DE69733465T2

DE69733465T2 - Umsetzung einer sequenz von m-bit-informationswörtern in ein moduliertes signal

Info

Publication number: DE69733465T2
Application number: DE69733465T
Authority: DE
Inventors: Henricus Petrus ARTS
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1996-10-18
Filing date: 1997-09-12
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2017-09-13
Also published as: CN1210633A; KR100573626B1; ATE297608T1; KR19990072183A; PL327292A1; HUP9902002A2; WO1998018208A1; CN1118942C; EP0868785A1; EP0868785B1; NO982773L; HUP9902002A3; DE69733465D1; BR9706885A; NO982773D0; JP3935217B2; ID21467A; US6084536A; TW362305B; AR013325A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Umwandeln einer Sequenz von m-Bit-Informationswörtern in ein moduliertes digitales Signal, wobei m eine ganze Zahl ist, wobei diese Anordnung die nachfolgenden Elemente umfasst: Eingangsmittel zum Empfangen der Sequenz von m-Bit Informationswörtern, m-zu-n-Bit Wandlermittel zum Umwandeln der Sequenz von m-Bit Informationswörtern in eine Sequenz von n-Bit Codewörtern unter Verwendung einer Tabelle mit n-Bit Codewörtern, wobei n eine ganze Zahl größer als m ist, wobei die Sequenz von Codewörtern das modulierte Signal bildet, wobei dieses Signal Bitzellen mit einem ersten Signalwert und Bitzellen mit einem zweiten Signalwert enthält und für jedes der Codewörter einen entsprechenden Signalteil aufweist, und Bestimmungsmittel zum Bestimmen eines Codierungszustandes des m-zu-n-Wandlers in Bezug auf einen digitalen Summenwert am Ende wenigstens eines modulierten Signalteils, wobei der digitale Summenwert für den genannten modulierten Signalteil einen laufenden Wert einer Differenz zwischen der Anzahl Bitzellen mit dem ersten Signalwert und der Anzahl Bitzellen mit dem zweiten Signalwert bezeichnet, wobei die m-zu-n-Bit Wandlermittel Selektionsmittel aufweisen zum Selektieren zur Umwandlung eines Codewortes aus einem Satz von Codewörtern, der von dem Codierungszustand abhängig ist, wobei wenigstens ein Wert der digitalen Summenwerte, die ein Paar aus einem ersten und einem zweiten Codierungszustand bestimmen, wobei die Bestimmungsmittel dazu vorgesehen sind, in Reaktion auf das Informationswort, das dem vorhergehenden Codewort entspricht, den ersten oder den zweiten Codierungszustand des Paares zu bestimmen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Aufzeichnungsanordnung, wobei eine derartige Umwandlungsanordnung verwendet wird.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf das erhaltene modulierte Signal und auf einen Aufzeichnungsträger, auf dem das modulierte Signal aufgezeichnet wird.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Anordnung zum Zurückverwandeln des modulierten Signals in eine Sequenz von m-bit Informationswörtern.
Zum Schluss bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Ausleseeinrichtung, in der ein Aufzeichnungsträger diesen Typs verwendet wird.
Eine Umwandlungsanordnung der eingangs definierten Art ist aus WO 95/27.284, dem Dokument D1 des Bezugsmaterials am Ende der vorliegenden Beschreibung, bekannt.
Das genannte Dokument beschreibt ein Modulationssystem, wobei eine Sequenz von 8-Bit Informationswörtern in eine Sequenz von 9 Bit Codewörtern umgewandelt wird. Die Sequenz von 9-Bit Codewörtern bildet ein moduliertes Signal, wobei dieses Signal Bitzellen mit einem ersten und einem zweiten Signalwert, wie einem "hohen" und einem "niedrigen" Signalwert, aufweist, welche die logischen Bitwerte "1" bzw. "0" in den Codewörtern darstellen. Jede Bitzelle stellt ein Bit aus der 9-Bit Codewortsequenz dar, während der logische Wert des Bits durch den Signalwert der Bitzelle bezeichnet. Bei Umwandlung wird jeweils ein 9-Bit Codewort geliefert, zusammen mit einem Codierungszustand, wobei der genannte Codierungszustand eine Beziehung zu einem digitalen Summenwert für den gelieferten Teil des modulierten Signals hat. Dieser digitale Summenwert bezeichnet die Differenz zwischen der Anzahl "hoher" Bitzellen und der Anzahl "niedriger" Bitzellen für den gelieferten Teil des modulierten Signals.
Das nächste Codewort, das geliefert werden soll, wird aus einem Satz von Codewörtern selektiert, und zwar in Abhängigkeit von dem Codierungszustand, hergeleitet von dem vorhergehenden Codewort. Die Codewörter in dem Satz werden derart selektiert, dass der digitale Summenwert des modulierten Signals innerhalb eines kleinen Bereichs bleibt, was zu der Tatsache führt, dass das Frequenzspektrum des Signals reduzierte Frequenzanteile in dem NF-Bereich hat. Ein derartiges Signal wird auch als DC-freies Signal oder als DC-balanciertes Signal bezeichnet. Das Fehlen von NF-Anteilen in dem Signal hat im Allgemeinen große Vorteile für Informationsübertragung über einen Aufzeichnungsträger oder andere Übertragungskanäle, wie beispielsweise eine optische Faser.
Die aus WO 95/27.284 bekannte Umwandlungsanordnung schafft eine größere Informationsdichte auf dem Aufzeichnungsträger.
Die bekannte Anordnung hat aber den Vorteil, dass bei Rückumwandlung manchmal Fehler auftreten, was zu einer gestörten zurückverwandelten Sequenz von Informationswörtern führt.
Es ist nun u. a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Umwandlungsanordnung zu schaffen, die imstande ist, ein moduliertes Signal zu erzeugen, so dass die Umwandlungs-Rückumwandlungskette weniger empfindlich für Fehler ist.
Nach der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch die Anordnung nach Anspruch 1 erfüllt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Fehler, die bei der Umwandlung und später bei der Rückumwandlung auftreten, aus einer nicht einwandfreien Taktwiederherstellung in der Rückumwandlungsanordnung herrühren, wobei diese Taktfrequenz aus dem eintreffenden modulierten Signal wiederhergestellt wird. Bei der bekannten Anordnung ist die maximale Lauflänge des modulierten Signals 9. Je länger die maximale Lauflänge, umso größer ist die Wahrscheinlichkeit des Auftritts von Fehlern in der wiederhergestellten Taktfrequenz, was zu mehr Fehlern in der wiederhergestellten Sequenz von Informationswörtern führt.
Nach der vorliegenden Erfindung weist die Umwandlungsanordnung das Kennzeichen auf, dass die Tabelle derart aufgestellt ist, dass die Tabelle für jedes umzuwandelnde Informationswort ein Codewort liefert zum Bilden eines modulierten Signals, das den Anforderung entspricht, dass die Anzahl aufeinander folgender Bitzellen in dem modulierten Signal mit demselben Signalwert den Wert 7 nicht übersteigt.
Vorzugsweise eine Anordnung nach Anspruch 1, wobei n ungerade ist und gleich m+1 ist. Dies führt dazu, dass der Vorteil einer hohen Informationsdichte beibehalten wird, wenn das modulierte Signal auf einem Aufzeichnungsträger aufgezeichnet wird.
Die Anforderung einer kleineren maximalen Lauflänge führt zu einer anderen Umwandlungstafel. Überraschenderweise war es möglich, eine derartige Umwandlungstabelle für die verfügbare Anzahl von 2m Informationswörtern zu erzeugen, obschon die maximale Lauflänge auf 7 verringert wird.
Außerdem sind andere Synchronisationswörter erforderlich, um dieselbe Anforderung für die maximale Lauflänge zu erfüllen. Insbesondere umfasst die Anordnung Folgendes:

