Nosič záznamu, způsob výroby nosiče se záznamem, kódovací zařízení, způsob dekódování a dekódovací zařízení

Oblast techniky

Vynález se týká nosiče záznamu, na kterém je ve stopě zaznamenán signál, obsahující posloupnost po sobě následujících informačních signálových dílů (dílů informačního signálu dále pro terminologickou jednoduchost a přehlednost v definici předmětu vynálezu: informačních signálových dílů), představujících každý informační slovo, přičemž informační signálové díly obsahují každý n bitových buněk, majících první nebo druhou logickou hodnotu, přičemž informační signálové díly jsou reprezentovány informačními kombinacemi ve formě prvních informačních kombinací a druhých informačních kombinací, střídajících se ve směru stopy, přičemž první signálové díly vykazují detekovatelné první vlastnosti a druhé signálové díly vykazují detekovatelné druhé vlastnosti rozlišitelné od prvních vlastností a prvky s prvními vlastnostmi reprezentují bitové buňky s první logickou hodnotou a signálové díly s druhými vlastnostmi reprezentují bitové buňky s druhou logickou hodnotou.

Dále se vynález týká způsobu výroby nosiče záznamu s výše uvedeným záznamem modulovaného signálu, při kterém se posloupnost m-bitových informačních slov převádí na posloupnost n-bitových kódových slov podle převáděcích pravidel, přičemž man jsou celá čísla a n je větší než m, a n-bitová kódová slova se převádí na modulovaný signál, a převáděcí pravidla jsou taková, že modulovaný signál splňuje předem určené kritérium, a přičemž se najedno přijímané informační slovo vydává jedno n-bitové kódové slovo, přičemž kódové slovo se volí z jedné z více množin kódových slov, kde uvedená jedna množina je přiřazena kódovému stavu, který se stanovuje, když bylo vydáno předchozí informační slovo.

Vynález se také týká kódovacího zařízení pro provádění výše uvedeného způsobu, jakož i zařízení pro záznam.

Vynález se také týká způsob dekódování záznamu na výše uvedeném nosiči záznamu.

Dále se vynález týká zařízení pro provádění způsobu dekódování, obsahujícího dekódovací jednotku s převáděcími prostředky pro převádění posloupnosti kódových slov na posloupnost informačních slov, jakož i zařízení pro čtení signálu.

Takový nosič, způsoby a zařízení, jakož i signál, jsou publikovány v knize K.A.Schouhamer Imminka: Coding Techniques for Digital Recorders (ISBN 0-13-140047-9). Tam je popsán tzv. EFM modulační systém, který je používán při záznamu informace na tzv. kompaktní disky. Modulovaný signál EFM se získává převáděním posloupností 8-bitových informačních slov na posloupnosti 14-bitových kódových slov, přičemž mezi kódová slova se vkládají tři spojovací bity. Kódová slova se vybírají tak, aby minimální počet bitů 0 mezi bity 1 byl d (2) a maximální počet k(10). Tento požadavek je nazýván omezení-dk. Série kódových slov se převádí pomocí integrační operace modulo-2 na odpovídající signál tvořený bitovými buňkami s vysokou či nízkou úrovní signálu, kde bit 1 je v modulovaném signálu reprezentován změnou z vysoké na nízkou úroveň signálu nebo naopak. Bit 0 je reprezentován nepřítomností změny hodnoty signálu na přechodu mezi dvěma bitovými buňkami. Spojovací bity se volí tak, že i v oblastech přechodu mezi dvěma kódovými slovy je splněni omezení-dk a v odpovídajícím signálu zůstává hodnota tzv. digitální sumy v podstatě konstantní. Hodnotou digitální sumy v určitém okamžiku se rozumí rozdíl mezi počtem bitových buněk s vysokou úrovní signálu a počtem bitových buněk s nízkou úrovní signálu, kdy počty se počítají podél části modulovaného signálu, ležící před tímto okamžikem.

-1 CZ 290751 B6

V podstatě konstantní hodnota digitální sumy znamená, že frekvenční spektrum signálu neobsahuje frekvenční složky v oblasti nízkých frekvencí. Takový signál se také označuje jako signál prostý stejnosměrné složky. Nepřítomnost nízkofrekvenčních složek v signálu je velmi výhodná, když se signál čte z nosiče záznamu, na kterém je signál zaznamenán ve stopě, protože je tím umožněno nepřetržité ovládání sledování stopy, které není ovlivněno zaznamenaným signálem. Při zaznamenávání informace existuje stálá potřeba zvyšování informační hustoty na nosiči záznamu.

Možným řešením je redukce počtu bitových buněk na informační slovo v modulovaném signálu. Pak však vznikne problém, že následkem redukce tohoto počtu bitových buněk na informační slovo se zmenší počet jedinečných kombinací bitů (bit combinations), které mohou reprezentovat informační slovo, což znamená, že požadavky na modulovaný signál, týkající se např. nízkofrekvenčního obsahu modulovaného signálu, nemohou byl tak přísné.

Je třeba poznamenat, že EP-A-392506 popisuje způsob převádění m-bitů na n-bitů. Ke každému možnému m-bitovému informačnímu slovuje dostupných několik n-bitových kódových slov. Ke každému m-bitovému informačnímu slovu je vybráno jedno dostupné n-bitové kódové slovo v závislosti na koncové bitové kombinaci (bit pattem) předcházejícího kódového slova tak, aby bylo splněno omezení-dk a pro řízení hodnoty digitální sumy. Pro každou možnou koncovou kombinaci (pattem) existuje množina povolených počátečních kombinací, aby byl výběr umožněn. Při příští přeměně musí být vybráno takové kódové slovo, které má jednu z povolených počátečních částí.

Vynález si klade za úkol vytvořit prostředky pro redukci počtu bitových buněk na informační slovo a současně působit proti redukci počtu jedinečný ch kombinací bitů (bit combinations).

V této souvislosti se poznamenává, že pro rozlišení stejně znějících ekvivalentů anglických slov bit pattem (znamenající kombinaci bezprostředně po sobě následujících bitů neboli bitový obrazec) a bit combination (znamenající kombinaci bitů, které nemusí následovat bezprostředně za sebou).

Podstata vynálezu

Vynález přináší nosič záznamu, na kterém je ve stopě zaznamenán signál, obsahující posloupnost po sobě následujících informačních signálových dílů, představujících každý informační slovo, přičemž informační signálové díly obsahují každý n bitových buněk, majících první nebo druhou logickou hodnotu, přičemž informační signálové díly jsou reprezentovány informačními kombinacemi, sestávajícími z prvních sekcí a druhých sekcí, střídajících se ve směru stopy a majících v informačních signálovových dílech proměnlivou délku, odpovídající dané informační kombinaci, přičemž první sekce vykazují detekovatelnou první vlastnost a reprezentují sled bitových buněk s první logickou hodnotou, a druhé sekce vykazují detekovatelnou druhou vlastnost rozlišitelnou od první vlastnosti a reprezentují sled bitových buněk s druhou logickou hodnotou, přičemž podstata řešení spočívá v tom, že informační signálové díly jsou rozděleny do nejméně jedné skupiny prvního typu a nejméně jedné skupiny druhého typu, přičemž každý informační signálový díl, náležející do skupiny prvního typu, sám reprezentuje jedno informační slovo, a každý informační signálový díl, náležející do skupiny druhého typu, reprezentuje jedno informační slovo v kombinaci s logickými hodnotami p bitových buněk v předem určených po sobě bezprostředně nenásledujících polohách v následujícím signálovém dílu informačního signálu, takže jeden informační signálový díl, náležející do skupiny druhého typu, reprezentuje informační slovo zvolené z více než jednoho informačního slova, které je rozlišitelné uvedenými logickými hodnotami p bitových buněk v předem určených po sobě bezprostředně nenásledujících polohách v následujícím informačním signálovém dílu, a přičemž signál je zaznamenán v alespoň části informačních signálových dílů

-2 CZ 290751 B6 informačními signálovými díly zvolenými z alespoň dvojice informačních signálových dílů, jsoucích k dispozici pro příslušné informační slovo, které potlačují nízkofrekvenční složky v signálu.

