CZ20023259A3

CZ20023259A3 - Způsob kódování sekvence binárních datových bitů na sekvenci binárních kanálových bitů, dekodér, záznamové médium a kódovací zařízení

Info

Publication number: CZ20023259A3
Application number: CZ20023259A
Authority: CZ
Inventors: Immink Kornelis Antonie Schouhamer
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics N. V.
Priority date: 2001-02-02
Filing date: 2001-02-02
Publication date: 2003-06-18
Also published as: BR0109726A; US20030141996A1; EE200200569A; CN1422457A; NO20024704L; CA2404980A1; JP2004518241A; BG107160A; US6768432B2; IL152008A; IL152008A0; WO2002063774A1; UA74412C2; EP1360769A1; PL362892A1; TW516027B; EA005043B1; MXPA02009474A; EA200300859A1; KR20020086754A

Description

Způsob kódování sekvence binárních datových bitů na sekvenci binárních kanálových bitů, dekodér, záznamové médium a kódovací zařízení

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu převádění série m-bitových informačních slov na modulovaný signál, kde m je celé číslo, přičemž při způsobu se na každé přijímané informační slovo vydává n-bitové kódové slovo se n-bitové kódové slovo, a vydávaná kódová slova se střídají s p-bitovými spojovacími slovy, převáděnými na modulovaný signál, kde (n+p) je větší než m, přičemž série informačních slov se převádí na sérii prostřídaných kódových slov a spojovacích slov podle takových pravidel převádění, že odpovídající modulovaný signál uspokojuje předem určené kritérium. Vynález se dále týká způsobu výroby nosiče záznamu, na nějž je zaznamenán signál získaný uvedeným způsobem.

Vynález se dále týká kódovacího zařízení pro provádění výše uvedeného způsobu, které obsahuje m-na-n bitový převodník pro převádění m-bitových informačních slov na n-bitová kódová slova, a prostředky pro volbu p-bitových spojovacích slov, a prostředky pro převádění prostřídaných n-bitových kódových slov a p-bitových spojovacích slov na modulovaný signál.

Dále se vynález týká záznamového zařízení, v němž je použito kódovací zařízení tohoto typu. Dále se vynález týká signálu. Rovněž tak se týká nosiče záznamu, na němž byl zaznamenán signál.

Vynález se dále týká zařízení pro výrobu uvedeného nosiče záznamu, obsahujícího optický systém pro skenování vrstvy

-24 4« · « · · · 4 * • 44« · · 4 · »

4·· · · · · · · «·· · · 4 · • •44 4· 4·· »4« ·· ···· nosiče záznamu, citlivé na záření, svazkem záření a modulační jednotky pro modulaci svazku záření tak, že kombinační struktura (pattern) vytvořená svazkem záření ve vrstvě citlivé na záření odpovídá řídicímu signálu, přiváděnému do modulační jednotky.

Vynález se také týká dekódovacího zařízení pro převádění signálu na sérii m-bitových informačních slov, přičemž zařízení obsahuje převáděcí prostředky pro převádění signálu na řetězec bitů, majících nízkou nebo vysokou logickou hodnotu, přičemž tento řetězec obsahuje n-bitová kódová slova, která odpovídají částem informačního signálu, a zařízení obsahuje převáděcí prostředky pro převádění série kódových slov na sérii informačních slov, přičemž se každému z kódových slov, která se mají převádět, přiřazuje informační slovo závislé na kódovém slově.

Vynález se konečně týká čtecího zařízení, v němž je použito dekódovací zařízení tohoto typu.

Dosavadní stav techniky

Takové způsoby, zařízení a nosič záznamu a takový signál jsou známé z knihy Coding Techniques for Digital Recorders, K.H.Schouhammer Immink, kap.5, Prentice-Hall, 1991, ISBN 0-13-140047-9. V této knize jsou popsány například kodéry, používané pro převádění série m-bitových informačních slov na sérii bitů, v níž je počet nul mezi dvěma po sobě následujícími jedničkami v rozmezí od d do k. Tato omezení jsou také označována jako omezení d a omezení k nebo omezení-dk (dk-constraint). V konkrétních způsobech dle stavu techniky (viz. str.114-117 uvedené knihy) jsou m-bitová informační slova převáděna podle převodní tabulky, přičemž se mezi po sobě následující kódová slova vkládají p-bitová spojovací slova, a m, n, p jsou celá • ί ·« * * · • ♦ · 0 ·

-3• ’ * · • · ·· • 0 • ·· » ··

0 0 0 0 000 0*· 0* ®0®0 čísla, kde (n+p) je větší než m a p je větší nebo rovno d.