– Synchronisationswortgeneratormittel zum Erzeugen eines Synchronisationswortes für einen Block von p aufeinander folgender Codewörter in dem modulierten Signal, wobei die Synchronisationswortgeneratormittel dazu vorgesehen sind, das genannte Synchronisationswort aus dem nachfolgenden Satz verfügbarer Synchronisationswörter zu erzeugen: 11100011111110, 10100011111110, 01100011111110 und 11000100000001, wobei die Synchronisationswortgeneratormittel dazu vorgesehen sind, eines der Synchronisationswörter in Abhängigkeit von dem Codierungszustand zu selektieren. Die Anordnung umfasst weiterhin:
– Synchronisationswortgeneratormittel (77) zum Erzeugen eines Synchronisationswortes für einen Block von p aufeinander folgenden Codewörtern in dem modulierten Signal, wobei die Synchronisationswortgeneratormittel dazu vorgesehen sind, das genannte Synchronisationswort aus dem nachfolgenden Satz verfügbarer Synchronisationswörter zu erzeugen: 11100011111110, 10100011111110, 01100011111110, 11000100000001, 01011100000001, 10011100000001, and 00011100000001 wobei die Synchronisationswortgeneratormittel dazu vorgesehen sind, in Abhängigkeit von dem Codierungszustand ein Synchronisationswort zu selektieren.

US4499454 beschreibt ein Verfahren und eine Anordnung zum Codieren aufeinander folgender m-Bit Informationswörter in aufeinander folgende m-Bit Wörter mit einem minimalen DC-Anteil, wobei n ≥ 2 und M < n ist. Es wird eine Code-Tabelle beschrieben, wobei n=4 und m=5 ist. In wenigstens einem m-Bit Wort in der Tabelle haben alle Bits gleiche Werte.
EP 0 476 767 A1 beschreibt eine Anordnung, die einem n-Bit Wort ein 1-Bit Wort hinzufügt, wodurch auf diese Art und Weise ein (n+1)-Bit Codewort gebildet wird. Daraufhin werden die (n+1)-Bit Codewörter in (n+1)-Bit Kanalwörter umgewandelt, aus denen ein Steuersignal hergeleitet wird. Das Steuersignal steuert Mittel zum Hinzufügen des 1-Bit Wortes.
WO 97/22182 beschreibt eine digitale Modulationsanordnung mit ROM-Tabellen zur Speicherung vieler Umwandlungstabellen mit den Lauflängen-begrenzten Codewörtern, die den Datenwörtern entsprechen; mit Ende-Lauflängenspeichern und Bewertungsanordnungen um zu ermitteln, ob die Lauflängenbegrenzungsanforderungen in der Verbindung zwischen zwei aufeinander folgenden Codewörtern erfüllt werden, wenn die umzuwandelnden Datenwörter geliefert werden; und einem DSV-Controller zum Speichern jedes der Codewörter, die aus zwei Umwandlungstabellen selektiert werden können, in Pufferspeichern, wenn die Lauflängenbegrenzungsanforderungen erfüllt werden, und zum Selektieren der Codewörter mit dem größten Effekt zum Unterdrücken des NF-Anteils in dem erhaltenen Signal, wenn die Codewörter NRZI-umgewandelt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine Sequenz von Informationswörtern und die entsprechende Sequenz von Codewörtern, was zu dem modulierten Signal führt,
2 Tabellen, wobei die Beziehung zwischen den Informationswörtern und Codewörtern in Abhängigkeit von dem Codierungszustand dargestellt ist,
3 eine Ausführungsform der Umwandlungsanordnung nach der vorliegenden Erfindung,
4 eine Abwandlung der Umwandlungsanordnung nach 3 zum Einfügen von Synchronisationswörtern,
5 eine Rückumwandlungsanordnung,
6 Teile eines modulierten Signals und der davon hergeleiteten entsprechenden Informationswörter,
7 einen Aufzeichnungsträger,
8 eine Aufzeichnungseinrichtung, und
9 eine Ausleseeinrichtung.
1 zeigt vier aufeinander folgende m-Bit Informationswörter, in diesem Fall 8-Bit Informationswörter, die durch 1 bezeichnet sind. Die vier Informationswörter 1 haben die betreffenden Dezimalwortwerte "1", "61", "58" und "49". Diese Sequenz von vier Informationswörtern 1 wird in vier aufeinander folgende n-Bit Codewörter umgewandelt, in diesem Fall 9-Bit Codewörter, durch 4 bezeichnet. Die Codewörter 4 bilden eine Bitreihe von Bits mit einem logischen "0"-Wert und Bits mit einem logischen Wert "1". Die Umwandlung der Informationswörter in Codewörter ist derart, dass in der Bitreihe von Codewörtern die Anzahl aufeinander folgender Bits mit demselben logischen Wert höchstens gleich 7. Die einzelnen Bits der Codewörter werden nachstehend durch x1,...., x9 bezeichnet, wobei x1 das erste Bit (von links) des Codewortes und x9 das letzte Bit des Codewortes ist.
Die Bitreihe der Codewörter 4 bildet das modulierte Signal 7. Dieses modulierte Signal 7 enthält vier Informationssignalteile 8, die je eines der Codewörter 4 darstellen. Die Informationssignalteile 8 enthalten Bitzellen 11, die einen hohen Signalwert H haben, und Bitzellen 12, die einen niedrigen Signalwert haben. Die Anzahl Bitstellen für jeden Informationssignalteil 8 entspricht der Anzahl Bits des entsprechenden Codewortes 4.