Dále vynález přináší způsob výroby nosiče záznamu se záznamem kódovaného a modulovaného signálu, při kterém se posloupnost m-bitových informačních slov převádí na posloupnost n-bitových kódových slov podle převáděcích pravidel, přičemž m a n jsou celá čísla an je větší než m, a n-bitová kódová slova se převádí na modulovaný signál, a převáděcí pravidla jsou taková, že modulovaný signál splňuje předem určené kritérium, a přičemž se najedno přijímané informační slovo vydává jedno n-bitové kódové slovo, přičemž kódové slovo se volí zjedné zvíce množin VI, V2, V3, V4 kódových slov, kde každá z uvedených množin je přiřazena jednomu kódovému stavu Sl, S2, S3, S4, který se stanovuje, když bylo vydáno předchozí informační slovo, přičemž podstata způsobu spočívá vtom, že kódová slova jsou rozdělena do nejméně jedné skupiny prvního typu Gll, G12 a nejméně jedné skupiny druhého typu G2, přičemž ve skupině G2 druhého typu je přiřazeno jedno kódové slovo k více než jednomu informačnímu slovu, a každé informační slovo uvedených více informačních slov zakládá odlišný kódový stav S2, S3 druhého typu, přičemž vydáním každého kódového slova patřícího do skupiny Gll, G12 prvního typu se stanovuje kódový stav Sl, S4 prvního typu, určený uvedenou skupinou Gll, G12 prvního typu, zatímco vydáním každého z kódových slov patřících do skupiny G2 druhého typu se stanovuje kódový stav S2, S3 druhého typu, určený skupinou G2 druhého typu a informačním slovem, pro něž bylo vydané kódové slovo skupiny druhého typu vybráno, přičemž žádná z množin V2, V3 kódových slov, přiřazených jednomu z kódových stavů S2, S3 druhého typu, neobsahuje žádné společné kódové slovo sjinou množinou V3, V2 kódových slov přiřazenou jinému kódovému stavu S2, S3 druhého typu, a kódová slova obsažená v různých množinách V2, V3 kódových slov přiřazených kódovým stavům S2, S3 druhého typu jsou rozlišitelná na základě logických hodnot bitů vp bezprostředně po sobě nenásledujících bitových polohách v uvedených kódových slovech, kde p je celé číslo menší než n, přičemž nejméně jedna z množin VI, V2, V3, V4 kódových slov obsahuje pro každé informační slovo alespoň dvojici kódových slov, přičemž když se informační slova převádějí na kódová slova, vybírají se kódová slova z dvojic kódových slov tak, že jsou nízkofrekvenční složky modulovaného signálu potlačeny.

Dále vynález navrhuje kódovací zařízení pro provádění výše uvedeného způsobu, obsahující m-n bitový převodník pro převádění m-bitových informačních slov na n-bitová kódová slova vydáváním jednoho kódového slova na jedno přijaté informační slovo, a prostředky pro stanovování kódového stavu při vydávání kódového slova, přičemž převodník obsahuje prostředky pro vybírání kódového slova zjedné z více množin kódových slov, která se přiřazuje kódovému stavu stanovenému, když bylo vydáno předchozí kódové slovo, a prostředky pro převádění n-bitových kódových slov na modulovaný signál, přičemž podstata řešení spočívá vtom, že prostředky pro stanovování kódového stavu jsou uspořádány pro stanovování kódového stavu druhého typu pro každé z vydaných kódových slov náležejících do skupiny druhého typu, který je určován uvedenou skupinou druhého typu a informačním slovem, které se kóduje na kódové slovo, přičemž žádná množina kódových slov, odpovídající jednomu kódovému stavu druhého typu, neobsahuje žádná kódová slova společná s jinou množinou kódových slov odpovídající jinému kódovému stavu druhého typu, a kódová slova obsažená v odlišných množinách kódových slov odpovídajících kódovým stanům druhého typu jsou rozlišovatelná na základě logických hodnot bitů vp bezprostředně po sobě nenásledujících bitových polohách v těchto kódových slovech, kde p je celé číslo menší než n, přičemž nejméně jedna množina kódových slov obsahuje kódové slovo skupiny druhého typu, přiřazené k více než jednomu informačnímu slovu, přičemž každé informační slovo z těchto více informačních slov zakládá odlišný kódový stav druhého typu, čímž se umožňuje rozlišit příslušné informační slovo od jiného z uvedených informačních slov detekováním následujícího kódového slova, přičemž převodník dále obsahuje volicí prostředek k vydávání jednoho kódového slova z alespoň dvojice kódových slov pro každé

-3 CZ 290751 B6 z uvedených více než jednoho informačního slova podle předem určeného kritéria vztahujícího se k nízkofrekvenčnímu obsahu modulovaného signálu.

Při způsobu a zařízení pro kódování podle tohoto vynálezu zakládá kombinace stejných kódových slov a kódových slov z disjunktních množin kódových slov (tj. množin bez společných kódových slov) různé jedinečné kombinace bitů (bit combinations), takže více než jedno informační slovo může být jedinečně reprezentováno stejným kódovým slovem v kombinaci s následujícím kódovým slovem. Kódové slovo ze skupiny druhého typu je proto vždy následováno kódovým slovem, u kterého je vždy možno jednoznačně určit, ke které množině toto následující kódové slovo náleží. Pak je možné určit škodovými slovy z každé z disjunktních množin dostatečný počet jedinečných kombinací bitů (bit combinations) na reprezentaci všech informačních slov.

Tato opatření tak zajistí možnost vytvoření velkého počtu jedinečných kombinací bitů (bit combinations) kódovými slovy, která mají relativně malý počet bitů na kódové slovo. V případě, kdy jsou kódová slova vybrána pro rozdělení do množin a skupin tak, že počet jedinečných kombinací bitů (bit combinations) přesáhne počet různých informačních slov, je možné použít zbývající kombinace bitů (bit combinations) pro ovlivňování předem určených vlastností modulovaného signálu.

Alternativně je možné použít pouze tolik kombinací bitů, kolik je informačních slov. V tomto případě umožní zbývající kombinace bitů klást na kódová slova specifické přídavné požadavky.

Pro jednu nebo více množin je však výhodné přiřadit každému z více informačních slov dvojici kódových slov z přiřazené množiny, a při převádění pak vybírat jedno kódové slovo z dvojice podle specifického kriteria pro ovlivňování konkrétní vlastnosti modulovaného signálu. Způsob, jak je toto zajištěno, se vyznačuje tím, že posloupnost informačních slov se převádí na posloupnost kódových slov podle převáděcích pravidel tak, že odpovídající modulovaný signál v podstatě nemá nízkofrekvenční složky, přičemž každý počet po sobě bezprostředně následujících bitových buněk se stejnou signálovou hodnotou v modulovaném signálu je nejméně d+1 a nejvýše k+1, přičemž množiny kódových slov obsahují pro každé zvíce informačních slov alespoň dvojici kódových slov, a přičemž nízkofrekvenční složky modulovaného signálu jsou potlačeny, když se informační slova převádějí na zvolená kódová slova z dvojic kódových slov.

Toto provedení je výhodné tím, že přes redukci počtu bitových buněk na informační slovo může být přítomnost nízkofrekvenčních složek v modulovaném signálu značně omezena.

Další provedení se vyznačuje tím, že se do posloupnosti kódových slov vkládají synchronizační slova (syne), obsahující kombinace bitů (bit combinations), které se nemohou vyskytnout v bitovém řetězci tvořeném kódovými slovy, přičemž použitá synchronizační slova mají rozdílné kombinace bitů a závisí na kódovém stavu, přičemž předem určený kódový stav se stanovuje pro přeměnu následujícího informačního slova poté, co bylo vloženo synchronizační slovo, přičemž synchronizační slova jsou vzájemně rozlišitelná na základě logických hodnot bitů na předem určených bitových polohách způsobem odpovídajícím způsobu, kterým jsou množiny kódových slov, patřících ke kódovým stavům druhého typu, vzájemně rozlišitelné. Toto provedení je výhodné v tom, že v případě, kdy kódové slovo ze skupiny druhého typu je následováno synchronizačním slovem, je informační slovo vytvořeno kombinací bitů tvořenou kódovým slovem a synchronizačním slovem, podobně jako v případě, kdy by bylo kódové slovo ze skupiny druhého typu následováno kódovým slovem. Toto provedení je dále výhodné tím, že se kódový stav zakládá pokaždé, když bylo vydáno synchronizační kódové slovo, takže omezení kladená na bitový řetězec na přechodu ze synchronizačního slova na následující kódové slovo mohou být vždy splněna.

-4 CZ 290751 B6

Signál získaný kódovacím zařízením podle vynálezu má tu výhodu, že může být dekódován mimořádně jednoduchým způsobem.

Vynález dále přináší způsob dekódování záznamu na výše uvedeném nosiči, jehož podstata spočívá vtom, že se jednotlivé informační signálové díly které reprezentují n-bitová kódová slova, čtou ze stopy na nosiči záznamu, dekódují se převáděním na m-bitová informační slova, přičemž se převádění provádí také v závislosti na logických hodnotách bitů v bitovém řetězci, umístěných vp předem určených po sobě bezprostředně nenásledujících polohách v kódovém slově čteném ze stopy, následujícím bezprostředně po právě dekódovaném kódovém slově, pro rozlišování příslušného informačního slova mezi více než jedním informačním slovem reprezentovanými kódovým slovem náležejícím do skupiny druhého typu, kde p je celé číslo menší než n, přičemž převádění zahrnuje převod kódového slova, zvoleného z nejméně dvou kódových slov, na informační slovo, přičemž nízkofrekvenční složky v signálu jsou potlačeny zvoleným kódovým slovem.

