CZ287144B6

CZ287144B6 - Optický nosič záznamu

Info

Publication number: CZ287144B6
Application number: CZ1999891A
Authority: CZ
Inventors: Kornelis Antonie Immink; Hiroshi Ogawa; Jacob Gerrit Nijboer; Kentaro Odaka
Original assignee: Koniklijke Philips Electronics N. V.
Priority date: 1980-07-14
Filing date: 1999-03-12
Publication date: 2000-09-13
Also published as: RU2089045C1; FI812189L; YU43025B; FR2486740B1; SE456708B; JPS5748848A; DK163626C; JPH02243024A; JPH0519332B2; DK306881A; BR8104478A; CA1211570A; CZ204293A3; MX155078A; FI74565B; YU44981B; NZ197683A; CZ283698B6; YU184983A; ES522839A0

Abstract

Optický nosič záznamu, jako optický disk se záznamem informačního signálu, například zvukového signálu, má zaznamenanou digitální reprezentaci modulovaného signálu, který sám je reprezentací kódovaného digitálního signálu, odpovídajícího zaznamenávanému informačnímu signálu, přičemž digitální reprezentace je zaznamenána ve formě kombinace prohlubní a bezprohlubňových úseků odpovídajících modulaci NRZ-I, tvořících sled prohlubní a bezprohlubňových úseků, reprezentujících sled bitů v informačních blocích s n.sub.1.n. bity, odpovídajících jednotlivým kódovým slovům kódovaného digitálního signálu, a v mezilehlých oddělovacích blocích majících každý n.sub.2.n. bitů. V postupném sledu jednotlivých bitů, za sebou následujících v posloupnosti tvořené nejméně informačním blokem n.sub.1.n. bitů, oddělovacím blokem n.sub.2.n. bitů a dalším informačním blokem n.sub.1.n. bitů, jsou kanálové bity o logické hodnotě 1 od sebe oddělovány vždy nejméně d kanálovými bity a nejvýše k kanálovými bity o logiŕ

Description

Optický nosič záznamu

Oblast techniky

Vynález se týká optických nosičů záznamu, opatřených informační strukturou obsahující sledy zaznamenaných bloků kanálových bitů jako digitální reprezentace modulovaného signálu, kteiý sám je reprezentací kódovaného digitálního signálu, odpovídajícího zaznamenávanému informačnímu signálu.

Dosavadní stav techniky

Při číslicovém přenosu nebo u magnetických a optických zaznamenávacích/reprodukčních systémů je informace určená k přenosu nebo k záznamu obvykle v podobě sledu symbolů. Tyto symboly dohromady tvoří abecedu (často binární). V případě, že jde o binární abecedu (v dalším popisuje tato abeceda představována symboly „1“ a „0“), může být jeden symbol, například „1“ zaznamenán v souladu s kódem NRZ-mark (záznam bez návratu k nule, typ M) jako přechod mezi dvěma stavy magnetizace nebo ohniska na magnetickém disku, pásku nebo optickém disku. Druhý symbol, tj. „0“, je zaznamenán nepřítomností takového přechodu.

V důsledku určitých požadavků systému jsou v praxi kladena omezení pro sledy symbolů, které se mohou vyskytnout, u některých systémů se požaduje, aby byly samočasovací. To znamená, že posloupnost symbolů, které se přenášejí, mají být zaznamenávány nebojsou trvale zaznamenány na záznamovém médiu, má mít dostatečný počet přechodů, aby se ze sledu symbolů vytvořil hodinový signál, který je potřebný pro detekci a synchronizaci symbolů čtených z nosiče záznamu. Druhým požadavkem může být, že určité sledy symbolů se nesmí v informačním signálu vyskytnout, jelikož tyto sledy jsou zamýšleny pro zvláštní účely, například jako synchronizační posloupnost. Napodobení synchronizační posloupnosti informačním signálem by rušilo jednoznačnost synchronizačního signálu a v důsledku toho i jeho vhodnost pro uvedený účel. Může být také požadováno, aby přechody nenásledovaly příliš těsně za sebou, aby se omezila mezisymbolová interference.

V případě magnetického nebo optického záznamu může být tento požadavek také aplikován na hustotu informace na záznamovém médiu, neboť když při předem určené minimální vzdálenosti mezi dvěma za sebou jdoucími přechody na záznamovém médiu může být zvětšen tomu odpovídající minimální časový interval Tmin u zaznamenávaného signálu, zvýší se ve stejné míře hustota informace. Také požadovaná minimální šířka pásma (B_mjn) má vztah k minimální vzdáleností Τ^ mezi přechody (B^n = l/2T_min).

Používá-li se informačních kanálů, které nepřenášejí stejnosměrný proud, jak tomu obvykle je u magnetických zaznamenávacích kanálů, vede to k požadavku, aby sledy symbolů v informačním kanálu obsahovaly co nejnižší, a pokud možno žádnou stejnosměrnou proudovou složku.

Optický nosič záznamu, popsaný výše, je realizován, jsou-li na něm (trvale) zaznamenány symboly, jak je popsáno v publikaci D. T. Tanga a L. R. Bahla „Block codes for class of constrained noiseless channels“, Information and Control, sv. 17, č. 5, prosinec 1970, str. 436461, dále označované D(l). Příslušný článek se týká blokových kódů na bázi bloků q symbolů s omezením hodnotami d-, k- nebo (d, k-), přičemž tyto bloky splňují následující požadavky:

a) omezení hodnotou d: dva symboly typu „1“ jsou odděleny posloupností počtem nejméně d za sebou jdoucích symbolů typu „0“; b) omezení hodnotou k: maximální délka posloupnosti za sebou jdoucích symbolů typu „0“ je k.

-1 CZ 287144 B6

Sled například binárních datových bitů je rozdělen do po sobě jdoucích a po sobě následujících bloků, z nichž každý má m datových bitů. Tyto bloky m datových bitů se kódují na bloky n informačních bitů (n>m). Jelikož n>m, převyšuje počet kombinací s n informačními bity počet možných bloků datových bitů 2^m. Jestliže je například požadavek omezení d uplatněn na bloky 5 informačních bitů, které se mají přenášet nebo zaznamenávat, zvolí se mapování 2^m bloků datových bitů na rovněž 2^m bloků informačních bitů (z možného počtu 2ⁿ bloků), takže se mapování provede pouze na těch blocích informačních bitů, které splňují kladený požadavek.

Tabulka I na str. 439 publikace D(l) ukazuje, kolik různých bloků informačních bitů existuje ío v závislosti na délce bloku (n) a na požadavku kladeném na d. Jde tedy o 8 bloků informačních bitů, majících délku n=4 za podmínky, že minimální vzdálenost d=l. V důsledku toho by bloky datových bitů, majících délku m=3 (2³ = 8 datových slov) mohly být reprezentovány bloky informačních bloků majících délku n=4, přičemž dva za sebou následující symboly typu „1“ v bloku informačních bitů jsou odděleny nejméně jedním symbolem typu „0“. Pro tento případ 15 platí následující kódování (<—> udává mapování jednoho bloku na druhý blok a obráceně):

000 <—> 0000

001 +—» 0001

010 <—> 0010

011 <—>0101

100 1000

101 «—> 1001

101 <—> 1010

Když se spojuje blok informačních bitů, není však v některých případech možné splnit příslušný požadavek (například omezení d) bez dalších opatření. V uvedeném článku je navrženo vřadit mezi bloky informačních bitů oddělovací bloky. Pro případ kódování s omezením d postačí jeden blok, obsahující d oddělovacích bitů s logickou hodnotou „0“. Ve výše uvedeném příkladě, kde d=l, postačí proto jeden oddělovací bit (jedna logická nula). Každý blok tří datových bitů je 30 potom kódován pěti (4+1) kanálovými bity.