Jedes Codewortbit mit einem logischen "1" Wert wird in dem modulierten Signal 7 durch eine der Bitzellen 11 mit dem hohen Signalwert H angegeben. Jedes Codewortbit mit dem logischen "0" Wert wird in dem modulierten Signal 7 durch eine der Bitzellen 12 mit dem niedrigen Signalwert L angegeben.
Weiterhin wird dem modulierten Signal 7 die Anforderung gestellt, dass der laufende digitale Summenwert nur mit einem begrenzten Bereich B2 variiert, was bedeutet, dass das Frequenzspektrum des modulierten Signals 7 im Wesentlichen keine NF-Anteile aufweist. Mit anderen Worten, das modulierte Signal 7 ist DC-frei.
Der digitale Summenwert soll in diesem Zusammenhang als die Differenz zwischen der Anzahl vorhergehender Bitzellen mit einem hohen Signalwert und der Anzahl vorhergehender Bitzellen mit einem niedrigen Signalwert verstanden werden. Mit anderen Worten der digitale Summenwert entspricht dem integrierten Wert des modulierten Signals.
1 zeigt die Variation des digitalen Summenwertes in der Kurve 20. In 1 liegt der genannte Bereich B2, in dem der digitale Summenwert variiert, zwischen –4 und +5.
In der beschriebenen Ausführungsform kann die Anzahl verschiedener Werte, die der digitale Summenwert an den Enden der Signalteile 8 annehmen kann, gleich 8 ist. Diese Werte liegen in dem Bereich, der durch die Werte –3 und +4 begrenzt ist. Die Anzahl aufeinander folgender Bitzellen, die den gleichen Signalwert haben, definiert als die maximale Lauflänge, ist geringer als die bekannte Codierungsanordnung, und zwar 7. Trotz dieser Beschränkung der maximalen Lauflänge, hat es sich herausgestellt, dass es möglich ist, eine Umwandlungstabelle zu erzeugen, die nachher anhand der 2 beschrieben wird, für die Umwandlung aller 256 8-Bit Informationswörter.
Die Anzahl Bits der Codewörter ist ungerade, was bedeutet, dass der digitale Summenwert an den Enden der Signalteile 8 auch ungerade und gerade sein kann. Die Codewörter, in denen der digitale Summenwert am Anfang gerade ist, werden nachstehend als gerade Codewörter bezeichnet. Die Codewörter, in denen der digitale Summenwert am Anfang ungerade ist, werden nachstehend als ungerade Codewörter bezeichnet. Perioden, in denen ein gerades Codewort geliefert wird, wird als gerade Periode II bezeichnet, und Perioden, in denen ein ungerades Codewort geliefert wird, wird als ungerade Periode bezeichnet.
Nachstehend wird eine detaillierte Beschreibung einer Ausführungsform für das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung gegeben, wodurch das modulierte Signal 7 erhalten werden kann.
Die beiden digitalen Summenwerte "–3" und "–4" am Ende jedes Informationsteils bestimmt einen Codierungszustand vom zweiten Typ. In der beschriebenen Ausführungsform bestimmt der digitale Summenwert "–3" den Codierungszustand S1 und der digitale Summenwert "+4" bestimmt den Codierungszustand S14. Jeder der digitalen Summenwerte "–2", "–1", "0", "1", "2", "3", bezieht sich auf Codierungszustände vom ersten Typ.
Insbesondere entsprechen die Codierungszustände S8 und S9 beide dem digitalen Summenwert "–2". Nachdem ein Informationswert in ein Codewort umgewandelt worden ist, was zu dem digitalen Summenwert "–2" führt, wird der erreichte Codierungszustand (in diesem Beispiel S8 oder S9) durch diesen digitalen Summenwert bestimmt, sowie durch das bestimmt Informationswort, das als letztes umgewandelt wurde. Die Codierungszustände S2 und S3 entsprechen dem digitalen Summenwert "–1". Nachdem ein Informationswort in ein Codewort umgewandelt worden ist, was zu dem digitalen Summenwert "–1" führt, wird der erreichte Codierungszustand (in diesem Beispiel S2 oder S3) durch diesen digitalen Summenwert bestimmt, sowie durch das betreffende Informationswort, das als letzteres umgewandelt wurde.
Auf dieselbe Art und Weise entsprechen die Codierungszustände S10 und S11 dem digitalen Summenwert "0", die Codierungszustände S4 und S5 entsprechen dem digitalen Summenwert "1", die Codierungszustände S12 und S13 entsprechen dem digitalen Summenwert "2" und die Codierungszustände S6 und S7 entsprechen dem digitalen Summenwert "3".
In der nachstehenden Matrix T bezeichnet jedes Element t_ij die Anzahl verschiedener Codewörter, mit denen es möglich ist, den Zustand i zu verlassen und in den Zustand j zu gehen.
Diese Tabelle ist erhalten worden unter Anwendung der Anforderung, dass die maximale Lauflänge 7 beträgt. Weiterhin sind einige zusätzliche Randbedingungen für die jeweiligen Codewörter angepasst worden, und zwar wie folgt:

