DE69505794T2

DE69505794T2 - Verfahren zur umwandlung von m-bit informationsworten in ein moduliertes signal, verfahren zum herstellen eines aufzeichungsträgers, kodier-, dekodier-, aufzeichnungs- und lesevorrichtung sowie aufzeichnungsträger

Info

Publication number: DE69505794T2
Application number: DE69505794T
Authority: DE
Inventors: Kornelis Antonie Nl-5621 Ba Eindhoven Schouhamer Immink
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1994-02-15
Filing date: 1995-02-01
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2015-02-02
Also published as: AU692822B2; CA2183355C; SI0745254T1; ATE173110T1; CZ290751B6; CZ9602389A3; DK0745254T3; ZA951115B; CA2183355A1; TW294862B; JP2005339792A; CN1722283B; JP3408256B2; EP0745254A1; EP0745254B1; UA42757C2; CN101577133A; FI963151A0; HU9602247D0; CN101547009A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umwandeln einer Reihe von m- Bit-Informationswörtern in ein moduliertes Signal, mit m eine ganze Zahl, in welchem Verfahren ein n-Bit-Codewort für jedes empfangene Informationswort abgegeben wird, mit n eine ganze Zahl größer als m, und die abgegebenen Codewörter in das modulierte Signal umgewandelt werden, und in dem die Reihe von Informationswörtern gemäß Umwandlungsregeln in eine Reihe von Codewörter umgewandelt wird, so daß das entsprechende modulierte Signal einem zuvor bestimmten Kriterium genügt.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum erschaffen eines Aufzeichnungsträgers, auf dem ein gemäß dem genannten Verfahren erhaltenes Signal aufgezeichnet wird.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Codiereinrichtung zum Ausführen des beanspruchten Verfahrens, wobei diese Einrichtung einen m-n-Bitwandler zum Umwandeln der m-Bit-Informationswörter in n-Bit-Codewörter umfaßt und Mittel zum Umwandeln der n-Bit-Codewörter in ein moduliertes Signal.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Aufzeichnungseinrichtung, in der eine Codiereinrichtung dieser Art verwendet worden ist.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Signal.
Die Erfindung betrifft weiterhin einen Aufzeichnungsträger, auf dem das Signal aufgezeichnet worden ist.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Decodiereinrichtung zum Umwandeln des Signals in eine Reihe von m-Bit-Informationswörtern, wobei diese Einrichtung Umwandlungsmittel zum Umwandeln des Signals in eine Bitfolge aus Bits mit einem ersten oder zweiten Logikwert umfaßt, wobei diese Bitfolgen-Bit-Codewörter enthält, die den Informationssignalabschnitten entsprechen, und diese Einrichtung Umwandlungsmittel zum Umwandeln der Reihe von Codewörtern in die Reihe von Informationswörtern umfaßt, wobei jedem der umzuwandelnden Codewörter ein codewortabhängiges Informationswort zugeordnet wird.
Schließlich betrifft die Erfindung eine Leseeinrichtung, in der eine Decodiereinrichtung dieser Art verwendet worden ist.
Solche Verfahren, solche Einrichtungen, ein solcher Aufzeichnungsträger und ein solches Signal sind von K. A. Schouhamer Immink in dem Buch mit dem Titel "Coding Techniques for Digital Recorders" (ISBN 0-13-140047-9). In dem genannten Buch wird beispielsweise das sogenannte EFM-Modulationssystem beschrieben, das zum Aufzeichnen von Information auf sogenannten Compact Discs verwendet wird. Das EFM-modulierte Signal wird durch Umwandeln einer Reihe von 8-Bit-Informationswörtern in eine Reihe von 14-Bit-Codewörter erhalten, wobei drei Mischbits in die Codewörter eingefügt werden. Die Codewörter werden so gewählt, daß die minimale Anzahl von "0"-Bits, die zwischen den " 1 "-Bits liegen, gleich d (2) ist und die maximale Anzahl gleich k (10). Diese Bedingung wird auch als dk-Bedingung (dk-constraint) bezeichnet. Die Reihe von Codewörtern wird über eine modulo-2-Integrationsoperation in ein entsprechendes, von Bitzellen mit einem hohen oder niedrigen Signalwert gebildetes Signal umgewandelt, wobei ein "1"-Bit in dem modulierten Signal durch eine Änderung vom hohen in den niedrigen Signalwert oder umgekehrt repräsentiert wird. Ein "0"-Bit wird durch das Fehlen einer Änderung des Signalwertes bei einem Übergang zwischen zwei Bitzellen repräsentiert. Die Mischbits werden so gewählt, daß selbst in den Übergangsgebieten zwischen zwei Codewörtern die dk-Bedingung erfüllt ist und daß in dem entsprechenden Signal der sogenannte laufende digitale Summenwert im wesentlichen konstant bleibt. Unter dem laufenden digitalen Summenwert zu einem bestimmten Zeitpunkt soll die Differenz zwischen der Anzahl Bitzellen mit dem hohen Signalwert und der Anzahl Bitzellen mit dem niedrigen Signalwert, berechnet über den vor diesem Zeitpunkt gelegenen modulierten Signalabschnitt, verstanden werden. Ein nahezu konstanter laufender digitaler Summenwert bedeutet, daß das Frequenzspektrum des Signals keine Frequenzanteile im niedrigen Frequenzgebiet umfaßt. Ein solches Signal wird auch als gleichstromfreies Signal bezeichnet. Das Fehlen von Niederfrequenzanteilen in dem Signal ist äußerst vorteilhaft, wenn das Signal aus einem Aufzeichnungsträger ausgelesen wird, auf dem das Signal in der Spur aufgezeichnet ist, weil dann eine von dem aufgezeichneten Signal nicht beeinflußte, kontinuierliche Spurfolgesteuerung möglich ist. Beim Aufzeichnen von Information herrscht ein ständiger Bedarf an einer Erhöhung der Informationsdichte auf dem Aufzeichnungsträger.
Eine mögliche Lösung hierfür ist eine Verringerung der Anzahl Bitzellen pro Informationswort in dem modulierten Signal. Das dann auftretende Problem ist jedoch, daß infolge der Verringerung dieser Anzahl Bitzellen pro Informationswort die Anzahl eindeutiger Bitkombinationen, die die Informationswörter repräsentieren können, abnimmt, so daß weniger strenge Bedingungen an das modulierte Signal gestellt werden können, beispielsweise Bedingungen hinsichtlich des niederfrequenten Inhalts des modulierte Signals.
Es sei bemerkt, daß EP-A-392506 ein m-Bit-n-Bit-Umwandlungsverfahren beschreibt. Für jedes mögliche m-Bit-Informationswort stehen einigen-Bit-Codewörter zur Verfügung. Für das aktuelle m-Bit-Informationswort muß in Abhängigkeit von dem Schlußbitmuster des vorherigen Codewortes eines der verfügbaren n-Bit-Codewörter ausgewählt werden, um Lauflängenbedingungen zu erfüllen und den laufenden digitalen Summenwert zu steuern. Für jedes der möglichen Schlußmuster wird eine Menge zulässiger Beginnabschnitte gegeben, um die Auswahl zu ermöglichen. Bei der nächsten Umwandlung muß ein Codewort ausgewählt werden, das einen der zulässigen Beginnabschnitte hat.
Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, Mittel zum Verringern der Anzahl Bitzellen pro Informationswort zu verschaffen und der Verringerung der Anzahl eindeutiger Bitkombinationen entgegenzuwirken.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erimdung wird diese Aufgabe mit einem wie in Anspruch 1 definierten Umwandlungsverfahren gelöst.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Codiereinrichtung nach Anspruch 12 verschafft.
In dem Verfahren und der Codiereinrichtung gemäß der Erfindung legt die Kombination des gleichen Codewortes mit Codewörtern aus disjunkten Mengen von Codewörtern (= Mengen ohne gemeinsame Codewörter) verschiedene eindeutige Bitkombinationen fest, so daß von dem gleichen Codewort in Kombination mit dem darauffolgenden Codewort mehr als nur ein Informationswort eindeutig repräsentiert werden kann. Dem Codewort aus der Gruppe der zweiten Art folgt nämlich immer ein Codewort, für das es immer möglich ist, eindeutig festzustellen, zu welcher Menge dieses folgende Codewort gehört. Es ist dann möglich, mit den Codewörtern aus jeder der dis junkten Mengen immer eine genügende Anzahl eindeutiger Bitkombinationen festzulegen, um alle Informationswörter zu repräsentieren.
Diese Maßnahmen bieten somit eine Möglichkeit, mit Codewörtern, die eine relativ kleine Anzahl Bits pro Codewort haben, eine große Zahl eindeutiger Bitkombinationen festzulegen. In dem Fall, daß die Codewörter über die Mengen und Gruppen so verteilt gewählt werden, daß die Anzahl eindeutiger Bitkombinationen die Anzahl unterschiedlicher Informationswörter überschreitet, ist es möglich, die übrigen Bitkombinationen zum Beeinflussen von zuvor bestimmten Eigenschaften des modulierten Signals zu nutzen.
Es ist auch möglich, nur so viel Bitkombinationen zu verwenden, wie es Informationswörter gibt. In diesem Fall lassen die übrigen Bitkombinationen spezielle zusätzliche Anforderungen an die Codewörter zu.
Für eine oder mehrere Mengen ist jedoch vorzuziehen, jedem aus einer Anzahl Informationswörter ein Paar Codewörter aus der zugehörigen Menge zuzuweisen, und dann bei der Umwandlung gemäß einem speziellen Kriterium eines der verfügbaren Codewörter aus dem Paar auszuwählen, um so eine spezielle Eigenschaft des modulierten Signals zu beeinflussen. In einem Verfahren, in dem dies realisiert wird, wird die Reihe von Informationswörtern gemäß Umwandlungsregeln in die Reihe von Codewörtern umgewandelt, so daß das entsprechende modulierte Signal nahezu keine Frequenzanteile in einem niederfrequenten Bereich im Frequenzspektrum aufweist, wobei das modulierte Signal jede Anzahl aufeinanderfolgender Bitzellen mit dem gleichen minimalen Signalwert d + 1 und dem maximalen Signalwert k + 1 ist, wobei die Mengen von Codewörtern für jedes von zumindest einer Anzahl Informationswörter zumindest ein Paar Codewörter umfassen, wobei beim Umwandeln der Informationswörter durch eine Auswahl von Codewörtern aus den Paaren von Codewörtern die Niederfrequenzanteile in dem modulierten Signal vermieden werden.
Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, weil trotz der Verringerung der Anzahl Bitzellen pro Informationswort das Vorhandensein von Niederfrequenzanteilen in dem modulierten Signal weitgehend vermieden werden kann.
Eine weitere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß Synchronisierwörter in die Reihe von Codewörtern eingefügt werden, wobei die Synchronisierwörter Bitmuster aufweisen, die in der von den Codewörtern gebildeten Bitfolge nicht auftreten können, wobei die verwendeten Synchronisierwörter verschiedene Bitmuster haben und das verwendete Synchronisierwort von dem Codierzustand abhängt, wobei nach dem Einfügen eines Synchronisierwortes für die Umwandlung des folgenden Informationswortes ein zuvor bestimmter Codierzustand festgelegt wird, wobei die Synchronisierwörter voneinander auf Basis der Logikwerte von Bits auf zuvor bestimmten Bitpositionen in einer Weise unterschieden werden können, die der Weise entspricht, in der die Mengen von Codewörtern, die zu Codierzuständen der zweiten Art gehören, voneinander unterschieden werden können.
Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß in dem Fall, daß einem Codewort der Gruppe der zweiten Art ein Synchronisierwort folgt, von einer von dem Codewort und dem Synchronisierwort gebildeten Bitkombination in gleicher Weise ein Informationswort festgelegt wird, wie in dem Fall, bei dem dem Codewort der Gruppe der zweiten Art ein Codewort folgen würde.
Die letztgenannte Ausführungsform hat weiterhin den Vorteil, daß jedesmal nach Abgabe eines Synchronisierwortes ein Codierzustand festgelegt wird, so daß die an die Bitfolge beim Übergang vom Synchronisierwort zum folgenden Codewort zu stellenden Bedingungen immer erfüllt werden können.
Das von der erfindungsgemäßen Codiereinrichtung erhaltene Signal hat den Vorteil, daß es in sehr einfacher Weise decodiert werden kann.
Eine Ausführungsform für eine Decodiereinrichtung, mit der dies realisiert wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlungsmittel zum Umwandeln des Informationswortes auch in Abhängigkeit von den Logikwerten von auf zuvor bestimmten Positionen in bezug auf das Codewort liegenden Bits in der Bitfolge ausgebildet sind.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand der Fig. 1 bis 17 im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Reihe von Informationswörtern, eine entsprechende Reihe von Codewörtern und ein moduliertes Signal;
Fig. 2 und 3 Tabellen, in denen die Beziehung zwischen den Informationswörtern und Codewörtern festgelegt ist;
Fig. 4 die Werte verschiedener Parameter, wie sie sind, wenn eine Reihe von Informationswörtern in eine Reihe von Codewörtern umgewandelt wird;
Fig. 5a und 5b die niederfrequenten Abschnitte von Frequenzspektren verschiedener Signale;
Fig. 6 und 8 verschiedene Ausführungsformen für Codiereinrichtungen;
Fig. 7 eine Ausführungsform für eine in der Codiereinrichtung von Fig. 6 zu verwendende Auswahlschaltung;
Fig. 9 mögliche Bitmuster geeigneter Synchronisierwörter;
Fig. 10 eine Anpassung der Codiereinrichtung von Fig. 6 zum Einfügen von Synchronisierwörtern;
Fig. 11 eine Decodiereinrichtung;
Fig. 12 einen Aufzeichnungsträger;
Fig. 13 einen erheblich vergrößerten Abschnitt des Aufzeichnungsträgers von Fig. 12;
Fig. 14 eine Aufzeichnungseinrichtung;
Fig. 15 eine Leseeinrichtung;
Fig. 16 Teile eines modulierten Signals und dessen entsprechende Codewörter und
Fig. 17 eine schematische Darstellung der Verteilung von Codewörtern über Gruppen und Mengen.
Fig. 1 zeigt drei aufeinanderfolgende m-Bit-Informationswörter, in diesem Fall 8-Bit-Informationswörter mit dem Bezugszeichen 1. Die drei Informationswörter 1 haben die jeweiligen Wortwerte "24", "121" und "34". Diese Reihe von 3 Informationswörtern 1 wird in drei aufeinanderfolgende n-Bit-Codewörter umgewandelt, in diesem Fall 16-Bit-Codewörter mit dem Bezugszeichen 4. Die Codewörter 4 bilden eine Bitfolge aus Bits mit einem Logikwert "0" und Bits mit einem Logikwert "1". Die Umwandlung der Informationswörter erfolgt so, daß in der Bitfolge die minimale Anzahl von zwischen zwei Bits mit einem Logikwert "1" liegenden Bits mit einem Logikwert "0" gleich d und die maximale Anzahl gleich k ist, mit d gleich 2 und k gleich 10. Eine derartige Bitfolge wird häufig als RLL-Reihe (RLL = Run Length Limited) mit einer dk-Bedingung bezeichnet. Die einzelnen Bits der Codewörter sollen im weiteren mit x1, ..., x16 bezeichnet werden, wobei x1 das erste Bit (von links) des Codewortes und x16 das letzte Bit des Codewortes angibt.
Die von den Codewörtern 4 gebildete Bitfolge wird mittels einer modulo- 2-Integrationsoperation in einmoduliertes Signal 7 umgewandelt. Dieses modulierte Signal umfaßt drei die Codewörter 4 repräsentierende Informationssignalabschnitte 8. Die Informationssignalabschnitte umfassen Bitzellen 11, die einen hohen Signalwert H oder einen niedrigen Signalwert L haben können. Die Anzahl Bitzellen pro Informationssignalabschnitt ist gleich der Anzahl Bits des zugehörigen Codewortes. Jedes Codewortbit mit einem Logikwert "1" wird in dem modulierten Signal 7 durch einen Übergang von einer Bitzelle mit dem hohen Signalwert zu einer Bitzelle mit dem niedrigen Signalwert oder umgekehrt angedeutet. Jedes Codewortbit mit dem Logikwert "0" wird in dem modulierten Signal 7 durch das Nichtvorhandensein einer Änderung des Signalwertes bei einem Bitzellenübergang angedeutet.
Weiterhin wird von dem Frequenzspektrum des modulierten Signals 7 gefordert, daß es nahezu keine Niederfrequenzanteile enthält. Anders gesagt, das modulierte Signal 7 muß gleichstromfrel sein.
Im folgenden soll eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit der das modulierte Signal erhalten werden kann, detailliert beschrieben werden.
Zunächst besteht hinsichtlich der Codewörter die Forderung, daß innerhalb der Codewörter die dk-Bedingung erfüllt ist. Fig. 17 zeigt schematisch die Menge aller möglichen die genannte dk-Bedingung erfüllenden Codewörter in dem von dem Rahmen 170 umgebenen Gebiet. Die Codewörter werden in zumindest eine Gruppe einer ersten Art und zumindest eine Gruppe einer zweiten Art unterteilt. Bei Abgabe eines Codewortes aus einer der Gruppen der ersten Art wird ein Codierzustand festgelegt, der ausschließlich von der Gruppe der ersten Art abhängt, zu der das abgegebene Codewort gehört. Bei Abgabe eines der Codewörter der Gruppe der zweiten Art wird ein Codierzustand festgelegt, der sowohl von der Gruppe der zweiten Art als auch von dem Informationswort, das von dem abgegebenen Codewort repräsentiert wird, abhängt. In der hier beschriebenen Ausführungsform können zwei Gruppen der ersten Art unterschieden werden, nämlich eine erste Gruppe G11, die Codewörter umfaßt, die in a Bits mit einem Logikwert "0" enden, mit a eine ganze Zahl gleich 0 oder 1, und eine zweite Gruppe G12 aus Codewörtern, die in b Bits mit einer logischen "0" enden, mit b eine ganze Zahl kleiner oder gleich 9 und größer oder gleich 6.
In Fig. 17 liegen die zur Gruppe G11 gehörenden Codewörter in einem Rahmen 171. Die zur Gruppe G12 gehörenden Codewörter liegen in einem Rahmen 172.
Der von der ersten Gruppe G11 der ersten Art festgelegte Codierzustand soll im weiteren mit 51 bezeichnet werden. Der von der zweiten Gruppe G12 der ersten Art festgelegte Codierzustand soll im weiteren mit 54 bezeichnet werden. Die hier zu beschreibende Ausführungsform kennt nur eine Gruppe der zweiten Art. Diese Gruppe umfaßt Codewörter, die in c Bits mit einem Logikwert "0" enden, mit c eine ganze Zahl größer oder gleich 2 und kleiner oder gleich 5. Diese Gruppe soll im weiteren mit G2 bezeichnet werden. In Fig. 17 liegen die Codewörter der Gruppe G2 in einem Rahmen 173. In dem hier zu beschreibenden Beispiel können mit der Kombination aus einem Codewort und zugehörigem Informationswort zwei Codierzustände festgelegt werden, nämlich 52 und 53.
Bei Umwandlung der Informationswörter in Codewörter wird ein zu einer vom Codierzustand abhängigen Menge aus Codewörtern gehörendes Codewort dem umzuwandelnden Informationswort zugeordnet. Die zu den Codierzuständen S1, S2, S3 und S4 gehörenden Mengen von Codewörtern sollen im weiteren mit V1, V2, V3 bzw. V4 bezeichnet werden. Die Codewörter der Mengen V1, V2, V3 und V4 liegen in den Rahmen 174, 175, 176 und 177. Die Codewörter in den Mengen werden so gewählt, daß jede Bitfolge, die von einem Codewort aus der Gruppe, die einen Codierzustand festgelegt hat, und einem willkürlichen Codewort aus der von diesem Codierzustand festgelegten Menge gebildet werden kann, die dk-Bedingung erfüllt. Im Fall, daß der Codierzustand 54 durch die Abgabe des zuvor abgegebenen Codewortes festgelegt worden ist und der Codierzustand somit angibt, daß das vorherige Codewort in einer Bitfolge mit einem Logikwert "0" größer oder gleich 6 und kleiner oder gleich 9 endet, darf die Codewortmenge V4, die durch den Codierzustand 54 festgelegt ist, nur Codewörter umfassen, die mit maximal 1 Bit mit dem Logikwert "0" beginnen. Codewörter, die mit einer größeren Anzahl Bits mit dem Logikwert "0" beginnen, werden nämlich Übergangsgebiete zwischen dem zuvor abgegebenen Codewort und dem abzugebenden Codewort aufweisen, in denen die Anzahl aufeinanderfolgender Bits mit dem Logikwert "0" nicht immer kleiner oder gleich 10 sein wird, und werden somit die dk-Bedingung nicht erfüllen. Aus ähnlichen Gründen umfaßt die Menge V1 nur Codewörter, die mit einer Anzahl Bits mit dem Logikwert "0" beginnen, die größer oder gleich 2 und klei ner oder gleich 9 ist.
Die zu den Codierzuständen 52 und 53 gehörenden Mengen V2 und V3 von Codewörtern enthalten nur Codewörter, die mit einer Anzahl Bits mit einem Logikwert "0" größer oder gleich 0 und kleiner oder gleich 5 beginnen. Die diese Bedingung erfüllenden Codewörter sind über die beiden Mengen V2 und V3 verteilt, so daß die Mengen V2 und V3 keinerlei gemeinsame Codewörter enthalten. Die Mengen V2 und V3 sollen im folgenden als disjunkte Mengen bezeichnet werden. Die Verteilung der Codewörter über die Mengen V2 und V3 erfolgt vorzugsweise so, daß auf Basis der Logikwerte einer begrenzten Anzahl von p Bits bestimmt werden kann, zu welcher Menge ein Codewort gehört. In dem oben beschriebenen Beispiel wird hierfür die Bitkombination x1.x13 verwendet. Codewörter aus der Menge V2 sind an der Bitkombination x1.x13 = 0.0 erkennbar. Codewörter aus der Menge V3 sind dann an der Kombination · 1. · 13 erkennbar, die ungleich 0.0 ist. Dabei wird unterschieden zwischen Codewörtern, die bei Abgabe den Codierzustand S1 (Gruppe G11) festlegen, Codewörtern, die bei Abgabe den Codierzustand S2 oder S3 (Gruppe G2) festlegen, und Codewörtern, die bei Abgabe den Codierzustand S4 (Gruppe G12) festlegen. Die Menge V1 umfaßt 138 Codewörter aus der Gruppe G11, 96 Codewörter aus der Gruppe G2 und 22 Codewörter aus der Gruppe G12. Es wird deutlich sein, daß die Anzahl verschiedener Codewörter in der Menge V 1 kleiner als die Anzahl verschiedener 8-Bit-Informationswörter ist.