Nosič záznamu s takovými posloupnostmi bloků informačních bitů a bloků oddělovacích bitů, který se získá na základě uvedeného kódování, má tu nevýhodu, že příspěvek nízkých kmitočtů (včetně stejnosměrné složky) ke kmitočtovému spektru proudu kanálových bitů je poměrně 35 vysoký. Další nevýhodou je, že dekódovací převodníky jsou složité.

Pokud jde o první nevýhodu, je třeba poznamenat, že publikace A. M. Patela „Chargeconstrained byte-oriented (0,3) code“, IBM Technical Disclosure Bulletin, sv. 19, č. 7, prosinec 1976, str. 2715 až 2717, dále označené D(2), naznačuje, že nevyváženosti stejnosměrnou složkou 40 u kódů s omezením (d,k) mohou být omezeny tím, že se bloky kanálových bitů propojí tak zvaným invertujícím nebo neinvertujícím spojovacím článkem. Když se takto postupuje, zvolí se znaménko příspěvku příslušného bloku kanálových bitů k nevyváženosti stejnosměrnou složkou tak, že se sníží nevyváženost předcházejících bloků kanálových bitů stejnosměrnou složkou. Zde se však jedná o kód s omezením (d,k), jehož bloky informačních bitů mohou být spojovány, aniž 45 dojde ke konfliktu s omezením (d,k), takže přidávání oddělovacích bitů z důvodů omezování (d,k) není zapotřebí.

Vynález si klade za úkol vytvořit optický nosič záznamu, opatřený záznamem sledu binárních kanálových bitů, který by měl zlepšené vlastnosti nízkofrekvenčního spektra u kanálu, který má 50 být odvozen z kanálových bitů, a který by umožnil použití jednoduchého demodulátorů.

-2CZ 287144 B6

Podstata vynálezu

Uvedeného cíle je dosaženo optickým nosičem záznamu, jako optickým diskem se záznamem informačního signálu, například zvukového signálu, na němž je zaznamenána digitální reprezentace modulovaného signálu, který sám je reprezentací kódovaného digitálního signálu, odpovídajícího zaznamenávanému informačnímu signálu, přičemž digitální reprezentace je zaznamenána ve formě kombinace prohlubní a bezprohlubňových úseků odpovídajících modulaci NRZ-I, tvořících sled prohlubní a bezprohlubňových úseků, reprezentujících sled bitů v informačních blocích s ni bity, odpovídajících jednotlivým kódovým slovům kódovaného digitálního signálu, a v mezilehlých oddělovacích blocích majících každý n₂ bitů, jehož podstatou je, že v postupném sledu jednotlivých bitů, za sebou následujících v posloupnosti tvořené nejméně informačním blokem n! bitů, oddělovacím blokem n₂ bitů a dalším informačním blokem ni bitů, jsou kanálové bity o logické hodnotě 1 od sebe oddělovány vždy nejméně d kanálovými bity a nejvýše k kanálovými bity o logické hodnotě 0, kde d je větší nebo rovno 2 akje nejvýše rovno n-4, kde n je počet bitů v kanálových kódových slovech, jejichž reprezentací jsou sledy prohlubní a bezprohlubňových úseků na nosiči záznamu, přičemž každý oddělovací blok je tvořen bitovou posloupností (sledem bitů), která sestává buď z logických nul na všech n₂ bitových polohách, nebo z logických nul na všech n₂ bitových polohách až na jednu bitovou polohu, kde je logická jednička v bitové poloze splňující podmínku počtu ai logických nul na předchozích a následujících místech kanálových bitů d < aj < k, a pro kterou má hodnota číslicového součtu, definovaná jako rozdíl počtu bitů o hodnotě logické jedničky a počtu bitů o hodnotě logické nuly, v záznamu sledu informačních bloků a oddělovacích bloků v modulaci NRZ-I od začátku informačního signálu, po každém příslušném informačním bloku nejnižší absolutní hodnotu.

Pojem „informační blok s ni bity“ znamená totéž, jako „blok ni informačních bitů“, a je používán pro zestručnění a zjednodušení definice předmětu vynálezu. Podobně „oddělovací blok s n₂“, používaný v definici předmětu vynálezu ze stejných důvodů, znamená totéž jako „blok n₂oddělovacích bitů“.

Pod znakem „posloupnosti tvořené nejméně informačním blokem ni bitů, oddělovacím blokem n₂ bitů a dalším informačním blokem ni bitů“ se rozumí, že to, co se platí ve vztahu k podmínkám pro minimální sestavu sni-nr-ni bity, tj. dvou informačních bloků s jedním mezilehlým oddělovacím blokem, může být vztaženo i na jakýkoli větší celek, tj. např. ni-n₂-ni-n2-ni s třemi informačními bloky a dvěma mezilehlými oddělovacími bloky, a výše, jakož i další vyšší blokové celky, z nichž záznam sestává, jak bude zřejmé z popisu.

Modulace NRZ-I (Non Retům to Zero Inverse), jak je v oboru dobře známo, je modulace, v níž je logická jednička reprezentována stavovým přechodem signálu, zatímco při logické nule ke stavovému přechodu nedochází. Na nosiči záznamu tak stavový přechod znamená logickou jedničku, zatímco nepřítomnost takového stavového přechodu v jednom bitovém intervalu zaznamenané reprezentace tohoto signálu znamená logickou nulu. V případě záznamu ve formě sledu prohlubní a bezprohlubňových úseků jsou na nosiči stavové přechody reprezentovány přechodem bezprohlubňového úseku do prohlubně nebo z prohlubně do bezprohlubňového úseku.

Nosič záznamu podle vynálezu umožňuje vytvořit samočasovací systém, takže z posloupností kanálových bitů, které budou čteny z nosiče záznamu, může být odvozována hodinová frekvence reprodukčního systému (tj. přehrávače). Kromě toho má za každým informačním blokem číslicový součet minimální hodnotu, takže nosič záznamu se hodí pro přehrávání v reprodukčním systému, který nepřenáší stejnosměrný proud. Kromě toho je minimalizován nízkofrekvenční obsah sledů kanálových bitů, takže není rušena funkce servosystému pro řízení sledování stopy.

-3CZ 287144 B6

Podle dalšího znaku vynálezu jsou střídavé sledy informačních bloků a oddělovacích bloků jsou uspořádány za sebou do blokových seskupení datového proudu a na konci každého zaznamenaného blokového seskupení datového proudu, tvořeného více dílčími sledy informačního bloku a oddělovacího bloku, je za poslední oddělovací blok blokového seskupení a před první 5 informační blok následujícího blokového seskupení vložen synchronizační blok, obsahující n₃bitů bloku synchronizační informace, zahrnujících nejméně dvě po sobě následující stejné dílčí synchronizační posloupnosti, mající každé s+1 bitů a obsahující jako první bit logickou jedničku, následovanou vždy s logickými nulami. S výhodou je s=k.