Provedení dekódovacího zařízení, kterým je toto realizováno se vyznačuje tím, že převáděcí prostředky dekódovací jednotky jsou uzpůsobeny pro převádění kódového slova také v závislosti na logických hodnotách bitů v bitovém řetězci, umístěných na p předem určených po sobě bezprostředně nenásledujících polohách v následujícím kódovém slově pro rozlišování příslušného informačního slova mezi více informačními slovy reprezentovanými kódovým slovem náležejícím do skupiny druhého typu, kde p je celé číslo menší než n, přičemž převáděcí prostředek je uzpůsobený pro převod kódového slova, zvoleného z nejméně dvou kódových slov, na informační slovo pro každé z více informačních slov, přičemž nízkofrekvenční složky v signálu jsou potlačeny zvoleným kódovým slovem.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladech provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr. 1 schéma ukazující posloupnost informačních slov, odpovídající posloupnost kódových slov a modulovaný signál, obr. 2 a obr. 3 tabulky, kterými je určen vztah mezi informačními slovy a kódovými slovy, obr. 4 hodnoty různých parametrů v případě, kdy posloupnost informačních slov je převáděna na posloupnost kódových slov, obr. 5a a obr. 5b grafy nízkofrekvenční části spektra různých signálů, obr. 6 a obr. 8 bloková schémata různých provedení kódovacích zařízení, obr. 7 blokové schéma vybíracího obvodu, který je použit v kódovacím zařízení z obr. 6, obr. 9 možné bitové kombinace (pit pattems) vhodných synchronizačních slov, obr. 10 úpravu kódovacího zařízení z obr. 6 pro vkládání synchronizačních slov, obr. 11 blokové schéma dekódovacího zařízení, obr. 12 schéma nosiče záznamu, obr. 13 detail nosiče záznamu z obr. 12, obr. 14 blokové schéma záznamového zařízení, obr. 15 blokové schéma snímacího (čtecího) zařízení, obr. 16 části modulovaného signálu a jim odpovídající kódová slova a obr. 17 schéma demonstrující příkladný postup rozdělování kódových slov ve skupinách a množinách.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 jsou znázorněna tři po sobě následující m-bitová informační slova, v tomto případě 8bitová informační slova 1. Odpovídající tři informační slova 1 mají hodnoty 24, 121 a 34. Tato posloupnost tří informačních slov 1 se převádí na tři po sobě následující n-bitová kódová slova, v tomto případě na 16-bitová kódová slova 4. Kódová slova 4 tvoří řetězec bitů s hodnotami logické 0 a logické 1. Pravidlo převádění informačních slov je takové, že v bitovém řetězci je nejmenší počet d bitů s hodnotou logické 0, umístěných mezi bity s hodnotou logické 1 a největší počet je k bitů, kde d je rovno 2 a k rovno 10. Takové bitové řetězce jsou často označovány jako řetězce RRL (RRL - Run Length Limited, s omezenou délkou

-5CZ 290751 B6 běhu) s omezením-dk (dk-constraint). Jednotlivé bity kódových slov budou dále označeny xl, . . xló, kde xl označuje první bit (zleva) kódového slova a xló označuje poslední bit kódového slova.

Bitový řetězec, vytvářený kódovými slovy 4, se převádí na modulovaný signál 7 pomocí integrační operace modulo-2. Tento modulovaný signál obsahuje tři informační signálové díly 8, reprezentující kódová slova 4. Informační signálové díly obsahují bitové buňky 11, které mohou mít vysokou signálovou hodnotu H nebo nízkou signálovou hodnotu L. Počet bitových buněk na informační signálový díl je roven počtu bitů přidruženého kódového slova. Každý bit kódového slova s hodnotou logická 1 je udáván v modulovaném signálu 7 přechodem z bitové buňky s vysokou signálovou hodnotou na bitovou buňku s nízkou signálovou hodnotou a naopak. Každý bit kódového slova s hodnotou logická 0 je udáván v modulovaném signálu 7 nepřítomností změny signálového hodnoty na přechodu mezi bitovými buňkami.

Dále se požaduje, aby frekvenční spektrum modulovaného signálu 7 v podstatě neobsahovalo nízkofrekvenční složky. Jinak řečeno má být modulovaný signál 7 prostý stejnosměrné složky.

Dále bude podrobně popsáno provedení způsobu podle vynálezu, pomocí kterého je možno získat modulovaný signál.

Prvním požadavkem na kódová slova je, že v kódových slovech musí být splněna podmínka omezení-dk. Obr. 17 schematicky znázorňuje v oblasti ohraničené rámečkem 170 množinu všech možných kódových slov, která splňují podmínku omezení-dk. Tato kódová slova jsou rozdělena do alespoň jedné skupiny prvního typu a alespoň jedné skupiny druhého typu. Když je vydáno kódové slovo z jedné ze skupin prvního typu, je založen kódový stav, který výlučně závisí na té skupině prvního typu, ke které vydané kódové slovo náleží. Když je vydáno jedno z kódových slov skupiny druhého typu, založí se kódový stav, který závisí jak na skupině druhého typu, tak i na informačním slovu reprezentovaném vydaným kódovým slovem. Ve zde popisovaném provedení mohou být rozlišeny dvě skupiny prvního typu, a to první skupina G11, obsahující kódová slova končící a bity s logickou hodnotou 0, kde a je celé číslo rovné 0 nebo 1, a druhá skupina G12 kódových slov končící b bity s logickou hodnotou 0, kde b je celé číslo <9 a >6.

Na obr. 17 jsou kódová slova náležící do skupiny G11 v rámečku 171. Kódová slova náležící do skupiny G12 jsou v rámečku 172.

Kódový stav, založený první skupinou G11 prvního typu bude dále označován jako kódový stav

51. Kódový stav založený druhou skupinou G12 prvního typu bude dále označován jako kódový stav S4. V provedení, které zde bude popsáno, se uvažuje pouze jedna skupina druhého typu. Tato skupina obsahuje kódová slova končící c bity s logickou hodnotou 0, kde c je celé číslo >2 a současně <5. Tato skupina bude nadále označována jako skupina G2. Na obr. 17 jsou kódová slova skupiny G2 druhého typu v rámečku 173. V popisovaném příkladě mohou být založeny dva kódové stavy, a to kódový stav S2 a kódový stav S3. a to kombinací kódového slova a přiřazeného informačního slova.

Když jsou informační slova převáděna na kódová slova, přiřazuje se informačnímu slovu, které se má převádět, kódové slovo z více kódových slov, a to v závislosti na kódovém stavu, který byl přiřazen pro převáděné informační slovo. Množiny kódových slov, náležící kódovým stavům Sl,

52, S3, S4 budou dále označovány jako VI, V2, V3, V4. Kódová slova množin VI, V2, V3, V4 jsou v odpovídajících rámečcích 174, 175, 176 a 177. Kódová slova v množinách se vybírají tak, aby každý bitový řetězec, který může být vytvořen kódovým slovem ze skupiny, která založila kódový stav, a libovolné kódové slovo z množiny založené tímto kódovým stavem, splňovaly podmínku omezení-dk.

-6CZ 290751 B6

V případě, kdy je založen kódový stav S4 vydáním před tím vydaného kódového slova a kódový stav tak udává, že předešlé kódové slovo končí na bitový řetězec s logickou hodnotou 0 o délce větší >6 a současně <9, může množina V4 kódových slov, která je založena kódovým stavem S4, obsahovat kódová slova začínající maximálně jedním bitem s logickou hodnotou 0. Kódová slova začínající větším počtem bitů s logickou hodnotou 0 by totiž mohla vykazovat přechodové oblasti mezi před tím vydaným kódovým slovem a aktuálně vydávaným kódovým slovem, v nichž by počet bezprostředně po sobě následujících bitů s hodnotou logická 0 nebyl vždy <10 a nebyla by tak splněna podmínka omezení-dk. Z podobného důvodu obsahuje množina VI pouze kódová slova začínající počtem bitů s logickou hodnotou 0, který je >2 a současně <9.

Množiny V2, V3 kódových slov, náležící kódovým stavům S2 a S3, obsahují pouze kódová slova začínající počtem bitů s hodnotou logické 0, který je >0 a současně <5. Kódová slova splňující tuto podmínku jsou rozdělena do dvou množin V2, V3 tak, že množiny V2, V3 neobsahují žádné společné kódové slovo. Množiny V2, V3 jsou dále označovány jako disjunktní množiny. Rozdělení kódových slov do množin V2, V3 je s výhodou takové, že na základě logických hodnot omezeného počtu p bitů se může určit, do které množiny kódové slovo náleží. V příkladě popsaném výše je pro tento účel použita kombinace bitů xl.xl3. Kódová slova množiny V2 lze poznat z kombinace bitů xl.xl3 = 0.0. Kódová slova množiny V3 je pak možné poznat z kombinace xl.xl3, která je různá od 0.0.