Kódová slova a spojovací slova jsou zvolena tak, aby bylo vyhověno omezení-dk. Prostřídaná kódovaná slova a spojovací slova se převádějí integrační operací modulo-2 na odpovídající signál tvořený bitovými buňkami, majícími vysokou nebo nízkou signálovou hodnotu, přičemž bit o hodnotě 1 je reprezentován v modulovaném signálu změnou z vysoké signálové hodnoty na nízkou signálovou hodnotu nebo naopak, zatímco bit o hodnotě ”0 je reprezentován nepřítomností změny signálové hodnoty na přechodu mezi dvěma bitovými buňkami. Minimální vzdálenost mezi po sobě následujícími přechody modulovaného signálu je d+1 bitových intervalů a maximální vzdálenost mezi po sobě následujícími přechody modulovaného signálu je k+1 bitových intervalů.

Omezení-d,k je kladeno proto, že je žádoucí, aby systém byl samotaktovací, což vyžaduje, aby po sobě následující přechody v modulovaném signálu nebyly příliš daleko od sebe, a že dalším požadavkem pro omezení mezisymbolové interference je, aby přechody modulovaného signálu nenásledovaly příliš blízko za sebou. Kromě toho by měly být nízkofrekvenční složky modulovaného signálu udržovány co nejmenší. Takový signál se také nazývá jako prostý stejnosměrné složky. Prvním důvodem pro používání signálů prostých stejnosměrné složky je, že záznamové kanály nejsou normálně citlivé na nízkofrekvenční složky. Vyloučení nízkofrekvenčních složek v signálu je také velmi výhodné, když se signál čte z optického nosiče záznamu, na němž je signál zaznamenán ve stopě, protože potom je možné plynulé řízení sledování, nerušené záznamovým signálem. Dobré potlačení nízkofrekvenčních složek vede ke zlepšenému sledování s méně rušivým sly«· *· · · · · · · *

-4• · · • ··· « · · · ··· ·♦· «0 ···· šitelným šumem.

Příklad použití takových signálů pro záznam a čtení zvukového signálu na magnetooptickém nosiči záznamu je možné najít v patentovém spisu US 4 501 000. Spis popisuje EFM modulační systém, který je použit pro záznam informace na kompaktních discích (CD) nebo minidiscích (MD). Signál s modulací EFM se získá převedením série m(=8).bitových informačních slov na sérii n(=14)-bitových kódových slov, kde se vkládá p(=3) spojovacích bitů mezi po sobě následující kódová slova. Odpovídající kódová slova s 14 bity uspokojují podmínky, že nanejvýše k(=10) nul'* (0) je umístěno mezi dvěma po sobě jdoucími jedničkami (1). Pro vyhovění této podmínce také mezi kódovými slovy jsou použita tříbitová spojovací slova. Je dovoleno použít čtyř tříbitových spojovacích slov s 8 možnými tříbitovými spojovacími slovy, a to 001, 010, onn a íoo. Zbývající možná tříbitová spojovací slova, a to 111, 011, 101 a 110 nejsou použita, protože porušují předepsané omezení d(=2).

Jedno ze čtyř zvolených spojovacích slov je zvoleno tak, že bitový řetězec, získaný po kaskádujících prostřídaných kódových slovech a spojovacích slovech, uspokojuje omezení-dk, a že v odpovídajícím signálu získaném integrováním modulo-2 zůstává aktuální hodnota digitálního součtu (running digital sum value) konstantní. Pod pojmem aktuální hodnota digitálního součtu RDS v konkrétním okamžiku se rozumí rozdíl mezi počtem bitových buněk majících vysokou signálovou hodnotu a počtem bitových bitových buněk majících nízkou signálovou hodnotu, vypočítaný na části modulovaného signálu před konkrétním okamžikem. V podstatě konstantní aktuální hodnota digitálního součtu znamená, že frekvence

-5• 9 9 ·· ··

9 99 · 9

9 9 · 9 ·

9 · · · «·»« 99 9*9 **· spektra signálu neobsahuje frekvenční složky v nízkofrekvenční oblasti.