Podle dalšího znaku vynálezu je blok synchronizační informace je od po něm následujícího informačního bloku oddělován synchronizačním oddělovacím blokem ve formě sledu ru oddělovacích synchronizačních bitů, přičemž synchronizační oddělovací blok je tvořen bitovou posloupností (sledem bitů), která sestává buď z logických nul na všech iu bitových polohách, nebo z logických nul na všech n₄ bitových polohách až na jednu bitovou polohu, kde je logická 15 jednička v bitové poloze splňující podmínku počtu ai logických nul na předchozích a následujících místech kanálových bitů d< ai < k, a pro kterou má hodnota číslicového součtu, definovaná jako rozdíl počtu bitů o hodnotě logické jedničky a počtu bitů o hodnotě logické nuly od začátku informačního signálu, po informačním bloku následujícím po uvedeném synchronizačním oddělovacím bloku, nejnižší absolutní hodnotu.

Podle výhodného provedení vynálezu je blok synchronizační informace tvořen 24-botovou posloupností 100000000001000000000010.

Podle výhodného provedení platí, že ni=n=14 a n₂=3, a dále n₄=n₂=3.

Podle dalšího znaku vynálezu je každý informační blok s ni kanálovými bity reprezentace konkrétního bloku s m datovými bity, kde m<ni a poměr nj/m je menší než n₂. S výhodou platí, že ni=n=14, m=8 a n₂=3.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladech provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kteiých znázorňuje obr. 1 příklad posloupností datových a informačních 35 bitů pro ilustraci kódovacího formátu pro vytvoření posloupností (sledů) kanálových bitů na nosiči záznamu, obr. 2 schémata někteiých dalších provedení formátu kanálového kódování, jichž má být použito pro snížení nevyváženosti posloupností kanálových bitů na nosiči záznamu podle vynálezu stejnosměrnou složkou, obr. 3 vývojový diagram jednoho provedení pro generování posloupností kanálových bitů na nosiči záznamu podle vynálezu, obr. 4 schéma 40 uspořádání bloku synchronizačních bitů pro použití pro generování posloupností kanálových bitů zaznamenaných na nosiči záznamu podle vynálezu, obr. 5 schéma obvodů demodulátoru pro dekódování kanálových bitů, uložených na nosiči záznamu podle vynálezu, obr. 6 blokové schéma prostředků pro detekci sledu synchronizačních bitů, zaznamenaných na nosiči záznamu podle vynálezu a obr. 7 schéma provedení formátu rámce zaznamenaného na nosiči záznamu 45 podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 znázorňuje příklady bitových posloupností pro ilustraci způsobu kódování proudu binárních datových bitů (obr. la) na proud binárních kanálových bitů (obr. lb) pro vytváření sledů kanálových bitů pro zaznamenání na nosiči záznamu podle vynálezu. Proud datových bitů je rozdělen do po sobě následujících bloků BD. Každý blok datových bitů obsahuje m datových

-4CZ 287144 B6 bitů. Jako příklad je v následujícím popisu a na výkresech použita volba m=8. Totéž však platí pro jakoukoli jinou hodnotu m. Blok m datových bitů BDj obecně obsahuje jednu z 2^m možných bitových posloupností.

Takové bitové posloupnosti nejsou příliš vhodné pro přímý záznam na optickém nebo magnetickém nosiči záznamu, a to z různých důvodů. Když totiž dva datové symboly typu „1“, které jsou například zaznamenány na záznamovém médiu jako přechod od jednoho magnetizačního směru ke druhému nebo jako přechod do prohlubně, následují bezprostředně jeden za druhým, pak tyto přechody nesmí být navzájem příliš blízké v důsledku možnosti jejich vzájemné interakce. To omezuje hustotu informace. Současně se zvětší minimální šířka pásma B_min, které je zapotřebí pro přenos nebo záznam proudu bitů, když je minimální vzdálenost Tnún mezi za sebou jdoucími přechody (Bmin^l^Tmin) malá. Jiným požadavkem, který je často kladen na systémy pro přenos dat a jejich optické a magnetické zaznamenávání, je schopnost obnovovat z přenášeného signálu hodinový signál, se kterým se pak může provádět synchronizace. Blok mající m nul, před kterými v nejhorším případě předchází blok končící více nulami a za kterým následuje blok začínající také s více nulami, ohrozí možnost extrakce kanálových hodin, když se takové bloky čtou z nosiče záznamu.

Informační kanály, které nepřenášejí stejnosměrný proud, jako magnetické záznamové kanály, musí dále splňovat požadavek, aby zaznamenávaný datový proud obsahoval stejnosměrnou proudovou složku, která je co nejmenší. Při optickém zaznamenávání je žádoucí, aby nízkofrekvenční část frekvenčního spektra posloupnosti kanálových bitů, které se mají číst z disku, byla potlačena do nejvyšší možné míry, a to s ohledem na servořízení. Kromě toho se v případě, když je stejnosměrná proudová složka poměrně malá, zjednoduší demodulace sledů kanálových bitů.

Z výše uvedených i jiných důvodů se provádí kanálové kódování na datových bitech dříve, než jsou přenášeny po kanálu, tj. dříve než se zaznamenávají na nosič záznamu. V případě blokového kódování, popsaného v publikaci D(l), se bloky datových bitů, z nichž každý obsahuje m bitů, kódují jako bloky informačních bitů, z nichž každý obsahuje ni informačních bitů. Obr. 1 znázorňuje, jak se blok datových bitů BD₁ převádí na blok informačních bitů Bij. Jako příklad je uvedena volba ni=14, používaná v celém dalším popisu i vyobrazeních. Jelikož je n_t větší než m, nepoužije se všech kombinací, které mohou být vytvořeny s ni bity. Ty kombinace, které se dobře nehodí pro použitý kanál, se nepoužijí. V daném příkladě je tak zapotřebí vybrat pouze 256 slov zvíce než 16 000 možných kanálových slov pro požadované jednotlivé mapování datových slov na kanálová slova. Na kanálová slova tak mohou být kladeny určité požadavky. Jedním požadavkem je, aby mezi dvěma za sebou jdoucími informačními bity prvního typu, tj. bity s logickou hodnotou „1“, bylo nejméně d po sobě jdoucích informačních bitů druhého typu, tj. typu „0“, uvnitř stejného bloku ni informačních bitů. Tabulka 1 na str. 439 publikace D(l) ukazuje, kolik takových binárních slov existuje, v závislosti na hodnotě d. Z tabulky je zřejmé, že pro ni=14 existuje 277 slov s nejméně dvěma (d=2) bity typu „0“ mezi po sobě následujícími bity typu „1“. Při kódování bloků osmi datovými bitů, jichž může být 2⁸=256 kombinací, do bloků se 14 kanálovými bity, může být požadavek d=2 bez problémů uspokojen.

