DE3438565A1 - Selektives verwuerfeln beim compact disc - Google Patents

Selektives verwuerfeln beim compact disc

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DE3438565A1
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Herman Gerard Eindhoven Lakerveld
Johannes Petrus Sinjou
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Philips Gloeilampenfabrieken NV
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Description

PHN 10 830 +1O' 18.9.1984
"Selektives Verwürfein beim Compact Disc"
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schreiben von Information in Form einer Spur optisch detektierbarer Gebiete in einen optischen Aufzeichnungsträger und/oder zum Lesen von Information aus einer derartigen Spur in einem optischen Aufzeichnungsträger, wobei beim Schreiben die Information, die die Form einer Reihe binärer Datenbits hat, in unmittelbar aufeinanderfolgende Blöcke von je m Datenbits eingeteilt wird und diese Blöcke in aufeinanderfolgende Blöcke von n1+n? Kanalbits codiert werden, (n..+n?) > m,
welche Blöcke von Kanalbits je einen Block von n. Informationsbits und einen Block von n„ Trennungsbits enthalten, wobei aus den Informationsbits und den Trennungsbits eine Gleichstromunsymmetrie bestimmt wird und die Trennungsbitblöcke derart bemessen werden, dass die Gleichstromunsymmetrie minitial ist, und anschliessend die Blöcke von n^+n„ Kanalbits in den optischen Aufzeichnungsträger eingeschrieben werden, und wobei beim Lesen die Blöcke von η.. +np Kanalbits aus der Spur auf dem Aufzeichnungsträger gelesen und in aufeinanderfolgende Blöcke von je m Datenbits decodiert werden, sowie auf eine Anordnung zum Durchführen des Verfahrens und auf einen mit diesem Verfahren erhaltenen Aufzeichnungsträger.
Das Verfahren der eingangs erwähnten Art ist aus "Philips Technical Review" Vol. ko, 1982, Nr. 6, insbesondere dem Artikel "Compact Disc: system aspects and modulation" von J.P.J. Heemskerk und K.A. Schouhamer Immink, S. 157-164, bekannt. Im bekannten Verfahren werden in einem Acht-zu-vierzehn-Modulator Blöcke von (m=) 8 Datenbits in Blöcke von (n.. +^2=) 17 Kanalbits codiert, wobei die Kanalbitblöcke je einen Block von (n..=) Ik Informationsbits und einen Block von (n„=) 3 Trennungsbits enthalten. Faktisch werden in dem Acht-zu-vierzehn-Modulator die Blöcke von (m=) 8 Datenbits in Blöcke von (n=) Ik Informationsbits
PHN 10 830 -S- .y. 18.9.1984
umgewandelt. Die Trennungsblöcke werden anschliessend derart gewählt, dass die Gleichstromunsymmetrie (auch mit digitalem Summenwert bezeichnet) minimal ist.
Bei derartigen Verfahren wird allgemein noch eine Fehlerkorrektur benutzt.
Es hat sich gezeigt, dass unter bestimmten Bedingungen der Lesevorgang wesentlich gestört werden kann. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, bei dem der korrekte Lesevorgang des Aufzeichnungsträgers besser gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird mit dem erfindungsgemässen Verfahren dadurch gelöst, dass beim Schreiben jene Teile der Information, für die die Gleichstromunsymmetrie nicht bestimmten vorgegebenen Kriterien entspricht, zusätzlich einem Modulationsverfahren (verwürfein) unterworfen werden, in den die betreffenden Teile der Information auf eine unselektive Weise moduliert werden, und dass beim Lesen die Information einem selektiven Demodulationsverfahren (entwürfein) unterworfen wird, in dem die betreffenden Teile der Information auf eine umgekehrte Weise demoduliert werden.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die vorgenannten Störungen im Lesevorgang durch bestimmte Verhaltensweisen der Gleichstromunsymmetrie des Aufzeichnungssignals ausgelöst werden. Insbesondere wurde festgestellt, dass dieser Verlauf der Gleichstromunsymmetrie bei bestimmten längeren Wiederholungen eines festen Bitmusters auf dem Aufzeichnungsträger auftreten kann. Wenn auf diesem Aufzeichnungsträger ein Audiosignal aufgezeichnet ist, ist das Auftreten eines derartigen längeren wiederholten Musters besonders unwahrscheinlich. Wenn jedoch Dateninformation für Verarbeitung in Computersystemen aufgezeichnet ist, ist die Möglichkeit derartiger Muster nicht zu vernachlässigen .
Ein derartiges Muster kann beispielsweise zur Folge haben, dass die Gleichstromunsymmetrie ein periodisches Verhalten hat, wobei sie in der einen Einheit von Information (z.B. einem Raster) ansteigt und in der folgenden Einheit wieder abfällt. Ist die Frequenz dieses periodischen
PHN 10 830 -a· , /I lT · 18.9.1984
Verhaltens verhältnismässig hoch, bedeutet das, dass in der Leseanordnung der Detektionspegel für die Detektion des Informationssignals nicht mehr auf richtige Weise nachstellbar ist. Die Folge davon ist, dass das Lesen der Information derart stark gestört wird, dass die Fehler-Korrekturmittel nicht mehr die Möglichkeit zum Korrigieren haben. Ausserdem hat es sich herausgestellt, dass bestimmte Spurnachführungssysteme gleichfalls für einen derartigen Verlauf der Gleichstromunsymmetrie empfindlich sind und beim Auftreten vorgenannter Muster nicht mehr die Möglichkeit haben, den Lesefleck auf der Spur zu halten.
Venn nunmehr nur diejenigen Teile der Information, die schliesslich zu einem ungewünschten Verhalten der Gleichstromunsymmetrie führen, zusätzlich einem unselektiven Modulationsverfahren (Verwürfelung) und der restliche Teil der Information diesem Verfahren nicht unterworfen werden, ist die Möglichkeit, bei der die Gleichstromunsymmetrie nicht den festgestellten Kriterien entspricht, wesentlich verringert. Die unselektive Modulation bedeutet, dass aufeinanderfolgende Daten in den betreffenden Teilen auf eine vorgeschriebene, zeitlich schwankende, jedoch an sich beliebige Weise verformt werden (geändert), so dass eine Folge anderer Daten erhalten wird, bei der die Gleichstromunsymtnetrie allgemein den genannten Kriterien wohl ent— spricht. Es ist selbstverständlich, dass beim Lesen die Daten auf eine Weise zu demodtalieren ist (verformt), die der erwähnten vorgeschriebenen, zeitlich schwankenden, jedoch an sich beliebigen Weise umgekehrt ist.
Ein Verfahren, bei dem vor der Codierung der Blöcke von m Datenbits in Blöcken von n.. +n„ Kanalbits die Blöcke von m Datenbits zunächst zeitlich kreuzweise erneut zu Blöcken von m Datenbits miteinander verschachtelt werden, ist gleichfalls aus der genannten "Philips Technical Review" bekannt. Die Verschachtelung der Blöcke von m Datenbits zu Blöcken von m Datenbits wird darin beschrieben, siehe "Error Correction and Consealment in the Compact Disc System" von H. Hoeve, J. Timmermans und L.B. Vries, S.166-173» und dient zum Korrigieren von Fehlern beim Lesen. Man hat nunmehr
PHN 10 830 **Γ * /j/j . 18.9.1984
zwei Möglichkeiten beim Einschreiben von Information. Es können entweder vor der kreuzweisen Verschachtelung der Blöcke von m Datenbits diejenigen Teile der Information, für die die Gleichstromunsymmetrie ohne die Verwendung des zusätzlichen Modulationsverfahrens die erwähnten Kriterien nicht erfüllen würde, oder nach dem kreuzweisen Verschachteln der Blöcke von m Datenbits und vor dem Codieren der Blöcke von m Datenbits in Blöcken von n.+n? Kanalbits diejenigen Teile der Information, für die die Gleichstromunsymmetrie ohne die Verwendung des zusätzlichen Modulationsverfahrens die erwähnten Kriterein nicht erfüllen würde, zunächst auf die genannte unselektive Weise moduliert werden.
Die erste Möglichkeit bietet den Vorteil, dass das selektiv und auf unselektive Weise Modulieren unter Beibehaltung der international festgelegten Norm für das Compact Disc System verwenden kann. Da die Daten, die schliesslich für die Nichterfüllung der gestellten Kriterien durch die Gleichstromunsymmetrie sorgen, durch die kreuzweise Verschachtelung aus ganz anderen Stellen im Datenfluss herrühren, muss jedoch über einen relativ grösseren Teil zusätzlich moduliert werden.
