DE4142652A1

DE4142652A1 - Verfahren zur code-umwandlung

Info

Publication number: DE4142652A1
Application number: DE19914142652
Authority: DE
Inventors: Rene Dipl Ing Neumann; Manfred Dipl Ing Dworatzek
Original assignee: BTS Broadcast Television Systems GmbH
Current assignee: Philips GmbH
Priority date: 1991-12-21
Filing date: 1991-12-21
Publication date: 1993-07-01

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Code-Umwandlung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei der digitalen Übertragung oder Speicherung von Datenworten eines Datensignals ist es üblich, das Leistungsdichtespektrum eines durch A/D-Wandlung erhaltenen Quellcodes an die Übertragungseigenschaft eines Übertragungskanals anzupassen. Die Anpassung wird als Kanalcodierung bezeichnet.

Aus der DE-Patentschrift 29 47 874 ist eine Einrichtung zum Aufzeichnen von Videosignalen in digitaler Form auf einem magnetischen Informationsträger bekannt, mit einem Analog/Digital-Wandler zum Umsetzen des eingangsseitigen analogen Videosignals in ein quellencodiertes, digitales Videosignal mit einer Wortlänge von 8 Bit, mit einem als Festwertspeicher ausgebildeten Transcoder zum Umcodieren des quellencodierten digitalisierten Signals in ein umcodiertes digitales Videosignal mit einer Wortlänge von 10 Bit, und mit einem Demultiplexer zum Serialisieren des umcodierten digitalen Videosignals. Der Transcoder ist so ausgebildet, daß das umcodierte digitale Videosignal alle Bitkombinationen mit 6 oder 8 gleichen binären Logikzuständen umfaßt und daß das umcodierte digitale Videosignal vor einer Bandaufzeichnung NRZ-moduliert wird. Diese bekannte Einrichtung weist jedoch den Nachteil auf, daß neben der Erhöhung der oberen Grenzfrequenz auch die Redundanz vergrößert wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren nach der eingangs genannten Art anzugeben, um die Sicherheit der Übertragung bzw. der Speicherung von Daten aufgrund einer Bandbegrenzung des Übertragungs- bzw. des Kopf-Band-Kanals zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, daß durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Anpassung an den realen Magnetbandkanal erfolgt, da sich das Verhältnis von oberer zu unterer Frequenz gegenüber dem bei einem NRZ-Code verringert, wenn von der vollen Augenöffnung eines Augendiagramms ausgegangen wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß ein nach der vorgeschlagenen Code-Umwandlungsvorschrift erzeugter Code gleichspannungsarm ist. Außerdem liegt die untere Grenzfrequenz um den Faktor 1,7 höher als die eines NRZ-Code.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 2 eine Tabelle von 258 ausgewählten Datenworten aus einem Datenwortvorrat, der eine Breite von 14 Bit pro Datenwort aufweist.

In dem Blockschaltbild der Fig. 1 ist rudimentär der Aufzeichnungs- und Wiedergabesignalweg eines digitalen Videomagnetbandgerätes dargestellt. An einem Eingang 1 des Aufzeichnungssignalweges liegt ein analoges Videosignal, welches in einem Analog/Digital-Wandler 2 durch Abtasten mit einer Abtastfrequenz f_s in 8 Bit breite Datenworte umgewandelt wird. Der bitparallelen Datenwortfolge werden in einer nachgeschalteten digitalen Signalverarbeitungseinrichtung 3 Fehlerkorrekturworte zugesetzt. Darüber hinaus werden die vorliegenden Datenworte zur Vergrößerung der Fehlersicherheit verwürfelt. Nähere Einzelheiten hierzu sind der DE-Zeitschrift "Fernseh- und Kino-Technik", Nr. 1/2, 1987, S. 15 bis 22 zu entnehmen.