Je tak poskytováno rozlišení mezi kódovými slovy zakládající při vytvoření kódový stav SI (skupina G11), kódovými slovy zakládající při vytvoření kódový stav S2 nebo S3 (skupina G2). a kódovými slovy zakládající při vytvoření kódový stav S4 (skupina G12). Množina VI obsahuje 138 kódových slov ze skupiny G11, 96 kódových slov ze skupiny G2 a 22 kódových slov ze skupiny G12. Bude zřejmé, že počet vzájemně odlišných kódových slov v množině VI je menší než počet vzájemně rozdílných 8-bitových informačních slov.

Protože kódová slova ze skupiny G2 jsou vždy následována kódovým slovem z množiny V2 nebo kódovým slovem z množiny V3, a že navíc může být určeno, na základě kódového slova následujícího po kódovém slovu ze skupiny G2, do které množiny toto kódové slovo patří, může být kódové slovo ze skupiny G2, následované kódovým slovem z množiny V2, jednoznačně odlišeno od stejného kódového slova ze skupiny G2, které je však následováno kódovým slovem z množiny V3. Jinak řečeno, když jsou kódová slova přiřazována informačním slovům, může být každé kódové slovo ze skupiny G2 použito dvakrát. Každé kódové slovo ze skupiny G2 společně s jedinečnou kombinací bitů, která je odlišitelná od bitové kombinace tvořené stejným kódovým slovem a náhodným kódovým slovem ze stejné množiny V3. To znamená, že pro množinu VI může být použito 138 jedinečných kombinací bitů (kódových slov) ze skupiny G11, 22 jedinečných kombinací bitů (kódových slov) ze skupiny G12 a 2*96 jedinečných kombinací bitů (kódových slov ze skupiny G2 kombinovaných s následujícími kódovými slovy) ze skupiny G2. To dává celkový počet použitelných jedinečných kombinací bitů 352. Počty jedinečných kombinací bitů, vytvářených kódovými slovy z množiny V2, V3 a V4 jsou 352, 351 resp. 415.

Formou příkladu ukazuje obr. 17 kódové slovo 178, náležící do skupiny G2. To znamená, že následující kódové slovo náleží buď do množiny V2, nebo množiny V3. Kódové slovo 178 a následující kódové slovo je pak schopno jednoznačně reprezentovat dvě různá informační slova. Na obr. 17 reprezentuje kódové slovo 178, následované kódovým slovem z množiny V2, např. kódovým slovem 179, odlišné informační slovo od slova reprezentovaného kódovým slovem 178 následovaným kódovým slovem z množiny V3, např. kódovým slovem 180. Kódové slovo 179 náleží do skupiny G11, což znamená, že kódové slovo 179 je vždy následováno kódovým slovem z množiny VI, bez ohledu na informační slovo, které má být kódováno následně, takže kódové slovo 179 je schopno reprezentovat pouze jedno informační slovo. To samé platí pro kódové slovo 180. Převádění informačních slov probíhá následovně:

-7CZ 290751 B6

Předpokládejme, že poslední vydané kódové slovo je kódové slovo 178 ze skupiny G2. Následující kódové slovo bude tedy náležet buď množině V2 nebo množině V3, a to v závislosti na převáděném informačním slovu. Předpokládejme, že informační slovo vytvoří převáděním kódové slovo 179, což znamená, že po něm následující kódové slovo bude patřit do množiny VI. Které kódové slovo z množiny VI se použije, bude určeno informačním slovem, které se převádí.

V tomto příkladu je to kódové slovo 181. Kódové slovo patří do skupiny G12, takže příští kódové slovo bude patřit do množiny V4. Které kódové slovo to bude, bude znovu určeno informačním slovem, které se převádí. V tomto příkladu je to kódové slovo 182. Kódové slovo

182 patří do skupiny G2. To znamená, že v závislosti na informačním slovu, jehož reprezentací je kódové slovo 182, bude další kódové slovo buď z množiny V2, nebo z množiny V3. Které kódové slovo z množiny V2 nebo V3 bude použito, závisí na informačním slovu, které se převádí. V tomto příkladu je kódové slovo 182 následováno kódovým slovem 183. Kódové slovo

183 patří také do skupiny G2, takže v závislosti na informačním slovu, které je reprezentováno kódovým slovem 183, bude další kódové slovo buď z množiny V2 nebo V3. Které kódové slovo z množiny bude použito, opět závisí na informačním slovu, které se převádí. V tomto případě je to kódové slovo 184. Způsobem popsaným výše mohou být jedinečně převáděny jakékoli náhodné posloupnosti informačních slov na posloupnosti kódových slov.

V předchozím popisu bylo vysvětleno, jak je počet dostupných kódových slov zvětšen rozdělením kódových slov do skupin prvního a druhého typu, kde kódové stavy samy o sobě určují množinu kódových slov, ze které je vybíráno kódové slovo pro převádění následujícího informačního slova. Pak je důležité, aby množiny kódových slov, ze kterých se vybírá, neměly v případě, že jsou kódové stavy založeny kódovými slovy ze skupiny druhého typu, společná kódová slova. Výsledkem je, že je možné přiřadit stejné kódové slovo z jedné množiny kódových slov různým informačním slovům, a to za předpokladu, že je zabezpečeno, aby kódová slova, která následují po tomto stejném kódovém slově, patřila do různých množin, které nemají společná kódová slova. Odborníkovi v oboru bude zřejmé, že uvedené rozdělení kódových slov do množin a skupin pro získání kódových slov, ke kterým může být přiřazeno více než jedno informační slovo, může být též použito u kódových slov s rozdílným náhodným počtem bitů.

Není ani nutné, aby posloupnosti kódových slov splňovaly určitou podmínku omezení-dk. Jsou možné jiné podmínky omezení, jak je např. popsáno v EP-A 0.319.101 (PHN 12.339).

Jak bylo vysvětleno výše, vzniká větší počet jedinečných kombinací bitů, který je v dispozici, na základě skutečnosti, že pomocí kódových slov ze skupiny nebo skupin (G2) druhého typu je možné určit více než jednu jedinečnou kombinaci bitů. Rozdělení kódových slov do skupin a množin bude obecně vybráno tak, aby počet jedinečných kombinací bitů, který je k dispozici, byl větší než počet různých informačních slov. Tento přebytek jedinečných kombinací bitů dává možnost uplatnit při převádění další podmínky omezení.

Jednou možností je použití pouze tolika dostupných jedinečných kombinací, kolik je různých informačních slov. V tomto případě umožní přebytek jedinečných kombinací bitů klást další specifické požadavky na kódová slova.

Výhodnější je však řešení, kdy se pro jednu nebo více množin přiřadí každému informačnímu slovu dvojice, tvořená dvěma kódovými slovy z přidružené množiny. Poté se vybírají z dvojic kódových slov, která jsou k dispozici, kódová slova podle určitého kritéria převádění, aby se ovlivnila specifická vlastnost modulovaného signálu.

Velmi atraktivní možností je ovlivňování nízkofrekvenční složky v modulovaném signálu. Toto ovlivňování s výhodou spočívá v minimalizaci stejnosměrných složek. To může být provedeno určováním hodnoty digitální sumy na konci každého informačního signálového dílu (dílu informačního signálu), a výběrem takových kódových slov při převádění informačních slov tak,

-8CZ 290751 B6 aby hodnota digitální sumy, určená na konci každého informačního signálového dílu byla stále v blízkosti určité referenční úrovně. To může být provedeno tím, že se informačním slovům přiřadí dvojice kódových slov, které mají různý vliv na změny hodnoty digitální sumy. Každá dvojice kódových slov nejlépe obsahuje ne více než dvě kódová slova, pro která mají změny hodnot digitální sumy opačná znaménka. Pro danou signálovou úroveň na konci posledního informačního signálového dílu mohou být vybrána taková kódová slova, pro která bude digitální suma po vydání kódového slova nejblíže referenční hodnotě.

Další možností výběru kódových slov je výběr kódového slova, pro které bude při dané signálové úrovni na konci kódového slova, vydaného jako poslední, znaménko změny hodnoty digitální sumy, vyvolané přiřazeným kódovým slovem, opačné vůči znaménku rozdílu mezi hodnotou digitální sumy před vydáním kódového slova a referenční hodnotou. Výběr kódového slova, které má být vydáno, když je možný výběr ze dvou kódových slov s opačným vlivem na hodnotu digitální sumy, pak může být jednoduše proveden na základě signálové hodnoty na konci každého informačního signálového dílu, a znaménka rozdílu mezi hodnotou digitální sumy odpovídajícího tomuto konci a referenční hodnotou.

