CZ89199A3

CZ89199A3 - Optický nosič záznamu

Info

Publication number: CZ89199A3
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: 2000-03-15
Also published as: RU2089045C1; FI812189L; YU43025B; FR2486740B1; SE456708B; JPS5748848A; DK163626C; JPH02243024A; JPH0519332B2; DK306881A; BR8104478A; CA1211570A; CZ204293A3; MX155078A; FI74565B; YU44981B; NZ197683A; CZ283698B6; YU184983A; ES522839A0

Description

Oblast techniky

Vynález se týká optických nosičů záznamu, opatřených informační strukturou obsahující sledy zaznamenaných bloků kanálových bitů jako digitální reprezentace modulovaného signálu, který 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 popisu je 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, t.j. 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 nebo jsou 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 zaznamenávaném signálu vyskytnout, jelikož tyto sledy jsou zamýšleny pro zvláštní účely, například jako synchronizační posloupnost. Napodobení synchronizační posloupnosti signálem zaznmenávané informace by rušilo jednoznačnost synchronizačního signálu a v důsledku toho i jeho vhodnost pro uvedený

-7• ·

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, nebot když při předem určené minimální vzdálenosti mezi dvěma za sebou jdoucími přechody na záznamovém médiu může být zvětšen tomu odpovídající minimální časový interval T_m£_n u zaznamenávaného signálu, zvýší se ve stejné míře hustota informace. Také požadovaná minimální šířka pásma (B_mi_n) má vztah k minimální vzdáleností T_m^_n mezi přechody (^Bmin ^{= 1//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.436-461 , 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 sledem nejméně d za sebou jdoucích symbolů typu 0;

b) omezení hodnotou k: maximální délka sledu za sebou jdoucích symbolů typu 0 je k.

Posloupnost například binárních datových bitů je rozdělena do po sobě následujících bloků, z nichž každý má m da-3·» · ··· tových 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 informačních bitů, které se mají přenášet nebo zaznamenávat, zvolí se mapování 2^m bloků datových bitů na rovněž 2^mbloků 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 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 bitů 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 platí následující kódování (<------> udává mapování jednoho bloku na druhý blok a obráceně):

000 <------> 0000

001 <------> 0001

010 <------> 0010

011 <------> 0101

100 <------> 1000

101 <------> 1001

110 <------> 1010

Když se spojuje blok informačních bitů, není však v některých případech možné splnit příslušný požadavek (například omezení hodnotou d) bez dalších opatření. V uvedeném článku je navrženo vřadit mezi bloky informačních bitů oddělovací bloky. Pro případ kódování s omezením hodnotou d postačí jeden blok, obsahující d oddělovacích bitů s logickou hodnotou 0. Ve výše uvedeném příkladě, kde d=l, postačí

-49 9 · · 9

99 • · · · · • · 999999 * · · • «·· ·· ·· proto jeden oddělovací bit (jedna logická nula). Každý blok tří datových bitů je potom kódován pěti (4+1) kanálovými bity.

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

Pokud jde o první nevýhodu, je třeba poznamenat, že publikace A.M. Patela Charge-constrained 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 proudovou složkou 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 proudovou složkou tak, že se sníží nevyváženost předcházejících bloků kanálových bitů stejnosměrnou proudovou složkou. Zde se však jedná o kód s omezením (d,k), jehož bloky informačních bitů mohou být spojovány, aniž 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 posloupnosti binárních kanálových bitů, který by měl zlepšené vlastnosti nízkofrekvenčního spektra u kanálu, který má být odvozen z kanálových bitů, a který by umožnil použití jednoduchého demodulátoru.

Podstata vynálezu

Uvedeného cíle je dosaženo optickým nosičem záznamu, jako optickým diskem se záznamem informačnímu signálu, například

-5• · · · • · · · ·· · · · · • · 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-1, tvořících sled prohlubní a bezprohlubňových úseků, reprezentujících sled kanálových bitů v informačních blocích s n^^ 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 n·^ 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 a-L logických nul na předchozích a následujících místech kanálových bitů d < a^^ < k, a pro kterou má hodnota číslicového součtu, definovaná jako rozdíl počtu bitů jedné binární hodnoty (přiřazené jednomu stavu dvoustavově modulovaného signálu s modulací NRZ-1, zaznamenaného na nosiči) a počtu bitů druhé binární hodnoty (přiřazené druhému stavu dvoustavově modulovaného signálu s modulací NRZ-1, zaznamenaného na nosiči), v záznamu sledu informačních bloků a oddělovacích bloků v modulaci NRZ-1 od začátku informačního signálu, po každém informačním bloku nejnižší absolutní hodnotu.