Da den Codewörter aus der Gruppe G2 immer ein Codewort aus der Menge V2 oder ein Codewort aus der Menge V3 folgt und zudem auf Basis des Codewortes, das einem Codewort aus der Gruppe G2 folgt, festgelegt werden kann, zu welcher Menge dieses Codewort gehört, kann ein Codewort aus der Gruppe G2, dem ein Codewort aus der Menge V2 folgt, eindeutig von dem gleichen Codewort aus der Gruppe G2, dem aber ein Codewort aus der Menge V3 folgt, unterschieden werden. Mit anderen Worten, bei der Zuordnung zu einem Informationswort kann jedes Codewort aus der Gruppe G2 zweimal verwendet werden. Jedes Codewort aus der Gruppe G2 zusammen mit einem willkürlichen Codewort aus der Menge V2 bildet eine eindeutige Bitkombination, die von der von dem gleichen Codewort und einem willkürlichen Codewort aus der genannten Menge V3 gebildeten Bitkombination unterscheidbar ist. Das bedeutet, daß 138 eindeutige Bitkombinationen (Codewörter) aus der Gruppe G11 für die Menge V1, 22 eindeutige Bitkombinationen (Codewörter) aus der Gruppe G12 und 2 · 96 eindeutige Bitkombinationen (Codewörter aus der Gruppe G2 kombiniert mit darauffolgenden Codewörtern) aus der Gruppe G2 verwendet werden können. Damit wird die Gesamtzahl nutzbarer eindeutiger Bitkombinationen 352. Die Anzahl eindeutiger mit den Codewörtern aus den Mengen V2, V3 und V4 gebildeten Bitkombinationen beträgt 352, 351 bzw. 415.
Zur Veranschaulichung zeigt Fig. 17 ein zur Gruppe G2 gehörendes Codewort 178. Das bedeutet, daß das folgende Codewort entweder zur Menge V2 oder zur Menge V3 gehört. Codewort 178 und das folgende Codewort können somit eindeutig zwei unterschiedliche Informationswörter festlegen. In Fig. 17 legt das Codewort 178, dem ein Codewort aus der Menge V2 folgt, beispielsweise Codewort 179, ein anderes Informationswort fest als das Codewort 178, dem ein Codewort aus der Menge V3 folgt, beispielsweise Codewort 180. Codewort 179 gehört zur Gruppe G11, was dazu führt, daß dem Codewort 179 immer ein Codewort aus der Menge V1 folgt, ungeachtet des als folgendes zu codierenden Informationswortes, so daß Codewort 179 nicht mehr als ein einziges Informationswort festlegen kann. Das Gleiche gilt für das Codewort 180. Die Umwandlung von Informationswörtern erfolgt folgendermaßen:
Angenommen werde, daß das zuletzt abgegebene Codewort das Codewort 178 aus der Gruppe G2 ist, das folgende Codewort gehört dann entweder zur Menge V2 oder Menge V3, je nach dem umzuwandelnden Informationswort. Unter der Annahme, daß dieses Informationswort das Codewort 179 festlegt, bedeutet dies, daß das folgende Codewort zur Menge V1 gehört. Welches Codewort aus der Menge V1 verwendet wird, wird von dem umzuwandelnden Informationswort bestimmt. In diesem Beispiel ist dies das Codewort 181. Codewort 181 gehört zur Gruppe G12, so daß das folgende Codewort zur Menge V4 gehört. Welches Codewort dies sein wird, wird wieder von dem umzuwandelnden Informationswort festgelegt. In diesem Beispiel ist dies das Codewort 182. Codewort 182 gehört zur Gruppe G2. Das bedeutet, daß in Abhängigkeit von dem dem Codewort 182 entsprechenden Informationswort das folgende Codewort entweder aus der Menge V2 oder aus der Menge V3 stammt. Welches der Codewörter aus der Menge V2 oder V3 verwendet wird, hängt von dem umzuwandelnden Informationswort ab. In diesem Beispiel folgt dem Codewort 182 das Codewort 183. Codewort 183 gehört auch zur Gruppe G2, so daß das folgende Codewort, in Abhängigkeit von dem dem Code wort 183 entsprechenden Informationswort, entweder aus der Menge V2 oder V3 stammen wird. Welches der Codewörter in der Menge verwendet wird, hängt wieder von dem umzuwandelnden Informationswort ab. In diesem Fall ist das das Codewort 184. In der oben beschriebenen Weise kann jede willkürliche Reihe von Informationswörtern eindeutig in eine Reihe von Codewörtern umgewandelt werden.
Im Vorhergehenden ist erläutert worden, daß die Anzahl verfügbarer Codewörter durch Unterteilung von Codewörtern in Gruppen einer ersten und einer zweiten Art, die einen Codierzustand festlegen, erweitert worden ist, wobei die Codierzustände an sich eine Menge von Codewörtern festlegen, aus denen ein Codewort für die Umwandlung eines folgenden Informationswortes ausgewählt werden muß. Dabei ist wesentlich, daß die Mengen von Codewörtern, aus denen eine Auswahl getroffen werden muß, für den Fall von Codierzuständen, die von Codewörtern aus einer Gruppe der zweiten Art festgelegt worden sind, keine Codewörter gemeinsam haben. Hierdurch ist es möglich, das gleiche Codewort aus einer Menge von Codewörtern verschiedenen Informationswörtern zuzuordnen, vorausgesetzt, daß dafür gesorgt wird, daß die diesem gleichen Codewort folgenden Codewörter zu verschiedenen Mengen gehören, die keine Codewörter gemeinsam haben. Dem Fachkundigen wird deutlich sein, daß die genannte Unterteilung von Codewörtern in Mengen und Gruppen, um Codewörter zu erhalten, denen mehr als ein Informationswort zugeordnet werden kann, auch auf Codewörter angewendet werden kann, die eine andere willkürliche Anzahl Bits haben. Ebensowenig ist es notwendig, daß die Reihe von Codewörtern einer speziellen dk- Bedingung genügt. Andere Bedingungen sind möglich, beispielsweise wie in EP-A 0.319.101 (PHN 12.339) beschrieben.
Wie bereits erläutert, ergibt sich aus der Tatsache, daß mehr als eine eindeutige Bitkombination mit Codewörtern aus der (den) Gruppe(n) der zweiten Art (G2) festgelegt werden kann, eine größere Anzahl verfügbarer eindeutiger Bitkombinationen. Allgemein wird die Unterteilung von Codewörtern in Gruppen und Mengen so gewählt, daß die Anzahl verfügbarer eindeutiger Bitkombinationen größer ist als die Anzahl verschiedener Informationswörter. Dieser Überschuß an eindeutigen Bitkombinationen bietet die Möglichkeit, zusätzliche Bedingungen an die Umwandlung zu stellen.
Eine Möglichkeit ist, nur so viele verfügbare eindeutige Bitkombinationen zu verwenden, wie es verschiedene Informationswörter gibt. In diesem Fall läßt der Überschuß an eindeutigen Bitkombinationen zu, spezielle zusätzliche Bedingungen an die Codewörter zu stellen.
Vorzuziehen ist jedoch, für eine oder mehrere der Mengen jedem aus einer Anzahl Informationswörtern ein von zwei Codewörtern aus der zugehörigen Menge gebildetes Paar zuzuordnen und dann bei der Umwandlung eines der verfügbaren Codewörter aus dem Paar gemäß einem bestimmten Kriterium auszuwählen, um so eine spezielle Eigenschaft des modulierten Signals zu beeinflussen.
Eine äußerst interessante Möglichkeit ist, den Niederfrequenzanteil in dem modulierten Signal zu beeinflussen. Dieser Einfluß besteht vorzugsweise aus einer Minimierung der Gleichstromanteile. Dies kann durch Bestimmen des digitalen Summenwertes am Ende jedes Informationssignalabschnittes erfolgen und bei Umwandlung der Information durch Auswählen von solchen Codewörter, daß der am Ende jedes Informationsabschnittes bestimmte digitale Summenwert in der Nähe eines bestimmten Bezugswertes bleibt. Dies kann durch Zuordnen eines Paares von Codewörtern, die verschiedene Änderungen des digitalen Summenwertes bewirken, zu einer Anzahl von Informationswörtern erfolgen. Vorzugsweise umfaßt jedes Paar Codewörter nicht mehr als zwei Codewörter, für die die Änderungen der digitalen Summenwerte entgegengesetzte Vorzeichen haben. Für einen bestimmten Signalpegel am Ende des letzten Informationssignalabschnittes kann dann das Codewort ausgewählt werden, für das der digitale Summenwert nach Abgabe des Codewortes dem Bezugswert am nächsten liegt.
Eine andere Möglichkeit zur Auswahl von Codewörtern ist, das Codewort zu wählen, für das bei dem gegebenen Signalpegel am Ende des zuletzt abgegebenen Codewortes das Vorzeichen der von dem zugehörigen Codewort bewirkten Änderung des digitalen Summenwertes dem der Differenz zwischen dem digitalen Summenwert vor der Abgabe des Codewortes und dem Bezugswert entgegengesetzt sein wird. Die Auswahl des abzugebenden Codewortes bei einer möglichen Auswahl aus zwei Codewörtern mit entgegengesetztem Einfluß auf den digitalen Summenwert kann dann in einfacher Weise anhand des Signalwertes am Ende jedes Informationssignalabschnittes und des Vorzeichens der Differenz zwischen dem zu diesem Ende gehörenden digitalen Summenwert und dem Bezugswert getroffen werden.
Fig. 2 zeigt zur Veranschaulichung für jede der Mengen V1, V2, V3 und V4 ein jedem der möglichen Informationswörter zugeordnetes Codewort. In dieser Figur zeigt die erste (linke) Spalte die Wortwerte aller möglichen Informationswörter. Die zweite, vierte, sechste und achte Spalte zeigen die den Informationswörtern aus den jeweiligen Mengen V1, V2, V3 und V4 zugeordneten Codewörter. Die dritte, fünfte, siebte und neunte Spalte zeigen mit Hilfe der jeweiligen Ziffern 1, 2, 3 und 4, welcher der Codierzustände S1, S2, S3 und S4 durch das zugehörige Codewort festgelegt wird. In Fig. 2 werden für jede der Mengen V1, V2, V3 und V4 nicht mehr als 256 der verfügbaren Codewörter verwendet. Fig. 3 zeigt, ähnlich wie Fig. 2, die Codewörter der in der Tabelle von Fig. 2 nicht abgebildeten Mengen für 88 Informationswörter, denen ein Paar von zwei Codewörtern zugeordnet worden ist. Die in Fig. 3 dargestellten Codewörter sollen im weiteren als alternative Codewörter bezeichnet werden. Das Zuordnen von Codewörtern zu den Informationswörtern erfolgt so, daß die von den alternativen Codewörtern bewirkte Änderung des digitalen Summenwertes der Änderung des digitalen Summenwertes entgegengesetzt ist, die von den Codewörtern von Fig. 2, die den Wortwerten "0" bis "87" zugeordnet sind, bewirkt wird.
Es sei bemerkt, daß alle Mengen in Fig. 3 gleich viele Codewörter enthalten. Dem Fachkundigen wird deutlich sein, daß dies nicht notwendig ist. Es ist gleichermaßen möglich, daß die Mengen nicht gleich groß sind.
Weiterhin ist zu erwähnen, daß die Zuordnung von Codewörtern zu den Informationswörtern so gewählt ist, daß die Beziehung zwischen einerseits der Kombination aus einem Codewort und den Bits x1 und x13 des folgenden Codewortes und andererseits den Informationswörtern eindeutig ist, so daß die Decodierung ausschließlich anhand eines empfangenen Codewortes und der Bits x1 und x13 des folgenden Codewortes erfolgen kann. Für die Codewortzuordnung bedeutet dies, daß, wenn ein Codewort in verschiedenen Mengen vorkommt, die gleichen Codewörter in verschiedenen Mengen die gleichen Informationswörter darstellen. Beispielsweise wird das Informationswort mit dem Wortwert "2" durch "0010000000100100" in den Mengen V0 und V2 von Fig. 2 und durch "1000000000010010" in den Mengen V2 und V3 dargestellt.
Es braucht nicht erwähnt zu werden, daß es nicht notwendig ist, daß Codewörter aus verschiedenen Mengen die gleichen Informationswörter darstellen. Dies bedeutet jedoch, daß beim Decodieren der Codierzustand zurückgewonnen werden muß, um das ursprüngliche Informationswort zu rekonstruieren.
Die Umwandlung einer Reihe von Informationswörtern in eine Reihe von Codewörtern soll anhand von Fig. 4 näher erläutert werden.