Obr. 2 ilustruje pro každou z množin VI, V2, V3 a V4 kódové slovo přiřazené ke každému z možných informačních slov. Na tomto obrázku jsou v prvním (levém) sloupci hodnoty všech možných informačních slov. V druhém, čtvrtém, šestém a osmém sloupci jsou kódová slova přiřazená v množinách VI, V2, V3, V4 k informačním slovům. Třetí, pátý, sedmý a devátý sloupec udávají pomocí číslic 1, 2, 3 a 4, který z kódových stavů Sl, S2, S3, S4 je založen příslušným kódovým slovem. Na obr. 2 není pro každou z množin VI, V2, V3, V4 použito více než 256 dostupných kódových slov.

Obr. 3 udává, podobně jako obr. 2, kódová slova z množin, které nejsou v tabulce na obr. 2, pro 88 informačních slov, k nimž je přiřazena dvojice kódových slov. Kódová slova uvedená na obr. 3 budou v dalším popisu označována jako alternativní kódová slova. Přiřazení kódových slov informačním slovům je takové, že změna hodnoty digitální sumy způsobená alternativními kódovými slovy je opačná ke změně hodnoty digitální sumy způsobené kódovými slovy z obr. 2, která jsou přiřazena hodnotám slov 0 až 87.

Je třeba poznamenat, že všechny množiny na obr. 3 obsahují stejné množství kódových slov. Odborníkovi v oboru bude zřejmé, že to není nutné. Je rovněž možné, aby tyto množiny nebyly stejně veliké.

Navíc lze pozorovat, že přiřazení kódových slov informačním slovům je zvoleno takové, aby vztah mezi kombinací kódového slova a bitů xl axl3 následujícího kódového slova na jedné straně, a informačními slovy na druhé straně, byl jednoznačný, takže dekódování může být založeno výlučně na přijatém kódovém slovu a bitech xl axl3 následujícího kódového slova. Pro přiřazení kódového slova to znamená, že pokud se kódové slovo objeví v různých množinách, reprezentuje stejné kódové slovo v různých množinách stejná informační slova. Jak ukazuje obr. 2, je například informační slovo s hodnotou 2 reprezentováno 0010000000100100 v množinách VI a V2, a 1000000000010010 v množinách V3 a V4.

Není třeba poznamenávat, že není nutné, aby kódová slova z různých množin reprezentovala stejná informační slova. To však znamená, že se při dekódování zpětně nezíská kódový stav pro obdržení původního informačního slova.

Převádění posloupností informačních slov na posloupnosti kódových slov bude vysvětleno dále s odvoláním na obr. 4.

-9CZ 290751 B6

Sloupec IW udává odshora dolů hodnoty slov v posloupnostech bezprostředně po sobě následujících m-bitových informačních slov. Pro každé informační slovo, jehož hodnota je obsažena ve sloupci IW je uvedeno více údajů.

Sloupec SW reprezentuje kódový stav založený při vydání kódového slova, které bylo získáno jako výsledek převádění předcházejícího informačního slova. Toto kódové slovo bude v dalším popisu označováno jako předcházející kódové slovo. Kódový stav ve sloupci SW udává, která z množin VI. V2, V3, V4 kódových slov má být použita pro převádění příslušného informačního slova.

Sloupec LB udává signálovou hodnotu (úroveň) modulovaného signálu na konci informačního signálového dílu, která odpovídá kódovému slovu, získanému při převádění předcházejícího informačního slova. Tato signálová hodnota bude v dalším popisu označována jako okamžitá hodnota informačního signálu.

Ve sloupci D S V je uvedena hodnota digitální sumy, která odpovídá okamžité signálové hodnotě modulovaného signálu.

Sloupec CW obsahuje kódová slova, přiřazená informačním slovům ze sloupce IW podle tabulky z obr. 2 a 3. V případě, kdy je informačnímu slovu přiřazena dvojice kódových slov, jsou uvedena dvě kódová slova, přičemž horní kódové slovo z dvojice odpovídá tabulce z obr. 2 a dolní kódové slovo dvojice odpovídá tabulce z obr. 3.

Sloupec dDSV udává změnu hodnoty digitální sumy způsobenou kódovým slovem pro případ, kdy okamžitá signálová hodnota modulovaného signálu má vysokou úroveň a hodnota je tedy vysoká hodnota H.

Sloupec DSVN udává nové hodnoty digitální sumy pro přiřazená kódová slova, jaké by byly v případě, kdy by se vydala příslušná kódová slova.

Sloupec L Β N reprezentuje pomocí logické 1 skutečnost, že signálové hodnoty na začátku a na konci informačního signálového dílu (dílu informačního signálu), odpovídajícího kódovému slovu, jsou různé. Logická 0 udává, že signálové hodnoty na začátku a na konci odpovídajícího informačního signálového dílu (dílu informačního signálu) jsou stejné. Signálové hodnoty na začátku a na konci informačního signálového dílu jsou různé, pokud přidružené kódové slovo obsahuje lichý počet bitů 1, což odpovídá lichému počtu změn signálových úrovní v informačním signálovém dílu (dílu informačního signálu). Při sudém počtu bitů 1 v kódovém slovu jsou hodnoty na začátku a na konci informačního signálového dílu signálu stejné.

Ve sloupci SWN je uveden kódový stav, který bude založen vydáním odpovídajícího kódového slova.

Ve sloupci CS je navíc označeno pomocí hvězdičky které kódové slovo se pro přidružené informační slovo v daném případě vydává.

První slovo (nahoře) z posloupnosti kódových slov ve sloupci IW má hodnotu 2. Předpokládejme, že při zahájení převádění posloupnosti informačních slov je kódový stav (sloupec SW) SI a že modulovaný signál začíná hodnotou H a že hodnota digitální sumy D S V je rovna 0. V tomto případě je přidružená hodnota DSVN pro horní kódové slovo rovna -6, zatímco hodnota DSVN pro dolní kódové slovo dvojice je rovna +10. Když se použije kritérium, že má být vydáno takové kódové slovo, jehož hodnota DSVN se co nejvíce blíží referenční hodnotě 0, vydá se tak pro informační slovo, které má hodnotu 2, ze dvou kódových slov horní slovo. To znamená, že kódový stav pro následující informační slovo (s hodnotou 8) bude S2.

- 10 CZ 290751 B6

Na konci informačního signálového dílu, odpovídajícího vydanému kódovému slovu, je signálová hodnota L, a na začátku následujícího informačního signálového dílu (dílu informačního signálu) je tedy L, jak udává sloupec LB. Hodnota dDSV pro horní kódové slovo z dvojice, patřící k informačnímu slovu s hodnotou 8, je rovná -6. Tato hodnota -6 platí v případě, kdy by signálová hodnota na začátku přiřazeného informačního signálového dílu byla H. Protože je hodnota signálu v dané situaci L, změna hodnoty digitální sumy způsobená kódovým slovem není -6, ale +6. To znamená, že DSVN bude rovno 0. Pro dolní kódové slovo z dvojice je DSVN rovná -18. Hodnota DSVN pro horní kódové slovo je nejblíže hodnotě 0, takže se vydá horní kódové slovo.

Jako další má být převáděno informační slovo s hodnotou 100. Tomuto informačnímu slovuje přiřazeno ne více než jedno kódové slovo, takže výběr závislý na DSVN není pro toto informační slovo možný. Podobně jako v tomto případě se převádí informační slova s hodnotami 230, 0, 61 a 225. Pokaždé, kdy se má převádět informační slovo, ke kterému je přiřazena dvojice kódových slov, je toto příslušné kódové slovo vybráno z dvojice, jehož hodnota DSVN je co nejblíže 0. Tímto způsobem je hodnota stejnosměrného napětí modulovaného signálu udržována na v podstatě konstantní úrovni a frekvenční spektrum modulovaného signálu nebude obsahovat nízkofrekvenční složky. Ačkoliv není k dispozici množina kódových slov pro každé informační slovo, bude nicméně možné ovlivňovat hodnotu digitální sumy v průměru pro 88 z 256 informačních slov, která se mají převádět. V praxi se to ukazuje být dostatečné pro zajištění, aby v modulovaném signálu nebyly přítomné nízkofrekvenční složky. Je vhodné začlenit do dvojic kódových slov ta kódová slova, pro která je změna způsobená v hodnotě digitální sumy největší. Na jedné straně je to výhodné v tom, že hodnota digitální sumy může být v maximální míře měněna, a na druhé straně to znamená, že změna způsobená v hodnotě digitální sumy je relativně malá pro kódová slova, která nepatří do dvojice a že vliv těchto kódových slov na hodnotu digitální sumy je relativně malý.

Na obr. 5a je znázorněna nízkofrekvenční část spektra modulovaného signálu získaného při provádění způsobu podle vynálezu. Na obr. 5b je vynesena odpovídající nízkofrekvenční část spektra EFM modulovaného signálu. Jak je patrné z obr. 5a a 5b, jsou frekvenční spektra obou signálů v podstatě stejná. Podmínky omezení-dk pro EFM modulovaný signál a modulovaný signál získaný způsobem podle tohoto vynálezu jsou také v podstatě stejné. Počet bitových buněk na informační slovo v EFM modulovaném signálu je roven 17, zatímco v modulovaném signálu podle vynálezu je to 16. To znamená, že při provedení způsobu podle vynálezu se zvýší informační hustota o 7 % vzhledem k signálu s modulací EFM, aniž by se tím zvýšil nízkofrekvenční obsah spektra a bez jakýchkoli ústupků od podmínek omezení-dk.