Pojem informační blok s n^ bity znamená totéž, jako • 00 ·· « 0 0 · 0 « • · · · · • » 0« · 0 0 0

0 0 ·00 00 ·*

-6• 0000 • · · blok π-l 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 n₂ oddělovacích bitů .

Pod znakem posloupnosti tvořené nejméně informačním blokem n^ bitů, oddělovacím blokem n₂ bitů a dalším informačním blokem η_χ bitů se rozumí, že to, co se platí ve vztahu k podmínkám pro minimální sestavu s n₁-n₂-n₁ bity, t.j. dvou informačních bloků s jedním mezilehlým oddělovacím blokem, může být vztaženo i na jakýkoli větší celek, t.j. např. ⁿl^-n2^-nl^-n2^-nl ^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-1 (Non Return to Zero change at one), 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 (tato modulace je známa v oboru ve formě NRZ-Mark nebo NRZ-I podle polohy stavového přechodu vzhledem k začátku příslušného bitového intervalu s logickou jedničkou v datovém signálu). Na nosiči záznamu tak stavový přechod znamená logickou jedničku, zatímco nepřítomnost takového stavového přechodu v jednom bitovém intervalu 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.

Pokud jde o hodnotu číslicového součtu, je zaznamenaný modulovaný signál s modulací NRZ-1 dvoustavový signál, u něhož každý z těchto dvou stavů představuje jednu binární hodnotu. Rozdíl počtů bitů obou binárních hodnot tohoto dvoustavového signálu, vypočítaný od začátku zaznamenaného signálu, určuje hodnotu číslicového součtu, která je mírou

-Ίnevyváženosti signálu stejnosměrnou proudovou složkou.

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 (t.j. 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.

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 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, přičemž s výhodou s=k.

Podle dalšího znaku vynálezu je blok synchronizační informace od po něm následujícího informačního bloku oddělován synchronizačním oddělovacím blokem ve formě sledu (posloupnosti) n₄ 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 se logická jednička nachází v bitové poloze splňující podmínku počtu aj_ logických nul na předchozích a následujících místech kanálových bitů

• 4444 4 *
4 4 4 4 4 44 4 ·4	4 4 4 4	• · 4 4 4 *
• 4 444 444	44 4	4 4 4

·· ·· • * · * • 4 4 · •44 ·4 4

4 ·· d < < k, a pro kterou má hodnota číslicového součtu, definovaná jako rozdíl počtu bitů jedné binární hodnoty (přiřazené prvnímu stavu dvoustavově modulovaného signálu s modulací NRZ-1, zaznamenaného na nosiči) a počtu bitů druhé binární hodnoty (přiřazené druhému stavu dvoustavově modulovaného signálu s modulací NRZ-1, zaznamenaného na nosiči) v záznamu sledu informačních bloků, oddělovacích bloků, synchronizačních bloků a synchronizačních oddělovacích bloků v modulaci NRZ-1 od začátku informačního signálu, po informačním bloku následujícím po uvedeném synchronizačním oddělovacím bloku, nejnižší absolutní hodnotu.

Před a za každou posloupností s bitů o hodnotě logické nuly, ležících v nerušovaném sledu za sebou v bloku synchronizační informace, je podle dalšího znaku vynálezu v synchronizačním bloku umístěn bit o hodnotě logické jedničky, předcházející a následující posloupnost s bitů o hodnotě logické nuly. S výhodou je blok synchronizační informace například tvořen 24-bitovou posloupností 100000000001000000000010.

Podle výhodného provedení platí, že nj=n=14 a n₂=3, a dále n^=n₂=3.