– die Codewörter in den Zuständen S1, S8 und S9 haben maximal 2 führende "Nullen" und maximal 5 führende "Einsen",
– die Codewörter in den Zuständen S2, S3, S10 und S11 haben maximal 3 führende "Nullen" und maximal 4 führende "Einsen",
– die Codewörter in den Zuständen S4, S5, S12 und S13 haben maximal 4 führende "Nullen" und maximal 3 führende "Einsen", und
– die Codewörter in den Zuständen S6, S7 und S14 haben maximal 5 führende "Nullen" und maximal 2 führende "Einsen", Weiterhin,
– wenn der nächste Zustand S1, S8 oder S9 ist, haben die Codewörter maximal 2 folgende "Einsen" und maximal 5 folgende "Nullen",
– wenn der nächste Zustand S2, S3, S10 oder S11 ist, haben die Codewörter maximal 3 folgende "Einsen" und maximal 4 folgende "Nullen",
– wenn der nächste Zustand S4, S5, S12 oder S13 ist, haben die Codewörter maximal 4 folgende "Einsen" und maximal 3 folgende "Nullen", und
– wenn der nächste Zustand S6, S7 oder S14 ist, haben die Codewörter maximal 5 folgende "Einsen" und maximal 2 folgende "Nullen".

Ausgehend von einem geraden digitalen Summenwert wird immer ein ungerader Summenwert erreicht und umgekehrt. Die Elemente in der Matrix, die Übergänge von einem geraden digitalen Summenwert zu einem anderen geraden Summenwert bezeichnen und Übergänge von einem ungeraden Summenwert zu einem anderen ungeraden Summenwert bezeichnen, sind folglich alle gleich "0". Die Matrix ist ebenfalls symmetrisch. Dies ist dem Fall zuzuschreiben, in dem ein Codewort einen berechneten ersten digitalen Summenwert in einen berechneten zweiten digitalen Summenwert ändert, wobei der genannte zweite digitale Summenwert durch den invertierten Wert des betreffenden Codewortes in den ersten digitalen Summenwert geändert wird.
Jedem der Codierungszustände S1,... S14 wird ein Satz V1,..., V14 Codewörter zugeordnet, der ein Codewort für jedes mögliche Informationswort enthält. In dem Fall, wo die Anzahl Bits für jedes Informationswort gleich 8 ist, enthält jeder Satz folglich 256 Codewörter.
Weiterhin werden die Sätze mit Codewörtern derart selektiert, dass die Sätze mit Codewörtern, die von den zweiten Codierungszuständen vom ersten Typ gebildet werden, die zu demselben digitalen Summenwert gehören, sind getrennt, mit anderen Worten, diese Sätze haben keine Codewörter gemeinsam. In der dargestellten Ausführungsform sind V2 und V3, V4 und V5, V6 und V7, V8 und V9, V10 und V11, V12 und V13 Paare einzelner Sätze.
Der digitale Summenwert "–1" sorgt immer dafür, dass ein Codewort von dem Satz V2 oder ein Codewort von dem Satz V3 dem nächsten umzuwandelnden Informationswort zugeordnet wird. Dies bedeutet, dass während der Umwandlung des Informationswortes jedes der Codewörter, das zu dem digitalen Summenwert "–1" führt, zweimal verwendet werden kann. Dieses Codewort (das zu dem digitalen Summenwert "–1" führt) bildet zusammen mit einem beliebigen Codewort von dem Satz V2 eine Bitkombination, die von der Bitkombination unterschieden werden kann, die durch dasselbe Codewort und dasselbe beliebige Codewort aus dem Satz V3 gebildet wird. Auf dieselbe Art und Weise kann jedes Codewort, das zu einem der digitalen Summenwerte "+1", "+3", "–2", "0" führt, zweimal verwendet werden, um auf einzigartige Weise zusammen mit dem nächsten Wert zwei verschiedene Informationswörter zu bilden.
Dies alles bedeutet, dass die Anzahl einzigartiger Bitkombinationen wesentlich zugenommen hat, und zwar im Vergleich mit Codierungssystemen, bei denen jedes Codewort an sich vorgesehen ist zum Definieren eines Informationswortes auf eine einzigartige Weise.
Da für ein Codewort, das den digitalen Summenwert von einem ersten Wert in einen zweiten Wert ändert, immer der invertierte Codewortwert den digitalen Summenwert von dem zweiten Wert in den ersten Wert zurück ändert, kann ein Satz von Codewörtern einer halben Anzahl Codierungszuständen zugeordnet werden, beispielsweise den Codierungszuständen, die zu einem Satz von Codierungszuständen gehören, die durch einen ungeraden digitalen Summenwert bestimmt sind. Die Codewörter für die Codierungszustände, die durch die geraden digitalen Summenwerte bestimmt sind, können dann durch Inversion der Codewörter aus den Sätzen erhalten werden, die zu den Codierungszuständen gehören, die durch die ungeraden digitalen Summenwerte bestimmt werden. In der hier beschriebenen Ausführungsform sind die Codewörter, die dem Codierungszustand S; zugehören, die invertierte Formen der Codewörter, die zu dem Zustand S_15–i gehören, wobei i eine ganze Zahl größer als oder gleich 1 und kleiner als oder gleich 14 ist.
Als Illustration zeigt 2 in der ersten Spalte die Wortwerte WW aller 256 verschiedenen 8-Bit Informationswörter. Die betreffenden Sätze V1, V2, V3, V4, V5, V6 und V7 sind in den betreffenden zweiten, sechsten, achten, zehnten, zwölften und vierzehnten Spalten dargestellt.
Die Beziehungen zwischen den Informationswörtern und den Codewörtern in 2 werden derart gewählt, dass in dem Fall, wo dasselbe Codewort in zwei oder mehr Sätzen V1, V2, V3, V4, V5, V6 und V7 auftritt, dieses Codewort, kombiniert mit dem nächsten Codewort, wie erforderlich, immer dasselbe Informationswort bildet. Dies ist in dem Sinne vorteilhaft, dass bei der Wiederherstellung der Informationswörter die entsprechenden Codierungszustände nicht bestimmt zu werden brauchen, was zu einer geringen Fehlerfortpflanzung bei der Wiederherstellung der Informationswörter führt. Die einzelnen Sätze, die zu dem digitalen Summenwert gehören, können in 2 auf Basis der Bits x1 und x8 der Codewörter unterschieden werden. In den Codewörtern in den Sätzen, die zu den Codierungszuständen S3, S5, S7 gehören, sind die logischen Werte des Bits x1 und des Bits x8 nicht die gleichen, während in den jeweiligen Sätzen, die durch die entsprechenden Codierungszustände S2, S4 und S6 gebildet werden, die Bits x1 und x8 denselben logischen Wert haben.
Der digitale Summenwert am Anfang des Codewortes bestimmt auf einzigartige Weise zusammen mit dem Codewort den digitalen Summenwert an dem Ende des Codewortes. Der digitale Summenwert an dem Ende dieses Codewortes bestimmt, in Kombination mit dem umgewandelten Informationswort, den Codierungszustand, der an dem Ende des betreffenden Codewortes bestimmt wird. Diese Codierungszustände Sx, die an dem Ende jedes der Codewörter aus den Sätzen V1, V2, V3, V4, V5, V6 und V7 bestimmt werden, sind in der betreffenden dritten, fünften, siebenten, neunten, elften, dreizehnten bzw. fünfzehnten Spalte dargestellt.
Die Sätze V14, V13, V12, V11, V10, V9 und V8 können durch eine Codewortinversion von den Codewörtern der Sätze V1, V2, V3, V4, V5, V6 bzw. V7 hergeleitet werden. Die Codierungszustände S_i, die dem DSV Wert am Ende der Codewörter für i größer als 7 entsprechen, können entsprechend der Beziehung S_in = S_15–j umgewandelt werden, damit der Codierungszustand S_in, dargestellt in der dritten, fünften, siebenten, neunten, elften, dreizehnten und fünften Spalte erhalten wird.