Die zweite Möglichkeit bietet dadurch, dass die zusätzliche Modulation erst nach dem kreuzweisen Verschachteln erfolgt, den Vorteil, dass über einen verhältnismassig viel kleineren Teil zusätzlich zu modulieren ist. Dia Anwendung dieser Möglichkeit könnte jedoch bedeuten, dass die genannte Norm für das Compact Disc System geändert werden müsste.
Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens zum Schreiben von Information in Form einer Spur im optischen Aufzeichnungsträger ist dadurch gekennzeichnet, dass beim Codieren der Blöcke von m Datenbits in Blöcken von n^iip Kanalbits bestimmt und festgelegt wird, welche Teile der Information bewirken, dass die Gleichstromunsymmetrie nicht den genannten Kriterien entspricht, dass beim Schreiben in dem Aufzeichnungsträger die ursprüngliche Information erneut in Blöcken von n1+n„ Kanalbits codiert wird, für die festgelegten Teile die im Modulationsverfahren
PHN 10 830 0^* IiX ' 18.9.1984
(Verwürfelung) zusätzlich modulierten Teile eingesetzt werden und anschliessend die Information eingeschrieben wird. Die Codierung der m Datenbits in den Blöcken von n..+n„ Kanalbits erfolgt also zweimal.
Die Frage der Grosse der Teile, die zusätzlich moduliert werden, ist u.a. davon abhängig, in welchem Format die Information auf den Aufzeichnungsträger eingeschrieben wird. Wird die Information in Form unmittelbar aufeinanderfolgender Untercoderaster eingeschrieben, wobei jedes Unter— coderaster aus 98 unmittelbar aufeinanderfolgenden Rastern aufgebaut ist und' jedes Raster aus 1 Prüfungsblock, 2k Blökken von n^n. Knalbits, 8 Paritätsblöcken und 1 Synchronisationsblock besteht, wie im Compact Disc System üblich, können die erwähnten Teile je zumindest ein Raster lang genommen werden. Wenn zunächst das zusätzliche Modulationsverfahren verwendet und erst dann kreuzweise verschachtelt wird (die erstgenannte Möglichkeit), werden aus dem bereits genannten Grund die erwähnten Teile viel langer gewählt werden müssen. Es lässt sich dabei an Teile denken, die ein oder mehrere Untercoderaster lang sind.
Der Hinweis, dass ein Raster tatsächlich dem selektiven Modulationsverfahren unterworfen ist, kann in den dem betreffenden Raster zugeordneten Prüfungsblock gespeichert werden. Haben die genannten Teile zumindest eine Länge von einem Untercoderaster, kann der Hinweis, dass ein Untercoderaster tatsächlich dem selektiven Modulationsverfahren unterworfen ist, in den Untercode des Untercoderasters gespeichert werden. In beiden Fällen ist dieser Hinweis nicht geschützt, d.h. wenn dieser Hinweis beim Lesen fehlerhaft gelesen wird, gibt es keine Möglichkeiten diesen Fehler zu beseitigen. Ein beim Schreiben zusätzlich modulierter Teil kann dabei möglicherweise nicht als zusätzlich modulierter Teil erkannt werden, so dass dieser Teil beim Lesen nicht zusätzlich demoduliert wird. Das bedeutet also, dass ein Teil von der Grosse zumindest eines Rasters bzw. eines Untercoderasters völlig falsch gelesen wird.
Wenn die Information, dass ein Untercoderaster
PHN 10 830 -^'/Ii ' 18.9.1984
tatsachlich dem selektiven Modulationsverfahren (Verwürfelung) vor dem zeitlich, kreuzweisen Verflechten unterworfen ist, in zumindest einem der Blöcke von m Datenbits eines der ersten Raster "im Untercoderaster gespeichert wird, ist dies die Information, die gegen fehlerhaftes Lesen während des Lesevorganges schützt. Ist die Information beim Schreiben in der Reihenfolge: erstens zusätzlich modulieren (verwürfein) - anschliessend kreuzweise verschachteln (circ) und dann Codierung in Blöcken von n.. +n~ Kanalbits - bearbeitet, muss beim Lesen die Information gerade in der umgekehrten Reihenfolge bearbeitet werden. Das Verfahren zum Lesen geht dann wie folgt: erstens die Decodierung der Blöcke von η,,+np Kanalbits - anschliessend kreuzweise entschachteln - und dann die zusätzliche Demodulation (Entwürfelung). Hinsichtlich der Reihenfolge beim Einschreiben: erstens kreuzweise verschachteln (circ) - anschliessend zusätzlich modulieren (verwürfein) - und dann die Codierung in Blöcken von n.+iip Kanalbits -, so sieht die Reihenfolge beim Leseverfahren wie folgt aus: zunächst die Decodierung der Blöcke von n.. +n„ Kanalbits - anschliessend die zusätzliche Demodulation (Entwurfelung) - und dann das kreuzweise Entschachteln.
Eine Anordnung zum Schreiben von Information in Form einer Spur optisch detektierbarer Gebiete in einem optischen Aufzeichnungsträger zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens mit
- einem Eingangsanschluss zum Empfangen der Information,
- einer ersten Codierungseinheit in der Verbindung mit dem Eingangsanschluss zum Codieren unmittelbar aufeinanderfolgender Blöcke von je m Datenbits in aufeinanderfolgenden Blöcken von n~+n„ Kanalbits, und
- Mitteln zum Schreiben von Information in den optischen Aufzeichnungsträger
ist gekennzeichnet durch
- einen Detektor in der Verbindung mit der ersten Codierungseinheit zum Detektieren, ob, und zur Lieferung eines Steuersignals, wenn die Gleichstromunsymmetrie von Teilen der codierten Information bestimmten vorgegebenen Kriterien
PHN 10 830 Jf./Ιψ. 18.9.1984
nicht entspricht, und
eine zweite Codierungseinheit zum zusätzlichen und unselektiven Modulieren (Verwürfein) jener Teile der codierten Information, für die der Detektor bestimmt hat, dass sich die Gleichstromunsymmetrie nicht in bestimmten Grenzen entwickelt hat.
Eine erste Ausgestaltung der Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang der ersten Codierungseinhext über eine erste Verzögerungsleitung mit einem ersten Anschluss eines Umschalters zum Verbinden dieses ersten oder eines zweiten Anschlusses mit einem dritten Anschluss unter dem Einfluss des Steuersignals des Detektors verbunden ist, dass ein Punkt in der Verbindung zwischen dem Eingangsanschluss und dem Eingang der ersten Codierungseinheit mit einem Eingang der zweiten Codierungseinheit verbunden ist, von der ein Ausgang über eine andere erste Codierungseinheit und eine zweite Verzögerungsleitung mit dem zweiten Anschluss des Umschalters verbunden ist, dessen dritter Anschluss mit einem Eingang der Mittel zum Schreiben von Information in den Aufzeichnungsträger verbunden ist. Die Verzögerungsleitungen dienen dazu, einige Zeit vor dem Zeitpunkt, zu dem die Gleichstromunsymmetrie nicht mehr den vorgegebenen Kriterein entspricht, nach der zusätzlich modulierten Information umschalten zu können.
Eine zweite Ausgestaltung der Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang der ersten Codierungseinheit über eine Verzögerungsleitung mit einem Eingang einer Decodierungseinheit zum Decodieren der Blöcke von n^+n^ Kanalbits in Blöcken von m Datenbits verbunden ist, dass ein Ausgang der Decodierungseinheit einerseits mit einem ersten Anschluss und andererseits über die zweite Codierungseinheit mit einem zweiten Anschluss eines Umschalters zum Verbinden des ersten oder des zweiten Anschlusses mit einem dritten Anschluss unter dem Einfluss des Steuersignals des Detektors verbunden ist, deren dritter Anschluss über eine andere erste Codierungseinheit mit einem Eingang der Mittel zum Schreiben von Information in den Aufzeichnungsträger verbunden ist. Auch hier dient die Verzögerungsleitung
PHN 10 830 -8"* ·/«£* 18.9.1984
zum Umschalten auf die zusätzlich modulierte Information einige Zeit vor der Detektion. Die zweite Codierungseinheit kann einen selbstsynchronisierenden oder einen nichtselbstsynchronisierenden Modulator (Verwürfler) enthalten.
Selbstsynchronisierende Modulatoren (Verwürfler) sind an sich bekannt, siehe beispielsweise J.E. Savage, "Some simple self-synchronizing digital data scramblers", The Bell System Techn. Journal, Febr. 1967, S.449... 487. Nichtselbstsynchronisierende Modulatoren sind an sich ebenfalls aus der Literatur bekannt.