Volbou spojovacích slov podle výše uvedených pravidel se dají snížit nízkofrekvenční složky modulovaného signálu. Volba tříbitových spojovacích slov je založena na požadavku, aby jednak byl kanálový signál v podstatě prostý stejnosměrných složek a jednak byla splněna podmínka omezení-dk kanálového signálu. Dekódování EFM signálů je velmi jednoduché. Tříbitová spojovací slova se dekodérem přeskočí a 14-bitová kódová slova se přeloží, při použití vyhledávací tabulky nebo PLA atd., na informační bajty.

Zdokonalený způsob potlačování nízkofrekvenčních složek je popsán v článku Optimization of Low-frequency Properties of Right-to-Fourteen Modulation (EFM)'', autoři K.H.Schouhammer Immink a n.crnsR. zveřejněným v Rádio and Electronic Engineer, sv.53, str.63-66, 1983. V uvedeném článku autoři popisují způsob, kde volba p-bitového spojovacího slova nejen závisí na jednom přicházejícím kódovém slově, ale kde se volba místo toho provádí při použití g přicházejících kódových slov, kde g je celé číslo větší než 1. Z uvedeného článku je možno vyvodit, že tato tak zvaná predikční strategie zlepšuje kvalitu potlačování nízkých frekvencí. Významná nevýhoda této strategie je obtíž jejího provádění, jelikož počet operací, jako sčítání, porovnávání, vyrovnávací oddělování (buffering) atd. roste exponenciálně s počtem kódových slov dotčených ve volicím procesu. Kupříkladu vyžaduje predikční strategie, používající dvou kódových slov, 4x4=16 sčítacích/porovnávacích operací, a strategie používající tří kódových slov vyžaduje 4x4x4=64 sčítacích/porovnávacích operací, atd. Pro mnohé aplikace,

-6·”· to” ·· · • toto· · • · · toto to··· toto · · · ··· to ·· • to · to to to ·« ···· kde rychlost a spotřeba energie volicích obvodů jsou prvořadými hledisky, nemůže být uvedená predikční strategie prakticky použita.

V nedávném článku s názvem Weakly constrained codes (kódy se slabým omezováním), publikovaným v IEE Electronic Letters, sv.33, č.23, str.1943-1944, listopad 1997, popsal autor K.A.Schouhammer Immink nový typ kódů s omezováním, nazývaný kódy se slabým omezováním. Tyto kódy nesplňují omezení-dk, jelikož vytvářejí sekvence porušující předepsaná omezení s (nízkou) pravděpodobností P. Autor argumentuje, že jestliže kanál není prostý chyb, je bezpředmětné ho naplňovat dokonale omezovanými sekvencemi. Porušení předepsaných omezení-dk poskytuje přídavnou míru volnosti, která může být využita pro snižování nízkofrekvenčních složek. Je známé, že při porušení omezení hodnoty d, t.j, sledy nul kratší než d, jsou tyto sekvence náchylné k chybám plynoucím z mezisvmbolové interference. Porušení omezení hodnoty k může mít snadno za následek ztrátu synchronizace taktování (hodin), což může následně vést k burstu chyb. Způsob proto není příliš efektivní, neboť, frekvence porušení omezení-dk musí být malá, protože by tato porušení nevyhnutelně vedla k detekování chyb na straně přijímače.

Záznam informace má stálou potřebu zvyšování rychlosti čtení a zápisu. Cíl dosažení zvýšené rychlosti záznamu však vyžaduje vyšší šířku pásma pro servosledovací mechanismus, což samo potom klade přísnější omezení na potlačování nízkofrekvenčních složek v zaznamenávaném signálu. Zlepšené potlačování nízkofrekvenčních složek je také výhodné pro potlačování slyšitelného šumu, vznikajícího ze sledovacího mechanismu. Z tohoto důvodu je žádoucí se co nejvíce snažit

-7« · · ··· • « · • 4 · ···· 44 • 4 4 4 4

444 «·« 4» 4444 o to, aby se zabránilo, že signál bude obsahovat nízkofrekvenční složky.

Vynález si proto klade za úkol vytvořit způsob digitální modulace, který by byl schopný potlačovat nízkofrekvenční složky s vysokou účinností, při dosahování tohoto cíle s malým zatížením z hlediska výpočtů a sčítacích/srovnávacích operací.