Spojování bloků informačních bitů Bij do řetězce však není možné bez dalších opatření, když je třeba splnit stejné požadavky na omezení hodnotou d nejen uvnitř bloku ni bitů, ale tyto požadavky platí také na oblast na obě strany přes hranici mezi dvěma po sobě následujícími bloky. Za tímto účelem navrhuje publikace D(l), str. 451 vkládat mezi bloky kanálových bitů jeden nebo více oddělovacích bitů. Lze snadno dovodit, že když je počet oddělovacích bitů typu „0“ nejméně rovný d, je podmínka omezení hodnotou d splněna. Obr. 1 znázorňuje, že blok kanálových bitů BC, sestává z bloku informačních bitů BI, a z bloku BS, oddělovacích bitů. Blok oddělovacích bitů obsahuje Π2 bitů, takže blok kanálových bitů BCj obsahuje ni+n₂ bitů. Jako příklad bude v dalším popisu a na výkresech použito volby n2=3, pokud výslovně nebude uvedeno něco jiného.

-5CZ 287144 B6

Aby vytvoření hodinového signálu, které je založeno na sledu kanálových bitů čtených z nosiče záznamu, bylo co nej spolehlivější, může být dalším požadavkem, aby byl maximální počet bitů typu „0“, který se může nepřerušovaně vyskytovat mezi dvěma po sobě následujícími bity typu 5 „1“ uvnitř jednoho bloku informačních bitů, omezen na předem určenou hodnotu k. V případě, kde m=8 a ni=14, je možné vyloučit z 277 slov, která splňují podmínku d=2, ta slova, která mají například velmi vysokou hodnotu k. Ukazuje se, že hodnota kmůže být omezena na 10. V důsledku toho se soubor 2⁸ (obecně 2^m) bloků datových bitů po osmi bitech (obecně po m bitech), mapuje na soubor rovněž 2⁸ (obecně 2^m) bloků informačních bitů, přičemž tyto io informační bity byly zvoleny z 2¹⁴ (obecně 2^nl) možných bloků informačních bitů, což je částečně výsledkem omezení hodnotami d=2 a k=10 (dále: d,k-omezení). Je přitom stále věcí volby, který z bloků datových bitů má být přiřazen k jednomu z bloků informačních bitů. Ve výše uvedené publikaci D(l) je převod z datových bitů na informační bity jednoznačně určen v matematicky uzavřené formě. I když lze v zásadě použít tohoto převodu, je výhodnější použít 15 odlišné vzájemné přiřazení, které bude vysvětleno níže.

Spojování kanálových slov Bij do řetězce, který samotný vyhovuje podmínce omezení hodnotou k, je možné pouze tehdy, když byly mezi bloky Bij informačních bitů umístěny oddělovací bloky, což platí také platí pro bloky s omezením hodnotou d. V zásadě lze k tomuto účelu použít 20 stejných oddělovacích bloků, každý s n₂ bity, jelikož požadavky na omezení hodnotou d a hodnotou kse navzájem nevylučují, ale spíše doplňují. Když tedy součet počtu bitových hodnot typu „0“, předcházejících před daným oddělovacím blokem a následujících za tímto oddělovacím blokem a n₂ bitů samotného oddělovacího bloku, přesáhne hodnotu k, je potom třeba nahradit alespoň jednu z bitových hodnot typu „0“ v oddělovacím bloku bitovou hodnotou 25 typu „1“, aby se přerušil sled nul na sledy, které jsou každý dlouhý nejvýše k bitů.

Kromě jejich účelu zajišťovat splnění požadavků na omezení (d,k), mohou být oddělovací bloky dimenzovány tak, aby vytvářely minimální nevyváženost stejnosměrnou proudovou složkou. To je založeno na seznání skutečnosti, že pro některá spojení bloků informačních bitů je skutečně 30 předepsán předem určený formát bloku oddělovacích bitů, avšak ve velkém počtu případů se na formát bloku oddělovacích bitů buď nekladou žádné požadavky, nebo pouze omezené požadavky. Takto získaná míra volnosti se užívá pro minimalizování nevyváženosti stejnosměrnou proudovou složkou.

Vznik nevyváženosti ze stejnosměrné proudové složky a její vzrůst může být vysvětlen následovně. Blok Bij informačních bitů, jak je znázorněno na obr. lb, je zaznamenán na záznamovém médiu, například ve formátu NRZ-mark. Při použití tohoto formátu se vytvoří přechodem na začátku příslušné bitové buňky hodnota „1“, zatímco když se nezaznamená žádný přechod, je hodnota „0“. Bitová posloupnost v bloku BI] potom zaujme tvar, kteiý je označen jako tvar WF, 40 ve kterém se tento bitový sled zaznamenává na záznamové médium. Tento sled má nevyváženost stejnosměrnou proudovou složkou, jelikož pro zobrazený sled má kladná úroveň větší délku, než má záporná úroveň. Míra, která se často používá pro nevyváženost stejnosměrnou proudovou složkou, je hodnota číslicového součtu. Za předpokladu, že úrovně tvaru WF jsou +1 a -1, je potom hodnota číslicového součtu rovná průběžnému součtu těchto hodnot v jednotlivých 45 bitových intervalech délky T na tvaru WF v posloupnosti a v příkladě znázorněném na obr. lb je hodnota číslicového součtu rovna +6T, kde T je délka jednoho bitového intervalu. Když se takové posloupnosti opakují, bude nevyváženost v důsledku stejnosměrné proudové složky narůstat. Obecně vede tato nevyváženost k posunu základní čáry a snižuje efektivní odstup signálu od šumu a následkem toho spolehlivost detekce sledů kanálových bitů, zaznamenaných 50 na nosiči záznamu.

Bloku BSj oddělovacích bitů se pro omezení nevyváženosti stejnosměrnou proudovou složkou použije následovně. V daném okamžiku se přivádí blok BDj datových bitů. Tento blok BD_;datových bitů se převádí na blok BI informačních bitů, například pomocí tabulky uložené do

-6CZ 287144 B6 paměti. Potom se vytvoří soubor možných bloků kanálových bitů, obsahující ni+n₂ bitů. Všechny tyto bloky obsahují stejný blok informačních bitů (bitové buňky 1 až 14 dle obr. lb), doplněné možnými bitovými kombinacemi n₂ oddělovacích bitů (bitové buňky 15, 16 a 17, obr. lb). V příkladě znázorněném na obr. lb se tak vytváří soubor 2-8 možných bloků kanálových bitů. Potom se u každého zmožných bloků kanálových bitů, v zásadě v libovolném sledu, určují následující parametry:

a) určuje se, zda požadavek omezení hodnotou d a hodnotou k nekoliduje s formátem zvoleného oddělovacího bloku a

b) určuje se hodnota číslicového součtu pro příslušný možný blok kanálových bitů.

Pro ty možné bloky kanálových bitů, které nejsou v rozporu s požadavky na omezení hodnotou d a omezení hodnotou k, se vytvoří první indikační signál. Volba kódovacích parametrů zaručuje, že takový indikační signál bude vytvořen pro alespoň jeden z možných bloků informačních bitů. Nakonec se zmožných bloků kanálových bitů, pro které byl vytvořen první indikační signál, například zvolí ten blok kanálových bitů, který má nejnižší absolutní hodnotu číslicového součtu. Ještě lepším postupem však je, že se nashromáždí hodnoty číslicového součtu pro předcházející bloky kanálových bitů, a z bloků kanálových bitů, které přicházejí v úvahu pro volbu pro příští přenos, se vybere ten blok, který vyvolá snížení absolutní hodnoty nashromážděných hodnot číslicového součtu. Vybrané slovo se pak přenáší a zaznamená.