Spalte IW zeigt von oben nach unten die Wortwerte einer Reihe von aufeinanderfolgenden m-Bit-Informationswörtern. Für jedes der Informationswörter, für das ein Wortwert in der Spalte IW enthalten ist, sind eine Anzahl Daten abgebildet. Die Spalte SW repräsentiert den bei Abgabe des Codewortes, das infolge der Umwandlung des vorhergehenden Informationswortes erhalten worden ist, festgelegten Codierzustand. Dieses Codewort soll im weiteren als vorhergehendes Codewort bezeichnet werden. Der Codierzustand in Spalte SW gibt an, welche der Mengen V1, V2, V3 und V4 von Codewörtern für die Umwandlung des Informationswortes verwendet werden muß. Spalte LB zeigt den Signalwert des modulierten Signals am Ende des Informationssignalabschnittes, welcher Abschnitt dem Codewort entspricht, das bei der Umwandlung des vorhergehenden Informationswortes erhalten worden ist. Dieser Signalwert soll im weiteren als momentaner Informationssignalwert bezeichnet werden. In der Spalte D S V wird der digitale Summenwert gezeigt, der zu dem momentanen Signalwert des modulierten Signals gehört, der momentane modulierte Signalwert.
Spalte CW zeigt die den Informationswörtern von Spalte IW gemäß den Spalten von Fig. 2 und 3 zugeordneten Codewörter. Falls ein Paar Codewörter einem Informationswort zugeordnet ist, sind beide Codewörter des Paares dargestellt, wobei das obere Codewort des Paares der Tabelle von Fig. 2 und das untere Codewort des Paares der Tabelle von Fig. 3 entspricht. Spalte dDSV zeigt die von dem Codewort bewirkte Änderung des digitalen Summenwertes, wobei angenommen wird, daß der momentane modulierte Signalwert den Wert "H" hat.
Spalte DSVN zeigt den neuen digitalen Summenwert für das zugehörige Codewort, so wie dieser Wert sein würde, wenn das zugehörige Codewort abgegeben würde. Spalte L B N gibt über eine logische "1" an, daß die Signalwerte am Anfang und Ende des zu dem Codewort gehörenden Informationssignalabschnittes verschieden sind. Eine logische "0" gibt an, daß die Signalwerte am Anfang und Ende des zugehörigen Informationssignalabschnittes gleich sind. Die Signalwerte am Anfang und Ende eines Informationssignalabschnittes sind unterschiedlich, wenn das zugehörige Codewort eine ungerade Anzahl von "1"-Bits enthält, was einer ungeraden Anzahl Änderungen von Signalpegeln in dem Informationssignalabschnitt entspricht. Bei einer geraden An zahl von "1"-Bits in dem Codewort ist der Signalwert am Anfang und Ende des Informationssignalabschnittes der gleiche. In der Spalte SWN wird der Codierzustand gezeigt, der festgelegt würde, falls das betreffende Codewort abgegeben wird.
Weiterhin gibt die Spalte CS mit einem Stern "*" an, welches Codewort tatsächlich für das zugehörige Informationswort abgegeben wird.
Das erste (obere) Wort aus der Reihe von in der Spalte IW dargestellten Codewörtern hat einen Wortwert von "2". Angenommen werde, daß am Anfang der Umwandlung der Reihe von Informationswörtern der Codierzustand (Spalte SW) 51 ist und daß das modulierte Signal mit dem Signalpegel H beginnt und daß der digitale Summenwert D S V gleich 0 ist. In diesem Fall ist der zugehörige DSVN-Wert gleich -6 für das obere Codewort, während der DSVN-Wert für das untere Codewort des Paares +10 ist. Wenn das Kriterium angewendet wird, daß das Codewort abgegeben wird, für das der DSVN-Wert möglichst nahe bei einem Bezugswert von 0 liegt, wird das obere der beiden Codewörter des Paares für das Informationswort mit dem Wortwert von "2" abgegeben. Das bedeutet, daß der Codierzustand für das folgende Informationswort (Wortwert "8") 52 wird. Am Ende des dem abgegebenen Codewort entsprechenden Informationssignalabschnittes ist der Signalwert L, und der Signalwert am Anfang des folgenden Informationsabschnittes ist somit L, wie in Spalte LB dargestellt wird. Der Wert von dDSV für das obere Codewort des zu dem Informationswort mit dem Wortwert "8" gehörenden Paares ist gleich -6. Dieser Wert von -6 gilt für den Fall, daß der Signalwert am Anfang des zugehörigen Informationssignalabschnitt gleich H wäre. Da dieser Signalwert in dem dargestellten Fall gleich L ist, ist die von dem Codewort bewirkte Änderung des digitalen Summenwertes nicht gleich -6, sondern +6. Das bedeutet, daß DSVN gleich 0 wird. Für das untere Codewort des Paares ist DSVN gleich -18. Der Wert von DSVN für das obere Codewort liegt dem Wert 0 am nächsten, so daß das obere Codewort abgegeben wird. Anschließend muß das Informationswort mit dem Wortwert "100" umgewandelt werden. Diesem Informationswort ist nur ein Codewort zugeordnet, so daß für dieses Informationswort eine von DSVN abhängige Auswahl unmöglich ist. In gleichartiger Weise wie oben beschrieben werden die Informationswörter mit den Wortwerten "230", "0", "61" und "255" umgewandelt. Jedesmal, wenn eine Umwandlung eines Informationswortes, dem ein Paar Codewörter zugeordnet ist, erfolgen soll, wird jenes spezielle Codewort aus dem Paar ausgewählt, für das der Wen von DSVN am nächsten bei null liegt. Auf diese Weise wird der Gleichspannungspegel des modulierten Signals auf einem nahezu konstanten Pegel gehalten und das Frequenzspektrum des modulierten Signals weist keine Niederfrequenzanteile auf. Obwohl nicht für jedes Informationswort eine Menge von Codewörtern zur Verfügung steht, wird dennoch im Mittel für 88/256 aller umzuwandelnden Informationswörter eine Beeinflussung des digitalen Summenwertes möglich sein. In der Praxis erweist sich dies als vollkommen ausreichend, um dafür zu sorgen, daß der Niederfrequenzanteil in dem modulierten Signal nicht vorhanden ist. Vorzuziehen ist, in die Codewortpaare diejenigen Codewörter aufzunehmen, für die die in dem digitalen Summenwert bewirkte Änderung am größten ist. Einerseits hat dies den Vorteil, daß der digitale Summenwert maximal verändert werden kann. Anderseits bedeutet dies, daß die in dem digitalen Summenwert bewirkte Änderung für nicht zu dem Paar gehörende Codewörter relativ klein ist und daß der Einfluß dieser Codewörter auf den digitalen Summenwert relativ klein ist.
Zur Veranschaulichung zeigt Fig. 5a den niederfrequenten Abschnitt des Frequenzspektrums eines mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltenen modulierten Signals. In Fig. 5b ist der entsprechende niederfrequente Abschnitt des Frequenzspektrums eines EFM-modulierten Signals aufgetragen. Wie aus den Fig. 5a und Sb ersichtlich, sind die Frequenzspektren für die beiden Signale nahezu die gleichen. Die dk-Bedingung für das EFM-modulierte Signal und das durch Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltene modulierte Signal ist auch nahezu die gleiche. Die Anzahl Bitzellen pro Informationswort in einem EFM-modulierten Signal ist gleich 17, während diese in einem modulierten Signal gemäß der Erfindung gleich 16 ist. Das bedeutet, daß bei Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens relativ zu einem EFM-modulierten Signal eine Zunahme der Informationsdichte von etwa 7% erhalten wird, ohne daß dies auf Kosten einer Zunahme des niederfrequenten Inhaltes geht und ohne irgendwelche Zugeständnisse an die dk-Bedingung.
Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform für eine erfindungsgemäße Codiereinrichtung 140, mit der das oben beschriebene Verfahren ausgeführt werden kann. Die Codiereinrichtung ist zum Umwandeln der m-Bit-Informationswörter 1 in die n-Bit- Codewörter 4 eingerichtet und die Anzahl verschiedener Codierzustände kann mit s Bits angegeben werden. Die Codiereinrichtung umfaßt einen Wandler 60 zum Umwandeln von (m + s + 1) binären Eingangssignalen in (n + s + t) binäre Ausgangssignale. Von den Eingängen des Wandlers sind m Eingänge mit einem Bus 61 zum Empfangen von m- Bit-Informationswörtern verbunden. Von den Ausgängen des Wandlers sind n Ausgänge mit einem Bus 62 zum Abgeben von n-Bit-Codewörtern verbunden. Weiterhin sind s Eingänge mit einem s-Bit-Bus 63 zum Empfangen eines Zustandswortes verbunden, das den momentanen Codierzustand angibt. Ein Zustandswort wird von einem Zwischenspeicher 64 beispielsweise in Form von s Flipflops abgegeben. Der Zwischenspeicher 64 hat s Eingänge, die mit einem Bus 58 zum Empfangen eines in dem Zwischenspeicher zu speichernden Zustandswortes verbunden sind. Zur Abgabe der in dem Zwischenspeicher zu speichernden Zustandswörter werden s Ausgänge des Wandlers 60 verwendet, die mit dem Bus 58 verbunden sind.
Der Bus 62 ist mit den parallelen Eingängen eines Parallel-Seriell-Wandlers 66 verbunden, der die über den Bus 62 empfangenen Codewörter 4 in eine serielle Bitfolge umwandelt, die über eine Signalleitung 67 einer Modulatorschaltung 68 zugeführt werden muß, die die Bitfolge in das über die Signalleitung 70 abzugebende modulierte Signal 7 umwandelt. Die Modulatorschaltung 68 kann eine von üblicher Art sein, beispielsweise ein sogenannter Modulo-2-Integrator.
Außer den Codewörtern und Zustandswörtern führt der Wandler einem Bus 75 für jede empfangen Kombination aus Informationswort und Zustandswort Information zu, die
- angibt, ob für das zugehörige Zustandswort dem zugehörige Informationswort das Codewort oder ein Paar Codewörter zugeordnet ist,
- für jedes dieser zugeordneten Codewörter die von dem Codewort bewirkte Änderung dDSV des digitalen Summenwertes angibt, wie diese für einen hohen Signalwert am Anfang eines diesem Codewort entsprechenden Informationssignalabschnittes wäre,
- angibt, ob die Anzahl "1"-Bits in dem Codewort ungerade oder gerade ist.
Zur Informationsweiterleitung zu einer Auswahlschaltung 76 ist der Bus 75 mit Eingängen der Auswahlschaltung 76 verbunden.
Anhand dieser Information gibt die Auswahlschaltung 76 ein Auswahlsignal ab, das anzeigt, ob das dem Bus 62 bei dem angebotenen Informationswort zuzuführende Codewort gemäß den in den Tabellen von Fig. 2 festgelegten Beziehungen oder gemäß den in den Tabellen von Fig. 3 festgelegten Beziehungen umgewandelt werden muß. Dieses Auswahlsignal wird dem Wandler 60 über eine Signalleitung 77 zugeführt.
Der Wandler 60 kann einen ROM-Speicher umfassen, in dem die Codeworttabellen der Fig. 2 und 3 unter Adressen gespeichert sind, die von der den Eingängen des Wandlers zugeführten Kombination aus Zustandswort und Informationswort bestimmt worden sind. In Reaktion auf das Detektionssignal werden die Adressen der Speicherstellen mit den Codewörtern, die der Tabelle von Fig. 2 entsprechen, oder die Adressen der Speicherstellen mit den der Tabelle von Fig. 3 entsprechenden Codewörtern ausgewählt.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 werden die Zustandswörter im Speicher 60 gespeichert. Alternativ ist es möglich, mit einer Gatter-Schaltung, nur die Zustandswörter aus den an den Bus 62 abgegebenen Codewörtern abzuleiten.