Dalším cílem vynálezu je poskytnout informační záznamové médium, jako je optický nebo magnetooptický disk, na němž by byla zaznamenána digitální data modulovaná způsobem podle vynálezu.

Podstata vynálezu

Možné řešení problémů doprovázejících řešení dle stavu techniky je založeno na zjištění, že způsoby podle stavu techniky jsou příliš restriktivní pokud jde o volbu slov, jelikož jsou povolována pouze ta slova, která splňují při prostřídání spojovacích a kódových slov předepsané omezení-dk.

Podle prvního předmětu vynálezu je navržen způsob digitální modulace pro převádění m-bitových informačních slov na n-bitová kódová slova, při kterém se vkládají p-bitová spojovací slova mezi po sobě následující kódová slova, kde m,n a p jsou celá čísla, kde (n+p) je větší než m. Kódová slova splňují platné omezení hodnot d a k, ale u spojovacích slov není požadováno, aby splňovala uvedené omezení hodnoty d (omezení-d, d-constraint). Je známé, že sledy nul” kratší než d jsou náchylné k chybám vyplývajícím z mezisymbolové interference. Jelikož však spojovací slova neposkytují informaci pro přijímač, může být omezení-d ve spojovacích slov

•	* • 44	44 4	44 4	4 · 4 4 4 ♦
•	4 ·	4	4	4 4 4
4444	4«	• 4	»44	44 4*44

porušeno bez narušení spolehlivosti přijatých kódových slov. V důsledku zvětšené velikosti souboru spojovacích slov, z nichž je možno vybírat, mohou potom být významně redukovány nízkofrekvenční složky modulovaného signálu vzhledem k modulovaným signálům generovaným podle pravidel způsobu a zařízení podle stavu techniky. Toto provedení je výhodné v tom, že přítomnosti nízkofrekvenčních složek v modulovaném signálů může být výrazně lépe zabráněno než ve stavu techniky.

Další provedení podle vynálezu se vyznačuje tím, že do série kódových slov jsou vkládána synchronizační slova, která obsahují bitové kombinace, jaké se nemohou vyskytovat v bitovém toku tvořeném spojením prostřídaných spojovacích slov a kódových slov do sřetézeného sledu (catenation). Volicí obvody vylučují ta p-bitová spojovací slova, která by při spojení s prostřídanými kódovými slovy do sřetézeného sledu vytvářela synchronizační kombinaci. Výše uvedené vylučovací pravidlo považuje p-bitová spojovací slova, která obsahují u nul mezi po sobě následujícími jedničkami, kde u je celé číslo menší než d, jako slovo se samými nulami. Toto provedení je výhodné v tom, že v případě, že čtecí mechanismus může detekovat krátkou délku sledu s nulami jako slovo se samými nulami, nejsou generovány nepravé synchronizační kombinace.

Tyto a další předměty a znaky vynálezu, jakož i jejich výhody, budou podrobněji patrné z následujícího popisu přednostních provedení vynálezu.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkla-9-

• · t	·« •	·· •	• · · * « ·
•	···
•	• ·		•	• « ·
	• ·	»*«

dech provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr.1 zjednodušené blokové schéma provedení vynálezu, obr.2 schéma pro použití při vysvětlování modulovaných dat, obr.3 schéma pro použití při vysvětlování spojování po sobě jdoucích kódových slov a p-bitových spojovacích slov, a obr.4A až 4H převodní tabulky pro převod 8-bitových informačních slov na 14-bitová kódová slova a naopak.

Příklady provedení vynálezu

V přednostním provedení vynálezu jsou po sobě následující n-bitová kódová slova prostřídána s p-bitovými spojovacími slovy. Podle prvního hlediska vynálezu generuje kodér soubor povolených p-bitových spojovacích slov pro použití mezi po sobě následujícími kódovými slovy tak, aby sekvence tvořená prostřídanými kódovými slovy a spojovacími slovy uspokojovala podmínky, že počet nul mezi první 1 ve spojovacím slově a poslední 1 v kódovém slevě předcházejícím spoiovací slovo a mezi zadní (trailing) 1 ve spojovacím slově a první 1 v kódovém slově následujícím po spojovacím slově je nejméně d. Podle druhého hlediska vynálezu vybírá kodér z uvedeného souboru povolených spojovacích slov to spojovací slovo, které poskytuje kumulativní nevyváženost ze stejnosměrné složky nejblíže nule při spojení kódového slova a spojovacího slova do sřetězeného sledu (catenation) po integraci modulo-2. Například v EFM kódu, kde d=2, k=10, n=14, m=8 a p=3 existují čtyři tříbitová spojovací slova z osmi možných spojovacích slov, a to 111, 011, 101 a 110, která jsou povolena pro použití. Existují však tři omezení: Zaprvé v kaskádě prostřídaných 14-bitových kódových slov a 3-bitových spojovacích slov by nemělo být porušeno omezení k(=10), a zadruhé v kaskádě prostřídaných 14-bitových kódových slov a 3-bitových spojovacích slov ne-10