Bis heute hat es keine Verwendungen derartiger Modulatoren in Compact-Disc-artigen Systemen gegeben. Nichtselbstsynchronisierende Modulatoren werden gegenüber selbstsynchronisierenden Modulatoren bevorzugt, weil bei der ersten Modulatorart keine und in der zweiten Modulatorart wohl eine Fehlerfortpflanzung auftreten kann.
Falls beim Lesen zunächst zusätzlich moduliert (verwürfelt) werden soll, bevor die Information zeitlich kreuzweise miteinander verschachtelt wird, ist die erste
'" Ausgestaltung weiter dadurch gekennzeichnet, dass die beiden ersten Codierungseinheiten dazu eingerichtet sind, zunächst die Blöcke von m Datenbits erneut zeitlich kreuzweise in Blöcke von m Datenbits zu verschachteln und anschliessend die Blöcke von m Datenbits in unmittelbar aufeinanderfolgende Blöcke von n.. +n? Kanalbits zu codieren, und die zweite Ausgestaltung ist vielter dadurch gekennzeichnet, dass die beiden ersten Codierungseinheiten dazu eingerichtet sind, zunächst die Blöcke von m Datenbits erneut zeitlich kreuzweise in Blöcke von m Datenbits zu verschachteln und anschliessend die Blöcke von m Datenbits in unmittelbar aufeinanderfolgene Blöcke von n1+n^ Kanalbits zu codieren, und dass die Decodierungseinheit dazu eingerichtet ist, nach dem Decodieren der Blöcke von n.. +n? Kanalbits in Blöcke von m Datenbits die zeitlich kreuzweise verschachtelten
Blöcke von m Datenbits zu entschachteln. Falls beim Lesen zunächst jedoch die Information zeitlich kreuzweise verschachtelt und erst danach zusätzlich moduliert (verwürfest) werden soll, ist die erste Ausgestaltung dadurch gekenn-
PHN 10 830 -9- ./H3- 18.9.1984
zeichnet, dass in der Verbindung zwischen dem Eingangsanschluss und dem Punkt in der Verbindung eine Codierungseinheit zum erneuten zeitlich kreuzweise Verschachteln der Blöcke von m Datenbits in Blöcke von m Datenbits aufgenommen ist, und die zweite Ausgestaltung dadurch gekennzeichnet ist, dass in die Verbindung zwischen dem Eingangsanschluss und dem Eingang der ersten Codierungseinheit eine dritte Codierungseinheit zum erneuten zeitlich kreuzweise Verschachteln der Blöcke von m Datenbits in Blöcke von m Datenbits aufgenommen ist.
Eine Anordnung zum Lesen von Information aus einer Spur in einem optischen Aufzeichnungsträger zum Durchführen des erfindungsgemässen Verfahrens, mit
- einer Leseanordnung zum Lesen der Blöcke von n1+n_ Kanal-IS bits aus der Spur,
- einer ersten Decodierungseinheit in der Verbindung mit der Leseanordnung zum Decodieren der Blöcke von η -]+"„ Kanalbits in aufeinanderfolgende Blöcke von m Datenbits, und
- einem Ausgang zur Erzeugung eines Ausgangssignals, ist dadurch gekennzeichnet, dass
- Erkennungsmittel zum Erkennen jener Teile der gelesenen Information, die vor dem Schreiben in den Aufzeichnungsträger zusätzlich auf unselektive Weise moduliert sind, und zum Erzeugen eines Steuersignals, und
- eine zweite Decodierungseinheit zum Modulieren der erwähnten Teile auf umgekehrte Weise, enthält.
Eine Ausgestaltung dieser Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgang der ersten Decodierungseinheit einerseits mit einem ersten Anschluss und zum anderen über die zweite Decodierungseinheit mit einem zweiten Anschluss eines Umschalters zum Verbinden des ersten oder des zweiten Anschlusses mit einem dritten Anschluss unter dem Einfluss des Steuersignals der Erkennungsmittel verbunden ist, wobei der dritte Anschluss mit dem Ausgang verbunden ist. Die zweite Decodierungseinheit kann einen selbstsynchronisierenden Demodulator oder einen nichtselbstsynchronisierenden Demodulator (Entwürfler) enthalten.
PHN 10 830 +Θ--/Ο· 18.9.1984
Dies ist davon abhängig, ob beim Lesen die zusätzliche Modulation mittels eines selbstsynchronisierenden oder eines nicht-selbstsynchronisierenden Modulators erfolgt ist.
In Abhängigkeit von der Tatsache, ob beim Lesen zusätzliche Modulation vor oder nach dem kreuzweise Verschachteln erfolgt ist, ist eine Ausgestaltung der Anordnung zum Lesen entweder dadurch gekennzeichnet, dass die erste Decodierungseinheit zum vorangehenden Decodieren der Blöcke von n.+n. Kanalbits in aufeinanderfolgende Blöcke von «q m Datenbits und anschliessend zum Entschachteln der zeitlich kreuzweise verschachtelten Blöcke von m Datenbits eingerichtet ist, oder dadurch gekennzeichnet, dass eine Decodierungseinheit zum Entschachteln der zeitlich kreuzweise verschachtelten Blöcke von m Datenbits in die Verbindung zwischen <5 dem dritten Anschluss und dem Ausgang der Anordnung aufgenommen ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, in der gleiche Bezugsziffern in den verschiedenen Figuren gleiche Teile darstellen. Dabei wird die "Philips Technical Review", Vol. ^O Nr. 6 des Jahres 1982, vollständig als referenzweise in diese Beschreibung aufgenommen betrachtet. Es zeigen: Fig. 1 ein erstes, und
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Anordnung zum Schreiben von Information in einen optischen Aufzeichnungsträger ,
Fig. 3, 4 und 5 drei Verfahren bei denen Teile der Information zusätzlich moduliert (verwürfelt) werden, Fig. 6 das Verhalten der Gleichstromunsymmetrie in einem besonderen Fall,
Fig. 7 den Aufbau eines Rasters, Fig. 8 den Aufbau eines Untercoderasters, Fig. 9 ein Ausführungsbeispiel eines nicht—selbstsynchronisierenden Modulators (Verwürflers), und Fig. 10 ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung zum Lesen von Information aus einem optischen Aufzeichnungsträger .
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung
PHN 10 830 "** ' M ι 18.9.1984
zum Schreiben von Information in einen optischen Aufzeichnungsträger mit einem Eingangsanschluss 1 zum Empfangen der Information und einer ersten Codierungseinheit 2 in der Verbindung mit dem" Eingangsanschluss 1 zum Codieren unmittelbar aufeinanderfolgender Blöcke von m Datenbits in aufeinanderfolgende Blöcke von η■·+n~ Kanalbits dargestellt. Im Compact-Disc-System ist diese Codierungseinheit 2 der Acht-nach-vierzehn-Modulator (oder auch der efm-Modulator). Der Ausgang der ersten Codierungseinheit 2 ist über eine Verzögerungsleitung 3> die eine Laufzeit w verwirklicht, mit einem ersten Anschluss k eines Umschalters 7 verbunden. Ein dritter Anschluss 6 des Umschalters 7 ist mit den Mitteln 8 zum Schreiben von Information in den optischen Aufzeichnungsträger verbunden. Ein Punkt 9 in der Verbindung des Eingangsanschlüsses 1 mit dem Eingang der ersten Codierungseinheit 2 ist über eine zweite Codierungseinheit 10 zum zusätzlichen und unselektiven Modulieren (Verwürfein) der Information, eine andere erste Codierungseinheit 21 und eine zweite Verzögerungsleitung 3'> die ebenfalls für eine Laufzeit "C sorgt, mit einem zweiten Anschluss 5 des Umschalters 7 verbunden. Weiter ist der Ausgang der Codierungseinheit 2 mit einem Detektor 11 verbunden. Der Detektor dient zum Detektieren, ob die Gleichstromunsymmetrie von Teilen der codierten Information bestimmten vorgegebenen Kriterein nicht entspricht, und zum Liefern eines Steuersignals über die Leitung 12 zu dem Umschalter 7> wenn die Gleichstromunsymmetrie von Teilen der codierten. Information bestimmten vorgegebenen Kriterien nicht entspricht. Abhängig vom Steuersignal auf der Leitung 12 nimmt der Umschalter 7 die eine Stellung (die Anschlüsse k und 6 sind dabei miteinander verbunden) oder die andere Stellung ein (die Anschlüsse 5 und 6 sind dabei miteinander verbunden).