Die Umwandlung der Sequenz von Informationswörtern 1 in die Sequenz von Codewörtern 4, wie in 1 dargestellt, kann mit Hilfe der in 2 dargestellten Tabellen erläutert werden. Zu dem Zeitpunkt, wo das erste Informationswort (Wortwert "1") umgewandelt werden soll, ist der digitale Summenwert gleich "0". Dies bedeutet, dass das Codewort aus dem Satz V10 oder V11 selektiert werden soll, und zwar je nach dem Informationswort, das unmittelbar vor dem Informationswort "1" codiert wurde. Wenn nun vorausgesetzt wird, dass dieses Informationswort zusammen mit dem digitalen Summenwert "0" den Codierungszustand S11 bestimmt, soll das Codewort, das dem Informationswort "1" entspricht, aus dem Satz V11 selektiert werden. Auf Basis der oben gegebenen Umwandlungsregel kann das erwünschte Codewort durch Inversion des Codewortes "110101010" erhalten werden, das dem Informationswort mit dem Wortwert "1" in dem Satz V4 zugeordnet wird (S_in) = S_15–11) = S₄). Das auf diese An und Weise erhaltene Codewort ist dann gleiche "001010101 ". Der Codierungszustand an dem Ende des Codewortes entsprechend dem Informationswort "1" ist dann S3. Dies geht unmittelbar aus der Spalte 9 in der Tabelle 2 hervor. Dies geht auch mehr oder weniger unmittelbar aus 1 hervor, und zwar in dem Sinne, dass an dem Ende des Codewortes entsprechend dem codierten Informationswort "1", DSV gleich –1 ist, was einem Zustand von entweder S2 oder S3 entspricht, wie in 1. Es ist der Zustand S3, wie das Codieren des Informationswortes "0", statt des Informationswortes "1", was zu demselben Codewort führt, zu dem Zustand S2 geführt hätte, siehe auch die Tabelle nach 2.
Das Verweilen in dem Codierungszustand S3 bedeutet, dass das nächste Codewort aus dem Satz V3 selektiert werden soll. Das nächste umzuwandelnde Informationswort hat den Wortwert "61", was bedeutet, dass das nächste Codewort gleich "011010111" ist. Entsprechend der Spalte 7 in der Tabelle nach 2 ist der nächste Codierungszustand gleich S3. Dies entspricht wieder der 1, die zeigt, dass der DSV gleich 2 ist an dem Ende des Codewortes, das dem Informationswort "61" entspricht. Dieser DSV-Wert entspricht entweder dem Zustand S12 oder S13. Es ist der Zustand S12, wenn das Informationswort "60" codiert wird, statt des Informationswortes "61", was zu demselben Codewort führt, was zu dem Zustand S13 geführt hätte, siehe auch die Tabelle nach 2.
Das Verweilen in dem Codierungszustand S12 bedeutet, dass das nächste Codewort die invertierte Form des Codewortes ist, das dem nächsten Informationswort in dem Satz V3 zugeordnet ist, wie S_in = S_15–12 In diesem Fall ist der Wortwert des nächsten Informationswortes "58". Das zugeordnete Codewort in dem Satz V3 ist "010111110". Das Informationswort wird in die invertierte Form dieses Codewortes umgewandelt und ist folglich "101000001". Der nächste Codierungszustand wird dann gleich S2, siehe Spalte 7 in den Tabellen nach 2. Das Codewort für das nächste umzuwandelnde Informationswort soll folglich aus dem Satz V2 selektiert werden. Dieses umzuwandelnde Informationswort hat den Wortwert "49", so dass das zugeordnete Codewort gleich "011001100" ist.
3 zeigt eine Ausführungsform für einen Wandler 140 nach der vorliegenden Erfindung, durch den das oben beschriebene Verfahren implementiert werden kann. Der Wandler ist vorgesehen zum Umwandeln der m-bit Informationswörter 1 in die m-bit Codewörter 4, während die Anzahl verschiedener Codierungszustände durch s Bits bezeichnet werden kann. Der Wandlerapparat umfasst einen Wandler 60 zum Umwandeln (m+s) binärer Eingangssignale in (n+s) binäre Ausgangssignale. Von den Eingängen des Wandlers sind m Eingänge mit einem Bus 61 verbunden zum Empfangen von m-bit Informationswörtern. Von den Ausgängen des Wandlers sind n Ausgänge mit einem Bus 62 verbunden, und zwar zum Liefern von n-bit Codewörtern. Weiterhin sind s Eingänge mit einem s-bit Bus 63 verbunden zum Empfangen eines Zustandswortes, das den aktuellen Codierungszustand bezeichnet. Das Zustandswort wird von einem Pufferspeicher 64, beispielsweise in Form von s-Flip-Flop-Schaltungen erzeugt. Der Pufferspeicher 64 hat s Eingänge, die mit dem Bus 58 verbunden sind, und zwar zum Empfangen eines in den Pufferspeicher zu ladenden Zustandswortes. Zum Transportieren des in den Pufferspeicher zu ladenden Zustandswortes werden s Ausgänge des Wandlers 60 verwendet, die mit dem Bus 58 verbunden sind.
Der Bus 62 ist mit einer steuerbaren Inverterschaltung 75 von einem handelsüblichen Typ verbunden, der in Reaktion auf ein Steuersignal an dem Eingang die n-bit Codewörter invertiert, die über den Bus 62 empfangen worden sind und transportiert sie zu einem Bus 76. Der Bus 76 ist mit parallelen Eingängen eines Parallel/Seriell-Wandlers 66 verbunden. Der Parallel/Seriell-Wandler 66 verwandelt die a-bit Codewörter, die über den Bus 76 empfangen worden sind, in einen seriellen Datenstrom, der das modulierte Signal 7 ist, das über eine Signalleitung 70 geliefert worden ist.
Der Wandler 60 kann einen ROM-Speicher aufweisen, der die Codewortsätze speichert, dargestellt in 2 in Form einer sog. Nachschlagtabelle an Adressen, die durch die Kombination des Zustandswortes und des Informationswortes, das den Eingängen des Wandlers zugeführt worden sind gebildet werden.
Der Wandler 60 kann statt eines ROM-Speichers eine durch Gatterschaltungen gebildete Kombinationslogikschaltung enthalten.
Die Synchronisation der in der Anordnung durchgeführten Vorgänge kann auf übliche Art und Weise mit synchronisierten Taktsignalen erhalten werden, die von einer Takterzeugungsschaltung 77 erzeugt werden können. Die Takterzeugungsschaltung 77 sorgt dafür, dass durch Zuführung des Steuersignals zu der Inverterschaltung 75 die von dem Wandler gelieferten Codewörter für die geraden Perioden I1 von der Inverterschaltung 75 umgewandelt werden und die Codewörter, die von dem Wandler 60 geliefert worden sind, für die ungeraden Perioden I ungeändert von dem Wandler 60 geliefert werden.
In der dargestellten Ausführungsform wird der neue Codierungszustand unmittelbar von dem Wandler geliefert. Im Grunde aber ist es auch möglich, dass der neue Codierungszustand durch Berechnung des digitalen Summenwertes an dem Ende jedes gelieferten Codewortes hergeleitet wird und dass der neue Codierungszustand auf Basis des auf diese Art und Weise berechneten digitalen Summenwertes hergeleitet wird. In dem Fall soll die Anordnung eine Einheit aufweisen zum Berechnen der digitalen Summenwerte sowie eine Einheit, die dem Pufferspeicher 64 ein entsprechendes Zustandswort zuführt, und zwar auf Basis des berechneten digitalen Summenwertes.