• · •	• • M	«* 0	0* 4	* 0	« •	0 0
•	0 ·	•	•	•	4	0
• Μ»	40	HP*		4	4440

smí být generována synchronizační kombinace a zatřetí by měl být pro zabezpečení spolehlivosti kódových slov počet 0 na začátku nebo na konci dvou kódových slov napojených na spojovací slovo nejméně d(=2). Tab.l znázorňuje schematicky proces generování souboru povolených spojovacích slov, výpočet odpovídajícího aktuálního digitálního součtu (running digital sum, RDS) a výběr spojovacího slova, který vyvolává nejmenší nevyváženost ze stejnosměrné složky.

TAB.l

14-bitové slovo	Spojovací bity	Příští 14-bitové slovo	RDS
01001000100100	000	00100000000100	4
01001000100100	001	00100000000100	10
01001000100100	010	00100000000100	8
01001000100100	011	00100000000100	2
01001000100100	100	00100000000100	6
01001000100100	101	00100000000100	0
01001000100100	110	00100000000100	2
01001000100100	111	00100000000100	8

Tab.l znázorňuje podrobně překládání 8-bitového slova 01000000, odpovídajícího decimálnímu 64, následovaného 8-bitovým informačním slovem 01011111, odpovídajího decimálnímu 95. Podle převodní tabulky na obr.4A-4H se informační slova převedou na 14-bitová kódová slova 01001000100100 v prvním případě a 001000000000100 ve druhém případě. Pro ilustrační účely se předpokládá, že RDS na konci kódového slova 01001000100100 se rovná +5. Pro konkrétní případ mohou být použita všechna možná 3-bitová spojovací slova bez porušení předepsaných omezení. Tab.l » · « φ · · φ • · · ·«

-11φ · · • ·Μ φ * * · ···· ·· *

*« « znázorňuje všechna možná 3-bitová spojovací slova a znázorňuje výsledný RDS po té, co spojovací slovo a kódové slovo byla spojena a integrována modulo-2. Podle vynálezu kodér volí konkrétní spojovací slovo vedoucí k RDS nejblíže nule, t.j. volí 101. RDS po sledu spojovacího slova 101 a kódového slova 00100000000100 je tak 0. Úroveň stejnosměrné složky v modulovaném signálu je tak udržována na v podstatě konstantní hodnotě a frekvenční spektrum modulovaného signálu bude vykazovat potlačené nízkofrekvenční složky. Je třeba poznamenat, že kodéry podle stavu techniky, kde spojovací bity splňují předepsané omezení hodnoty d, zvolí spojovací slovo 000, které povede k vyšší RDS, konkrétně +4. Tento příklad ukazuje, že signály získané způsobem podle vynálezu vykazují konstantnější úroveň stejnosměrné složky modulovaného signálu než signály generované způsoby podle známého stavu techniky.

TAB.2

14-bitové	Spojovací	Příští 14-bitové	RDS
slovo	bity	slovo
01001000100100	000	01000001001001	4
01001000100100	001	01000001001001	nedovol.
01001000100100	010	01000001001001	8
01001000100100	011	01000001001001	nedovol.
01001000100100	100	01000001001001	6
01001000100100	101	01000001001001	nedovol.
01001000100100	110	01000001001001	2
01001000100100	111	01000001001001	nedovol.