Die so aufbereitete 8-Bit-breite Datenwortfolge des digitalen Videosignals wird den Adresseingängen eines Nur-Lese-Speichers 4 zugeführt, der ausgangsseitig 14-Bit-breite Datenworte abgibt. Aufgabe des Nur-Lese-Speichers 4 ist die Umwandlung der 8-Bit-breit anliegenden Datenworte in 14-Bit-breite Datenworte. Der Nur-Lese-Speicher 4 gibt von den 2¹⁴ = 16 384 möglichen Datenwortkombinationen nur bestimmte Datenworte aus. Die Auswahl der Datenworte erfolgt so, daß von den 2¹⁴ verschiedenen Datenwortkombinationen nur solche Datenworte ausgegeben werden, bei denen

1. mindestens 2 aufeinanderfolgende Bits gleich sind,
2. höchstens 8 aufeinanderfolgende Bits gleich sind,
3. am Anfang und Ende eines Datenwortes höchstens 4 aufeinanderfolgende Bits gleich sind.

Mit dieser Codeumwandlungsvorschrift bleiben von den 2¹⁴ 16 384 verschiedenen Datenwortkombinationen 266 14-Bit-breite Datenworte übrig, die in der Tabelle der Fig. 2 aufgelistet sind. In dieser Tabelle sind in den linken Spalten fortlaufende Nummern, in den rechten Spalten die 14-Bit-breiten Datenworte und in den mittleren Spalten die den 14-Bit-breiten Datenworten entsprechenden Dezimalwerte dargestellt. Von den 266 14-Bit-breiten Datenwörtern werden 256 Datenwörter ausgewählt und den als Adressen anliegenden 8-Bit-breiten Datenwörtern zugeordnet, wobei für die zuletzt genannte Auswahl keine Vorschrift erforderlich ist. Diese Auswahl kann beliebig erfolgen.

Da am Anfang und Ende eines Datenwortes höchstens 4 aufeinanderfolgende Bits gleich sein dürfen, können beliebige Wörter aus dem ausgewählten Code-Vorrat aneinander gereiht werden, ohne eine gleichlautende Bitfolge zu erhalten, die länger als 8 Bit ist. Da ferner nach der Code-Umwandlungsvorschrift mindestens 2 aufeinanderfolgende Bits gleich sein müssen, ist die obere Grenzfrequenz der umcodierten Datenwortfolge niedriger, als die eines NRZ-Codes mit 8-Bit-breiten Datenwörtern. Durch die erfindungsgemäße Code-Umwandlung von 8-Bit-breiten Datenworten in 14-Bit-breite Datenworte wird ein Optimum hinsichtlich minimaler Abtastrate und spektraler Formung, wie sie insbesondere für den bandpaßartigen Übertragungskanal eines Magnetbandgerätes erforderlich ist, erzielt. Eine spezielle Verwürfelung der auf diese Weise erzeugten Datenworte ist nicht mehr erforderlich, so daß auf entsprechende Schaltungen in der eingangs erwähnten digitalen Signalverarbeitungseinrichtung 3 verzichtet werden könnte.

Da die Codierungsvorschrift nach dem erfindungsgemäßen Verfahren keine Aussage zu der Phasenlage der einzelnen Bit-Gruppen innerhalb eines Datenwortes enthält, muß der Übertragungskanal zur Übertragung der 14-Bit-breiten Datenworte gegenüber 8-Bit-breiten Datenworten eines NRZ-Codes eine um das 1,4fache höhere obere Grenzfrequenz aufweisen. Diese kann um 10 dB durch den Übertragungskanal gedämpft sein. Mit einer Dämpfung von 0 dB können Frequenzanteile bis zum 0,87fachen der oberen Grenzfrequenz eines NRZ-Codes übertragen werden. Da andererseits die untere Grenzfrequenz gegenüber dem NRZ-Code um das 1,75fache höher ist, beträgt das Verhältnis von oberer zu unterer Grenzfrequenz nur 6,4, während das gleiche Verhältnis beim NRZ-Code 8 beträgt.