Podle dalšího znaku vynálezu je každý informační blok s n-L kanálovými bity reprezentace konkrétního bloku s m datovými bity, kde m<n₁ a poměr n^^/m je menší než n₂. S výhodou platí, že n₁=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 kterých znázorňuje obr.l příklad posloupností datových a informačních bitů pro ilustraci kódovacího formátu pro vytvoření posloupností (sledů) kanálových bitů na nosiči záznamu, obr.2 schémata některých dalších provedení formátu kanálového kódování, jichž má být použito pro snížení nevyváženosti posloupností * ···· · · •fl · ♦ · ·· • ··· · · • · ♦ · · • · · · • flfl ··· fl·· ♦ ··

-9• ·· · ·· • « • · ··· • · ♦ fl ·· kanálových bitů na nosiči záznamu podle vynálezu stejnosměrnou proudovou složkou, obr.3 vývojový diagram jednoho provedení pro generování posloupností kanálových bitů na nosiči záznamu podle vynálezu, obr.4 schéma 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 podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Obr.l 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 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 BD^ obecně obsahuje jednu z 2^mmožných 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 zvětšuje minimální šířka pásma ^Bmin' ^kter® j^e zapotřebí pro přenos nebo záznam proudu bitů, když je minimální vzdálenost T_min mezi za sebou jdoucími • φ φ • « φ · * · ··* φ φ · ♦ φ • ΦΦ ··· ΦΦΦ ΦΦΦ ·· ··

-10přechody (B_m^_n=l/2T_m^_n) 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 co nejmenší stejnosměrnou proudovou složku. 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 posloupnosti kanálových bitů.

Z výše uvedených i jiných důvodů se provádí kanálové kódování na datových bitech dříve, než jsou přenášeny po kanálu, t.j. 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 informačních bitů. Obr.l znázorňuje, jak se blok datových bitů BD^ převádí na blok informačních bitů BI^. Jako příklad je uvedena volba n₁=14, používaná v celém dalším popisu i výkresech. Jelikož je n₁ větší než m, nepoužije se všech kombinací, které mohou být vytvořeny s bity. Ty kombinace, které se dobře nehodí pro použitý kanál, se nepoužijí. V daném příkladě je tak zapotřebí vybrat pouze 256 slov z více 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

-11totototo to • ·· to ·♦ ·· • « · « · «· to • · to · · · • · to · tototo toto· to· ·* • toto ··· ·· ·· mezi dvěma za sebou jdoucími informačními bity prvního typu, t.j. bity s logickou hodnotou 1, bylo nejméně d po sobě jdoucích informačních bitů druhého typu, t.j. typu O, uvnitř stejného bloku n^^ informačních bitů. Tabulka I na str.439 publikace D(l) ukazuje, kolik takových binárních slov existuje, v závislosti na hodnotě d. Z tabulky je zřejmé, že pro n-^=14 existuje 277 slov s nejméně dvěma (d=2) bity typu 0 mezi po sobě následujícími bity typu 1. Při kódování

O bloků osmi datovými bitu, jichž muže být 2 =256 kombinací, do bloků se 14 kanálovými bity, může být požadavek d=2 bez problémů uspokojen.

Spojování bloků informačních bitů BI^ do řetězce však není možné bez dalších opatření, když je třeba splnit stejné požadavky na omezení hodnotou d nejen uvnitř bloku nj bitů, ale tyto požadavky platí také na oblast na obě strany přes hranici mezi dvěma po sobě následujícími bloky informačních bitů. 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.l znázorňuje, že blok kanálových bitů BC^ sestává z bloku informačních bitů BI^ a z bloku BS^ oddělovacích bitů. Blok oddělovacích bitů obsahuje n₂ bitů, takže blok kanálových bitů BC^ obsahuje n₁+n₂ bitů. Jako příklad bude v dalším popisu a na výkresech použito volby n₂=3, pokud výslovně nebude uvedeno něco jiného.

Aby vytvoření hodinového signálu, které je založeno na sledu kanálových bitů čtených z nosiče záznamu, bylo co nejspolehlivější, může být dalším požadavkem, aby byl maximální počet bitů typu 0, který se může nepřerušovaně vyskytovat mezi dvěma po sobě následujícími bity typu 1 uvnitř jednoho bloku informačních bitů, omezen na předem určenou hodnotu k. V příkladě, kde m=8 a n₁=14, je možné vyloučit z 277 slov, která splňují podmínku d=2, ta slova, která mají například

	99 9 9	9	9	99
•	9	» 9	9 9	9 9
•	·«·	9	•	• *
	9 1	9	•	• 99 9
•	9	9	•	9
		99 9	·« 9	99

> « ·«* velmi vysokou hodnotu k. Ukazuje se, že hodnota k může 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 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 odlišné vzájemné přiřazení, které bude vysvětleno níže.