Anstelle eines ROM-Speichers kann der Wandler auch eine von Gatter- Schaltungen gebildete, kombinatorische Logikschaltung umfassen. Die Synchronisierung der in der Anordnung ausgeführten Operationen können in üblicher Weise mit synchronisierten Taktsignalen erhalten werden, die mit einer üblichen (nicht abgebildeten) Taktgeneratorschaltung abgeleitet werden. Fig. 7 zeigt eine mögliche Ausführungsform für die Auswahlschaltung 76. Den Bus 75 bildende Signalleitungen werden in einen Teilbus 80 und einen Teilbus 81 unterteilt. Über den Teilbus 80 wird der Wert von dDSV für ein Codewort aus der Tabelle von Fig. 2 weitergeleitet, das in Reaktion auf die empfangene Kombination aus Zustandswort und Informationswort zugeordnet worden ist. Über den Teilbus 81 wird der Wert von dDSV für das Codewort aus der Tabelle von Fig. 3 weitergeleitet, wenn diese Tabelle ein Codewort für die zugehörige Kombination aus Zustandswort und Informationswort enthält. Der Teilbus 80 ist mit einem ersten Eingang einer Rechenschaltung 82 verbunden. Ein zweiter Eingang der Rechenschaltung 82 empfängt über einen Bus 85 den in einem Zwischenspeicher 83 gespeicherten Wert von D S V. Weiterhin empfängt der Steuereingang der Rechenschaltung über eine Signalleitung 84 ein Steuersignal, das angibt, ob der Signalwert am Anfang des dem zugehörigen Codewortes entsprechenden Informationssignalabschnittes den hohen Wert H oder den niedrigen Wert L hat. Das Signal auf der Signalleitung 84 wird beispielsweise mit einem Flipflop erhalten, dessen Zustand bei Abgabe eines Codewortes konstant angepaßt wird, welche Anpassung in Reaktion auf ein Signal erfolgt, das angibt, ob die Anzahl Bits mit einem Logikwert "1" in dem abgegebenen Codewort ungerade oder gerade ist. Dieses Signal wird von dem Wandler 60 abgegeben und über eine der Signalleitungen abgegeben, die den Bus 75 bilden. Die Rechenschaltung 82 ist von üblicher Art, die den über den Bus 80 empfangenen Wert dDSV von dem über den Bus 85 empfangenen Wert von D S V in Reaktion auf das Steuersignal subtrahiert bzw. zu diesem addiert.
Die Auswahlschaltung 76 umfaßt eine weitere Rechenschaltung 86, die ähnlich wie die Rechenschaltung 82 den über den Bus 81 empfangenen Wert von dDSV zu dem über den Bus 85 empfangenen Wert von D S V addiert oder ihn davon in Reaktion auf das Steuersignal auf der Signalleitung 84 subtrahiert. Die Ergebnisse der von den Rechenschaltungen 82 und 86 ausgeführten Operationen werden über einen Bus 87 bzw. 88 einer Entscheidungsschaltung 89 und einer Multiplexschaltung 90 zugeführt. Diese Ergebnisse geben, wenn ein Codewortpaar dem angebotenen Zustandswort zugeordnet worden ist, die neuen Änderungen des digitalen Summenwertes DSVN an, die bei Abgabe der beiden verschiedenen Codewörter des Paares erhalten worden wären. Die Entscheidungsschaltung 89 ist von einer üblichen Art, die in Reaktion auf die über die Busse 87 und 88 empfangenen Werte von DSVN bestimmt, welcher der beiden empfangenen Werte einem Bezugswert am nächsten liegt und welche Schaltung 89 ein diesem Ergebnis entsprechendes Entscheidungssignal einer Signalleitung 91 zuführt. Im Fall einer Wahl zwischen zwei Codewörtern aus einem Paar Codewörter gibt das Entscheidungssignal an, welches der beiden Codewörter abzugeben ist. Dieses Entscheidungssignal wird der Signalleitung 77 über ein UND-Gatter 92 zugeführt. Falls nicht ein Paar Codewörter, sondern nur ein Codewort verfügbar ist, dient das Signal auf der Signalleitung 77 dazu, anzugeben, daß das gemäß den Tabellen von Fig. 2 abgegebene Informationswort umgewandelt werden muß. Um dies zu realisieren, wird einem zweiten Eingang des UND-Gatters 92 ein von dem Bus 75 stammendes Signal zugeführt, das angibt, ob nur ein einzelnes Codewort oder ein Codewortpaar für die angebotene Kombination aus Zustandswort und Informationswort verfügbar ist.
Die Signalleitung 77 ist auch mit einem Steuereingang der Multiplexschaltung 90 verbunden. In Abhängigkeit von dem Signal an deren Steuereingang leitet die Multiplexschaltung 90 die über Busse 87 und 88 empfangenen Werte von DSVN an einen zu dem abgegebenen Codewort gehörenden Ausgang weiter. Der Ausgang der Multiplexschaltung 90 ist mit dem Eingang des Zwischenspeichers 83 gekoppelt. Das Laden des Zwischenspeichers wird in üblicher Weise gesteuert, so daß der von der Multiplexschaltung weitergeleitete Wert von DSVN bei Abgabe des ausgewählten Codewortes in dem Zwischenspeicher 83 gespeichert wird.
Falls bei der genannten Ausführungsform der Codiereinrichtung für ein angebotenes Informationswort eine Menge von Codewörtern verfügbar ist, wird das Codewort aus dem Paar ausgewählt, für das der digitale Summenwert bei Abgabe eines zugehörigen Codewortes einem zuvor bestimmten Bezugswert am nächsten liegt. Eine andere Möglichkeit der Auswahl von Codewörtern aus dem Codewortpaar ist, dasjenige Codewort auszuwählen, für das das Vorzeichen der durch die Abgabe des Codewortes bewirkten Änderung des digitalen Summenwertes dem Vorzeichen des digitalen Summenwertes am Anfang der Abgabe des Codewortes entgegengesetzt ist.
Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform für eine erimdungsgemäße Codiereinrichtung, in der die Codewörter anhand des genannten Kriteriums ausgewählt werden. Die Codiereinrichtung ist wieder zum Umwandeln der m-Bit-Informationswörter 1 in die n-Bit-Codewörter 4 eingerichtet, wobei die Anzahl verschiedener Codierzustände durch s Bits repräsentiert werden kann. Die Codiereinrichtung umfaßt einen Wandler 50 zum Umwandeln von (m + s + 1) binären Eingangssignalen in (n + s) binäre Ausgangssignale. Von den Eingängen des Wandlers sind m Eingänge mit einem Bus 51 zum Empfangen von m-Bit-Informationswörtern verbunden. Von den Ausgängen des Wandlers sind n Ausgänge mit einem Bus 52 zur Abgabe von n-Bit-Codewörtern verbunden. Weiterhin sind s Eingänge mit einem s-Bit-Bus 53 zum Empfangen eines Zustandswortes verbunden, das den momentanen Codierzustand angibt. Das Zustandswort wird von einem Zwischenspeicher mit beispielsweise s Flipflops abgegeben. Der Zwischenspeicher 54 hat s Eingänge, die mit einem Bus zum Empfangen eines in den Zwischenspeicher zu ladenden Zustandswortes verbunden sind. Zur Abgabe der in den Zwischenspeicher zu ladenden Zustandswörter werden s Ausgänge des Wandlers 50 verwendet.
Der Bus 52 ist mit den parallelen Eingängen eines Parallel-Seriell-Wandlers 56 verbunden, der die über den Bus 52 zugeführten Codewörter in eine serielle Bitfolge umwandelt, die über eine Signalleitung 57 einer Modulatorschaltung 58 zugeführt werden soll, die die Bitfolge in das über eine Signalleitung 40 abzugebende modulierte Signal 7 umwandelt. Die Modulatorschaltung 58 kann eine übliche sein, beispielsweise ein Modulo-2-Integrator. Das modulierte Signal 7 wird einer Schaltung üblicher Art zugeführt, um den laufenden digitalen Summenwert des modulierten Signals 7 abzuleiten. Die Schaltung 59 gibt ein Signal Sdsv ab, das von dem bestimmten digitalen Summenwert abhängt, welches Signal Sdsv angibt, ob ein Codewort gemäß den in Fig. 2 festgelegten Beziehungen umzuwandeln ist oder ob ein angebotenes Informationswort gemäß den in Fig. 3 festgelegten Beziehungen umzuwandeln ist. Der Wandler 50 kann von gleicher Art sein wie der Wandler 60, außer daß in dem Wandler 50 nur die Codewörter und die zugehörigen Zustandswörter gespeichert zu werden brauchen. Die der Entscheidungsschaltung 76 vom Wandler 60 über den Bus 75 zugeführte Information ist in der Ausführungsform von Fig. 8 überflüssig.
Zur Synchronisierung der auszuführenden Operationen umfaßt die Einrichtung eine Taktgeneratorschaltung 41 üblicher Art, die Taktsignale zur Steuerung des Parallel-Seriell-Wandlers 58 und zur Steuerung des Ladens des Zwischenspeichers 54 generiert.
Vorzugsweise umfaßt das modulierte Signal 7 Synchronisiersignalabschnitte, die ein Signalmuster aufweisen, das in einer willkürlichen Sequenz von Informationssignalabschnitten nicht auftreten kann. Die Zufügung kann durch Einfügen von Synchronisierwörtern in die Sequenz von n-Bit-Codewörtern erfolgen. Fig. 9 zeigt zwei 26- Bit-Synchronisierwörter 100 und 101, die hervorragend zur Verwendung in Kombination mit den in Fig. 2 und 3 gezeigten Codewörtern geeignet sind. Die Synchronisierwörter enthalten jeweils zwei Reihen von 10 Bits mit einem Logikwert "0", die durch ein Bit mit einem Logikwert "1" getrennt werden. Nur der Logikwert des Bits an der ersten Stelle in dem Codewort (x1) unterscheidet sich für die -beiden Synchronisierwörter 100 und 101. Welches der beiden Codewörter eingefügt wird, hängt vom von dem unmittelbar vor dem eingefügten Synchronisierwort liegenden Codewort bestimmten Codierzustand ab. Falls der Codierzustand 51 bestimmt wird, wird das mit 3 Bits mit dem Logikwert "0" beginnende Synchronisierwort 101 eingefügt. Da die den Codierzustand S1 festlegenden Codewörter in höchstens 1 Bit mit einem Logikwert "0" enden, wird die dk-Bedingung mit d = 2 und k = 10 erfüllt, wenn ein Übergang vom Codewort zum Synchronisierwort stattfindet.
Falls der Codierzustand 54 festgelegt ist, wird das Synchronisierwort 100 eingefügt. Da die den Codierzustand 54 festlegenden Codewörter in minimal 6 und maximal 9 Bits mit dem Logikwert "0" enden, wird die dk-Bedingung mit d = 2 und k = 10 wieder beim Übergang vom Codewort zum Synchronisierwort erfüllt.
Falls der Codierzustand 52 festgelegt ist, wird das Synchronisierwort 101 eingefügt. In diesem Synchronisierwort ist die Bitkombination x1.x13 gleich 0.0. Falls der Codierzustand 53 festgelegt ist, wird das Synchronisierwort 100 eingefügt. In diesem Synchronisierwort ist die Bitkombination x1.x13 gleich 1.0. In dem einem Codewort, das den Codierzustand 52 festlegt, folgenden Synchronisierwort ist diese Bitkombination x1.x13 immer 0.0 und für ein Synchronisierwort, das einem Codewort folgt, das den Zustand 53 festlegt, ist die Bitkombination x1.x13 immer gleich 1.0, so daß auf Basis des Codewortes und des folgenden Codewortes ein zugehöriges Informationswort immer eindeutig festgelegt ist.
Die Synchronisierwörter 100 und 101 enden beide in einem Bit mit dem Logikwert "1", was bedeutet, daß das einem dieser Synchronisierwörter folgende Codewort aus der Menge V1 ausgewählt werden muß, um dafür zu sorgen, daß beim Übergang vom Synchronisierwort zum folgenden Codewort immer die dk-Bedingung mit d = 2 und k = 10 erfüllt ist. Das bedeutet, daß mit jeder Abgabe eines Codewortes der Codierzustand S1 festgelegt wird.