Blöcken von Codewörtern des modulierten Signals 7 werden Synchronisationswörter zugefügt. Die Synchronisationswörter haben vorzugsweise ein Signalmuster, das in einer beliebigen Folge von Informationssignalteilen auftreten kann. Auch können vorzugsweise Teile der Synchronisationswörter zusammen mit einem Teil eines benachbarten Informationssignalteils nicht ein Signalmuster bilden, das dem Muster der Synchronisationswörter entspricht. Die Synchronisationswörter werden in die Folge von n-bit Codewörtern eingefügt. Die nachfolgende Tabelle zeigt sieben 14-bit Synchronisationswörter, die ganz besonders geeignet sind zur Verwendung in Kombination mit den in 2 dargestellten Codewörtern.
Die erste Spalte der Tabelle zeigt Codierungszustände. Die zweite Spalte in der Tabelle zeigt die Synchronisationswörter, die diesem Codierungszustand zugeordnet worden sind. Die dritte Spalte zeigt den Codierungszustand, angenommen nachdem das Synchronisationswort geliefert worden ist.
Die in den Codierungszuständen S2, S4, S6 gelieferten Synchronisationswörter können auf Basis der Bits x1 und x8 von den Synchronisationswörtern unterschieden werden, die in den Codierungszuständen S3, S5 und S7 auf dieselbe Art und Weise geliefert worden sind wie die Codewörter, die nach diesen Codierungszuständen unterschieden werden können. In den Codierungszuständen S2, S4 und S6 wird ein Synchronisationswort geliefert, für das der logische Wert der Bits x1 und x8 derselbe ist. In den in den Codierungszuständen S3, S5 und S7 gelieferten Synchronisationswörtern ist der logische Wert der Bits x1 und x8 nicht derselbe.
Aus den oben aufgelisteten Synchronisationswörtern dürfte es einleuchten, dass einige derselben die invertierte Form des anderen sind. Ein Synchronisationswortgenerator kann auf diese Weise erforderlich sein, der die Synchronisationswörter 11100011111110, 10100011111110, 01100011111110 und 11000100000001 erzeugt.
Mit der Hinzufügung von Synchronisationswörtern zu der Folge von Codewörtern wird die oben gegebene Matrix sich ändern.
In der unten stehenden Matrix T bezeichnet jedes Element t_ij die Anzahl verschiedener Codewörter, mit denen es möglich ist, den Zustand i zu verlassen und in den Zustand j einzutreten, wenn es auch Synchronisationswörter in der Folge von Codewörtern gibt.
Die nächste Tabelle zeigt die Lauflängenverteilung des neunen Codierungsverfahrens im vergleich zu der Lauflängenverteilung des in WO 95/27.284 beschriebenen Codierungsverfahrens.
Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass die in der oben stehenden Tabelle gegebenen Ergebnisse von modulierten Signalen sind, ohne dass darin Synchronisationswörter sind.
Die Tabelle zeigt, dass Lauflängen großer als 7 in dem neuen Codierungsverfahren nicht auftreten und dass weiterhin Lauflängen von 5, 6 oder 7 Bits in dem neuen Codierungsverfahren weniger oft auftreten als in dem bekannten Codierungsverfahren. Dies führt zu einer besseren Taktwiederherstellungseigenschaft für das neue Codierungsverfahren.
4 zeigt eine Modifikation des Wandlers nach 3, durch den Synchronisationswörter auf eine oben beschriebene Art und Weise eingefügt werden können. In 4 haben die Elemente, die den Elementen aus 3 entsprechen, dieselben Bezugszeichen. Die Modifikation bezieht sich auf einen Speicher 103 mit sieben Speicherstellen, die je eines der sieben Synchronisationswörter aus der Tabelle enthalten. Der Speicher 103 umfasst eine Adressierungsschaltung zum Adressieren einer der sieben Speicherstellen in Reaktion auf das Zustandswort, das über den Bus 63 an den Adresseingängen des Speichers 103 empfangen worden ist. Das Synchronisationswort an der adressierten Speicherstelle wird einem Parallel/Seriell-Wandler 105 über einen Bus 104 zugeführt. Das serielle Ausgangssignal des Wandlers 105 wird einem ersten Eingang einer elektronisch steuerbaren Schalteinheit 106 zugeführt. Der serielle Ausgang des Parallel/Seriell-Wandlers 66 ist mit einem zweiten Eingang der Schalteinheit 106 verbunden. Der Wandlerapparat wird durch die Steuerschaltung 77 gesteuert, die zu diesem Zweck dazu vorgesehen ist, den Wandlerapparat wechselweise in eine erste und eine zweite Betriebsart zu bringen. In der erste Betriebsart wird eine vorher definierte Anzahl Informationswörter in Codewörter umgewandelt, die der Signalleitung 70 über die Schalteinheit 106 seriell zugeführt werden. Am Übergang von der ersten in die zweite Betriebsart wird die Umwandlung von Informationswörtern unterbrochen und das durch das Zustandswort gebildete Synchronisationswort wird von dem Speicher 103 geliefert und über den Parallel/Seriell-Wandler 105 und die Schalteinheit 106 der Signalleitung 70 zugeführt. Außerdem wird beim Übergang von der zweiten in die erste Betriebsart der Pufferspeicher 64 geladen, und zwar unter Ansteuerung der Steuerschaltung 77, wobei der neue Codierungszustand durch das gelieferte Synchronisationswort bestimmt wird, wonach die Umwandlung von Informationswörtern in Codewörter fortgesetzt wird, bis der Umwandlungsapparat durch die Steuerschaltung 77 wieder in die zweite Betriebsart gebracht wird.
5 zeigt eine Ausführungsform für einen Rückumwandlungsapparat 150 nach der vorliegenden Erfindung zur Rückumwandlung des modulierten Signals, das durch die Implementierung der oben beschriebenen Verfahren erhalten worden ist, in eine Folge von Informationswörtern. Der Rückumwandlungsapparat umfasst zwei reihengeschaltete Schieberegister, denen das modulierte Signal 7 zugeführt wird. Jedes der Schieberegister 111 und 112 hat eine Länge entsprechend der Länge eines n-Bit Codewortes. Der Inhalt der Schieberegister 111 und 112 wird den betreffenden Bussen 113 und 114 über parallele Ausgänge zugeführt. Der Rückumwandlungsapparat umfasst einen (n+p)-zu-m-bit Wandler 115. Alle n Bits, die in dem Schieberregister 112 verfügbar sind, werden Eingängen des Wandlers 115 über den Bus 114 und eine steuerbare Inverterschaltung 110 zugeführt. Von den n Bits, die in dem Schieberegister 111 verfügbar sind, werden die p Bits, die zusammen mit den n Bits in dem Schieberegister 114 einzigartig ein Informationswort bilden, dem Wandler 115 zugeführt. In diesem Beispiel sind das die Bits x1 und x8. Der Wandler 115 kann einen Speicher mit einer Nachschlagtabelle enthalten, die ein m-bit Informationswort für jede erlaubte Bit-Kombination enthält, gebildet durch die n Bits eines n-bit Codewortes und der vorher definierten p Bits eines Bitreihenteils nach diesem Codewort. Der Wandler 115 kann aber auch durch Gatterschaltungen gebildet werden. Wenn die steuerbare Inverterschaltung 110 zwischen die Ausgänge des Registers 112 und die Eingänge des Wandlers 115 eingefügt wird, braucht der Wandler 115 nur imstande zu sein, Codewörter von den Sätzen V1 bis V7 zu verarbeiten. Dazu sind die Codewörter in den ungeraden Periode I umgekehrt zu den Codewörtern in den geraden Perioden. Der Rückumwandlungsapparat soll dann Mittel enthalten zur abwechselnden Aktivierung (in den geraden Perioden) und Deaktivierung (in den ungeraden Perioden) der Inverterschaltung 110. Die Inverterschaltung 110 ist von einem handelsüblichen Typ, der in nicht aktiviertem Zustand die Codewörter, die an dem Eingang empfangen wurde, nicht modifiziert zu dem Wandler 115 überträgt. In dem aktiven Zustand überträgt die Inverterschaltung 110 die empfangenen Codewörter in invertierter Form zu dem Wandler 115.