In der Verbindung zwischen dem Eingangsanschluss und dem genannten Punkt 9 kann eine Codierungseinheit 13 zum zeitlich kreuzweise Verschachteln der Blöcke von m Datenbits erneut in Blöcke von m Datenbits aufgenommen sein. In diesem Fall erfolgt ein zusätzliches Modulieren (Verwürfeln) also nach der kreuzweisen Verschachtelung (circ
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oder cross-interleaved Reed-Solomon-Code, siehe "Philips Technical Review 4o" Nr. 6, S. 168), was wie bereits erwähnt bedeutet, dass die Norm für das Compact-Disc-System anzupassen wäre. Eine andere Möglichkeit dabei ist, dass der Block 13 nicht vorhanden ist und dass die kreuzweise Verschachtelung in den Blöcken 2 und 21 vor der Codierung der Blöcke von m Datenbits in die Blöcke von η,+η« Kanalbits erfolgt. In diesem Fall erfolgt eine zusätzliche Modulation (Verwürfelung) also vor der kreuzweisen Verschachtelung.
Die Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 1 ist anhand der Zeitdiagramme in Fig. 3 erläutert. Fig. 3a zeigt den Datenfluss, wie er zeitabhängig am Ausgang der Codierungseinheit 2 erscheint. Fig. 3b und 3c zeigen den über ein Zeitintervall Έ* verzögerten Datenfluss, der dem An-Schluss k des Umschalters 7 zugeführt wird, bzw. den zusätzlich modulierten (verwürfelten) und gleichfalls über ein Zeitintervall "C verzögerten Datenfluss, der dem Anschluss 5 zugeführt wird. Der Datenfluss ist in aufeinanderfolgende Einheiten bestimmter Grosse unterteilt, wobei die Einheiten mit dem Buchstaben i, j, ..., p, q, r, bezeichnet sind und die zusätzlich modulierte Information mit einem zusätzlichen Index 's' bezeichnet ist. Die Einheiten können die Länge eines Rasters (=Rahmen, siehe "Philips Technical Review" S. I63) oder eines Untercoderasters (aus 98 Rastern aufgebaut) haben. In Fig. 3d. ist angegeben, wann und für welche Zeit die Gleichstromunsymmetrie (oder dsv = digital sum value) nicht den vorgegebenen Kriterien entspricht. Das Signal in Fig. 3d steht auf der Leitung 12 zur Verfügung. Wenn das Signal hoch ist (Logisch '1'), entspricht
3ü die Gleichstromunsymmetrie nicht den vorgesehenen Kriterien und ist im Gegensatz dazu das Signal niedrig (logisch "Null"), entspricht die Gleichstromunsymmetrie den vorgegebenen Kriterien. Aus Fig. 3d ist ersichtlich, dass ab t=t1 bis t = t~ die Gleichstromunsymmetrie den Kriterien nicht genügt.
Das Signal der Fig. 3e gibt die Stellung des Umschalters an. Ist das Signal hoch, befindet sich der Schalter S in der dargestellten Stellung, so dass die Anschlüsse k und miteinander verbunden sind, und ist das Signal niedrig,
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befindet sich der Schalter S in der anderen als der dargestellten Stellung, so dass die Anschlüsse 5 und 6 miteinander verbunden sind. Fig. 3f gibt den Datenfluss an, wie er den Schreibmitteln 8 zugeführt wird.
Die Wirkung ist jetzt wie folgt: Zum Zeitpunkt t=t1 -wurde festgestellt, dass die Gleichstromunsymmetrie den Kriterien nicht genügt. Dies ist nach Fig. 3a in der Einheit η der Fall. Für die über ^ verzögerten Signale (Fig. 3t) und 3c) wird bis zum nächsten Ende nach t=t.. der zu diesem Zeitpunkt passierenden Einheit gewartet. Das ist das Ende der Einheit k, das bei t=t detektiert wird. Zu diesem Zeitpunkt wird der Scihalter S umgelegt (siehe Fig. 3e). Zum Zeitpunkt t=t„, d.h. in der Einheit ο (siehe Fig. 3a) wird festgestellt, dass die Gleichstromunsymmetrie wieder ausreicht. Das Signal in Fig. 3d wird wieder niedrig. Das bedeutet, dass zumindest bis zum Ende des Blocks ο in den verzögerten Signalen (siehe Fig. "}h und 3c) der Schalter S in der umgelegten Stellung verbleibt, (siehe Fig. 3e). Zum Zeitpunkt t^ wechselt der Schalter wieder die Stellung.
Die Folge davon ist, dass bis zum Zeitpunkt t=t„ die nicht zusätzlich modulierte Information bis einschliesslich der Einheit k auf den Aufzeichnungsträger eingeschrieben wird. Anschliessend wird im Zeitintervall t.-t„ die zusätzlich modulierte Information (die Einheiten 1 bis zu ο ) einge-
S S
schrieben, wonach wieder auf die nicht zusätzlich modulierte Information ab der Einheit ρ umgeschaltet wird.
Die Wahl des Wertes für die Verzögerungszeit t ist u.a. von der Frage abhängig, wie gross der Einfluss der in den der n. Einheit vorangehenden Einheiten befindliche Information auf den Fehlgang der Gleichstromunsymmetrie in der n. Einheit ist. Ist dieser Einfluss nicht gross, d.h. ist die Auswirkung von Information zu einem bestimmten Zeitpunkt auf die Gleichstromunsymmetrie zu einem späteren Zeitpunkt sehr klein, könnte man ggf. mit einer Verzögerung^ gleich einer Einheitlänge auskommen. In diesem Fall würden im Beispiel nach Fig. 3 nur die Einheiten η und o, in denen die Gleichstromunsymmetrie den Kriterien nicht genügt, durch die zusätzlich modulierten Ausführungen η und ο
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ersetzt sein.
Wenn in der Anordnung nach Fig. 1 keine kreuzweise Verschachtelung der Blöcke von m Datenbits (circ) erfolgt oder wenn die zusätzliche Modulation (Verwürfeiung) erst nach dem kreuzweisen Verschachteln erfolgt, ist die Wahl für Z"* weiter nicht mit besonderen Anforderungen verknüpft. Erfolgt die zusätzliche Modulation (Verwürfelung) jedoch vor der kreuzweisen Verschachtelung, so muss bei der Wahl der Grosse von "C das Mass der zeitlichen Streuung der Originaldaten durch die kreuzweise Verschachtelung berücksichtigt werden. Dies ist in Fig. 4 näher erläutert. In Fig. 4a ist der Datenfluss dargestellt, wie er dem Eingang der ersten Codierungseinheit 2 zugeführt wird, und aus Fig. 4b ist der Datenstrom ersichtlich, wie er am Ausgang der ersten Codierungseinheit 2 entsteht. Der Datenfluss in Fig. 4b ist in Einheiten mit einer Grosse von einem Raster wieder unterteilt. Jedes Raster sieht aus wie in Fig. 9 auf Seite 163 der "Philips Technical Review" Vol. 40, Nr. 6 mit "channel bits B." angegeben. Der Datenfluss in Fig. 4a ist in entsprechende Raster schematisch unterteilt. Der Aufbau dieser Raster ist in der gleichen Fig. 9 mit dem oberen Bitfluss angegeben.
Die Information im Raster η der Fig. 4b rührt durch die kreuzweise Verschachtelung aus der Information her, die sich im Informationsfluss nach Fig. 4a in den Einheiten n-107 bis η befand. Teile der Einheiten n-107 bis η in Fig. ka. sind also zeitlich verschoeben und sind im Raster η nach Fig. 4b angelangt. Wenn nun zum Zeitpunkt t.., d.h. also für die Information in der Einheit η in Fig. 4b festgestellt wird, dass die Gleichstromunsymmetrie den gestellten Bedingungen nicht mehr entspricht, ist die Information in den Einheiten n-107 bis η in Fig. ka die Ursache dieses Fehlgangs der Gleichstromunsymmetrie. Die zusätzliche Modulation wird also zumindest bei der Einheit n-107 in Fig. ka anfangen müssen. In Fig. 4c ist dazu der über I08 Einheiten nach Fig. 4b verzögerte Datenfluss angegeben, der dem Anschluss 4 der Schaltmittel 7 zugeführt wird. Genau parallel dazu wird selbstverständlich der zusätzlich modulierte Daten-
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fluss (nicht dargestellt) dem Anschluss 5 zugeführt. Schliesslich ist in Fig. kd der Datenfluss zum Anschluss des Umschalters 7 dargestellt. Angenommen sei, dass die Gleichstromunsymmetrie von t.. bis t„ den Kriterien nicht genügt. Das bedeutet, dass nur in den Einheiten η und n+1 in Fig. kh die Gleichstromunsymmetrie die gestellten Bedingungen nicht erfüllt. Aus Fig. kd ist ersichtlich, dass die Einheiten n-107 bis n+1 durch ihre zusätzlich modulierten Ausführungen (n-107) bis (n+1) ersetzt sind.