Obr. 6 znázorňuje provedení kódovacího zařízení 140 podle vynálezu, kterým může být prováděn výše popsaný způsob. Kódovací zařízení je uspořádáno pro převádění m-bitových informačních slov 2 na n-bitová kódová slova 4 a počet různých kódových stavů může být udáván s bity. Kódové zařízení obsahuje převodník 60 pro převádění (m+s+1) binárního vstupního signálu na (n+s+t) binární výstupní signál. Ze vstupů převodníku je m vstupů připojeno na sběrnici 61 pro příjem m-bitových informačních slov. Z výstupů převodníku je n výstupů připojeno na sběrnici 62 pro vytváření n-bitových kódových slov. Dále je s vstupů napojeno na s-bitovou sběrnici 63 pro příjem stavového slova označujícího okamžitý kódový stav. Stavové slovo je dodáváno vyrovnávací pamětí 64, např. ve formě s klopných obvodů. Vyrovnávací paměť 64 má s vstupů spojených se sběrnicí 58 pro příjem stavového slova, které se má ukládat ve vyrovnávací paměti. Pro tvorbu stavových slov, které jsou ukládány do vyrovnávací paměti, je použito s výstupů převodníku 60, které jsou spojeny se sběrnicí 58.

Převodník 60 a vyrovnávací paměť 64 tvoří prostředky 60, 64 pro stanovování kódového stavu Sl, S2, S3, S4 při vydávání kódového slova 4 ve smyslu definice předmětu vynálezu.

- 11 CZ 290751 B6

Sběrnice 62 je spojena s paralelními vstupy paralelně/sériového převodníku 66, který převádí kódová slova 4, přijatá ze sběrnice 62, na sériový bitový řetězec, který je veden signálovým vedením 67 do modulačního obvodu 68, který přeměňuje bitový řetězec na modulovaný signál 7, který je vydáván signálovým vedením 70. Modulační obvod 68 může být obvyklého typu, např. tzv. integrátor modulo-2.

Paralelně/sériový převodník 66 a modulační obvod 68 tvoří prostředky 66, 68 pro převádění n-bitových kódových slov 4 na modulovaný signál 7 ve smyslu definice předmětu vynálezu.

Spolu s kódovými slovy a stavovými slovy přivádí převodník na sběrnici 75 pro každou přijatou kombinaci informačního a stavového slova informaci, která udává, zda pro přidružené stavové slovo je k přidruženému informačnímu slovu přiděleno kódové slovo či dvojice kódových slov, dále udává pro každé z těchto přidělených slov změny dDSV hodnoty digitální sumy vyvolané kódovým slovem, kjaké by došlo pro vysokou signálovou hodnotu na začátku informačního signálového dílu (dílu informačního signálu) při vydání tohoto kódového slova, a udává, zda počet bitů 1 v kódovém slovuje lichý nebo sudý.

Pro přenos informace k volicímu prostředku 76 je sběrnice 75 spojena se vstupy volicího prostředku (výběrového obvodu) 76.

Pomocí této informace vytváří volicí prostředek 76 výběrový signál, který indikuje, zda kódové slovo vedené na sběrnici 62 s informačním slovem, které představuje, bude převedeno podle vztahů daných tabulkou na obr. 2, nebo podle vztahů daných tabulkou na obr. 3. Tento výběrový signál je veden signálovým vedením 77 do převodníku 60.

Převodník 60 může obsahovat paměť ROM, ve které jsou uloženy tabulky kódových slov podle obr. 2 a 3 na adresách, určených kombinací stavového slova a informačního slova, která je přivedena na vstupy převodníku. V odezvě na detekční signál jsou vybrány adresy paměťových míst s kódovými slovy podle tabulky na obr. 2 či adresy paměťových míst s kódovými slovy podle tabulky na obr. 3.

V provedení z obr. 6 jsou stavová slova uložena v paměti 60. Alternativně je možné odvodit hradlovým obvodem pouze stavová slova z vytvořených kódových slov na sběrnici 62.

Namísto paměti ROM může převodník obsahovat také kombinační logické obvody tvořené hradlovými obvody. Synchronizace operací, které jsou vykonávány v tomto uspořádání, může být získána obvyklým způsobem pomocí synchronizovaných hodinových signálů, které mohou být odvozeny neznázoměným běžným obvodem generujícím hodinový signál. Obr. 7 znázorňuje možné provedení volicího prostředku (výběrového obvodu) 76. Signálová vedení, tvořící sběrnici 75, jsou rozdělena do podsběmic 80 a 81. Hodnota dDSV je přenášena podsběmicí 80 pro kódové slovo z tabulky na obr. 2, které je určováno v odezvě na přijatou kombinaci stavového slova a informačního slova. Podsběmicí 81 je přenášena hodnota dDSV pro kódové slovo z tabulky na obr. 3 v případě, kdy tato tabulka obsahuje kódové slovo pro přidruženou kombinaci stavového slova a informačního slova. Podsběmice 80 je spojena s prvním vstupem aritmetického obvodu 82. Druhý vstup aritmetického obvodu 82 přijímá přes sběrnici 85 hodnotu D S V, uloženou ve vyrovnávací paměti 83. Kromě toho přijímá řídicí vstup aritmetického obvodu signálovým vedením 84 řídicí signál, který udává, zda signálová hodnota na začátku informačního signálového dílu (dílu informačního signálu), odpovídajícího přidruženému kódovému slovu, má vysokou úroveň H nebo nízkou úroveň L. Signál v signálovém vodiči 84 se získá například pomocí klopného obvodu, jehož stav je upravován vždy, když je vydáno kódové slovo, přičemž k úpravě stavu dochází v odezvě na signál udávající, zda počet bitů s hodnotou logická 1 ve vydaném kódovém slově je sudý či lichý. Tento signál je vydáván převodníkem 60 a veden jedním ze signálových vedení, tvořících sběrnici 75. Aritmetický obvod 82 je

- 12 CZ 290751 B6 běžného typu, který odečítá či nebo přičítá hodnotu dDSV, přijaté přes sběrnici 80 od hodnoty D S V, přijaté přes sběrnici 85 v odezvě na řídící signál, nebojí k ní přičítá.

Volicí prostředek (výběrový obvod) 76 obsahuje další aritmetický obvod 86, který, podobně jako aritmetický obvod 82. přičítá hodnotu dDSV přijatou přes sběrnicí 81 k hodnotě D S V přijaté přes sběrnicí 85, nebo ji odečítá, v odezvě na řídicí signál ze signálového vedení 84· Výsledky operací, provedených aritmetickými obvody 82 a 86 jsou vedeny sběrnicemi 87 resp. 88 do rozhodovacího obvodu 89 a multiplexního obvodu 90. Tyto výsledky reprezentují, zda byla přiřazen k předloženému stavovému slovu dvojice kódových slov, a změny hodnoty nové digitální sumy DSVN, která by byla získána při vytvoření dvou různých kódových slov z dvojice. Rozhodovací obvod 89 je běžného typu, který v odezvě na hodnoty DSVN přijaté přes sběrnice 87 a 88 určuje, která ze dvou přijatých hodnot je nejblíže referenční hodnotě, a kterou obvod 89 vede jako rozhodovací signál, odpovídající tomuto výsledku, na signálové vedení 91. Při výběru ze dvou kódových slov z dvojice kódových slov udává rozhodovací signál, které ze dvou kódových slov má být vydáno. Tento rozhodovací signál je veden do signálového vedení 77 přes hradlo AND 92. V případě, kdy není k dispozici dvojice kódových slov, ale jen jedno kódové slovo, bude signál v signálovém vedení 77 udávat, že má být převáděno informační slovo, vydávané podle tabulky z obr. 2. Aby toto bylo realizováno, je na druhý vstup hradla AND 92 veden signál přicházející ze sběrnice 75, který udává, zda je k dispozici pro předloženou kombinaci stavového slova a informačního slova ne více než jedno kódové slovo nebo dvojice kódových slov.

Aritmetické obvody 82, 86 a vyrovnávací paměť 83 tvoří prostředky 82, 83, 86 pro určování průběžné hodnoty digitální sumy ve smyslu definice předmětu vynálezu. Rozhodovací obvod 89 představuje ve smyslu definice předmětu vynálezu prostředky pro volbu, podle kritéria závisejícího na hodnotě digitální sumy, těch kódových slov 4 množin VI. V2, V3, V4, pro které hodnota digitální sumy podle tohoto kritéria nadále zůstává omezená.