Výhodou tohoto postupuje, že oddělovací bity, které jsou již potřebné pro jiné účely, jsou nyní také použity jednoduchým způsobem pro omezení nevyváženosti stejnosměrnou proudovou složkou. Další výhodou je okolnost, že vliv na signál, který se má přenášet, je omezen na bloky oddělovacích bitů a nevztahuje se na bloky informačních bitů (nebere-li se zřetel na polaritu tvarového průběhu signálu, který má být přenášen a zaznamenán). Demodulace zaznamenaných signálů po jejich čtení se potom týká pouze informačních bitů. Na oddělovací bity nemusí být brán zřetel.

Obr. 2a schematicky znázorňuje sledy bloků kanálových bitů ...., BCj_i, BC„ BCj+i,...., které obsahují předem určený počet ni+n₂ bitů. Každý blok kanálových bitů obsahuje bloky informačních bitů, sestávající z ni bitů, a bloky oddělovacích bitů BSj_₂, BCj_i, BS,, BSj+i,....., sestávající každý z n₂ bitů.

U tohoto provedení je nevyváženost v důsledku stejnosměrné proudové složky určována přes několik bloků, například jak je znázorněno na obr. 2a přes dva bloky BCj a BCj+i kanálových bitů. Nevyváženost v důsledku stejnosměrné proudové složky je určována podobným způsobem, jak je popsáno pro provedení podle obr. 1, za předpokladu, že pro každý superblok SBCi se vytvoří možné formáty superbloků, to znamená že bloky informačních bitů pro blok BCj a bloky BC_i+1 se doplní všemi možnými kombinacemi, které mohou být vytvořeny s n₂ oddělovacími bity bloků BSj a bloku BS_i+i. Z uvedeného souboru se potom vybere ta kombinace, která minimalizuje nevyváženost stejnosměrnou proudovou složkou. Toto provedení má nevýhodu, že je složitější, ale má výhodu vtom, že zbytková nevyváženost stejnosměrnou proudovou složkou má rovnoměrnější charakter, jelikož je uvažováno přes více než jeden blok kanálových bitů dopředu, který zásah bude optimální.

Výhodné provedení tohoto postupu má ten odlišný znak, že superblok SBCj (obr. 2a) je posunut o pouze jeden blok kanálových bitů po minimalizování nevyváženosti stejnosměrnou proudovou složkou. To znamená, že blok BCj (obr. 2a), který je částí superbloku SBCj, se zpracuje, a že následující neznázoměný superblok SBCi+i obsahuje blok BC_i+1 a neznázoměný blok BC₁₊₂, pro které se provádí výše uvedená operace k minimalizaci nevyváženosti stejnosměrnou proudovou složkou. Blok BCj+i je tak část jak superbloku SBCj, tak i následujícího superbloku SBC_i+i. Je potom zcela možné, že (prozatímní) volba pro oddělovací bity v bloku BSi+i, provedená

-7CZ 287144 B6 vsuperbloku SBCj, se liší od konečné volby provedené vsuperbloku SBC_i+i. Jelikož se každý blok hodnotí několikrát (v daném příkladě dvakrát), sníží se nevyváženost stejnosměrnou proudovou složkou a v důsledku toho příspěvek k šumu ještě více, i když pracnějším způsobem.

Obr. 2b další provedení, ve kterém se nevyváženost stejnosměrnou proudovou složkou určuje současně pro několik bloků (SBCj), například jak je znázorněno na obr. 2b pro čtyři bloky BCj⁽¹⁾, BCj®, BCj⁽³⁾ a BCj⁽⁴⁾ kanálových bitů. Každý z těchto bloků kanálových bitů obsahuje předem určený počet Π] informačních bitů. Počet oddělovacích bitů obsažených v blocích oddělovacích bitů BCj⁽¹⁾, BCj^<2), BCj⁽³⁾ a BCj^<4) není však pro každý blok kanálových bitů stejný. Počet informačních bitů může být například 14 a počet oddělovacích bitů pro bloky BCj⁽¹⁾, BCj⁽²⁾, BCj⁽³⁾může mít pro každý blok hodnotu 2 a hodnotu 6 pro blok BCj^l4). Určení nevyváženosti v důsledku stejnosměrné proudové složky se provádí podobným způsobem, jak je popsáno pro provedení z obr. 2a.

Je třeba poznamenat, že popsaný časový sled funkcí a přiřazených stavů pro vytvoření posloupností kanálových bitů může být realizován univerzálními sekvenčními logickými obvody, například na trhu dostupnými mikroprocesory s přiřazenými paměťmi a periferním vybavením. Obr. 3 znázorňuje vývojový diagram takového zařízení. Následující vysvětlující texty slouží pro vysvětlení legend geometrických obrazců, které ilustrují funkce a stavy v jejich časovém sledu. Sloupec A udává referenční symbol (vztahovou značku přiřazenou ke geometrickému obrazci na obr. 3), sloupec B legendu z obr. 3 pro příslušný geometrický obrazec a sloupec C podrobnější vysvětlující text příslušející k odpovídajícímu geometrickému obrazci.

A B

DSC_acc.: = 0;

i = 0;

BD,

BIíÍBDí) j: = 0 j:=j+l j < nebo = Q?

BC^BIj+BS®

DSV®=?

>k®max?

C

Hodnotě číslicového součtu předchozích bloků kanálových bitů je přiřazena na začátku posloupnosti kanálových bitů nulová hodnota. Prvnímu datovému slovu BD je přiřazeno číslo i=0. Postoupí se ke geometrickému obrazci 2.

Z paměti se vybere blok m datových bitů čísla i. Postoupí se ke geometrickému obrazci 3.

Blok datových bitů číslo i (BD,) se převede na blok informačních bitů, sestávající z ni bitů (Bij) pomocí tabulky uložené v paměti. Postoupí se ke geometrickému obrazci 4.

Pro parametr j se zvolí výchozí hodnota nula. Parametr j je číslo jednoho z q bloků kanálových bitů s nj+n₂ bity, kteiý je možno zvolit pro přenos nebo záznam. Postoupí se ke geometrickému obrazci 5. Parametr j se zvětší o 1. Postoupí se ke geometrickému obrazci 6.

Když byly příslušné parametry určeny pro všech q možných bloků kanálových bitů, pokračuje se v postupu operací vyznačenou geometrickým obrazcem 13. V geometrickém obrazci 6 je to naznačeno vazbou N. Když je j menší nebo rovno 0, pokračuje se v postupu operací vyznačenou geometrickým obrazcem 7.

Vytvoří se j-tý možný blok kanálových bitů BC, doplněním bloku Bij informačních bitů j-tou kombinací bloku BS^J oddělovacích bitů. Postoupí se ke geometrickému obrazci 8.

Určí se nyní hodnota číslicového součtu (DSV) j-tého možného bloku kanálových bitů. Postoupí se ke geometrickému obrazci 9.