Spojování kanálových slov BI^, splňujících podmínku omezení hodnotou k, do řetězce, který také vyhovuje podmínce omezení hodnotou k, je možné pouze tehdy, když byly mezi bloky BI-^ informačních bitů umístěny oddělovací bloky, což platí také platí pro bloky s omezením hodnotou d. V zásadě lze k tomuto účelu použít stejných oddělovacích bloků, každý s n₂ bity, jelikož požadavky na omezení hodnotou d a hodnotou k se navzájem nevylučují, ale spíše doplňují. Když tedy součet počtu bitových hodnot typu 0, předcházejících před daným oddělovacím blokem, počtu takových hodnot 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 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 předepsán předem určený formát bloku oddělovacích bitů, ve velkém počtu

« ··· ·
	• ···	·· •	99
	• · •	• • ···	«♦

«· ·· • · « · * · · · • ··· ··· • · ·· *· případů se na formát bloku oddělovacích bitů buď nekladou žádné požadavky, nebo pouze omezené požadavky. Takto získaná míra volnosti se užívá pro zajištění minimalizace nevyváženosti stejnosměrnou proudovou složkou.

Vznik nevyváženosti ze stejnosměrné proudové složky a její vzrůst může být vysvětlen následovně. Blok BI^ 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, který je označen jako tvar WF, ve kterém se tento bitová posloupnost zaznamenává na záznamové médium. Tato posloupnost má nevyváženost stejnosměrnou proudovou složkou, jelikož pro zobrazenou posloupnost 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 bitových intervalech délky T na tvaru WF v signálu a v příkladě znázorněném na obr.lb je hodnota číslicového součtu v informačním bloku BI^ 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 na nosiči záznamu.

Bloku BSí oddělovacích bitů se pro omezení nevyváženosti stejnosměrnou proudovou složkou použije následovně. V daném okamžiku se přivádí blok BD^ datových bitů. Tento blok BD^ datových bitů se převádí na blok ΒΙ informačních bitů, například pomocí tabulky uložené do paměti. Potom se vytvoří soubor možných bloků kanálových bitů, obsahující n^^

— 14 — 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 2ⁿⁱ=8 možných bloků kanálových bitů. Potom se u každého z možných 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 z možných 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 postupu je, že oddělovací bity, které jsou již potřebné pro jiné účely, jsou nyní také použity jednoduchým způsobem pro omezení nevyvážeností 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 oddě-15··· 0·· lovací bity nemusí být brán zřetel.

Obr.2a schematicky znázorňuje sledy bloků kanálových bitů ...., BC^, BC^₊₁, ...., které obsahují předem určený počet n₁+n₂ bitů. Každý blok kanálových bitů obsahuje bloky informačních bitů, sestávající z n-^ bitů, a bloky oddělovacích bitů BS^_₂, BCj-i, BS^, BS^₊₁,....., 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 BC^ a BC^₊₁kanálových 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 SBCí se vytvoří možné formáty superbloků, to znamená že bloky informačních bitů pro blok BC^ a bloky BC_i+1 se doplní všemi možnými kombinacemi, které mohou být vytvořeny s n₂ oddělovacími bity bloků BS^ a bloku BS_i+1. Z uvedeného souboru se potom vybere ta kombinace, která minimalizuje nevyváženost stejnosměrnou proudovou složkou. Toto provedení má nevýhodu, že je složitější, ale má výhodu v tom, 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 SBC^ (obr.2a) je posunut o pouze jeden blok kanálových bitů po té, co byla nevyváženosti stejnosměrnou proudovou složkou minimalizována. To znamená, že blok BC^ (obr.2a), který je částí superbloku SBC_iz se zpracuje, a že následující neznázorněný superblok SBC^₊₁ obsahuje blok ^BCi+l ^a neznázorněný blok BC_i+2, pro které se provádí výše uvedená operace k minimalizaci nevyváženosti stejnosměrnou proudovou složkou. Blok BC_i+1 je tak část jak superbloku SBC^, tak i následujícího superbloku SBC_i+1. Je potom zcela

-16možné, že (prozatímní) volba pro oddělovací bity v blok.u BS_i+1, provedená v superbloku SBC^, se liší od konečné volby provedené v superbloku SBC£₊₁. 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 (SBC-:), například jak je znázorněno na obr. 2b pro čtyři bloky BCj(l\ BCj(²\ BCj^³) a BCj⁴kanálových bitů. Každý z těchto bloků kanálových bitů obsahuje předem určený počet n-L informačních bitů. Počet oddělovacích bitů obsažených v blocích oddělovacích bitů BCj^¹^, BCj² \ BCj³a BCj(⁴není však pro každý blok kanálových bitů stejný. Počet informačních bitů může být například 14 a počet oddělovacích bitů pro bloky BCj^¹^, BCj² \ BCj³může mít pro každý blok hodnotu 2 a hodnotu 6 pro blok BCj^⁴). 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 pamětmi 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 .