Signálové vedení 77 je také připojeno k řídicímu vstupu multiplexního obvodu 90. V závislosti na signálu na jeho řídicím vstupu předává multiplexní obvod na výstup hodnoty DSVN přijaté přes sběrnice 87 a 88, které patří k vydávanému kódovému slovu. Výstup multiplexního obvodu 90 je spojen se vstupem vyrovnávací paměti 83. Plnění vyrovnávací paměti je řízeno obvyklým způsobem tak, že když je vydáno vybrané kódové slovo, je hodnota DSVN předaná multiplexním obvodem uložena ve vyrovnávací paměti 83.

V případě, kdy je pro předložené informační slovo v uvedeném provedení kódovacího zařízení k dispozici více kódových slov, je vybráno z dvojice to kódové slovo, u něhož je při vydání přidruženého kódového slova hodnota digitální sumy nejblíže předem určené referenční hodnotě. Další možností výběru kódových slov z dvojice kódových slov je volba toho kódového slova, pro které je změna znaménka digitální sumy, která je způsobená vydáním kódového slova, opačná vůči znaménku hodnoty digitální sumy na začátku vydávání kódového slova.

Obr. 8 znázorňuje provedení kódovacího zařízení podle vynálezu, ve kterém jsou kódová slova vybírána na základě tohoto kritéria. Kódovací zařízení je opět uspořádáno pro převádění m-bitových informačních slov 1 na n-bitová kódová slova 4, zatímco počet různých kódových stavů může být reprezentován s bity. Kódovací zařízení obsahuje převodník 50 pro převádění (m+s+1) binárních vstupních signálů na (n+s) binární výstupní signály. Ze vstupů převodníku je m vstupů připojeno ke sběrnici 51 pro příjem m-bitových informačních slov. Z výstupů převodníku je n výstupů připojeno ke sběrnici 52 pro vydávání n-bitových kódových slov. Kromě toho s vstupů připojeno k s-bitové sběrnici 53 pro přijímání stavového slova, které udává okamžitá kódový stav. Stavové slovo je vydáváno vyrovnávací pamětí, která obsahuje například s klopných obvodů. Vyrovnávací paměť 54 má s vstupů napojených na sběrnici pro příjem stavového slova, které je zaváděno do vyrovnávací paměti. Pro vydávání stavových slov, která se mají zavádět do vyrovnávací paměti, je použito s výstupů převodníku 50.

- 13 CZ 290751 B6

Sběrnice 52 je napojena na paralelní vstupy paralelně/sériového převodníku 56, který převádí kódová slova vedená přes sběrnici 52. na sériový bitový⁷ řetězec, který je veden signálovým vedením 57 do modulačního obvodu 58, který přeměňuje bitový řetězec na modulovaný signál 7, odváděný signálovým vedením 40. Modulační obvod 58 může být obvyklého typu, např. integrátor modulo-2. Modulovaný signál 7 je veden do obvodu obvyklého typu pro určení okamžité hodnoty digitální sumy modulovaného signálu 7. Obvod 59 poskytuje signál Sdsv, který závisí na určené hodnotě digitální sumy a který nese informaci, zda kódové slovo má být převáděno podle vztahů na obr. 2, nebo zda předkládané informační slovo má být převáděno podle vztahů stanovených obr. 3. Převodník 50 může být podobného typu jako převodník 60 kromě toho, že v převodníku 50 budou uložena pouze kódová slova a přidružená stavová slova. Informace vedená do rozhodovacího obvodu 76 převodníkem 60 přes sběrnici 75 je v provedení podle obr. 8 redundandní.

Pro synchronizaci prováděných operací obsahuje zařízení generátor 41 hodinového signálu běžného typu pro řízení paralelně/sériového převodníku 58 a pro řízení plnění vyrovnávací paměti 54.

Modulovaný signál 7 by měl obsahovat synchronizační signálové díly, které mají takovou signálovou kombinaci (signál pattem), která se nemůže vyskytnout v náhodné sekvenci informačních signálových dílů (dílů informačního signálu). Toto může být provedeno začleněním synchronizačních slov do sekvence n-bitových kódových slov. Obr. 9 ukazuje dvě 26-bitová synchronizační slova 100 a 101, která jsou velmi vhodná pro využití v kombinaci s kódovými slovy z obr. 2 a 3. Synchronizační slova obsahují dvě posloupnosti 10 bitů s logickou hodnotou 0 oddělené bitem s hodnotou logické 1. Pouze logická hodnota bitu na první pozici kódového slova (xl) je v synchronizačních slovech 100 a 101 odlišná. Které ze dvou kódových slov se vloží, bude záviset na kódovém stavu určeném kódovým slovem bezprostředně předcházejícím před vkládaným synchronizačním slovem.

V případě, kdy je určen kódový stav Sl, vloží se kódové slovo 101, které začíná třemi bity s hodnotou logické 0. Protože kódová slova, která zakládají kódový stav Sl, končí maximálně jedním bitem s hodnotou logické 0, je splněna podmínka omezení-dk sd=2 ak=10 na přechodu z kódového slova do synchronizačního slova.

V případě, kdy je založen kódový stav S4, vkládá se synchronizační slovo 100. Protože kódová slova zakládající kódový stav S4 končí minimálně na 6 a na maximálně 9 bitů s hodnotou logické 0, je podmínka omezení-dk s d=2 ak=10 na přechodu z kódového slova na synchronizační slovo opět splněna.

V případě, kdy je založen kódový stav S2, se vkládá synchronizační slovo 101. V tomto synchronizačním slovuje kombinace bitů xl.xl3 rovna 0.0. V případě, kdy je založen kódový stav S3, vkládá se synchronizační slovo 100. V tomto synchronizačním slovu je kombinace bitů xl.xl3 rovna 1.0. V synchronizačním slovu následujícím kódové slovo, které zakládá kódový stav S2, je tato kombinace bitů xl.xl3 vždy 0.0, zatímco pro synchronizační slovo následující po kódovém slovu, které zakládá stav S3, je kombinace bitů xl.xl3 vždy 1.0, takže přidružené informační slovo je na základě kódového slova a následujícího kódového slova vždy jednoznačně určeno.

Obě synchronizační slova 100 a 101 končí na bit s hodnotou logické 1 což znamená, že kódové slovo následující po jednom z těchto synchronizačních slov má být vybráno z množiny VI, aby bylo zajištěno, že na přechodu ze synchronizačního slova na následující kódové slovo je vždy splněna podmínka omezení-dk s d=2 a k= 10. To znamená, že každým vydáním synchronizačního slova je založen kódový stav Sl.

- 14 CZ 290751 B6

Obr. 10 znázorňuje obměnu kódovacího zařízení z obr. 6, kde může být popsaným způsobem vkládáno synchronizační slovo. Na obr. 10 jsou jeho části označeny stejnými vztahovými značkami jako na obr. 6. Obměna se týká paměti 103, která má dvě paměťová místa, na kterých je uloženo jedno ze dvou synchronizačních slov 100 a 101. Paměť 103 obsahuje adresovací obvod pro adresaci jednoho ze dvou paměťových míst v závislosti na stavovém slovu přivedenému na adresový vstup paměti 103 přes sběrnici 63. Synchronizační slovo na adresované paměťové poloze je vedeno na paralelně/sériový převodník 105 přes sběrnici 104. Sériový výstup převodníku 105 je veden na první vstup elektronicky ovládané přepínací jednotky 106. S druhým vstupem přepínací jednotky 106 je spojeno signálové vedení 67. Kódovací zařízení je řízeno řídicím obvodem 107 obvyklého typu, který přivádí kódovací zařízení střídavě do prvního nebo druhého stavu. V prvním stavu je předem určený počet informačních slov přeměňován na kódová slova, která jsou vedena sériově do integrátor modulo-2 68 přes spínací jednotku 106. Na přechodu z prvního do druhého stavuje převádění informačních slov přerušeno a z paměti 103 se do integrátoru modulo-2 68 přes paralelně/sériový převodník 104 a spínací jednotku vydává synchronizační slovo určené stavovým slovem. Kromě toho se při přechodu z druhého na první stav a za řízení řídicí jednotkou 107 zavádí do vyrovnávací paměti stavové slovo, které odpovídá kódovému stavu SI a poté se obnoví převádění informačních slov na kódová slova, a to až do okamžiku, kdy je kódovací zařízení řídicí jednotkou 107 znovu přivedeno do druhého stavu.

Paměť 103, paralelně/sériový převodník 105, přepínací jednotka 106 a řídicí obvod 107 tvoří ve smyslu definice předmětu vynálezu prostředky 103, 105. 106, 107 pro vkládání synchronizačních slov do bitových řetězců, která představují bitové kombinace (bit patterns), které se nemohou objevit v bitovém řetězci tvořeném kódovými slovy. Přepínací jednotka 103 tvoří ve smyslu definice předmětu vynálezu prostředky 103 pro volbu vkládaných synchronizačních slov. Řídicí obvod 107 tvoří ve smyslu definice předmětu vynálezu prostředky 107 pro vyvolávání předem určeného kódového stavu, jakmile bylo vloženo synchronizační slovo.