Die Steuerung der Inverterschaltung 110 und die durch den Wandler 115 durchgeführten Umwandlungen können auf eine übliche Art und Weise von einer Synchronisationsschaltung 117 synchronisiert werden, so dass jeweils, wenn ein Codewort als Ganzes in das Schieberegister 112 geladen wird, das Informationswort, das der Bitkombination entspricht, die den Eingängen des Wandlers 115 zugeführt wurden, an den Ausgängen des Wandlers verfügbar ist.
Vorzugsweise wird ein Synchronisationswortdetektor 116, der mit den Bussen 113 und 114 verbunden ist, und der die Bitmuster detektiert, die den Synchronisationswörtern entsprechen, während des Synchronisationsprozesses verwendet.
Damit der Synchronisationswortdetektor 116 einwandfrei funktioniert, kann dem Synchronisationswortdetektor 116 ein Taktsignal zugeführt werden, das eine Beziehung zu der Bitfrequenz hat. Das Taktsignal wird durch eine Taktsignalwiederherstellungsschaltung 118 geliefert, wobei diese Taktwiederherstellungsschaltung das Taktsignal das Taktsignal aus dem eintreffenden modulierten Signal 7 erzeugt. Im Allgemeinen lässt sich sagen, dass für alle anderen Funktionen in dem Gerät, wie die Bitdetektion selber, die Taktwiederherstellung durch die Wiederherstellungsschaltung 118 sehr genau erfolgen soll.
Als Illustration zeigt 6 ein Signal, das mit dem oben beschriebenen invertierten Verfahren erhalten werden kann. Das Signal umfasst eine Sequenz von q aufeinander folgenden Informationssignalteilen 116, wobei q eine ganze Zahl ist, wobei diese Teile q Informationswörter darstellen. Die Synchronisationswörter, von denen die 6 ein Wort zeigt, als 161 bezeichnet, werden zwischen Blöcke von Codewörtern eingefügt. Eine Anzahl Informationssignalteile 160 sind detailliert dargestellt. Jeder der Informationssignalteile 160 enthält n Bitzellen, in diesem Fall 9, die einen ersten (niedrigen) Signalwert L oder einen zweiten (hohen) Signalwert H haben. Die Anzahl aufeinander folgender Bitzellen mit demselben Signalwert ist wenigstens gleich 1 und höchstens 7. Durch die von dem Digitalsummenwert abhängige Selektion der Codewörter ist der laufende Wert der Differenz zwischen der Anzahl Bitzellen mit dem ersten Signalwert und den Bitzellen mit dem zweiten Signalwert an einer beliebigen Stelle in dem Signal in dem Signalteil vor dieser Stelle im Wesentlichen konstant. Jeder Informationssignalteil 160, der zu dem Digitalsummenwert "–3" oder "4" führt, bildet auf einzigartige Weise ein Informationswort. Jeder Informationssignalteil, der ein Codewort darstellt, das zu einem der Digitalsummenwerte von "–2" zu "3" führt bildet zusammen mit einem benachbarten Signalteil auf einzigartige Weise ein Informationswort.
In 6 sind das beispielsweise die Informationssignalteile 160a und 160b. Diese Informationssignalteile bilden zusammen mit den Bitzellen an der ersten und der achten Stelle eines nächsten Signalteils die Informationswörter mit den Wortwerten "61" und "58".
7 zeigt beispielsweise einen Teil eines Aufzeichnungsträgers 120 nach der vorliegenden Erfindung. Der dargestellte Aufzeichnungsträger ist ein Träger von dem magnetisch detektierbaren Art. Der Aufzeichnungsträger kann aber auch von einer anderen Art sein, beispielsweise von einer optisch detektierbaren Art. Der dargestellte Aufzeichnungsträger ist bandförmig. Die vorliegende Erfindung kann aber auch auf scheibenförmige Aufzeichnungsträger angewandt werden. Der Aufzeichnungsträger 120 enthält Spuren T1, T2, T3,..., die sich parallel zueinander in der Längsrichtung des Aufzeichnungsträgers erstrecken, wobei in diesen Spuren das modulierte Signal aufgezeichnet werden kann.
8 zeigt ein Aufzeichnungsgerät zur Informationsaufzeichnung, wobei der Wandlerapparat nach der vorliegenden Erfindung verwendet wird, beispielsweise der Wandlerapparat 140 aus 3. In dem Wandlerapparat ist die Signalleitung zum Liefern des modulierten Signals mit einer Steuerschaltung 141 für einen Schreibkopf 142, an dem entlang ein Aufzeichnungsträger 143 von einem einschreibbaren Typ verlagert wird, und zwar in einer Richtung, die durch den Pfeil angegeben ist. Der Schreibkopf 142 ist ein magnetischer Schreibkopf, der imstande ist, das modulierte in einer Spur auf dem Auf zeichnungsträger 143 aufzuzeichnen. Die Steuerschaltung 141 kann auf ähnliche Art und Weise von einem handelsüblichen Typ sein, der ein Schreibsignal für den Schreibkopf erzeugt, und zwar in Reaktion auf das modulierte Signal, das der Steuerschaltung 140 zugeführt wird, so dass der Schreibkopf 142 ein magnetisches Muster in der Spur verwirklicht, und zwar entsprechend dem modulierten Signal.
9 zeigt ein Wiedergabegerät, in dem ein Rückumwandlungsgerät nach der vorliegenden Erfindung verwendet wird, beispielsweise das in 5 dargestellte Rückumwandlungsgerät. Das Wiedergabegerät umfasst einen Lesekopf 152 von einem handelsüblichen Typ zum Auslesen eines Aufzeichnungsträgers nach der vorliegenden Erfindung, auf dem ein Informationsmuster entsprechend dem modulierten Signal geschrieben ist. Damit erzeugt der Lesekopf 152 ein analoges Auslesesignal, das in der Schaltungsanordnung 153 in ein binäres Signal umgewandelt wird, wobei dieses binäre Signal im Wesentlichen dem Rückumwandlungsgerät 150 zugeführt wird. Die Schaltungsanordnung 153 kann beispielsweise einen sog. Teilreaktionsdetektor aufweisen.
Während die vorliegende Erfindung in Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen davon beschrieben worden ist, dürfte es einleuchten, dass es sich dabei nicht um begrenzende Beispiele handelt. Folglich dürften dem Fachmann im Rahmen der vorliegenden Erfindung, wie in den beiliegenden Patentansprüchen definiert, viele Modifikationen einfallen.
Weiterhin liegt die vorliegende Erfindung in jedem neuen Merkmal und in Kombinationen von Merkmalen.
Die beschriebenen Umwandlungs/Rückumwandlungsgeräte sind durchaus geeignet in Mehrspuren-Aufzeichnungs/Wiedergabegeräten, wie in EP Patentanmeldung Nummer 95202926.2, Dokument D2, EP Patentanmeldung Nummer 95203028.6, Dokument D3, EP Patentanmeldung Nummer 95203029.4, Dokument D4, EP Patentanmeldung Nummer 95203192.0, Dokument D5 und EP Patentanmeldung Nummer 95203380.1, Dokument D6 der Liste mit Bezugsmaterial beschrieben. Weiterhin lässt sich die vorliegende Erfindung auch gut anwenden auf Übertragungssysteme zum Übertragen des modulierten Signals über ein Übertragungsmedium, wie einer optischen Faser, siehe EP-A 97.763, Dokument D7 der Liste mit Bezugsmaterial.
Bezugsmaterial