Zjistí se, je-li j-tý možný blok kanálových bitů po spojení s předcházejícími bloky kanálových bitů BCj_] takový, že splňuje požadavek na k-omezení. Jestliže tento požadavek je splněn, pokračuje se v operacích operací vyznačenou v geometrickém obrazci 10 (vazba V). Jestliže tento požadavek není splněn, pak následujícím krokem je operace vyznačená geometrickým obrazcem 11 (vazba Y).

10	<d®min?	Zjistí se, zda j-tý možný blok kanálových bitů po spojení do řetězce s předcházejícím blokem BCn kanálových bitů splňuje požadavek na
11	DSV⁰’: = max	d-omezení. Jestliže je tento požadavek splněn, pak následujícím krokem je operace vyznačený geometrickým obrazcem 12 (vazba N). Není-li tento požadavek splněn, pak se v operaci pokračuje krokem vyznačeným geometrickým obrazcem 11 (vazba Y). Hodnotě číslicového součtu j-tého bloku kanálových bitů se dá tak
12	DSV⁰’_acc:=	vysoká hodnota (max), že tento blok rozhodně nemůže být zvolen. Postoupí se ke geometrickému obrazci 12. Hodnota číslicového součtu j-tého bloku kanálových bitů DSV® se
	DSV^DSVacc	přičte k nashromážděné hodnotě číslic. Součtu DSV_acc, předcháze-
13	min_q/DSV:=DSC^(e)	jících bloků kanálových bitů pro získání nové nashromážděné hodnoty číslicového součtu DSV®_acc. Postoupí se ke geometrickému obrazci 5. Určí se minimální hodnota DSV q možných bloků kanálových bitů. To
14	BC⁽¹⁾,	je pravděpodobně DSV prvního bloku kanálových bitů. Postoupí se ke geometrickému obrazci 14. Zvolí se první blok kanálových bitů z q možných bloků. Postoupí se ke
15	DSV_acc:=	geometrickému obrazci 15. Nashromážděná hodnota DSV (DSV_acc) se položí jako rovná nashro-
	DSV⁽¹⁾	mážděné hodnotě DSV zvoleného prvního bloku informačních bitů.
16	i:i+l	Postoupí se ke geometrickému obrazci 16. Číslo datového bloku a bloku informačních bitů se zvýší o jedno.
		Postoupí se ke geometrickému obrazci 2. Cyklus se nyní opakuje pro další, tj. (i+1)-tý blok datových bitů.

Znázorněný a popsaný vývojový diagram je použitelný pro provedení znázorněné na obr. 1. Pro provedení podle obr. 2 platí odpovídající vývojové diagramy, přičemž se berou v úvahu již popsané modifikace.

Aby při demodulování přenášeného nebo zaznamenaného proudu kanálových bitů bylo možné rozlišovat mezi informačními bity a oddělovacími bity, je do proudu bloků kanálových bitů zahrnuto n₃+n₄ synchronizačních bitů, a to n₃ bitů synchronizační informace a n₄ synchronizačních oddělovacích bitů. Synchronizační blok je například vložen pokaždé po určeném počtu bloků informačních a oddělovacích bitů. Po detekci tohoto synchronizačního slova může pak být jednoznačně určeno, ve které poloze jsou přítomné informační bity a ve které bitové poloze jsou přítomné oddělovací bity. Je tedy třeba provést opatření, aby se zabránilo tomu, že by synchronizační slovo bylo napodobeno určitou bitovou posloupností v informačních oddělovacích blocích. Za tímto účelem může být zvolen jedinečný blok bitů synchronizační informace, tj. synchronizační bity, které nejsou přítomné ve sledech informačních a oddělovacích bitů. Sledy, které nesplňují požadavek omezení hodnotou d nebo omezení hodnotou k nejsou pro tento účel vhodné, jelikož hustota informace nebo samočasovací vlastnosti jsou pak nepříznivě ovlivněny. Volba je však v rámci skupiny posloupností, které splňují požadavky omezení hodnotou d a hodnotou k, velmi omezená.

Z tohoto důvodu je navrhován odlišný postup. Blok bitů synchronizační informace zahrnuje sled, například po sobě a hned sebou opakovaný, který obsahuje sled S bitů typu „0“, ležících mezi dvěma po sobě následujícími bity typu „1“. S výhodou platí, že S=k. Obr. 4 znázorňuje synchronizační blok SAN. Blok obsahuje dvakrát po sobě a hned za sebou posloupnost 10000000000, tj. jedničku následovanou 10 nulami, které jsou označeny vjednom případě SYNPi a ve druhém případě SYNP₂. Tato posloupnost může být také přítomná v proudu kanálových bitů, konkrétně pro posloupnosti, kde k=l0. Aby se však zabránilo tomu, že se tato posloupnost vyskytne dvakrát za sebou a tedy vně synchronizačního bloku, potlačí se první indikační signál, když součet počtu oddělovacích bitů a počtu v řadě za sebou následujících

-9CZ 287144 B6

informačních bitů typu „0“, které bezprostředně předcházejí bitu typu „1“, tvořícímu součást bloku oddělovacích bitů, je roven ka je také rovný počtu v řadě za sebou následujících informačních bitů typu „0“, které bezprostředně následují za uvedeným bitem typu „1“, tvořícím součást oddělovacího bloku.

Druhá, již naznačená cesta pro zabránění napodobení by byla použít dvakrát za sebou posloupnost 100000000000, což je jednička následovaná 11 nulami.

Synchronizační blok také obsahuje blok synchronizačních oddělovacích bitů, ležící za blokem ίο bitů synchronizační informace. Funkce bloku synchronizačních oddělovacích bitů je přesně stejná jako již popsaná funkce bloku oddělovacích bitů mezi bloky informačních bitů. Slouží tak ke splnění požadavku na d,k-omezení a pro omezení nevyváženosti v důsledku stejnosměrné proudové složky. Opatření, která se provedou, aby se zabránilo napodobení synchronizační kombinace v proudu kanálových bitů, vyskytující se dvakrát bezprostředně za sebou, se použijí 15 také pro zabránění, aby se tato kombinace vyskytla třikrát před blokem bitů synchronizační informace nebo za ním.

Takto vytvořené posloupnosti kanálových bitů, zaznamenané na nosič záznamu, se dají podstatně jednodušeji demodulovat a dekódovat. Omezení nevyváženosti stejnosměrnou proudovou slož20 kou je provedeno bez působení na bloky informačních bitů, takže informace v samotných oddělovacích blocích nemá na demodulování uložené informace vliv. Kromě toho je volba provedená na modulačním konci, tj. spojení každého konkrétního m-bitového bloku datových bitů s konkrétním blokem informačních bitů, majícím délku ni bitů, velmi důležitá pro demodulátor. Na této volbě závisí složitost nebo naopak jednoduchost demodulátorů. V magnetických 25 záznamových systémech má složitost modulátoru a demodulátorů stejný význam, jelikož jsou obvykle oba přítomné v stejném přístroji. V soustavách pro optický záznam je záznamové médium typu určeného pouze ke čtení, takže přístroj spotřebitele potřebuje pouze obsahovat demodulátor. Proto v tomto případě je zvlášť důležité co nejvíce snížit složitost demodulátorů.