Haben die kleinsten zusätzlich zu modulierenden Einheiten die Grosse eines Untercoderasters, das aus 98 Rastern nach Fig. 9 auf Seite I63 der "Philips1 Technical Review", Vol. kO, Nr. 6 besteht, muss die Laufzeit die Länge von zumindest drei Untercoderastern haben. Dies ist in Fig. 5 dargestellt. Durch die kreuzweise Verschachtelung wird eine unrichtige Gleichstromunsymmetrie, die zum Zeitpunkt t=t1 in einem der ersten zehn Raster des Untercoderasters η (siehe Fig. 5a) auftritt, durch die Information verursacht, die sich beim kreuzweisen Verschachteln um I08 Raster früher im Datenfluss befindet, d.h. diese Information befindet sich im Untercoderaster n-2. Es wird also vom Anfang des Untercoderasters n-2 zusätzlich moduliert werden müssen (Verwürfelung) . In Fig. 5t> ist das über drei Untercoderaster verzögerte Signal dargestellt, das dem Anschluss k des Umschalters 7 zugeführt wird. Parallel dazu wird das zusätzlich modulierte Signal (nicht dargestellt) dem Anschluss 5 des Umschalters zugeführt. Angenommen sei, dass von t=t- bis t=t_, also nur im Untercoderaster n, die Gleichstromunsymmetrie den Kriterien nicht genügt, so werden die Untercoderaster n-2, n-1 und η durch ihre zusätzlich modulierten (verwürfelten) Ausführungen (n-2) , (n-1) und η ersetzt. Dies ist in Fig. 5c dargestellt, die den Datenfluss zum Anschluss 6 des Umschalters 7 darstellt.
Es gibt einige Bedingungen, die die Gleichstromunsymmetrie erfüllen muss, um festzustellen, ob die Gleichstromunsymmetrie sich wunschgemäss entwickelt oder nicht. Die n„ Trennungsbits, die beim Codieren der Blöcke von m Datenbits in Blöcke von n..+n„ Kanalbits zugesetzt werden,
-, m. A
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dienen dazu, die Gleichstromunsymmetrie oder den digitalen Summenwert (= d.s.ν. oder auch "digital sum value") möglichst klein zu halten, am besten gleich Null. Ein zu grosser digitaler Summenwe-rt ergibt nämlich Probleme in der radialen
c Nachführung und in der Bitdetektion. Eine Bedingung könnte also sein, dass, wenn der digitale Summenwert immer mehr von Null abweicht und wenn zu einem bestimmten Zeitpunkt ein Schwellenwert überschritten wird, zu diesem Zeitpunkt auf zusätzliches Modulieren (Verwürfein) übergegangen wird.
ig Ein anderes unerwünschtes Verhalten des digitalen
Summenwertes ist, dass er um den Nullwert herum im Takt der Raster schwingt. Dies ist in Fig. 6 dargestellt. In Fig. 6a sind einige aufeinanderfolgende Raster n-1 bis n+2 dargestellt, die am Ausgang der Codierungseinheit 2 erscheinen.
In Fig. 6b ist das Verhalten des digitalen Summenwertes dargestellt. Im einen Raster vergrössert sich der digitale Summenwert und sinkt im folgenden Raster wieder ab. Dies geht so für aufeinanderfolgende Sätze zweier Raster weiter. Die Folge ist ein Pfeifton von etwa 3>5 kHz in der Information, was selbstverständlich sehr unerwünscht ist. Eine andere Bedingung könnte also sein, den Energieinhalt des digitalen Summenwertes um 3>5 kHz herum auszufiltern und auf zusätzlich modulierte Daten umzuschalten, wenn dieser Energieinhalt einen bestimmten Wert überschreitet.
Beim Einschreiben der Information muss der Hinweis, ob ein Teil möglicherweise zusätzlich moduliert ist (verwürfelt) , selbstverständlich ebenfalls der einzuschreibenden Information mitgegeben werden. Dies ist deshalb notwendig, um beim Lesen der Information erkennen zu können, welcher Teil zusätzlich moduliert ist und welcher Teil nicht, so dass der zusätzlich modulierte Teil beim Lesen zusätzlich und auf umgekehrte Weise demoduliert werden kann. Wenn dieser Hinweis rasterweise mitgegeben werden muss, beispielsweise weil die kleinstmögliche zu verwürfelnde Einheit ein Raster ist, kann man diesen Hinweis beispielsweise in den Prüfungsblock eines jeden Rasters aufnehmen. In Fig. 7 ist der Aufbau eines Rasters dargestellt. Dieser Aufbau ist auch in Fig. 9 auf Seite I63 der "Philips1 Technical Review"
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ersichtlich. Ein Raster enthält Jh Blöcke. Der erste Block mit der Nummer 1 ist der Prüfungsblock, in den der Hinweis der möglichen zusätzlichen Modulation des Rasters aufgenommen werden kann. Es folgen dann zwölf Kanalbitblöcke mit den Nummern 2 bis 13» vier Paritätsblöcke mit den Nummern 14 bis 17, wieder zwölf Kanalbitblöcke mit den Nummern 18 bis 29, wiederum vier Paritätsblöcke mit den Nummern 30 bis 33 und schliesslich ein Synchronisationsblock mit Nummer 3^·· Da der Prüfungsblock erst nach der kreuzweisen Verschachtelung der Information zugegeben wird, ist dieser Block nicht vor fehlerhaftem Lesen dieses Prüfungsblocks beim Lesen der Information des Aufzeichnungsträgers geschützt. Es gibt also die Gefahr, dass ein zusätzlich moduliertes Raster beim Lesen nicht als solches erkannt wird und also nicht zusätzlich demoduliert wird, was selbstverständlich sehr unerwünscht ist. Eine bessere Lösung ist in Fig. 8 angegeben.
Fig. 8 zeigt in Fig. 8a ein Untercoderaster, das aus 98 Rastern mit den Nummern 1 bis 98 aufgebaut ist.
Die ersten zwei Raster (im englischen: "header") enthalten Information über das Untercoderaster. In Fig. 8b ist das zweite Raster weiter im Einzelnen dargestellt. Alle anderen Raster haben den gleichen Aufbau, und zwar eine Unterteilung in 2k Blöcken von je (m=) 8 Datenbits. Das Raster in Fig.8b entspricht dem Raster oben in Fig. 9 auf Seite I63 der "Philips' Technical Review", Vol. kO, Nr. 6. Der Hinweis, ob ein Untercoderaster möglicherweise zusätzlich moduliert ist, kann nunmehr in einen derartigen Datenblock aufgenommen werden, beispielsweise in den Datenblock η in Fig.8b.
Nach der kreuzweisen Verschachtelung ist dieser Hinweis in den Kanalbits enthalten und damit gegen fehlerhaftes Lesen geschützt, weil ein fehlerhafter Lesevorgang im Fehlerkorrekturverfahren beim Lesen wieder korrigiert wird. Eine andere Möglichkeit zum Speichern dieses Hinweises ist, ihn in den Untercode des Untercoderasters einzuschreiben. Diese Möglichkeit ist hier jedoch nicht weiter ausgeführt.
In Fig. 9 ist ein Ausführungsbeispiel eines nicht-selbstsynchronisierenden Modulators (Verwürflers)
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dargestellt, wie er in der zweiten Codierungseinheit 10 verwendbar ist. Der Modulator ist aus einem Schieberegister 30 mit einer Länge von beispielsweise 15 Bits aufgebaut. Der Ausgang 31 des Schieberegisters und der Ausgang 32 der zweitletzten Position im Schieberegister sind mit den zwei Eingängen eines Modulo-2-Addierers 33 verbunden. Der Ausgang des Addierers 33 ist mit dem Eingang 3^ des Schieberegisters verbunden. Der Ausgang 31 des Schieberegisters ist ausserdem an einen Eingang eines Modulo-2-Addierers 35 angeschlossen. Die Signalleitung 36, über die die Information vom Punkt 9 (siehe Fig. 1) zugeführt wird, ist an den anderen Eingang des Addierers 35 angeschlossen. Auf der Signalleitung 37 in der Verbindung mit dem Ausgang des Addierers 35 steht die zusätzlich modulierte Information zur Verfügung. Beim Start des Schreibvorgangs wird das Schieberegister mit einem Startwert 38 geladen, beispielsweise alles logische "Nullen" ausser an der zweitletzten Position, an der eine logische "Eins" geladen wird. Angenommen sei, dass als erster Datenblock die Zahl 01111001 über die Leitung 36 in den ersten acht Taktimpulsen im System (zunächst das bedeutsamste Bit) zugeführt wird, danach wird im Modulo-2-Addierer 35 zu dieser Zahl die Zahl 11000000 addiert, so dass als Ergebnis die Zahl 10111001 auf der Leitung 37 erscheint. Es sei hierbei bemerkt, dass jeweils bei jedem Taktimpuls zwei Bits der beiden Zahlen in dem Modulo-2-Addierer 35 addiert werden.