Pro další ilustraci vynálezu znázorňuje tab.2 způsob generování všech 3-bitových spojovacích slov v případě, že • 0 ·♦ • · · • ·»· • 0 • · •000 ·· • · *

• 0 • 0 • •00

-120 jsou spojená kódová slova 01001000100100 a 01000001001001- Spojovací slova 001, 011, 101 a lil nejsou povolena, jelikož poslední 1 spojovacího slova a první 1 kódového slova 01000001001 jsou od sebe ve vzdálenosti menší než d(=2) nul. Předpokládá-li se, že RDS na konci kódového slova je rovný +5, potom RDS po v úvahu připadajícím spojovacím slově a 14-bitovém kódovém slově, které byly spojeny a integrovány modulo-2, je uveden v tab.2. Podle jednoho znaku vynálezu vybírá kodér spojovací slovo, vedoucí k RDS nejblíže nule, t.j. volí 110. RDS po spojovacím slově 110 a kódovém slově 0100001001001 je tak +2. Je třeba se povšimnout toho, že kodér podle stavu techniky, kde spojovací slova jsou volena tak, aby vyhovovala předepsanému omezení hodnotou d, zvolí spojovací slovo 000, které povede k vyššímu RDS, a to +4.

V předchozím popisu bylo poskytnuto vysvětlení kodéru, který obsahuje prostředky pro generování všech možných p-bitových spojovacích slov. Kodér dále obsahuje prostředky pro volbu toho p-bitového spojovacího slova, které splňuje daná omezení a dosahuje minimální absolutní hodnotu RDS. Pro odborníka v oboru bude zřejmé, že v rámci souboru možných slov mohou existovat p-bitová spojovací slova, která vždy povedou ke stejné hodnotě RDS při spojení p-bitových spojovacích slov a n-bitového kódového slova do sřetězeného sledu. Tato vlastnost může být výhodně využita pro zmenšování souboru k vybírání a tedy výpočtové zátěže a/nebo hardwarových požadavků na volicí obvody. Je možné snadno ověřit, že když je například p=3, povedou spojovací slova llla 010 vždy ke stejné hodnotě RDS. Jedno ze slov, například 111, může být vyloučeno ze souboru k vybírání, takže velikost volby je zmenšena z osmi na sedm slov. Pro odborníka v oboru • ·

I · · · • · • ··* bude zřejmé, že bity p-bitových spojovacích slov mohou být voleny na základě jiných kritérií než RDS, popsaných výše.

S výhodou obsahuje kódovaný signál g prostřídaných slov a kódových slov, kde kódovaného signálu jsou signály. S výhodou se vyskytnout v kódovaném g je celé číslo. Mezi částmi vloženy synchronizační (syne) synchronizační signál nemůže signálu. S výhodou obsahuje synchronizační kombinace sérii s bitů, majících logickou hodnotu 0, kde s je celé číslo přesahující k, nebo alternativně synchronizační kombinace sestává ze dvou sérií k bitů majících logickou hodnotu 0, oddělovaných bitem majícím logickou hodnotu 1.

P-bitové spojovací slovo se volí z v úvahu připadajících (kandidátských) spojovacích slov tak, aby prostřídaná spojovací slova a kódová slova neobsahovala kombinaci shodnou se synchronizační kombinací. Informace uložená ve sledu značek, umístěných ve vzájemných odstupech, a mezery mezi po sobě následujícími značkami jsou jednotlivě proměnlivé podle sledu kódových slov. Je třeba poznamenat, že spojovací slova 111, 011, 101 a 110 budou generovat značky nebo mezery, jejíž délka je krátká vzhledem k délce čtecího bodu (ozařovacího bodu, skrvny; spot). Délky mezer a značek by měly být tak krátké, aby je snímací hlava nemohla zpozorovat. To znamená, že spojovací slova 111, 011, 101 a 110 budou detekována dekódovacími zařízeními jako 000, což pak samotné bude znamenat, že detekční obvod by mohl detekovat nepravé synchronizační kombinace nebo že by toto mohlo znamenat porušení podmínky omezení hodnoty k. V přednostním provedení mohou volicí obvody spojovacího slova zabránit generování nepravých synchronizačních kombinací

-14• 4 a/nebo nepravého porušení omezení hodnoty k tím, že považuje spojovací slova 111, 011, 101 a 110 jako 000 při výpočtu synchronizační kombinace nebo omezení hodnotou k. Je-li například k=10, potom volicí obvod vyloučí spojování slov, která generují sekvence jako 00001100000 nebo 00010100000 atd., jelikož by mohly vést k nepravým porušením omezení hodnoty k(=10). Je-li synchronizační kombinace 10000000000100000000001, potom volicí obvody vyloučí spojovací slov, která generují sekvence jako je 10011000000100000000001 nebo 10000000000100010100001 atd., které by mohly vést ke generování nepravé synchronizační kombinace

