahuje převáděcí prostředky (LC) uzpůsobené pro převádění n-bitových zdrojových slov na odpovídající m-bitová kanálová slova převodem typu se zachováním parity, kde man jsou celá čísla, pro která m>n, vyznačené tím, že zařízení dále obsahuje řídicí prostředky uzpůsobené pro minimalizaci délky běhu opakovaných minimálních délek s přechody v uvedeném binárním kanálovém signálu zavedením volnosti volby v převodu ze zdrojového signálu na kanálový signál.
3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačené tím, že převáděcí prostředky (LC) jsou vytvořeny tak, že převádějí flflfl · • flfl fl • « * fl • flfl · • fl flfl blok p po sobě jdoucích n-bitových zdrojových slov na blok p po sobě jdoucích m-bitových kanálových slov, přičemž nejméně jeden z bitů v těchto blocích p po sobě jdoucích m-bitových kanálových slov je buď 0 nebo 1 pod vlivem uvedených řídicích prostředků (10), přičemž p je celé číslo větší než 1.
4. Zařízení podle nároku 3, vyznačené tím, že pro p=3, n=2 a m=3 jsou převáděcí prostředky uzpůsobené tak, že převádějí předem určené bloky tří po sobě jdoucích dvoubitových zdrojových slov na bloky tří po sobě jdoucích tříbitových kanálových slov podle následující tabulky:

blok 3 zdrojových slov blok 3 kanálových slov

00 10 00 101 0X0 010 01 10 00 100 0x0 010 10 10 00 001 0x0 010 11 10 00 000 0x0 010

kde bit označený x může být buď 0 nebo 1 pod vlivem uvedených řídicích prostředků (10).
5. Zařízení podle nároku 3 nebo 4, vyznačené tím, že pro p=4, n=2 a m=3 jsou převáděcí prostředky uzpůsobeny tak, že převádějí předem určené bloky čtyř po sobě jdoucích dvoubitových zdrojových slov na bloky čtyř po sobě jdoucích tříbitových kanálových slov podle následující tabulky:

blok 4 zdrojových slov 00 01 00 01 blok 4 kanálových slov lOx 010 010 010 £λ • · «·««·*· • · · ····+·»· • · Φ · · ΦΦΦ· ·· · · « ·· ♦· #· »« a pro ρ=5, η=2 a m=3 jsou převáděcí prostředky uzpůsobeny pro převádění předem určených bloků pěti po sobě jdoucích dvoubitových zdrojových slov na bloky pěti po sobě jdoucích tříbitových kanálových slov podle následující tabulky:

blok 5 zdrojových slov 01 11 11 11 00

01 11 11 11 01 blok 5 kanálových slov xOO 010 010 010 010 xOl 010 010 010 010 kde bity označené x mohou být buď děných řídicích prostředků (10).

o nebo l pod vlivem uve
6. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 1 až 5, vyznačené tím, že zařízení dále obsahuje předkódovací prostředky (40) pro předkódování kanálového signálu tak, že se získá předkódovaný kanálový signál, a záznamové prostředky (42) pro záznam předkódovaného kanálového signálu na nosič záznamu (44).
7. Zařízení podle nároku 6, vyznačené tím, že nosič záznamu je optický nosič záznamu (44').
8. Způsob kódování toku datových bitů binárního zdrojového signálu (S) na tok datových bitů binárního kanálového signálu (C), přičemž tok datových bitů zdrojového signálu je rozdělený na n-bitová zdrojová slova, přičemž zdrojová slova se převádějí na odpovídající m-bítová kanálová slova v souladu s převodem typu se zachováním parity, kde m a n jsou celá čísla, pro která m>n, vyznačený tím, že se při způsobu dále provádí ovládání stejnosměrné proudové složky na binárním kanálovém signálu zavá4 4

4 4

-26- - - »