Obgleich nur ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, versteht es sich von selbst, dass andere Ausführungsbeispiele eines nicht-selbstsynchronisierenden Modulators möglich sind. So kann ein anderer Startwert gewählt werden, oder können Ausgänge anderer Positionen mit den Eingängen des Addierers 33 verbunden werden. Auch ist keine Modulation (Verwürfelung) mittels einer Modulo-2-Addition (im Addierer 35) erforderlich. Eine derartige Modulation hat immerhin einen ganz grossen Vorteil, denn für die Demodulation (Entwürfelung) der zusätzlich modulierten Information beim Lesen kann die gleiche Schaltung nach Fig. 9 verwendet werden. Der Startwert des Schieberegisters im Demodulator
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muss am Anfang des Lesevorgangs gleich, dem Startwert des Modulators beim Einschreiben sein. Dies könnte dadurch verwirklicht werden, dass auch der benutzte Startwert beim Lesen als Information in den Aufzeichnungsträger eingeschrieben wird, so dass dieser Startwert beim Lesen gelesen werden kann und damit das Schieberegister des Demodulators (Entwurflers) geladen werden kann. Die zusätzliche Modulation und Demodulation werden nachstehend für einen beliebigen Datenblock D dargestellt. M ist die Zahl, mit der der Datenblock D zum Datenblock D moduliert und anschliessend
wieder demoduliert wird.
D = 10001101
M = 10110101 + (Modulo-2)
1R D = 001 1 1000
Ib s
M = 10110101 + (Modulo-2) 10001101
Das Endergebnis nach der Demodulation entspricht wieder dem Datenblock D.
Statt nicht-selbstsynchronisierender Modulatoren/-Demodulatoren können auch selbstsynchronisierende Modulatoren/Demodulatoren verwendet werden. Sie sind in der Literatur allgemein bekannt, siehe die bereits erwähnte Druckschrift "Bell System Technical Journal", Februar I967, und werden nachstehend nicht weiter erläutert.
Ein zweites Ausführungsbeispiel zum Einschreiben von Information in einen optischen Aufzeichnungsträger ist in Fig. 2 dargestellt. Der Ausgang der ersten Codierungseinheit 2 ist hier über eine Verzögerungsleitung 3» die eine Verzögerung L realisiert, an einen Eingang einer Decodierungseinheit 15 zum Decodieren der Blöcke von n..+n2 Kanalbits in Blöcke von m Datenbits angeschlossen. Der Ausgang der Decodierungseinheit 15 ist einerseits mit dem ersten Anschluss K und zum anderen über die zweite Codierungseinheit (Verwürfler) 10 mit dem zweiten Anschluss des Umschalters 7 verbunden. Der dritte Anschluss 6 des Umschalters 7 ist über die andere erste Codierungseinheit 2' an die Mittel 8 zum Schreiben von Information in den Auf-
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zeichnungSträger angeschlossen.
In der Verbindung zwischen dem Eingangsanschluss 1 und dem Eingang der ersten Codierungseinheit 2 kann wieder die Codierungseinheit 13 zum zeitlich kreuzweisen Verschachteln der Blöcke von m Datenbits erneut in Blöcke von m Datenbits aufgenommen sein. In diesem Fall erfolgt die zusätzliche Modulation (Verwürfelung) also nach dem kreuzweisen Verschachteln (circ), siehe weiter die Beschreibung der Anordnung nach Fig. 1. Eine andere Möglichkeit ist, dass der Block 13 nicht vorhanden ist und die kreuzweise Verschachtelung in den Blöcken 2 und 21 vor der Codierung der Blöcke von m Datenbits in Blöcke von n-+n2 Kanalbits erfolgt. Die Decodierungseinheit 15 muss in diesem Fall nach der Decodierung der Blöcke von n^+n„ Kanalbits in Blöcke von
m Datenbits diese Blöcke von m Datenbits zeitlich entschachteln.
Die Wirkung der Anordnung nach Fig. 2 ist der Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 1 völlig gleich und gemäss der Beschreibung anhand der Fig. 3 bis 9· Die Anordnung nach Fig. 2 bietet den Vorteil, dass sie ausgehend von den bisher bekannten Anordnungen zum Schreiben von Information in einen optischen Aufzeichnungsträger leicht realisierbar ist. Diese bekannten Anordnungen enthalten die Blöcke 13> 2 und 8. Die Anordnung nach Fig. 2 kann also einfach durch Zwischenschaltung des mit 16 bezeichneten Teils zwischen der ersten Codierungseinheit 2 und den Schreibmitteln 8 verwirklicht werden.
Die Anordnung nach Fig. 2 kann möglicherweise um° eine Schaltung 17 erweitert werden, die zwischen die Blöcke 16 und 8 eingeschaltet werden kann. Die Schaltung ist wie die Schaltung im Block 16 aufgebaut mit dem Unterschied, dass die zweite Codierungseinheit 10 in der Schaltung 17 einen anderen Modulator (Verwürfler) als die Codierungseinheit 10 im Block 16 enthält. Die Schaltung 17 hat die Aufgabe, diejenigen Teile, die auch nach der zusätzlichen Modulation in der Codierungseinheit 10 im Block noch eine Gleichstromunsymmetrie aufweisen, die den festgesetzten Bedingungen nicht entspricht, nochmals zusätzlich
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zu modulieren (verwürfein), Selbstverständlich muss die zugeordnete Anordnung zum Lesen der Information aus dem optischen Aufzeichnungsträger ebenfalls zwei Demodulatoren (Entwürfler) besitzen, und neben dem Hinweis der zusätzliehen Modulation eines Teiles ist auch der Hinweis einzuschreiben, ob ein Teil beim Einschreiben auf den Aufzeichnungsträger möglicherweise zweimal zusätzlich moduliert ist.
Eine andere Einschreibmethode ist dadurch verwirklichbar, dass in einem ersten Schritt alle Information von der bekannten Anordnung zum Schreiben verarbeitet und detektiert wird, zu welchen Zeitpunkten die Gleichstromunsymmetrie den gestellten Bedingungen nicht mehr entspricht, und diese Zeitpunkte in einen Speicher eingeschrieben werden. Anschliessend wird in einem zweiten Schritt alle Information erneut verarbeitet, wobei zu den genannten Zeitpunkten die zusätzlich modulierte Information benutzt wird.
In Fig. 10 ist ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung zum Lesen von Information aus einem optischen Aufzeichnungsträger dargestellt. Die Anordnung enthält eine Leseanordnung 4θ zum Lesen der Blöcke von η -.+Πρ Kanalbits aus der Spur, eine erste Decodierungseinheit 41 in der Verbindung mit der Leseanordnung 40 zum Decodieren der Blöcke von n..+n2 Kanalbits in aufeinanderfolgende Blöcke von m Datenbits, eine zweite Decodierungseinheit 42 zum invertierten Demodulieren (Entwürfein) der beim Lesen zusätzlich modulierten (verwürfelten) Teile, Erkennungsmittel 43 zum Erkennen dieser Teile und den Umschalter Der Ausgang der ersten Decodierungseinheit 41 ist einerseits an einen ersten Anschluss 45 und andererseits über die zweite Decoderungseinheit 42 an einen zweiten Anschluss
46 des Umschalters 44 angeschlossen. Ein dritter Anschluss
47 des Umschalters 44 ist mit einem Ausgangsanschluss 48 der Anordnung verbunden. Der Umschalter 44 verbindet den ersten Anschluss 45 oder den zweiten Anschluss 46 mit dem dritten Anschluss 43 in Abhängigkeit vom Steuersignal, das die Erkennungsmittel 43 über die Leitung 49 dem Umschalter 44 zuführen.