Provedení vynálezu je popsáno níže s odvoláním na schémata. Na obr.l je znázorněna vstupní svorka i, na kterou se přivádějí digitální data, která se mají zaznamenávat na nosiči záznamu jako optický nebo macrnAtoontický disk, dále sériově-paralelní převodník 2 pro převádění vstupních dat na m paralelních bitů a datový převodník 3,· Do datového převodníku 2 se přivádí datové bity dl,....,d8, a převodník převádí datové bity na 17 kanálových bitů cl,....,cl7. 17-bitové slovo sestává ze dvou částí, a to 14-bitového kódového slova s kanálovými bity cl,.___,cl4, a 3-bitového spojovacího slova s kanálovými bity cl5,...,cl7. 14-bitové slovo se generuje datovým převodníkem, vytvořeným z ROM, PLA, atd. Datový převodník převádí datové bity dl,...,d8 na výstupní kanálové bity cl,...,cl4 ve formě skupin 14 bitů. Kódové převodní tabulky, znázorněné na obr.4A až 4H odpovídají pravidlu, že u n(=14) kódových bitů (cl až cl4), získaných takovým modulátorem, se nikdy nestane, že by se nevložilo nejméně k(=2) a nejvíce d(=10) nul mezi po sobě následující jedničky. Hodinový generátor 6 generuje taktovací časový signál pro ·· ** « »* * · 0«

0 0 ·0· •·00 «· « ·

-150 · • 0

0 0 obvody. Datový převodník 3 má přídavné prostředky pro generování 3-bitového slova, cl5,...,cl7. Přídavné prostředky mohou buď sestávat z ROM, PLA atd. nebo mohou být konstruovány s použitím počítače, který byl programován pro určování 3-bitového slova tak, aby bylo vyhověno konkrétním specifikacím, jak je uvedeno výše.

Obr.2 znázorňuje provedení kódovacího zařízení, jímž může být výše popsané zařízení prováděno. Na obr.2 je znázorněna vstupní svorka 21, na kterou je přiváděn datový signál, který má být převáděn před zaznamenáním na záznamové médium, dále sériově-paralelní převodník pro převádění vstupních dat osmi paralelních bitů, a datový převodník 23. Do datového převodníku 23, který sestává z ROM, PLA a jiných prvků, jsou přiváděny datové bity dl,....d8 ve formě 8 paralelních bitů, a převodník vydává kódové slovo cl, c2,..., ci4 ve formě 14 bitůz Převodní tabulky je možno najít na. obr.4A až 4H, které jsou stejné jako pro výše navrženou EFM modulaci. 14-bitová data se převádějí z paralelních na sériová při použití převodníku 24. Příčítací jednotka 25 spojovacích bitů generuje různá v úvahu připadající spojovací slova, která uspokojují předepsané omezení-dk. Soubor v úvahu připadajících spojovacích slov je s výhodou uložen v ROM, PLA a jiných. Ze spojovacích slov, přicházejících v úvahu, volí volicí jednotka 26 to, pro které je RDS nejblíže nule. Volicí obvod obsahuje aritmetickou jednotku pro vypočítávání hodnot RDS každého možného v úvahu připadajícího spojovacího slova, připojeného ke 14-bitovému kódovému slovu. Signálový generátor 29 generuje signály pro ovládání časování volicích obvodů 27. Modulovaný signál, získaný po integraci modulo-2 zřetězeného sledu (catenation) prostřídaných spojovacích slov a kódových slov, odebíraný ze svorek 28 a 30, je veden • * *

4444 «

444 4

-16do optické hlavy nebo neznázorněného jiného záznamového prostředku prostřednictvím záznamového zesilovače a zaznamenávají se na neznázorněný optický nosič, jako je optický nebo magnetooptický disk nebo pásek nebo jiné záznamové médium.

Obr.3 znázorňuje sřetězený sled (catenation) dvou m(=14)-bitových kódových slov a p-bitových spojovacích slov. V přednostním provedení je hodnota p 3 nebo 2.