Obr. 5 znázorňuje provedení demodulátorů, který demoduluje bloky osmi datových bitů z bloků čtrnácti informačních bitů. Obr. 5a znázorňuje blokové schéma obvodů demodulátorů a obr. 5b znázorňuje schéma uspořádání části obvodů. Demodulátor obsahuje součinové logické členy 17-0 až 17-51, z nichž každý má jeden nebo více vstupů. Jeden ze 14 bitů bloků informačních bitů se vede na každý vstup, které jsou invertujícího nebo neinvertujícího typu. Obr. 5b 35 znázorňuje ve sloupci Cj, jak je to provedeno. Sloupec 1 představuje řádově nejnižší bitovou polohu C] 14-bitového informačního bloku, sloupec 14 představuje řádově nejvyšší bitovou polohu Cm a mezilehlé sloupce 2 až 13 představují zbývající bitové polohy podle jejich úrovní řádového významu. Řádky 0 až 51 se vztahují k odpovídajícím číslům součinových logických členů, to znamená řádek 0 se týká vstupního formátu součinového logického členu 17-0, řádek 1 40 se týká vstupního součinového logického členu 17-1, atd. Symbol „1“ v i-tém sloupci řádky j znamená, že do j-tého součinového logického členu 17 se vede přes neinvertující výstup obsah i-té bitové polohy B_b Symbol 0 v i-tém sloupci řádkuj znamená, že j-tý součinový logický člen 17 dostává přes invertující vstup obsah i-té bitové polohy (Cj). V důsledku toho (řádek 0) je invertující vstup součinového logického členu 17-0 spojen s první bitovou polohou (C_L) a 45 neinvertující vstup je spojen se čtvrtou bitovou polohou (C₄); (řádek 1) neinvertující vstup součinového logického členu 17-0 je spojen se třetí bitovou polohou (C₃), atd.

Demodulátor dále obsahuje osm součtových logických členů 18-1 až 18-2, jejichž vstupy jsou spojeny s výstupy součinových logických členů 17-0 až 17-51. Obr. 5b ukazuje ve sloupci A„ 50 jak je to provedeno. Sloupec A] se týká součinového logického členu 18-1, sloupec A₂ se týká součinových logických členů 18-2......a sloupec A_g se týká součinového logického členu 18-8.

Písmeno A v i-tém sloupci j-tého řádku udává, že výstup součinového logického členu 17—i je spojen se vstupem součtového logického členu 18-i.

-10CZ 287144 B6

Pro součinové logické členy 17-50 a 17-51 je obvod upraven následovně. Invertující výstup součinového logického členu 17-50 i součinového logického členu 17-51 jsou připojeny každý ke vstupu dalšího součinového logického členu 19. Výstup součtového logického členu 18-4 je spojen s dalším vstupem součinového logického členu 19.

Každý výstup součtových logických členů 18-1, 18-2, 18-3 a 18-5 až 18-8 a výstup součinového logického členu 19 jsou připojeny k odpovídajícímu výstupu 20-i. Dekódovaný blok 8 datových bitů je v důsledku tohoto uspořádání na tomto výstupu k dispozici v paralelní formě.

Demodulátor znázorněný na obr. 5a může být podle jiného provedení v podobě tzv. FPLA (fíeld programmable logic array - logické uspořádání s programovatelným polem), například Signetics bipolar FPLA type 82S100/82S101. Tabulka znázorněná na obr. 5b je programovací tabulka pro toto uspořádání.

Demodulátor znázorněný na obr. 5a, 5b je v důsledku jeho jednoduchosti velmi dobře vhodný pro optické záznamové systémy, v nichž se použijí optické nosiče záznamu typu “read-only“, tj. pouze ke čtení.

Detekce bitů bloku synchronizační informace může být prováděna pomocí prostředků znázorněných na obr. 6. Signál je veden na vstupní svorku 21. Signál čtený z nosiče záznamu je ve formátu NRZ-M(ark). Tento signál je veden přímo na první vstup součtového logického členu 22 a na druhý vstup součtového logického členu 22 přes zpožďovací člen 23. Na výstupu součtového logického členu 22 je tak k dispozici tak zvaný signál NRZ-L, který je spojen se vstupem posuvného registru 24. Posuvný registr má více sekcí, z nichž každá má odbočku, a jejich počet je roven počtu bitů obsažených v bloku synchronizační informace. Ve výše použitém příkladu musí mít posuvný registr 23 sekcí, aby totiž byl schopen obsáhnout posloupnost 10000000000100000000001. Každá odbočka je spojena se vstupem součinového logického členu 25, a tento vstup je buď invertující, nebo neinvertující. Když je na vstupech součinového logického členu 25 přítomen synchronizační sled, vytvoří se pak signál na výstupu 26 tohoto součinového logického členu 25 a může ho být použito jako indikačního signálu pro detekci synchronizační kombinace. Pomocí tohoto signálu se proud bitů dělí na dva bloky, majících každý ni+n₂ bitů. Tyto bloky kanálových bitů se posunou, jeden po druhém, do dalšího posuvného registru. Řádově nejvyšší zni bitů se čtou paralelně a vedou se na vstupy součinových logických členů 17, jak je znázorněno na obr. 5a. Řádově nejnižší z n₂ bitů jsou pro demodulaci irelevantní.

Kódovaný signál je například trvale zaznamenán na optickém záznamovém médiu. Signál má tvar WF znázorněný na obr. lb. Signál se ukládá na záznamové médium ve šroubovicovité stopě obsahující specifickou informační strukturu. Informační struktura obsahuje sled většího počtu superbloků, například typu znázorněného na obr. 7. Superblok SB, obsahuje blok SYN, synchronizačních bitů, který je realizován jak ukazuje obr. 4, a určitý počet (u znázorněného provedení 33) bloků kanálových bitů, z nichž každý má Π]+ n₂ bitů BC], BC₂,.....,BC₃₃. Kanálový bit typu „1“ je reprezentován přechodem na záznamovém médiu, například přechodem z oblasti netvořené prohlubní (dále, pro účely definice předmětu vynálezu: bezprohlubňovým úsekem) do prohlubně a kanálový bit typu „0“ je reprezentován na záznamovém médiu nepřítomnosti přechodu. Šroubovicovitá informační stopa je rozdělena do elementárních buněk, tj. bitových buněk. Na záznamovém médiu tyto buňky tvoří prostorovou strukturu, která odpovídá rozdělení proudu kanálových bitů v čase (doba periody je jeden bit).

Nezávisle na obsahu informačních a oddělovacích bitů je možné na záznamovém médiu rozlišit řadu podrobností. Pro médium znamená omezení hodnotou k, že maximální vzdálenost mezi dvěma za sebou jdoucími přechody je k+1 bitových buněk. Nejdelší prohlubeň (nebo bezprohlubňový úsek) má proto délku k+1 bitových buněk. Omezení hodnotou d znamená, že

-11CZ 287144 B6 minimální vzdálenost mezi dvěma za sebou jdoucími přechody je d+1. Nejkratší prohlubeň (nebo bezprohlubňový úsek) má proto délku d+1 bitových buněk. Kromě toho je zde v pravidelných vzdálenostech prohlubeň maximální délky, po níž následuje nebo přes níž leží bezprohlubňový úsek (tj. část „žádný důlek“) maximální délky. Tato struktura je částí bloku synchronizačních 5 bitů.