-17···· • · · ^DSCacc·^: ~ i = 0;

BD.;

Bii (^BDi) j: = j+1 j < nebo = Q?

BC.J) :=BIi+BS^ ) c

Hodnotě číslicového součtu předchozích bloků kanálových bitů je přiřazena na na začátku posloupnosti kanálových bitů tů 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 (BDi) se převede na blok informačních bitů, sestávající z ni bitů (Bii) 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 ni+n₂ bity, který 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 BCi doplněním bloku Bii informačních bitů j-tou kombinací bloku

-18» 0 0 · 000 000

0

DSV^) = ?

>k^^ max?

<d^) min?

max acc^{: +DSV}acc

BS^ 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 kanákanálových bitů po spojení s předcházejícími bloky kanálových bitů ^BCi-i takový, že splňuje požadavek omezení hodnotou k. Jestliže je tento požadavek je splněnn, 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). Zjistí se, zda j-tý možný blok kanálových bitů po spojení do řetězce s předcházejícím blokem kanálových bitů splňuje požadavek na d-omezení. Jestliže je tento požadavek splněn,pak následujícím krokem je operace vyznačená 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 vysoká hodnota (max), že tento blok rozhodně nemůže být zvolen. Postoupí se ke geometrickému obrazci 12.

Hodnota číslicového součtu j-tého blokanálových bitů DSV(j) se přičte k nashromážděné hodnotě číslicového souč

-19• · » · ··· ·· ·· • · · · • · · · » Φ·· · ·· miriq/DSV: =DSC θ)

BCj/¹)

DSV_acc:=DSv(¹) i:i+1 tu DSV_acc, předcházejících bloků kanálových bitů pro získání nové nashromážděné hodnoty čísl. součtu DSV^^_acc. Postoupí se ke geometrickému obrazci 5. Určí se minimální hodnota čísl.součtu q možných bloků kanálových bitů. To je pravděpodobně hodnota čísl.součtu prvního bloku kanálových bitů. Postoupí se ke geometrickému obrazci 14.

Zvolí se první blok kanálových bitů z q možných bloků. Postoupí se ke geometrickému obrazci 15.

Nashromážděná hodnota číslicového součtu se položí jako rovná nahromážděné hodnotě čísl.součtu zvoleného prvního bloku informačních bitů. 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, t.j. (i+l)-tý blok datových bitů.

Znázorněný a popsaný vývojový diagram je použitelný pro provedení znázorněné na obr.l. 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 informčními bity a oddělovacími bity, je do proudu bloků kanálových bitů zahrnut synchronizační blok SYN, který obsahuje n₃ bitů synchronizační informace a n₄ synchronizačních oddělovacích bitů. Synchronizační blok SYN je například vložen pokaždé po určeném počtu bloků informačních a oddělovacích bitů. Po detekci tohoto synchronizačního slova může pak být jednoznačně

-20BBBB

B

B BB • ·· BB ·· · · · * • · Β Β Β • · Β Β Β ΒΒΒ

Β · ·

Β ΒΒΒ Β» ΒΒ 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 a oddělovacích blocích. Za tímto účelem může být zvolen jedinečný blok bitů synchronizační informace, t.j. synchronizační bity, které nejsou přítomné ve sledech informačních a oddělovacích bitů. Posloupnosti, 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 uvnitř skupiny možných posloupností, které splňují požadavky omezení hodnotou d a hodnotou k, je však velmi omezená .