4 « «

4 444 4

4 4

44« 44 • · * 4 · • 4 · · *4 ί

děním volnosti volby při převádění zdrojového signálu na kanálový signál.
9. Způsob podle nároku 8, vyznačené tím, že se blok p po sobě jdoucích n-bitových zdrojových slov převádí na blok p po sobě jdoucích m-kanálových bitových slov, přičemž jeden z bitů v těchto blocích p po sobě jdoucích m-bitových kanálových slov se volí pod vlivem uvedeného ovládání stejnosměrné proudové složky, přičemž p je celé číslo větší než 1.
10. Způsob podle nároku 8 nebo 9, vyznačený tím, že se dále provádí předkódování kanálového signálu (C) pro získání předkódovaného kanálového signálu, a předkódovaný kanálový signál se zaznamenává na nosič záznamu (44).
11. Způsob podle nároku nároku 10, vyznačený tím, že uvedený nosič záznamu je optický nosič záznamu (44').
12. Binární kanálový signál (C), obsahující tok datových bitů, převedený z binárního zdrojového signálu (S), obsahujícího tok datových bitů, přičemž tok datových bitů zdrojového signálu obsahuje n-bitová zdrojová slova, kanálový signál obsahuje m-bitová kanálová slova, přičemž každé z uvedených m-bitových kanálových slov odpovídá jednomu z uvedených n-bitových zdrojových slov v souladu s převodem typu se zachováním parity, kde m a n jsou celá čísla, pro která m>n, vyznačený tím, že v uvedeném binárním kanálovém signálu je přítomná dvojice bloků p po sobě jdoucích m-bitových kanálových slov, převedených ze stejného bloku p po sobě jdoucích • 0

0 » • « »0» 0 ·

-27• 0 0 0

0 »00 » •0 0 » ·»0·· »» 0 0 ·0 n-bitových zdrojových slov, přičemž bloky ve dvojici se liší jeden od druhého v bitové hodnotě pouze na jedné bitové poloze v těchto blocích, přičemž p je celé číslo vétší než 1.
13. Nosič záznamu (44), obsahující binární kanálový signál (C), který obsahuje tok datových bitů, převedený z binárního zdrojového signálu (S), obsahujícího tok datových bitů, přičemž tok datových bitů zdrojového signálu obsahuje n-bitová zdrojová slova, kanálový signál obsahuje m-bitová kanálová slova, přičemž každé z uvedených m-bitových kanálových slov odpovídá jednomu z uvedených n-bitových zdrojových slov v souladu s převodem typu se zachováním parity, kde man jsou celá čísla pro která m>n, vyznačený tím, že v uvedeném binárním kanálovém signálu je přítomná dvojice bloků p po sobě jdoucích m-bitových kanálových slov, převedených ze stejného bloku p po sobě jdoucích n-bitových zdrojových slov, přičemž bloky ve dvojici se liší jeden od druhého v bitové hodnptě pouze na jedné bitové poI .· loze v těchto blocích, přičemž p je celé číslo větší než 1.
14. Zařízení pro dekódování toku datových bitů binárního kanálového signálu (C) na; tok datových bitů binárního zdrojového signálu (S), přičemž^tok datových bitů kanálového signálu je rozdělený na m-bitová kanálová slova, přičemž zařízení obsahuje prostředky (LC) : pro zpětné převádění, uzpůsobené pro zpětný převod uvedených m-bitových kanálových slov na odpovídající n-bitová zdrojová slova v souladu se zpětným převáděním typu se zachováním parity, kde man jsou celá čísla, pro která platí m>n, vyznačené tím, že uvedené prostředky pro zpětné převádění jsou také uzpůsobeny tak, že zpětně převádějí kanálovou sek-28« w « ΦΦΦΦ • · φ φ φ φ · φ · φ φφφ · φφφ · · · φ φ φ φ φφφφφ • Φφ ·· φφ φφ φφ věnci, obsahující dvojice bloků p po sobě jdoucích m-bitových kanálových slov, na stejné bloky p po sobě jdoucích n-bitových zdrojových slov, přičemž bloky p po sobé jdoucích kanálových slov ve dvojici se liší jeden od druhého v bitové hodnotě pouze na jedné bitové poloze v těchto blocích, přičemž p je celé číslo vétší než 1.
15. Dekódovací zařízeni podle nároku 14, vyznačené tím, že se dekódování provádí podle následující tabulky:

blok 3 kanálových slov 101 0x0 010 100 0x0 010 001 0X0 010 000 0x0 010

blok 3 zdrojových slov

00 10 00 01 10 00 10 10 00 11 10 00

když bit označený x je 1, následujících tabulek:

zdrojové slovo 00 01 10 11 a

blok 2 zdrojových slov 00 00 00 01 10 00 10 01 a dekódování se provádí podle kanálové slovo 101 100

001 000 blok 2 kanálových slov 100 010 101 010 000 010 001 010

-29• 9

9 9

9 9 • · • ·» «

4 · 9 »·· 9 9 když je bit označený x je 0.
16. Dekódovací zařízení podle nároku 15, vyznačené tím, že se dekódování provádí podle následující tabulky:

blok 5 kanálových slov xOO 010 010 010 010 xOl 010 010 010 010 blok 5 zdrojových slov 01 11 11 11 00 01 11 11 11 01 když je bit označený x bud 0 nebo i”, a dekódování se provádí podle následující tabulky:

blok 4 kanálových slov blok 4 zdrojových 001 010 010 010 11 11 11 11 000 010 010 010 11 11 11 10 lOy 010 010 010 00 01 00 01