Zur Aufzeichnung der am Ausgang des Nur-Lese-Speichers 4 abgegebenen Bit-parallelen Datenwortfolge werden die 14-Bit-breiten Datenworte in einem Parallel/Serien-Wandler 5 in eine serielle Form gebracht. Der Parallel/Serien-Wandler 5 kann dabei ein Schieberegister sein, welches mit dem Takt f_s die 14-Bit-breiten Datenworte parallel übernimmt und mit einem Takt 14*f_s die übernommenen Datenworte seriell abgibt. Der so erhaltene bitserielle Datenstrom wird in einem Aufsprechverstärker 6 verstärkt und mit Hilfe eines Aufzeichnungsmagnetkopfes 7 auf ein Magnetband 8 aufgezeichnet.

Im Wiedergabebetrieb wird das auf dem Magnetband 8 aufgezeichnete Datensignal mit einem Wiedergabemagnetkopf 9 von dem Magnetband 8 abgenommen und in einer Verstärkerstufe 10 verstärkt. In einer nachgeschalteten Stufe 11 wird das Wiedergabesignal entzerrt und das dem Wiedergabesignal zugrundeliegende Taktsignal f_s sowie ein Synchronsignal 14f_s abgeleitet. Das Synchronsignal 14f_s definiert den Beginn von Datenwortblöcken im seriellen Datenstrom. Die abgeleiteten Signale werden einem Serien/Parallel-Wandler 12 zugeführt, der die 14-Bit-breiten Datenworte wortsynchron in eine Bit-parallele Form überführt. Anschließend werden die Bit-parallelen 14-Bit-breiten Datenworte in einem wiedergabeseitigen Nur-Lese-Speicher 13 in 8-Bit-breite Datenworte zurückgewandelt und einer wiedergabeseitigen digitalen Signalverarbeitungseinrichtung 14 zugeleitet, die Schaltungen zur Fehlerkorrektur und Fehlerverdeckung enthält. Das am Ausgang der wiedergabeseitigen digitalen Signalverarbeitungseinrichtung 14 abnehmbare Datensignal wird schließlich in einem D/A-Wandler 15 D/A-gewandelt und an einer Ausgangsklemme 16 ausgegeben.

Der auf der Wiedergabeseite im Signalweg angeordnete Nur-Lese-Speicher 13 enthält eine Umwandlungstabelle, die einer Umkehrung der in dem aufsprechseitigen Nur-Lese-Speicher 4 enthaltenen Umwandlungstabelle entspricht. In diesem Fall werden die Bit-parallelen 14-Bit-breiten Datenworte Adreßeingängen zugeführt und die 8-Bit-breiten Datenworte an Datenausgängen des Nur-Lese-Speichers 13 abgenommen.

Claims

1. Verfahren zur Code-Umwandlung, bei welchem Datenworte eines digitalen Videosignals mit einer Bitbreite von n Bit in Datenworte mit einer Bitbreite von m Bit umgewandelt werden, wobei m < n ist, dadurch gekennzeichnet,
daß mit m = 14 und den sich damit ergebenden 2¹⁴ verschiedenen Datenwortkombinationen solche Datenworte für ein digitales Videosignal, dessen Datenworte eine Bitbreite von n = 8 aufweisen, ausgewählt werden, bei denen

1. mindestens 2 aufeinanderfolgende Bits gleich sind,
2. höchstens 8 aufeinanderfolgende Bits gleich sind und
3. am Anfang und Ende eines Datenwortes höchstens 4

aufeinanderfolgende Bits gleich sind, und
daß von den durch die Auswahl erhaltenen 266 verschiedenen 14-Bit-breiten Datenworten 256 Datenworte den 8-Bit-breiten Datenworten des digitalen Videosignals zugeordnet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den 14-Bit-breiten Datenworten zugeordneten 256 8-Bit-breiten Datenworte parallel/serien-gewandelt auf einem magnetischen Informationsträger (8) aufgezeichnet werden.