Z tohoto důvodu je navrhován odlišný postup. Blok bitů synchronizační informace zahrnuje posloupnost, například opakovanou alespoň dvakrát bezprostředně po sobě, která 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 SYN. Blok obsahuje dvakrát po sobě a hned za sebou posloupnost 10000000000, t.j. jedničku následovanou 10 nulami, které jsou označeny v jednom případě jako SYNP·^ a ve druhém případě SYNP₂ (nebo obecně jako dvakrát opakovaná kombinace SYNP ve smyslu definice předmětu vynálezu). Tato posloupnost může být také přítomná v proudu kanálových bitů, konkrétně pro posloupnost, kde k=10. 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 nepřerušovaném sledu za sebou následujících informačních bitů typu 0, které bezprostředně předcházejí bitu typu 1, tvořícímu součást bloku oddělovacích bitů, je roven k a je také rovný počtu v nepřerušovaném sledu za sebou následujících informačních bitů typu 0, které bezprostředně následují za uvedeným bitem typu 1, tvořícím součást oddělovacího bloku.

4 4444 4 4
4 4	4 444	• 4 4	4 4
4 4	4 · 4	4 4 • 4 4	• 4

»»· • 4

4

4 • 44

-21Druhá, již naznačená cesta pro zabránění napodobení by bylo použít dvakrát za sebou posloupnost 100000000000, což je jednička následovaná 11 nulami.

Synchronizační blok také obsahuje blok synchronizačních oddělovacích bitů, ležící za blokem 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 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 složkou 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, t.j. spojení každého konkrétního m-bitového bloku datových bitů s konkrétním blokem informačních bitů, majícím délku n-L bitů, velmi důležitá pro demodulátor. Na této volbě závisí složitost nebo naopak jednoduchost demodulátoru. V magnetických záznamových systémech má složitost modulátoru a demodulátoru 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 zvlášé důležité co nejvíce snížit složitost demodulátoru.

-22• ···· · # · · * · · • 9 ·· · • · 9 9 e · 9 ··· 999 ··· 9 ·· 99

9 9 · • 9 9 · •9« 999 • 9

99

Obr.5 znázorňuje provedení demodulátoru, který demoduluje bloky osmi datových bitů z bloků čtrnácti informačních bitů. Obr.5a znázorňuje blokové schéma obvodů demodulátoru 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 znázorňuje ve sloupci Cj_, jak je to provedeno. Sloupec 1 představuje řádově nejnižší bitovou polohu 14-bitového informačního bloku, sloupec 14 představuje řádově nejvyšší bitovou polohu C₁₄ 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 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^. Symbol 0 v i-tém sloupci řádku j znamená, že j-tý součinový logický člen 17 dostává přes invertující vstup obsah i-té bitové polohy (C^). V důsledku toho (řádek 0) je invertující vstup součinového logického členu 17-0 spojen s první bitovou polohou (C-l) a 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^, jak je to provedeno. Sloupec Aj se týká součinového logického členu 18-1, sloupec A₂ se týká součinových logických členů 18-2..... , a sloupec Ag se týká součinového logického členu 18-8. Písmeno A v i-tém sloupci j-tého řádku udává, že výstup součinového logického členu 17-j je spojen se vstupem součtového logického členu 18-1.

-23Pro 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 jev 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 (field 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, t.j. pouze ke čtení.

Detekce bitů bloku synchronizační informace může být prováděna pomocí prostředků znázorněných na obr.6. Signál čtený z nosiče záznamu je veden na vstupní svorku 21. Signál 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 po-24-

• ··»· • ·	• • ·	• ·
• ···	*
* · ·	*
Φ ·	•
	»··	··

«· ·· • · · · • · · * ··« ··· * · ·« ♦« suvný 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 n^-t- n₂ bitů. Tyto bloky kanálových bitů se posunou, jeden po druhém, do dalšího posuvného registru. Řádově nej vyšší z n^_ 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 SYNi synchronizačních bitů, který je realizován jak ukazuje obr.4, a určitý počet (u znázorněného provedení 33) blo~ — ·: ι,^λχι,'. --- l¹ ^ll2 ^D''p typu 1 je reprezentován například přechodem z oblasti účely definice předmětu vynáků kanálových bitů, z nichž každý má n_q+ n_o bitů BC

BC ,BC ·

Kanálový bit přechodem na záznamovém médiu, netvořené prohlubní (dále, pro lezu: bezprohlubňovým úsekem) do prohlubně a kanálový bit typu 0 je reprezentován na záznamovém médiu nepřítomností přechodu. Šroubovicovitá informační stopa je rozdělena do elementárních buněk, t.j. 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 • »··· • •to · • ··· to ·· • · »·· ··· · ··· • to· ·· · · · • · to · • t ··· • to · • ··· ·« ·«

-25je 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 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 před níž leží bezprohlubňový úsek (t.j. část žádný důlek) maximální délky. Tato struktura je částí bloku synchronizačních bitů.