Fig. 10 zeigt eine Abwandlung der Codiereinrichtung von Fig. 6, mit der Synchronisierwörter in der oben beschriebenen Weise eingefügt werden können. In Fig. 10 haben Komponenten, die denen von Fig. 6 gleich sind, gleiche Bezugszeichen. Die Abwandlung betrifft einen Speicher 103 mit zwei Speicherstellen, die jeweils eines der beiden Synchronisierwörter 100 und 101 speichern. Der Speicher 103 umfaßt eine Adressierschaltung zum Adressieren einer der beiden Speicherstellen in Abhängigkeit von dem den Adreßeingängen des Speichers 103 über den Bus 63 zugeführten Zustandswort. Das Synchronisierwort in der adressierten Speicherstelle wird über einen Bus 104 einem Parallel-Seriell-Wandler 105 zugeführt. Der serielle Ausgang des Wandlers 105 wird einem ersten Eingang einer elektronisch zu bedienenden Schalteinheit 106 zugeführt. Die Signalleitung 67 ist mit einem zweiten Eingang der Schalteinheit 106 verbunden. Die Codiereinrichtung wird von einer Steuerschaltung 107 üblicher Art gesteuert, die die Codiereinrichtung abwechselnd in einen ersten oder einen zweiten Zustand bringt. Im ersten Zustand wird eine zuvor bestimmte Anzahl Informationswörter in Codewörter umgewandelt, die im seriellen Betrieb über die Schalteinheit 106 dem Mo dulo-2-Integrator 68 zugeführt werden. Beim Übergang vom ersten in den zweiten Zustand wird die Umwandlung von Informationswörtern unterbrochen und das von dem Zustandswort bestimmte Synchronisierwort von dem Speicher 103 abgegeben und dem Modulo-2-Integrator 68 über den Parallel-Seriell-Wandler 104 und die Schalteinheit zugeführt. Außerdem wird beim Übergang vom zweiten in den ersten Zustand und unter Steuerung der Steuerschaltung 107 der Zwischenspeicher mit dem Zustandswort geladen, das dem Codierzustand S 1 entspricht, und anschließend wird die Umwandlung von Informationswörtern in Codewörter wieder aufgenommen, bis die Codiereinrichtung von der Steuerschaltung 107 wieder in den zweiten Zustand gebracht wird.
Zum Einfügen von Synchronisierwörtern kann die Codiereinrichtung von Fig. 8 in einer Weise angepaßt werden, die der Anpassung von Fig. 10 ähnlich ist.
Fig. 11 zeigt eine Ausführungsform für eine erfindungsgemäße Decodiereinrichtung 150 zum Rückwandeln von mit einem der oben beschriebenen Verfahren erhaltenen modulierten Signalen in eine Sequenz aus Informationswörtern. Die Decodierschaltung umfaßt einen Modulo-2-Differenzierer 110 zum Umwandeln des modulierten Signals in eine Bitfolge, in der ein Bit mit einem Logikwert "1" einen Übergang von einer Bitzelle mit einem Signalwert L in eine Bitzelle mit einem Signalwert H oder umgekehrt repräsentiert und in der jede Bitzelle mit dem Logikwert "0" zwei aufeinanderfolgende Bitzellen mit dem gleichen Signalwert repräsentiert. Die so erhaltene Bitfolge wird zwei in Reihe geschalteten Schieberegistern mit je einer Länge, die der Länge eines n-Bit-Codewortes entspricht, zugeführt. Der Inhalt der Schieberegister 111 und 112 wird den jeweiligen Bussen 113 und 114 über parallele Ausgänge zugeführt. Die Decodiereinrichtung umfaßt einen (n + p)-m-Bitwandler 115. Alle im Schieberegister 112 vorhandenen n Bits werden über den Bus 114 Eingängen des Wandlers 115 zugeführt. Von den im Schieberegister 111 vorhandenen n Bits werden p Bits dem Wandler 115 zugeführt, welche p Bits zusammen mit den n Bits in dem Schieberegister 114 eindeutig ein Informationswort festlegen. Der Wandler 115 kann einen Speicher mit einer Nachschlagetabelle umfassen, die ein m-Bit-Informationswort für jede von den n Bits eines n- Bit-Codewortes und den zuvor bestimmten p Bits eines diesem Codewort folgenden Teils der Bitfolge gebildete, zulässige Bitkombination enthält. Der Wandler kann jedoch auch mit Gatter-Schaltungen realisiert werden.
Die vom Wandler 115 ausgeführten Umwandlungen können in üblicher Weise mit einer Synchronisierschaltung 117 synchronisiert werden, so daß jedesmal, wenn ein vollständiges Codewort in das Schieberegister 112 geladen wird, dasjenige Informationswort an den Ausgängen des Wandlers angeboten wird, das der den Eingängen des Wandlers 115 zugeführten Bitkombination entspricht.
Vorzugsweise wird für die Synchronisierung ein mit Bussen 113 und 114 verbundener Synchronisierwortdetektor 116 verwendet, der ein den Synchronisierwörtern entsprechendes Bitmuster detektiert.
Zur Veranschaulichung zeigt Fig. 16 ein Signal, daß gemäß dem oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren erhalten werden kann. Das Signal umfaßt eine Sequenz von q aufeinanderfolgenden Informationssignalabschnitten 160, mit q eine ganze Zahl, wobei die Signalabschnitte q Informationswörter repräsentieren. Zwischen den Informationssignalabschnitten sind Synchronisiersignalabschnitte eingefügt, von denen einer in Fig. 16 mit 161 angedeutet wird. Eine Anzahl Informationssignalabschnitte wird im einzelnen dargestellt. Jeder der Informationssignalabschnitte 160 umfaßt n Bitzellen, in diesem Fall 16, die einen ersten (niedrigen) Signalwert L oder einen zweiten (hohen) Signalwert H haben. Da die von den Codewörtern gebildete und von dem modulierten Signal repräsentierte Bitfolge einer dk-Bedingung genügt, ist die Anzahl aufeinanderfolgender Bitzellen mit dem gleichen Signalwert zumindest gleich d + 1 und höchstens gleich k + 1. Infolge der Auswahl der Codewörter, die vom digitalen Summenwert anhängt, ist der momentane Wert der Differenz zwischen der Anzahl Bitzellen mit dem ersten Signalwert und den Bitzellen mit dem zweiten Signalwert bei einem willkürlichen Punkt in dem Signal in dem diesem Punkt vorangehenden Signalabschnitt im wesentlichen konstant. Jeder einem Codewort aus einer Gruppe der ersten Art entsprechende Informationssignalabschnitt legt eindeutig ein Informationswort fest. In Fig. 16 ist dies beispielsweise der Informationssignalabschnitt 160c, der dem Codewort "0100000001000010" entspricht. Dieses Codewort legt eindeutig das Informationswort mit dem Wortwert "121" fest. Jeder ein Codewort aus der Gruppe der zweiten Art repräsentierende Informationssignalabschnitt repräsentiert eindeutig, zusammen mit einem benachbarten Signalabschnitt, ein Informationswort.
Der in Fig. 16 gezeigte Informationssignalabschnitt 160a entspricht dem Codewort "00010000000100100". Dieses Codewort kann sowohl das Informationswort mit dem Wortwert "24" als auch das Informationswort mit dem Wortwert "34" festle gen. Welche Information tatsächlich von diesem Codewort festgelegt wird, wird von den Logikwerten auf der ersten und dreizehnten Bitstelle des unmittelbar folgenden Abschnittes der Bitfolge bestimmt. Wenn die Logikwerte dieser Bits beide gleich 0 sind, wird das Informationswort mit dem Wortwert "24" festgelegt. Wenn diese Bits ungleich "0" sind, wird das Informationswort mit dem Wortwert "34" festgelegt. In Fig. 16 sind die Werte der Bits an der ersten und dreizehnten Stelle hinter dem von dem Informationssignalabschnitt 160a festgelegten Codewort beide gleich "0", so daß das Informationswort mit dem Wortwert "24" festgelegt ist. Das von dem Informationssignalabschnitt 160b festgelegte Codewort ist mit dem von dem Informationssignalabschnitt 160a festgelegten Codewort identisch. Dem von dem Informationssignalabschnitt 160b repräsentierten Codewort folgt jedoch unmittelbar ein Synchronisierwort, dessen erstes Bit den Logikwert "1" hat, so daß jetzt das Informationswort mit dem Wortwert "34" festgelegt ist.
Fig. 12 zeigt als Beispiel einen erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträger 120. Der abgebildete Aufzeichnungsträger ist von optisch detektierbarer Art. Der Aufzeichnungsträger kann auch von einer anderen Art sein, beispielsweise von magnetisch lesbarer Art. Der Aufzeichnungsträger umfaßt in Spuren 121 angeordnete Informationsmuster. Fig. 13 zeigt einen stark vergrößerten Abschnitt 122 einer der Spuren 121. Das Informationsmuster in dem in Fig. 13 gezeigten Spurabschnitt 121 umfaßt erste Teile 123, beispielsweise in Form optisch detektierbarer Marken, und zweite Teile 124, beispielsweise zwischen den Marken liegende Zwischengebiete. Die ersten und zweiten Teile wechseln in Richtung der Spur 125 ab. Die ersten Teile 123 weisen erste detektierbare Eigenschaften auf, und die zweiten Teile 124 weisen zweite Eigenschaften auf, die von den ersten detektierbaren Eigenschaften unterscheidbar sind. Die ersten Teile 123 repräsentieren Bitzellen 12 des modulierten binären Signals 7 mit dem einem Signalpegel, beispielsweise dem niedrigen Signalpegel L. Die zweiten Teile 124 repräsentieren Bitzellen 11, die den anderen Signalpegel haben, beispielsweise den hohen Signalpegel H. Der Aufzeichnungsträger 12 kann erhalten werden, indem erst das modulierte Signal generiert wird und danach der Aufzeichnungsträger mit dem Informationsmuster versehen wird. Wenn der Aufzeichnungsträger von einer optisch detektierbaren Art ist, kann der Aufzeichnungsträger, ausgehend von dem modulierten Signal 7, mit an sich bekannten Mastering- und Abdrucktechniken erhalten werden.
Fig. 14 zeigt eine Aufzeichnungseinrichtung zum Aufzeichnen von Information, in der die erfindungsgemäße Codiereinrichtung verwendet wird, beispielsweise die Codiereinrichtung 140 von Fig. 6. In der Aufzeichnungseinrichtung ist die Signalleitung zum Abgeben des modulierten Signals mit einer Steuerschaltung 141 für einen Schreibkopf 142 verbunden, entlang dem ein beschreibbarer Aufzeichnungsträger 143 bewegt wird. Der Schreibkopf 142 ist von einer üblichen Art und kann Marken mit detektierbaren Änderungen auf dem Aufzeichnungsträger 143 einbringen. Die Steuerschaltung 141 kann auch von üblicher Art sein und in Reaktion auf das der Steuerschaltung 141 zugeführte modulierte Signal ein Steuersignal für den Schreibkopf generieren, so daß der Schreibkopf 142 ein Muster von Marken einbringt, das dem modulierten Signal entspricht.
Fig. 15 zeigt eine Leseeinrichtung, in der eine erfindungsgemäße Decodiereinrichtung verwendet wird, beispielsweise die Decodiereinrichtung 153 von Fig. 11. Die Leseeinrichtung umfaßt einen Lesekopf einer üblichen Art zum Lesen eines erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträgers, welcher Aufzeichnungsträger eine Informationsmuster trägt, das dem modulierten Signal entspricht. Der Lesekopf 150 erzeugt dann ein gemäß dem von dem Lesekopf 150 ausgelesenen Informationsmuster moduliertes analoges Lesesignal. Die Detektionsschaltung 152 wandelt dieses Lesesignal in üblicher Weise in ein binäres Signal um, das der Decodierschaltung 153 zugeführt wird.