Pro vkládání synchronizačních slov může být stejným způsobem, jaký byl popsán s odvoláním na obr. 10, obměněno kódovací zařízení z obr. 8.

Obr. 11 znázorňuje provedení dekódovací jednotku 153 dekódovacího zařízení 150 podle vynálezu pro zpětné převádění modulovaných signálů, získaných jedním zvýše popsaných způsobů, na posloupnosti informačních slov. Dekódovací obvod obsahuje derivační obvod modulo-2 110 pro převádění modulovaného signálu na bitový řetězec, ve kterém bit s hodnotou logická 1 reprezentuje přechod z bitové buňky, která má signálovou hodnotu L na bitovou buňku, která má signálovou hodnotu H, a naopak, a ve kterém každá bitová buňka s hodnotou logická 0 reprezentuje dvě bezprostředně po sobě následující bitové buňky se stejnou signálovou hodnotou. Takto získaný bitový řetězec je veden do dvou posuvných registrů zapojených v sérii, z nichž každý má délku odpovídající délce n-bitového kódového slova. Obsah posuvných registrů 111 a 112 je veden paralelními výstupy na odpovídající sběrnici 113, 114.

Dekódovací zařízení obsahuje (n+p)-m bitový převodník 115. Všech n bitů přítomných v posuvném registru 112 je vedeno na vstupy převodníku 115 přes sběrnici 114. Z n bitů přítomných v posuvném registru 111 je vedeno p bitů do převodníku 115, které spolu s n bity v posuvném registru 114 jednoznačně vytvoří informační slovo. Převodník 115 může obsahovat paměť s vyhledávací tabulkou, která obsahuje m-bitová informační slova pro každou povolenou bitovou kombinaci tvořenou n bity n-bitového kódového slova a předem určenými p bity části bitového řetězce, která následuje po tomto kódovém slově. Převodník však může být také realizován hradlovým obvodem.

Převádění, prováděná převodníkem 115, mohou být synchronizována obvyklým způsobem pomocí synchronizačního obvodu 117, takže pokaždé, když je posuvný registr 112 naplněn

- 15CZ 290751 B6 kompletním kódovým slovem, je na výstup převodníku 115 vedeno informační slovo, které odpovídá kombinaci bitů (bit combination), přivedené na vstupy převodníku 115.

Je výhodné, když se detekční prostředek (detektor) 116 synchronizačního slova, napojený na sběrnice 113, 114, který detekuje bitovou kombinaci (bit pattem) odpovídající synchronizačním slovům, použit pro synchronizaci.

Sběrnice 113, 114 a (n+p)-m bitový převodník 115 tvoří ve smyslu definice předmětu vynálezu převáděcí prostředky 113, 114, 115 pro převádění posloupnosti kódových slov na posloupnost informačních slov.

Obr. 16 znázorňuje signál, který může být získán popsaným způsobem dekódování. Signál obsahuje posloupnost g po sobě následujících informačních signálových dílů 160, kde g je celé číslo, a kde informační signálové díly reprezentují g informačních slov. Mezi informačními signálovými díly jsou vloženy synchronizační signálové díly, z nichž jeden je označen na obr. 16 jako synchronizační signálový díl 161. Několik informačních signálových dílů je znázorněno detailně. Každý z informačních signálových dílů 160 obsahuje n bitových buněk, v tomto případě 16, které mají první (nízkou) signálovou hodnotu L, nebo druhou (vysokou) signálovou hodnotu. Protože bitový řetězec tvořený kódovými slovy a reprezentovaný modulovaným signálem splňuje podmínku omezení-dk, bude počet po sobě bezprostředně následujících bitových buněk se stejnou hodnotou signálu roven nejméně d+1 a nejvíce k+1. Díky výběru kódových slov, který závisí na hodnotě digitální sumy, je okamžitá hodnota rozdílu mezi počtem bitových buněk s první signálovou hodnotou a bitových buněk s druhou signálovou hodnotou v části signálu, která předchází libovolnému okamžiku signálu, v podstatě konstantní. Každý informační signálový díl, odpovídající kódovému slovu ze skupiny prvního typu jedinečně určuje informační slovo. Na obr. 16 je to např. informační signálový díl 160c, který odpovídá kódovému slovu 010000001000010. Toto kódové slovo jednoznačně určuje informační slovo s hodnotou 121.

Každý informační signálový díl, reprezentující kódové slovo ze skupiny druhého typu jednoznačně reprezentuje informační slovo spolu s přilehlým informačním signálovým dílem. Informační signálový díl 160a na obr. 16 odpovídá kódovému slovu 00010000000100100. Toto kódové slovo může samo o sobě reprezentovat jak informační slovo s hodnotou 24, tak informační slovo s hodnotou 34. Jaká informace je opravdu reprezentována tímto kódovým slovem, je určeno logickými hodnotami na první a třinácté bitové poloze bezprostředně následujícího informačního signálového dílu v bitovém řetězci.

Pokud jsou logické hodnoty obou těchto bitů rovny 0, je určeno informační slovo s hodnotou 24. Pokud jsou tyto bity nejsou rovné 0, je určeno informační slovo s hodnotou 34. Na obr. 16 jsou hodnoty bitů na první a třinácté bitové poloze za kódovým slovem určeným informačním signálovým dílem 160a obě rovné 0, takže informační slovo bude mít hodnotu 24.

Kódové slovo určené informačním signálovým dílem 160b je totožné s kódovým slovem určeným informačním signálovým dílem 160a. Kódové slovo reprezentované informačním signálovým dílem 160b je však bezprostředně následováno synchronizačním slovem, jehož první bit má hodnotu logická 1, takže v tomto případě je určeno informační slovo s hodnotou 34.

Obr. 12 ukazuje nosič záznamu 120 podle vynálezu. Uvedený nosič záznamu je opticky detekovatelného (optického) typu. Nosič záznamu může být také jiného typu, např. magneticky detekovatelného (magnetického) typu. Nosič záznamu obsahuje informační kombinace uspořádané do stop 121. Obr. 13 ukazuje velmi zvětšenou část 122 jedné ze stop 121. Informační kombinace v části stopy 121 na obr. 13 obsahuje první sekce 123, např. ve formě opticky detekovatelných značek a druhé sekce 124, např. mezilehlé oblasti ležící mezi značkami. První a druhé kombinace se střídají ve směru 125 stopy. První sekce 123 vykazují první

- 16CZ 2907S1 B6 detekovatelnou vlastnost a druhé sekce 124 vykazují druhou detekovatelnou vlastnost, která je rozlišitelná od první detekovatelné vlastnosti. První sekce 123 reprezentují bitové buňky 12 modulovaného binárního signálu 7 s jednou signálovou úrovní, např. L. Druhé sekce 124 reprezentují bitové buňky 11 sjinou signálovou úrovní, např. H. Nosič záznamu 12 může být získán tak, že se nejprve generuje modulovaný signál a poté se odpovídající informační kombinace zaznamená na nosič záznamu. Pokud je nosič záznamu optického typu, může být pak vyroben pomocí technologie masteringu a repliky, která je známá a založená na modulovaném signálu 7.

Obr. 14 ukazuje záznamové zařízení pro záznam informace, ve kterém je použito kódovací zařízení podle vynálezu, například kódovací zařízení 140 z obr. 6. V záznamovém zařízení je signálové vedení modulovaného signálu spojeno s řídicí jednotkou 141 pro záznamovou hlavu 142, podél které se pohybuje nosič záznamu 143 zapisovatelného typu. Záznamová hlava 142 je obvyklého typu, která je schopná vytvořit na nosiči 143 záznamu detekovatelné značky. Řídicí obvod 141 může být též obvyklého typu, který generuje řídicí signál pro záznamovou hlavu v odezvě na modulovaný signál přivedený do řídicí jednotky 141, takže záznamová hlava 142 vytváří kombinace (pattern) značek, které odpovídají modulovanému signálu.

Záznamová hlava 142 s její řídicí jednotkou 141 tvoří ve smyslu definice předmětu vynálezu prostředky 141, 142 pro záznam informační kombinace, odpovídající modulovanému signálu, na nosič 143 záznamu.

Obr. 15 ukazuje čtecí (snímací) zařízení, ve kterém je použito dekódovací zařízení podle vynálezu, například dekódovací jednotka 153 z obr. 11. Čtecí zařízení obsahuje snímací hlavu obvyklého typu pro snímání nosiče záznamu podle vynálezu, který nese informační kombinaci (pattem), odpovídající modulovanému signálu. Snímací hlava 150 pak vytváří analogový čtený signál, modulovaný podle informační kombinace snímané snímací (čtecí) hlavou 150. Detekční obvod 152 převádí tento čtený signál obvyklým způsobem na binární signál, který je veden do dekódovacího obvodu 153.