U výhodného provedení je k=10, d=2 a superblok SB^ obsahuje 588 kanálových bitových buněk. Superblok SB^ 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 (hudby, řeči) na digitální informaci, která je zaznamenána na optickém záznamovém médiu. Informace zaznamenaná na záznamovém médiu (nebo její kopie) může být reprodukována zařízením, které je vhodné pro reprodukci toho typu informace, který byl zaznamenán na záznamovém médiu.

Převodní obvod obsahuje zejména analogově číslicový převodník pro převádění analogového signálu (hudby, řeči), který má být zaznamenán, na digitální signál předem určeného formátu, t.j. kódování zdroje. Kromě toho může převodní obvod obsahovat část soustavy pro opravu chyb. V převodním obvodu se digitální 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 • · ♦ · · ··· ··* ··· ·* ··

-26pro 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, t.j. dochází ke kanálovému kódování, pro převádění na digitální 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 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 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.

ÍUDr, Pavel ZELENÝ advokát t

Hálkovu 2, Praha S

JUDr Pavel ZELENY

-27£jdV:*ář

Hálkova 2, Praha Z

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Optický nosič záznamu, jako optický disk se záznamem informačnímu 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-1, tvořících sled prohlubní a bezprohlubňových úseků, reprezentujících sled kanálových bitů v informačních blocích s n-L 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 n·^ bitů, oddělovacím blokem n₂ bitů a dalším informačním blokem n-^ 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 aj logických nul na předchozích a následujících místech kanálových bitů d < a-L < k, a pro kterou má hodnota číslicového součtu, definovaná jako rozdíl počtu bitů jedné binární hodnoty a počtu bitů druhé binární hodnoty, v záznamu sledu informačních bloků a oddělovacích bloků v modulaci NRZ-1 od začátku informačního signálu, po každém informačním bloku nejnižší absolutní hodnotu.
2. Optický nosič záznamu podle nároku 1, vyznačený

4 4 4 4 4 44 4 ··· 4 • · · 4 • 4 4 44 444 444 4 4

·« *· • · · !

• · ♦ · ·<· ··« • 4

-28tím, 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 n₄ 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 a₄ logických nul na předchozích a následujících místech kanálových bitů d < a₄ < k, a pro kterou má hodnota číslicového součtu, definovaná jako rozdíl počtu bitů jedné binární hodnoty a počtu bitů druhé binární hodnoty v záznamu sledu informačních bloků, oddělovacích bloků, synchronizačních bloků a synchronizačních oddělovacích bloků v modulaci NRZ-1 od začátku informačního signálu, po informačním bloku, následujícím po uvedeném synchronizačním oddělovacím bloku, nejnižší absolutní hodnotu.
5. Optický nosič podle kteréhokoli z nároků 1 až 4, vyznačený tím, že před a za každou posloupností s bitů o hodnotě logické nuly, ležících v nepřerušovaném sledu za sebou v bloku synchronizační informace, je v synchronizačním bloku

• »444 4 4 4 · 4 • 4 4 4 4 4 44« 4 4 4 4 4 4 • fl • 44« • 4 4 4 44 * 4 4 4 • 4

• 4 • · 444

4*

-29umístěn bit o hodnotě logické jedničky, předcházející a následující posloupnost s bitů o hodnotě logické nuly.
6. Optický nosič podle nároku 5, vyznačený tím, že blok synchronizační informace je tvořen 24-bitovou posloupností 100000000001000000000010.
7. Optický nosič záznamu podle kteréhokoli z nároků 1 až 6, vyznačený tím, že n₁=n=14 a n₂=3.
8. Optický nosič podle kteréhokoli z nároků 4 až 7, vyznačený tím, že n₄=n₂=3.
9. Optický nosič záznamu podle kteréhokoli z nároků 1 až 8 vyznačený tím, že každý informační blok s n^ kanálovými bity je reprezentace konkrétního bloku s m datovými bity, kde m<n₁ a poměr n-|_/m je menší než n₂.
10. Optický nosič záznamu podle nároku 9, vyznačený tím, že n₁=n=14, m=8 a n₂=3.

JUDr. Pavel ZELENÝ advfjtóí

Hálkova 2, Praha 2