Erkennen die Erkennungsmittel 43 in der aus dem
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Aufzeichnungsträger ausgelesenen Information zusätzlich modulierte Teile, wird ein solches Steuersignal abgegeben, dass der Umschalter in der dargestellten Stellung steht, d.h. der Anschluss 46 und der Anschluss 47 sind miteinander verbunden. Im anderen Fall nimmt der Umschalter die andere Stellung ein. Auf diese Weise wird dafür gesorgt, dass die zusätzlich modulierten Teile beim Lesen zusätzlich auf eine Weise demoduliert werden, die zur Modulation beim Lesen invertiert ist, so dass die Originalinformation am Ausgangsanschluss 48 erhalten wird.
Ist beim Lesen ein selbstsynchronisierender Modulator (Verwürfler) verwendet, muss beim Lesen ein entsprechender selbstsynchronisierender Demodulator (Entwürfler) verwendet werden. Ist beim Lesen ein nicht-selbstsynchronisierender Modulator (Verwürfler) verwendet, wie beispielsweise gemäss der Beschreibung der Fig. 9» muss in der Decodierungseinheit 42 ein entsprechender nicht-selbstsynchronisierender Demodulator verwendet werden, wie beispielsweise die Schaltung nach Fig. 9» die, wie bei der Beschreibung dieser Schaltung bereits erwähnt, auch als Demodulator (Entwurfler) dienen kann.
Ist die Information beim Schreiben zunächst kreuzweise zeitlich verschachtelt, anschliessend ggf. zusätzlich moduliert (verwürfelt) und anschliessend in Blöcke von n.. +n„ Kanalbits codiert, muss beim Lesen die Reihenfolge gerade umgekehrt sein. Das bedeutet, dass eine Decodierungseinheit 50 zum Entschachteln der zeitlich kreuzweise verschachtelten Blöcke von m Datenbits in die Verbindung zwischen dem Anschluss 47 und dem Ausgangsanschluss 48 aufgenommen werden muss.
Ist die Information beim Schreiben zunächst ggf. zusätzlich moduliert (verwürfelt), anschliessend zeitlich kreuzweise verschachtelt und dann in Blöcke von n..+n2 Kanalbits codiert, muss zum richtigen Lesen die Codierungseinhext 41 zum vorangehenden Decodieren der Blöcke von n.+n„ Kanalbits in aufeinanderfolgene Blöcke von m Datenbits und anschliessend zum Entschachteln der zeitlich kreuzweise verschachtelten Blöcke von m Datenbits eingerichtet sein.
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Es sei erwähnt, dass sich, die Erfindung nicht auf die Anordnungen und Verfahren nach der Figurbeschreibung beschränkt, sondern dass die Erfindung ebenfalls auf diejenigen Anordnungen und Verfahren anwendbar ist, die sich auf nicht den Erfindungsgedanken betreffende Punkte der beschriebenen Anordnungen bzw. Verfahren unterscheiden,
- Leerseite

Claims (23)

PHN 10 83Ο -34- 18.9.1984 PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Schreiben von Information in Form einer Spur optisch detektierbarer Gebiete in einen optischen Aufzeichnungsträger und/oder zum Lesen von Information aus einer derartigen Spur in einem optischen Aufzeichnungsträger, wobei beim Schreiben die Information, die die Form einer Reihe binärer Datenbits hat, in unmittelbar aufeinanderfolgende Blöcke von je m Datenbits unterteilt wird und diese Blöcke in aufeinanderfolgende Blöcke von η-i+n^ Kanalbits codiert werden, {n~+n„) ? m, welche Blöcke von
^q Kanalbits je einen Block von n1 Informationsbits und einen Block n2 Trennungsbits enthalten, wobei aus den Informationsbits und den Trennungsbits eine Gleichstromunsymmetrie bestimmt wird und die Trennungsblöcke derart bemessen werden, dass die Gleichstromunsymmetrie minimal ist, und anschliessend die Blöcke von n..+np Kanalbits in den optischen Aufzeichnungsträger eingeschrieben werden, und wobei beim Lesen die Blöcke von n..+n2 Kanalbits aus der Spur auf dem Aufzeichnungsträger ausgelesen und in aufeinanderfolgende Blöcke von je m Datenbits decodiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schreiben diejenigen Teile der Information, für die die Gleichstromunsymmetrie bestimmten vorgegebenen Bedingungen nicht entspricht, zusätzlich einem Modulationsverfahren (Verwürfelungsverfahren) unterworfen werden, in dem die betreffenden Teile der Information auf eine unselektive Weise moduliert werden, und dass beim Lesen die Information einem selektiven Demodulationsverfahren (Entwurfelungsverfahren) unterworfen wird, in dem die betreffenden Teile der Information auf eine umgekehrte Weise demoduliert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 zum Schreiben von Information in Form einer Spur in den optischen Aufzeichnungsträger, wobei vor der Codierung der Blöcke von m Datenbits in Blöcke von n.+n« Kanalbits diese Blöcke von m Daten-
PHN 10 830 -85- ·^ ' 18.9.1984
bits zunächst zeitlich kreuzweise erneut zu Blöcken von m Datenbits verschachtelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass vor der kreuzweisen Verschachtelung der Blöcke von m Datenbits diejenigen Teile der Information, für die die Gleichstromunsymmetrie ohne die Verwendung des zusätzlichen Modulationsverfahrens nicht den vorgegebenen Bedingungen erfüllen würde, zunächst auf unselektive Weise moduliert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 zum Schreiben von Information in Form einer Spur in den optischen Aufzeichnungsträger, wobei vor der Codierung der Blöcke von m Datenbits in Blöcke von π,+η» Kanalbits diese Blöcke von m Datenbits erneut zu Blöcken von m Datenbits zunächst zeitlich kreuzweise verschachtelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass nach der kreuzweisen Verschachtelung der Blöcke von m Datenbits und vor der Codierung der Blöcke von m Datenbits in Blöcke von n.+n« Kanalbits diejenigen Teile der Information, für die die Gleichstromunsymmetrie ohne die Verwendung des zusätzlichen Modulationsverfahrens den vorgegebenen Bedingungen nicht erfüllen würde, zunächst auf unselektive Weise moduliert werden.
k. Verfahren nach Anspruch 1 zum Schreiben von Information in Form einer Spur in den optischen Aufzeichnungsträger, dadurch gekennzeichnet, dass beim Codieren der Blöcke von m Datenbits in Blöcke n.+n, Kanalbits bestimmt und festgelegt wird, welche Teile der Information bewirken, dass die Gleichstromunsymmetrie den genannten Bedingungen nicht entpsricht, dass beim Schreiben in den Aufzeichnungsträger die Ursprunginformation erneut in Blöcken von n.+n_ Kanalbits codiert wird, für die festgelegten Teile die im Modulationsverfahren (Verwürfelungsverfahren) zusätzlich modulierten Teile eingesetzt werden und anschliessend die Information eingeschrieben wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder h zum Schrei- ^ ben von Information in Form aneinander anschliessender Untercoderaster, wobei jedes Untercoderaster aus 98 aneinander anschliessenden Rastern aufgebaut ist und jedes Raster aus 1 Prüfungsblock, Zk Blöcken von n..+n2 Kanalbits,
PHN 10 830 -s£- , 3 ' 18.9. 1984
8 Paritätsblöcken und 1 Synchronisationsblock in der Spur im optischen Aufzeichnungsträger besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile der Information aus je einer ganzen Rasteranzah"l bestehen.
6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass die Teile der Information aus je einer ganzen Anzahl von Untercoderastern bestehen.
7. Verfahren nach Anspruch 5j dadurch gekennzeichnet, dass der Hinweis der tatsächlichen unselektiven Modulationsbehandlung (Verwürfelungsbehandlung) eines Rasters in den zum betreffenden Raster gehörenden Prüfungsblock eingeschrieben wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hinweis der tatsächlichen unselektiven Modulationsbehandlung (Verwürfelungsbehandlung) eines Untercoderasters vor der zeitlich kreuzweisen Verschachtelung in zumindest einen der Blöcke von m Datenbits eines der ersten Raster im Untercoderaster eingeschrieben wird.
9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hinweis der tatsächlichen unselektiven Modulationsbehandlung eines Untercoderasters in den Untercode des Untercoderasters eingeschrieben wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1 zum Lesen von Information, die in den optischen Aufzeichnungsträger gemäss dem Verfahren nach Anspruch 2 eingeschrieben wird, wobei nach dem Decodieren der Blöcke von n.. +n„ Kanalbits in die Blöcke von m Datenbits die zeitlich kreuzweise verschachtelten Blöcke von m Datenbits eingeschachtelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Entschachteln die betreffenden Teile der Information umgekehrt demoduliert werden.