0br.4A-H znázorňují přednostní převodní tabulky pro překládání 8-bitových datových slov dl,...,d8 na 14-bitové kanálové slovo cl,...,cl4. Převodní tabulky vyhovují pravidlu, že mezi dvěma po sobě následujícími jedničkami jsou vždy nejméně dvě a nejvíce deset nul. Rozumí se, že mohou být použity převodní tabulky odlišné od těch, jaké jsou znázorněny na ohr_r4A—WZ předchozího popisu bude zřejmé, že vynález přináší zlepšený systém pro záznam a přehrávání digitální informace na diskovítý nosič. Informace je uložena ve sledu značek, uložených s vzájemnými odstupy, přičemž délky značek a mezery mezi nimi jsou jednotlivě proměnlivé podle sledu kódových slov. Digitální informace se přitom ukládá se zlepšeným potlačováním nízkofrekvenčních složek záznamového signálu.

I když vynález byl podrobně popsán s odvoláním na současně preferované provedení, bude pro odborníky v oboru zřejmé, že mohou být provedeny různé obměny, aniž by se opustila myšlenka a rozsah vynálezu. Vynález tak není uvažován jako omezený jinak, než připojenými patentovými nároky. Slovo obsahující nevylučuje přítomnost jiných prvků nebo • · • ·

-17• · · • toto· • » · • · · ···· ·· to kroků než ty, které jsou uvedeny v nároku. Použití jednotného čísla pro určitý prvek nevylučuje přítomnost více takových prvků.

·

-18·* ·· « 9 * • »·· • · * • · * ···» ··

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob kódování sekvence binárních datových bitů na sekvenci binárních kanálových bitů, při němž se sled po sobě jdoucích bloků m datových bitů, kde m je celé číslo, kóduje na po sobě jdoucí n-bitová kódová slova, kde n je celé číslo větší než m, podle překladové tabulky , přičemž kódová slova vyhovují omezení-dk tak, že po sobě jdoucí jedničky jsou oddělovány nejméně d a nejvíce k nulami, a kde mezi po sobě jdoucí kódová slova se vkládá p-bitové spojovací slovo, kde g je celé číslo, přičemž sřetězený sled uvedených prostřídaných kódových slov a spojovacích slov splňuje podmínky že mezi první jedničkou ve spojovacím slově a poslední jedničkou v kódovém slově předcházejícím před spojovacím slovem je nejméně d nul, a že mezi zadní jedničkou ve spojovacím slově a první jedničkou v kódovém slově následujícím po spojovacím slově je nejméně d nul”, vyznačený tím, že u spojovacích slov není požadováno, aby vyhovovaly uvedenému omezení hodnoty d.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že p-bitová spojovací slova působí omezování počtu nul mezi po sobě následujícími jedničkami sřetězeného spojení prostřídaných kódových slov a spojovacích slov na maximum s, kde s je celé číslo rovné k nebo větší než k.
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačený tím, že p-bitová spojovací slova působí snižování kumulativní nevy* * ·

0 000

0 0· t · ·

000» ··

-190* 0000 váženosti stejnosměrnou složkou signálu generovaného po integrování modulo-2 sřetězeného sledu prostřídaných kódových slov a spojovacích slov.
4. Způsob kódování binárního digitálního signálu podle nároku 1, 2 nebo 3, vyznačený tím, že d=2, k=10, m=8, n=14 a p=3.
5. Způsob kódování binárního digitálního signálu podle nároku 1, 2 nebo 3, vyznačený tím, že d=2, k=10, m=8, n=14 a p=2.
6. Dekodér pro dekódování kódovaného signálu způsobem podle kteréhokoli z nároků 1 až 5.
7. Informační záznamové médium, mající na sobě zaznamenanou informační strukturu vytvořenou v odezve na způsob kódování podle kteréhokoli z nároků 1 až 5.
8. Informační záznamové médium podle nároku 7, vyznačené tím, že obsahuje opticky snímatelný nosič záznamu.
9. Kódovací zařízení pro provádění způsobu kódování sekvence datových bitů na sekvenci binárních kanálových bitů podle kteréhokoli z nároků 1 až 5.

WO 02/063774

PCT/EPO 1/01151

1/10

OBE.1

9 · * ···

WO 02/063774

PCT/EP01/01151

2/10

OBTS.a

-- t14 + p)BlW - —- í 14+p) BiW -| Cl, C2........,c14 cl,c2........,ct4 P p 1

OBR. 3