Claims

1. Verfahren zum Umwandeln von Informationswörtern (1) in ein moduliertes Signal (7), in welchem Verfahren eine Reihe von m-Bit-Informationswörtern in eine Reihe von n-Bit-Codewörtern (4) gemäß Umwandlungsregeln umgewandelt wird und die Reihe von Codewörtern in das modulierte Signal umgewandelt wird, mit m und n ganze Zahlen und n größer als m, wobei die Umwandlungsregeln so sind, daß das modulierte Signal einem zuvor bestimmten Kriterium genügt und in welchem Verfahren ein einziges Codewort (4) für ein einziges empfangenes Informationswort (1) abgegeben wird, welches Codewort aus einer einzigen aus einer Vielzahl von Mengen (V1, V2, V3, V4) von Codewörtern ausgewählt wird, wobei diese eine Menge zu einem Codierzustand (S1, S2, S3, S4) gehört, der bei Abgabe des vorhergehenden Codewortes festgelegt worden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Codewörter über zumindest eine Gruppe einer ersten Art (G11, G12) und zumindest eine Gruppe (G2) einer zweiten Art verteilt werden und daß die Abgabe jedes der zu einer Gruppe der ersten Art (G11, G12) gehörenden Codewörter einen von der genannten Gruppe der ersten Art bestimmten Codierzustand (S1, S4) einer ersten Art festlegt und die Abgabe jedes der zu einer Gruppe der zweiten Art (G2) gehörenden Codewörter einen von der genannten Gruppe der zweiten Art und durch das empfangene Informationswort (1) bestimmten Codierzustand (S2, S3) einer zweiten Art festlegt, wobei irgendeine Menge (V2, V3) von zu einem Codierzustand (S2, S3) der zweiten Art gehörenden Codewörtern mit irgendeiner anderen Menge (V2, V3) von zu irgendeinem anderen Codierzustand (52, 53) der zweiten Art gehörenden Codewörtern keine Codewörter gemeinsam hat und wobei zumindest eine Menge (V1, V2, V3, V4) von Codewörtern ein Codewort aus einer Gruppe der zweiten Art umfaßt, das zu einer Vielzahl von Informationswörtern gehört, wobei jedes Informationswort der genannten Vielzahl einen anderen Codierzustand der zweiten Art festlegt, wodurch es möglich wird, durch Detektion des folgenden Codewortes das jeweilige Informationswort aus der genannten Vielzahl zu unterscheiden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sequenz aus Informationswörtern in die Sequenz aus Codewörtern gemäß solchen Umwandlungsregeln umgewandelt wird, daß das entsprechende modulierte Signal nahezu keine Frequenzanteile in einem niederfrequenten Bereich im Frequenzspektrum aufweist und in dem jede Anzahl aufeinanderfolgender Bitzellen mit einem gleichen Signalwert in dem modulierten Signal mindestens d + 1 und höchstens k + 1 ist, wobei die Mengen (V1, V2, V3, V4) von Codewörtern für jedes von zumindest einer Anzahl Informationswörter zumindest ein Paar Codewörter umfassen, wobei beim Umwandeln der Informationswörter mittels ausgewählter Codewörter aus den Paaren von Codewörtern Niederfrequenzanteile in dem modulierten Signal vermieden werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Maß für einen momentanen Gleichstrominhalt ein laufender digitaler Summenwert festgelegt wird, welcher Wert über einen vorhergehenden Teil des modulierten Signals (7) bestimmt wird und für diesen Teil den momentanen Wert einer Differenz zwischen der Anzahl Bitzellen mit einem ersten Wert und der Anzahl Bitzellen mit einem zweiten Wert angibt, wobei die Paare, die zwei Codewörter umfassen, entgegengesetzte Auswirkungen auf den digitalen Summenwert haben und die Codewörter aus den Paaren anhand bestimmter digitaler Summenwerte ausgewählt werden, so daß der digitale Summenwert begrenzt bleibt.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationswörter in eine Sequenz aus Codewörtern umgewandelt werden, die eine Bitfolge mit Bits eines ersten Logikwertes und Bits eines zweiten Logikwertes festlegen, wobei eine Anzahl aufeinanderfolgender Bits mit dem ersten Logikwert, die zwischen Bits mit dem zweiten Logikwert liegen, zumindest d und höchstens k ist, und wobei die Bitfolge in das modulierte Signal (7) umgewandelt wird, in dem Übergänge von Bitzellen mit dem ersten Signalwert nach Bitzellen mit dem zweiten Signalwert oder umgekehrt den Bits mit dem zweiten Logikwert in der Bitfolge entsprechen.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mengen (V2, V3) von Codewörtern, die zu den Codierzuständen (S2, S3) der zweiten Art gehören, voneinander auf Basis der Logikwerte von Bits auf p zuvor bestimmten Bitpositionen in den Codewörtern unterschieden werden können, wobei p eine ganze Zahl kleiner als n ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchroni sierwörter (100, 101) in die Reihe von Codewörtern eingefügt werden, wobei die Synchronisierwörter Bitmuster aufweisen, die in der von den Codewörtern gebildeten Bitfolge nicht auftreten können, wobei die verwendeten Synchronisierwörter verschiedene Bitmuster haben und das verwendete Synchronisierwort von dem Codierzustand abhängt, daß nach dem Einfügen eines Synchronisierwortes für die Umwandlung des folgenden Informationswortes ein zuvor bestimmter Codierzustand festgelegt wird, wobei die Synchronisierwörter voneinander auf Basis der Logikwerte von Bits auf zuvor bestimmten Bitpositionen in einer Weise unterschieden werden können, die der Weise entspricht, in der die Mengen von Codewörtern, die zu Codierzuständen der zweiten Art gehören, voneinander unterschieden werden können.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß d gleich 2 und k gleich 10 ist und daß das Verhältnis von n zu m 2 : 1 beträgt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß m gleich 8 und n gleich 16 ist.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4, 5, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß p gleich 2 ist.

10. Verfahren nach Anspruch 6, 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Gruppe (G11) der ersten Art Codewörter von Codewörtern gebildet wird, die mit a Bits enden, die den ersten Logikwert haben, mit a gleich 0 oder 1, daß eine zweite Gruppe (G12) der ersten Art Codewörter von Codewörtern gebildet wird, die mit b aufeinanderfolgenden Bits enden, die den ersten Logikwert haben, mit b eine ganze Zahl größer oder gleich 6 und kleiner oder gleich 9, wobei die Gruppe (G2) der zweiten Art von Codewörtern gebildet wird, die mit c Bits enden, die den ersten Logikwert haben, mit c eine ganze Zahl größer oder gleich 2 und kleiner oder gleich 5, und die zu einem Codierzustand (S1, S2, S3, S4) gehörenden Mengen (V1, V2, V3, V4) von Codewörtern, aus denen die den Informationswörtern zugeordneten Codewörter ausgewählt werden, von Codewörtern gebildet werden, die mit einer Anzahl Bits des ersten Logikwertes beginnen, welche Anzahl Bits von dem mit der Menge zusammenhängenden Codierzustand abhängt, so daß die Anzahl aufeinanderfolgender Bits mit dem ersten Logikwert in der von zwei aufeinanderfolgenden Codewörtern gebildeten Bitfolge zumindest gleich d und höchstens gleich k ist.

11. Verfahren zum Herstellen eines Aufzeichnungsträgers (120), in dem ein moduliertes Signal (7) von dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche generiert wird und der Aufzeichnungsträger (120) dann mit einem dieses Signal repräsentierenden Informationsmuster (123, 124) versehen wird.

12. Codiereinrichtung (140) zum Ausführen des beanspruchten Verfahrens, wobei die Einrichtung einen m-n-Bitwandler (60) zum Umwandeln der m-Bit-Informationswörter in n-Bit-Codewörter umfaßt, indem ein einziges Codewort für ein einziges empfangenes Informationswort abgegeben wird, sowie Zustandfestlegungsmittel (60, 64) zum Festlegen eines Codierzustandes (S1, S2, S3, S4) bei Abgabe des Codewortes, welcher Wandler Mittel zum Auswählen des Codewortes aus einer einzigen aus einer Vielzahl von Mengen (V1, V2, V3, V4) von Codewörtern umfaßt, wobei diese eine Menge zu einem Codierzustand gehört, der bei Abgabe des vorhergehenden Codewortes festgelegt worden ist, und Mittel (66, 68) zum Umwandeln der n-Bit-Codewörter in ein moduliertes Signal, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustandfestlegungsmittel zum Festlegen eines Codierzustandes (S1, S4) einer ersten Art für jedes der zu einer Gruppe (G11, G12) der ersten Art gehörenden abgegebenen Codewörter ausgebildet sind, welcher Zustand durch die genannte Gruppe der ersten Art bestimmt wird, und zum Festlegen eines Codierzustandes (S2, S3) einer zweiten Art für jedes der zu einer Gruppe (G2) der zweiten Art gehörenden abgegebenen Codewörter, welcher Zustand durch die genannte Gruppe der zweiten Art und durch das empfangene Informationswort bestimmt wird, und daß irgendeine Menge (V2, V3) von zu einem Codierzustand (S2, S3) gehörenden Codewörtern mit irgendeiner anderen Menge (V2, V3) von zu irgendeinem anderen Codierzustand (S2, S3) der zweiten Art gehörenden Codewörtern keine Codewörter gemeinsam hat und daß zumindest eine Menge (V1, V2, V3, V4) von Codewörtern ein Codewort aus einer Gruppe der zweiten Art umfaßt, das zu einer Vielzahl von Informationswörtern gehört, wobei jedes Informationswort der genannten Vielzahl einen anderen Codierzustand der zweiten Art festlegt, wodurch es möglich wird, durch Detektion des folgenden Codewortes das jeweilige Informationswort aus der genannten Vielzahl zu unterscheiden.