U výhodného provedení je k=10, d=2 a superblok SB; obsahuje 588 kanálových bitových buněk. Superblok SBj obsahuje blok synchronizačních bitů s 27 bitovými buňkami a 33 bloky kanálových bitových buněk, z nichž každý má 17 (14+3) kanálových bitových buněk.

Modulátor, přenosový kanál, například optické záznamové médium, a demodulátor, mohou dohromady být částí systému, například v systému převádění analogové informace (hudba, řeč) na číslicovou informaci, která je zaznamenána na optickém záznamovém médiu. Informace zaznamenaná na záznamovém médiu (nebo její kopie) může být reprodukována zařízením, které 15 je vhodné pro reprodukci toho typu informace, který byl zaznamenán na záznamovém médiu.

Převodní obvod obsahuje zejména analogově číslicový převodník pro převádění analogového signálu (hudba, řeč), který má být zaznamenán, na číslicový signál předem určeného formátu, tj. kódování zdroje. Kromě toho může převodní obvod obsahovat část soustavy pro opravu chyb. 20 V převodním obvodu se číslicový signál převádí na formát, pomocí něhož mohou být chyby, které se zejména vyskytují při čtení ze záznamového média, v zařízení pro reprodukci signálu opravovány. Systém pro opravu chyb, který je vhodný pro tento účel, je popsán v japonských patentových přihláškách Sony Corporation č. 14539 z 21 05 1980 a z 05 06 1980.

Číslicový signál, chráněný proti chybám, se potom vede do výše popsaného modulátoru, tj. dochází ke kanálovém kódování, pro převádění na číslicový signál, který je přizpůsoben vlastnostem kanálu. Kromě toho se přidává synchronizační kombinace a signál se uvádí do rámcového formátu. Takto získaného signálu se použije pro získání ovládacího signálu, například pro laser (NRZ-mark formát), pomocí něhož se na záznamovém médiu vytváří 30 šroubovicovitá informační struktura v podobě prohlubní a bezprohlubňových úseků o předem určených délkách.

Záznamové médium nebo jeho kopie může být snímáno pomocí zařízení pro reprodukci informačních bitů, odvozených ze záznamového média. Za tímto účelem zařízení obsahuje 35 demodulátor, který již byl podrobně popsán, dekodérovou část systému pro ochranu proti chybám a číslicově-analogový převodník pro zpětné získávání reprodukce analogového signálu, který byl před tím přiveden do převodního obvodu.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Optický nosič záznamu, jako optický disk se záznamem informačního signálu, například zvukového signálu, na němž je zaznamenána digitální reprezentace modulovaného signálu, kteiý sám je reprezentací kódovaného digitálního signálu, odpovídajícího zaznamenávanému informačnímu signálu, přičemž digitální reprezentace je zaznamenána ve formě kombinace prohlubní a bezprohlubňových úseků odpovídajících modulaci NRZ-I, tvořících sled prohlubní a bezprohlubňových úseků, reprezentujících sled bitů v informačních blocích s ni bity, odpovídajících jednotlivým kódovým slovům kódovaného digitálního signálu, a v mezilehlých oddělovacích blocích majících každý n₂ bitů, vyznačený tím, že v postupném sledu jednotlivých bitů, za sebou následujících v posloupnosti tvořené nejméně informačním blokem nj bitů, oddělovacím blokem n₂ bitů a dalším informačním blokem ni bitů, jsou kanálové bity o logické hodnotě 1 od sebe oddělovány vždy nejméně d kanálovými bity a nejvýše k kanálovými bity o logické hodnotě 0, kde d je větší nebo rovno 2 a k je nejvýše rovno n-4, kde n je počet bitů v kanálových kódových slovech, jejichž reprezentací jsou sledy prohlubní a bezprohlubňových úseků na nosiči záznamu, přičemž každý oddělovací blok je tvořen bitovou posloupností, která sestává buď z logických nul na všech n₂ bitových polohách, nebo z logických nul na všech n₂ bitových polohách až na jednu bitovou polohu, kde je logická jednička v bitové poloze splňující podmínku počtu ai logických nul na předchozích a následujících místech kanálových bitů d < a_t < k, a pro kterou má hodnota číslicového součtu, definovaná jako rozdíl počtu bitů o hodnotě logické jedničky a počtu bitů o hodnotě logické nuly, v záznamu sledu informačních bloků a oddělovacích bloků v modulaci NRZ-I od začátku informačního signálu, po každém příslušném informačním bloku nejnižší absolutní hodnotu.

2. Optický nosič záznamu podle nároku 1, vyznačený tím, že střídavé sledy informačních bloků a oddělovacích bloků jsou uspořádány za sebou do blokových seskupení datového proudu a na konci každého zaznamenaného blokového seskupení datového proudu, tvořeného více dílčími sledy informačního bloku a oddělovacího bloku, je za poslední oddělovací blok blokového seskupení a před první informační blok následujícího blokového seskupení vložen synchronizační blok, obsahující n₃ bitů bloku synchronizační informace, zahrnujících nejméně dvě po sobě následující stejné dílčí synchronizační posloupnosti, mající každá s+1 bitů a obsahující jako první bit logickou jedničku, následovanou vždy s logickými nulami.

3. Optický nosič podle nároku 2, vyznačený tím, že s=k.

4. Optický nosič podle nároku 3, vyznačený tím, že blok synchronizační informace je od po něm následujícího informačního bloku oddělován synchronizačním oddělovacím blokem ve formě sledu ni oddělovacích synchronizačních bitů, přičemž synchronizační oddělovací blok je tvořen bitovou posloupností, která sestává buď z logických nul na všech n₄ bitových polohách, nebo z logických nul na všech n₄ bitových polohách až na jednu bitovou polohu, kde je logická jednička v bitové poloze splňující podmínku počtu ai logických nul na předchozích a následujících místech kanálových bitů d < ai < k, a pro kterou má hodnota číslicového součtu, definovaná jako rozdíl počtu bitů o hodnotě logické jedničky a počtu bitů o hodnotě logické nuly od začátku informačního signálu, po informačním bloku následujícím po uvedeném synchronizačním oddělovacím bloku, nejnižší absolutní hodnotu.

5. Optický nosič podle nejméně jednoho z nároků 2až4, vyznačený tím, že blok synchronizační informace je tvořen 24-bitovou posloupností 100000000001000000000010.

-13CZ 287144 B6

6. Optický nosič záznamu podle nejméně jednoho z nároků 1 až 5, vyznačený tím, že ni=n=14 a n₂=3.

7. Optický nosič podle nejméně jednoho z nároků 4 až 6, vyznačený tím, že n4=n₂=3.

8. Optický nosič záznamu podle nejméně jednoho z nároků laž7, vyznačený tím, že každý informační blok s n] kanálovými bity je reprezentace konkrétního bloku s m datovými bity, kde mcni a poměr ni/m je menší než Π2.

io 9. Optický nosič záznamu podle nároku 8, v y z n a č e n ý tím, ženi=n=14, m=8an₂=3.