11. Verfahren nach Anspruch 1 zum Lesen von Information, die in den optischen Aufzeichnungsträger gemäss dem Verfahren nach Anspruch 3 eingeschrieben ist, wobei nach dem Decodieren der Blöcke von n1+n„ Kanalbits in die Blöcke
von m Datenbits die zeitlich kreuzweise verschachtelten Blöcke von m Datenbits entschachtelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Decodierung, jedoch vor der Entschachtelung die betreffenden Teile der Information
PHN 10 830 -a^ - ψ · 18.9.1984
umgekehrt demoduliert werden.
12. Anordnung zum Schreiben von Information in Form einer Spur optisch detektierbarer Gebiete in einen optischen Aufzeichnungsträger zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 91 mit
- einem Eingangsanschluss zum Empfangen der Information, -■ einer ersten Codierungseinheit in der Verbindung mit dem Eingangsanschluss zum Codieren unmittelbar aufeinanderfolgender Blöcke von je m Datenbits in aufeinanderfolgenden Blöcken von n^+n„ Kanalbits, und mit
- Mitteln zum Schreiben von Information in den optischen Aufzeichnungsträger,
gekennzeichnet durch
- einen Detektor in der Verbindung mit der ersten Codierungseinheit zum Detektieren ob, und zum Liefern eines Steuersignals, wenn die Gleichstromunsymmetrie von Teilen der codierten Information bestimmten vorgegebenen Bedingungen nicht entspricht, und
- einer zweiten Codierungseinheit zum zusätzlichen und unselektiven Modulieren (Verwürfein) jener Teile der
codierten Information, für die der Detektor bestimmt hat, dass sich die Gleichstromunsymmetrie nicht innerhalb von bestimmten Grenzen entwickelt hat.
13· Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang der ersten Codierungseinheit über eine erste Verzögerungsleitung mit einem ersten Anschluss eines Umschalters zum Verbinden dieses ersten oder eines zweiten Anschlusses mit einem dritten Anschluss unter dem Einfluss des Steuersignals des Detektors verbunden ist, dass ein Punkt in der Verbindung zwischen dem Eingangsanschluss und dem Eingang der ersten Codierungseinheit mit einem Eingang der zweiten Codierungseinheit verbunden ist, von dem ein Ausgang über eine andere erste Codierungseinheit und eine zweite Verzögerungsleitung mit dem zweiten Anschluss des
^5 Umschalters verbunden ist, dessen dritter Anschluss mit einem Eingang der Mittel zum Schreiben von Information in den Aufzeichnungsträger verbunden ist.
14. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
PHN 10 830 «θ· 'ζ' 18.9.1984
dass der Ausgang der ersten Codierungseinheit über eine Verzögerungsleitung mit einem Eingang einer Decodierungseinheit zum Decodieren der Blöcke von η +n„ Kanalbits in Blöcke von m Datenbits verbunden ist, dass ein Ausgang der Decodierungseinheit einerseits mit einem ersten Anschluss und zum anderen über die zweite Codierungseinheit mit einem zweiten Anschluss eines Umschalters zum Verbinden des ersten oder des zweiten Anschlusses mit einem dritten Anschluss unter dem Einfluss des Steuersignals des Detektors verbunden ist, deren dritter Anschluss über eine andere erste Codierungseinheit mit einem Eingang der Mittel zum Schreiben von Information in den Aufzeichnungsträger verbunden ist.
15· Anordnung nach Anspruch 12, 13 oder Ik, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Codierungseinheit einen selbstsynchronisierenden Modulator (Verwürfler) enthält.
16. Anordnung nach Anspruch 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Codierungseinheit einen nicht-selbstsynchronisierenden Modulator (Verwürfler) enthält.
17. Anordnung nach Anspruch 13 zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden ersten Codierungseinheiten dazu eingerichtet sind, zunächst die Blöcke von m Datenbits erneut zeitlich kreuzweise in Blöcke von m Datenbits zu verschachteln und anschliessend die Blöcke von m Datenbits in unmittelbar aufeinanderfolgende Blöcke von n..+n2 Kanalbits zu codieren.
18. Anordnung nach Anspruch 14 zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden ersten Codierungseinheiten dazu eingerichtet sind, zunächst die Blöcke von m Datenbits erneut zeitlich kreuzweise in Blöcke von m Datenbits zu verschachteln und anschliessend Codieren der Blöcke von m Datenbits in unmittelbar aufeinanderfolgende Blöcke von n-+n2 Kanalbits zu codieren, und dass die Decodierungseinheit dazu eingerichtet ist, nach dem Decodieren der Blöcke von n^+n„ Kanal-
" bits in Blöcke von m Datenbits die zeitlich kreuzweise miteinander verschachtelten Blöcke von m Datenbits zu entschachteln.
19· Anordnung nach Anspruch 13 zum Durchführen des
PHN 10 830 *9- · 6' 18.9.1984
Verfahrens nach. Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindung zwischen dem Eingangsanschluss und dem Punkt in der Verbindung eine Codierungseinheit zum erneuten zeitlich kreuzweise Verschachteln der Blöcke von m Datenbits in Blöcke von m Datenbits aufgenommen ist.
20. Anordnung nach Anspruch 14 zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass in die Verbindung zwischen dem Eingangsanschluss und dem Eingang der ersten Codierungseinheit eine dritte Codierungseinheit zum erneuten zeitlich kreuzweisen Verschachteln der Blöcke von m Datenbits in Blöcke von m Datenbits aufgenommen ist.
21. Anordnung zum Lesen von Information aus einer Spur in einem optischen Aufzeichnungsträger zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, 10 oder 11, mit
- einer Leseanordnung zum Lesen der Blöcke von n..+n2 Kanalbits aus der Spur,
- einer ersten Decodierungseinheit in der Verbindung mit der Leseanordnung zum Decodieren der Blöcke von n.+iip Kanalbits in aufeinanderfolgende Blöcke von m Datenbits, und
- einem Ausgang zum Erzeugen eines Ausgangssignals, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung
- Erkennungsmittel zum Erkennen derjenigen Teile der gelesenen Information, die vor dem Einschreiben in den Auf zed chnungsträger zusätzlich auf unseLektive Veise moduliert sind, und zum Erzeugen eines Steuersignals und
- eine zweite Decodierungseinheit zum invertierten Modulieren der erwähnten Teile enthält.
22. Anordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgang der ersten Decodierungseinheit einerseits mit einem ersten Anschluss und zum anderen über die zweite Decodierungseinheit mit einem zweiten Anschluss eines Umschalters zum Verbinden des ersten oder des zweiten An-Schlusses mit einem dritten Anschluss unter dem Einfluss des Steuersignals der Erkennungsmittel verbunden ist, wobei der dritte Anschluss mit dem Ausgangsanschluss verbunden ist.
23. Anordnung nach Anspruch 21 oder 22 zum Lesen von
PHN 10 830 -9«—' τ * 18.9.1984
Information, die in den optischen Aufzeichnungsträger mit der Anordnung nach. Anspruch 14 eingeschrieben ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Decodierungseinheit einen selbstsynchronisierenden Demodulator (Entwurfler) enthält.
B 2k. Anordnung nach Anspruch 21 oder 22 zum Lesen von Information, die in den optischen Aufzeichnungsträger mit der Anordnung nach Anspruch 15 eingeschrieben ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Decodierungseinheit einen nicht-selbstsynchronisierenden Demodulator (Entwürfler) enthält.
25. Anordnung nach Anspruch 22 zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Decodierungseinheit zum vorangehenden Decodieren der Blöcke von η -,+η? Kanalbits in aufeinanderfolgende Blöcke von m Datenbits und anschliessend zum Entschachteln der zeitlich kreuzweise verschachtelten Blöcke von m Datenbits eingerichtet ist.
26. Anordnung nach Anspruch 22 zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Decodierungseinheit zum Entschachteln der zeitlich kreuzweise verschachtelten Blöcke von m Datenbits in die Verbindung zwischen dem dritten Anschluss und dem Ausgangsanschluss der Anordnung aufgenommen ist. 27· Aufzeichnungsträger gemäss dem Verfahren zum Schreiben von Information in einen optischen Aufzeichnungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und/oder zur Verwendung in einem Verfahren zum Lesen von Information des optischen Aufzeichnungsträgers nach einem der Ansprüche 1, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die eingeschriebene Information Hinweise über die tatsächliche zusätzliche Modulation (Verwürfelung) von Teilen der Information enthält.
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