13. Einrichtung nach Anspruch 12 zum Umwandeln der Reihe von Informationswörtern in ein moduliertes Signal (7), das nahezu keine Frequenzanteile in einem niederfrequenten Gebiet in dem Frequenzspektrum aufweist und in dem jede minimale Anzahl aufeinanderfolgender Bitzellen mit dem gleichen Signalwert gleich d + 1 ist und jede maximale Anzahl gleich k + 1, wobei der Wandler (60) Mittel zum Erzeugen eines Paares von Codewörtern für jedes von zumindest einer Anzahl Informationswörter umfaßt und die Einrichtung Auswahlmittel (76) umfaßt, um zur Codewortabgabe eines der Codewörter aus den Paaren gemäß einem zuvor bestimmten, mit dem niederfrequenten Inhalt des modulierten Signals zusammenhängenden Kriterium auszuwählen.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung Mittel (82, 83, 86) umfaßt zum Bestimmen eines laufenden digitalen Summenwertes, welcher Wert für einen vorhergehenden Teil des modulierten Signals (7) den momentanen Wert einer Differenz zwischen der Anzahl Bitzellen mit einem ersten Wert und der Anzahl Bitzellen mit einem zweiten Wert angibt, wobei die Paare von Codewörtern jeweils zumindest zwei Codewörter mit entgegengesetzten Auswirkungen auf den digitalen Summenwert umfassen, und die Auswahlmittel (76) Mittel (89) zum Auswählen, gemäß einem vom digitalen Summenwert abhängenden Kriterium, derjenigen Codewörter aus den Mengen umfassen, für die der digitale Summenwert gemäß diesem Kriterium begrenzt bleibt.

15. Einrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Umwandeln von Informationswörtern in eine Reihe von Codewörtern ausgebildet ist, die eine Bitfolge von Bits mit einem ersten Logikwert und Bits mit einem zweiten Logikwert festlegen, wobei die minimale Anzahl zwischen Bits mit dem zweiten Logikwert liegender aufeinanderfolgender Bits mit dem ersten Logikwert gleich d ist und die maximale Anzahl k ist, wobei die Einrichtung weiterhin einen Modulo-2- Integrator (58) zum Umwandeln der Bitfolge in das modulierte Signal enthält.

16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Mengen (V2, V3) von zu den Codierzuständen (S2, S3) der zweiten Art gehörenden Codewörtern voneinander auf Basis der Logikwerte von Bits auf p zuvor bestimmten Bitpositionen in den Codewörtern unterschieden werden können, mit p eine ganze Zahl kleiner oder gleich n.

17. Einrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung Mittel (103, 105, 106, 107) umfaßt zum Einfügen von Synchronisierwörtern in die Bitfolge, wobei die Synchronisierwörter Bitmuster aufweisen, die in der von den Codewörtern gebildeten Bitfolge nicht auftreten können, wobei die Einrichtung Mittel (103) zum Auswählen von einzufügenden Synchronisierwörtern umfaßt, die verschiedene Bitmuster in Abhängigkeit von dem bestimmten Codierzustand haben, wobei die Synchronisierwörter auf Basis der Logikwerte von Bits auf zuvor bestimmten Bitpositionen in einer Weise unterschieden werden können, die der Weise entspricht, in der die Mengen von Codewörtern, die zu Codierzuständen der zweiten Art gehören, voneinander unterschieden werden können.

18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung Mittel (107) umfaßt, um einen zuvor bestimmten Codierzustand zu bewirken, sobald ein Synchronisierwort eingefügt worden ist.

19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß d gleich 2 und k gleich 10 ist und daß das Verhältnis von n zu m 2 : 1 ist.

20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß m gleich 8 und n gleich 16 ist.

21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß p gleich 2 ist.

22. Einrichtung nach einem der Ansprüche 19, 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Gruppe (G11) der ersten Art Codewörter von Codewörtern gebildet wird, die mit a Bits enden, die den ersten Logikwert haben, mit a gleich 0 oder 1, daß eine zweite Gruppe (G12) der ersten Art Codewörter von Codewörtern gebildet wird, die mit b aufeinanderfolgenden Bits enden, die den ersten Logikwert haben, mit b eine ganze Zahl größer oder gleich 6 und kleiner oder gleich 9, wobei die Gruppe (G2) der zweiten Art von Codewörtern gebildet wird, die mit c Bits enden, die den ersten Logikwert haben, mit c eine ganze Zahl größer oder gleich 2 und kleiner oder gleich 5, und die zu einem Codierzustand gehörenden Mengen (V1, V2, V3, V4) von Codewörtern, aus denen die den Informationswörtern zugeordneten Codewörter ausgewählt werden, von Codewörtern gebildet werden, die mit einer Anzahl Bits des ersten Logikwertes beginnen, welche Anzahl Bits von dem zu der Menge gehörenden Codierzustand abhängt, so daß die Anzahl aufeinanderfolgender Bits mit dem ersten Logikwert in der von zwei aufeinanderfolgenden Codewörtern gebildeten Bitfolge zumindest gleich d und höchstens gleich k ist.

23. Einrichtung zum Aufzeichnen von Information, welche Einrichtung eine Codiereinrichtung (140) nach einem der Ansprüche 10 bis 22 umfaßt zum Umwandeln einer Reihe von die Information repräsentierenden Informationswörtern in ein moduliertes Signal und Mittel (141, 142) zum Aufzeichnen (143) eines dem Signal entsprechenden Informationsmusters auf einem Aufzeichnungsträger.

24. Signal mit einer Sequenz aus aufeinanderfolgenden Informationssignalabschnitten (160), von denen jeder ein Informationswort darstellt, in welchem Signal jeder der Informationssignalabschnitte (160) n Bitzellen mit einem ersten oder zweiten Logikwert umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationssignalabschnitte über zumindest eine Gruppe einer ersten Art (G11, G12) und zumindest eine Gruppe (G2) einer zweiten Art verteilt werden, wobei jeder zu einer Gruppe der ersten Art gehörende Informationsabschnitt eindeutig ein Informationswort repräsentiert und jeder zu einer Gruppe der zweiten Art (G2) gehörende Informationssignalabschnitt zusammen mit den Logikwerten von p Bitzellen auf zuvor bestimmten Positionen in einem folgenden Informationssignalabschnitt ein eindeutiges Informationswort repräsentiert, wodurch es möglich ist, daß ein einziger zu einer Gruppe der zweiten Art gehörender Informationssignalabschnitt eine Vielzahl von Informationswörtern repräsentiert, zwischen denen das jeweilige Informationswort mittels der genannten Logikwerte unterschieden werden kann.

25. Signal nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß jede Anzahl aufeinanderfolgender Bitzellen mit dem gleichen Signalwert minimal gleich d + 1 ist und maximal gleich k + 1, und bei jedem willkürlichen Punkt in dem Signal der momentane Wert der Differenz zwischen der Anzahl von Bitzellen mit dem ersten Logikwert und der Bitzellen mit dem zweiten Logikwert in dem diesem Punkt vorangehenden Signalabschnitt begrenzt ist.

26. Signal nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß n gleich 16, d gleich 2 und k gleich 10 ist.

27. Signal nach Anspruch 24, 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal (7) Synchronisiersignalabschnitte (161) umfaßt, die Bitzellenmuster haben, die in der Sequenz aufeinanderfolgender Informationssignalabschnitte (160) nicht auftreten, wobei von jedem der Informationssignalabschnitte der zweiten Gruppe (G2) zusammen mit entweder einem benachbarten Synchronisiersignalabschnitt (161) oder einem benachbarten Informationssignalabschnitt (160) ein eindeutiges Informationswort festgelegt wird.

28. Signal nach Anspruch 24, 25, 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß, durch das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Änderungen des Logikwertes zwischen Paaren, aufeinanderfolgende Bitzellen bei p zuvor bestimmten Bitzellenübergängen in jedem der benachbarten Signalabschnitte (160) in Kombination mit dem zugehörigen Informationsabschnitt aus der zweiten Gruppe (G2) von Informationssignalabschnitten das zugehörige Informationswort festlegen, wobei p eine ganze Zahl kleiner als n ist.

29. Signal nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß p gleich 2 ist.

30. Signal nach einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationssignalabschnitte (160) in s Bitzellen enden, die einen gleichen Logikwert haben, und daß die Informationssignalabschnitte aus der zweiten Gruppe (G2) in t Bitzellen enden, die einen gleichen Logikwert haben, wobei s eine Anzahl verschiedener Werte annehmen kann und t eine Anzahl verschiedener Werte annehmen kann und s und t unterschiedlich sind.

31. Signal nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß s größer oder gleich 2 und kleiner oder gleich 5 ist.

32. Aufzeichnungsträger (120), auf dem das Signal (7) nach einem der Ansprüche 24 bis 31 in einer Spur (121) aufgezeichnet ist, in der Informationsmuster (123, 124) die Signalabschnitte (160) repräsentieren, welche Informationsmuster erste und zweite Teile (123, 124) umfassen, die in Spurrichtung abwechseln, wobei die ersten Teile detektierbare Eigenschaften aufweisen und die zweiten Teile zweite, von den ersten unterscheidbare Eigenschaften aufweisen und die Teile mit den ersten Eigenschaften Bitzellen mit dem ersten Logikwert und die Teile mit den zweiten Eigenschaften Bitzellen mit dem zweiten Logikwert repräsentieren.

33. Decodiereinrichtung zum Umwandeln des Signals (7) nach einem der Ansprüche 24 bis 31 in eine Reihe von m-Bit-Informationswörtern (1), wobei diese Einrichtung Mittel (110) zum Umwandeln des Signals in eine Bitfolge aus Bits mit einem ersten oder zweiten Logikwert umfaßt, welche Bitfolgen-Bit-Codewörter (4) enthält, die den Informationssignalabschnitten (160) entsprechen und welche Einrichtung Umwandlungsmittel (113, 114, 115) zum Umwandeln der Reihe von Codewörtern in eine Reihe von Informationswörtern umfaßt, wobei einem einzigen umzuwandelnden Codewort in Abhängigkeit von diesem ein einziges Informationswort zugeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlungsmittel (113, 114, 115) zum Umwandeln des Codewortes auch in Abhängigkeit von den Logikwerten von Bits in der Bitfolge ausgebildet sind, die auf p zuvor bestimmten Positionen in einem folgenden Codewort liegen, um ein jeweiliges Informationswort in einer Vielzahl von Informationswörtern, die durch ein zu einer Gruppe (G2) der zweiten Art gehörendes Codewort repräsentiert werden, zu unterscheiden.

34. Decodiereinrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß n gleich 16 und m gleich 8 ist, und wobei p gleich 2 ist.

35. Decodiereinrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die p zuvor bestimmten Bitpositionen die erste und die dreizehnte Bitposition hinter dem Ende des zugehörigen Codewortes sind.

36. Decodiereinrichtung nach einem der Ansprüche 33 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung Detektionsmittel (116) umfaßt zum Detektieren von Synchronisierwörtern mit Bitmustern, die nicht von den aufeinanderfolgenden Codewörtern in der Reihe oder durch einen Teil des Synchronisierwortes in Kombination mit einem benachbarten Codewort gebildet werden können.

37. Decodiereinrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionsmittel (116) zum Detektieren von 26-Bit-Synchronisierwörtern entsprechend einem Bitmuster "10010000000000100000000001" oder einem Bitmuster "00010000000000100000000001" angeordnet sind, wobei "0" einen ersten Logikwert und "1" einen zweiten Logikwert darstellt.

38. Leseeinrichtung zum Auslesen eines Aufzeichnungsträgers (151), auf dem Information in einem Informationsmuster aufgezeichnet ist, wobei diese Einrichtung Mittel (150, 152) zum Umwandeln des Informationsmusters in ein entsprechendes binäres Lesesignal umfaßt, wobei die Leseeinrichtung eine Decodiereinrichtung (1S3) nach einem der Ansprüche 34 bis 39 umfaßt, zum Umwandeln des binären Lesesignals in eine Reihe von m-Bit-Informationswörtern.