(D1) WO 95/27.284 (PHN 14.789)
(D2) EP Patentanmeldung Nummer 95202926.2 (PHN 15.520), Einreichungsdatum 30.10.95.
(D3) EP Patentanmeldung Nummer 95203028.6 (PHN 15.543), Einreichungsdatum 08.11.95.
(D4) EP Patentanmeldung Nummer 95203029.4 (PHN 15.545), Einreichungsdatum 08.11.95.
(D5) EP Patentanmeldung Nummer 95203192.0 (PHN 15.563), Einreichungsdatum 21.11.95.
(D6) EP Patentanmeldung Nummer 95203380.1 (PHN 15.594), Einreichungsdatum 07.12.95
(D7) EP-A 97.763.

3

60: Wandler
64: Speicher
75: Inverter

4

103: Speicher

5

118: Taktwiederherstellungsschaltung
116: Synchronisationsdetektor
115: Wandler

Claims

Anordnung (140) zum Umwandeln einer Sequenz von m-Bit-Informationswörtern in ein moduliertes digitales Signal, wobei m eine ganze Zahl ist, wobei diese Anordnung die nachfolgenden Elemente umfasst: – Eingangsmittel (61) zum Empfangen der Sequenz von m-Bit Informationswörtern, – m-zu-n-Bit Wandlermittel (60) zum Umwandeln der Sequenz von m-Bit Informationswörtern in eine Sequenz von n-Bit Codewörtern (4) unter Verwendung einer Tabelle mit n-Bit Codewörtern, wobei n eine ganze Zahl größer als m ist, wobei die Sequenz von Codewörtern das modulierte Signal bildet, wobei dieses Signal Bitzellen mit einem ersten Signalwert und Bitzellen mit einem zweiten Signalwert enthält und für jedes der Codewörter einen entsprechenden Signalteil aufweist, – Bestimmungsmittel (64) zum Bestimmen eines Codierungszustandes des m-zu-n-Wandlers in Bezug auf einen digitalen Summenwert am Ende wenigstens eines modulierten Signalteils, wobei der digitale Summenwert für den genannten modulierten Signalteil einen laufenden Wert einer Differenz zwischen der Anzahl Bitzellen mit dem ersten Signalwert und der Anzahl Bitzellen mit dem zweiten Signalwert bezeichnet, – wobei die m-zu-n-Bit Wandlermittel Selektionsmittel aufweisen zum Selektieren zur Umwandlung eines Codewortes aus einem Satz von Codewörtern, der von dem Codierungszustand abhängig ist, wenigstens eines Wertes der digitalen Summenwerte, die ein Paar aus einem ersten und einem zweiten Codierungszustand bestimmen, wobei die Bestimmungsmittel dazu vorgesehen sind, in Reaktion auf das Informationswort, das dem vorhergehenden Codewort entspricht, den ersten oder den zweiten Codierungszustand des Paares zu bestimmen, dadurch gekennzeichnet, dass die Tabelle derart aufgestellt ist, dass die Tabelle für jedes umzuwandelnde Informationswort ein Codewort liefert zum Bilden eines modulierten Signals, das den Anforderung entspricht, dass die Anzahl aufeinander folgender Bitzellen in dem modulierten Signal mit demselben Signalwert den Wert 7 nicht übersteigt.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei n eine ungerade Zahl ist und m+1 ent spricht.
Anordnung nach Anspruch 2, wobei m gleich 8 und n gleich 9 ist.
Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Anordnung weiterhin Folgendes enthält: – Synchronisationswortgeneratormittel (77) zum Erzeugen eines Synchronisationswortes für einen Block von p aufeinander folgender Codewörter in dem Modulierten Signal, wobei die Synchronisationswortgeneratormittel dazu vorgesehen sind, das genannte Synchronisationswort aus dem nachfolgenden Satz verfügbarer Synchronisationswörter zu erzeugen: 11100011111110, 10100011111110, 01100011111110 und 11000100000001, wobei die Synchronisationswortgeneratormittel dazu vorgesehen sind, eines der Synchronisationswörter in Abhängigkeit von dem Codierungszustand zu selektieren.
Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei diese Anordnung weiterhin Folgendes umfasst: – Synchronisationswortgeneratormittel (77) zum Erzeugen eines Synchronisationswortes für einen Block von p aufeinander folgenden Codewörtern in dem modulierten Signal, wobei die Synchronisationswortgeneratormittel dazu vorgesehen sind, das genannte Synchronisationswort aus dem nachfolgenden Satz verfügbarer Synchronisationswörter zu erzeugen: 11100011111110, 10100011111110, 01100011111110, 11000100000001, 01011100000001, 10011100000001, and 00011100000001 wobei die Synchronisationswortgeneratormittel dazu vorgesehen sind, in Abhängigkeit von dem Codierungszustand ein Synchronisationswort zu selektieren.
Anordnung nach Anspruch 5, wobei die Synchronisationswortgeneratormittel dazu vorgesehen sind, die nachfolgenden Synchronisationswörter zu erzeugen:

wobei der Wert der ersten Spalte den Codierungszustand angibt, nachdem das Informationswort, das dem hinzuzufügenden Synchronisationswort unmittelbar vorhergeht, umgewandelt worden ist, wobei die Bitsequenz in der zweiten Spalte das Synchronisationswort angibt, das in Reaktion auf den genannten Codierungszustand erzeugt worden ist, und der Wert in der dritten Spalte den Codierungszustand angibt, der erforderlich ist zum Erhalten des Codewortes, das dem Synchronisationswort unmittelbar folgt.
Anordnung nach Anspruch 4, 5 oder 6, wobei die erzeugten Synchronisationswörter Bitmuster bilden, die nicht in der Bitsequenz der Codewörter auftreten können.
Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Sätze mit Codewörtern, die jedem Paar Codierungszustände des ersten Typs zugehören, disjunkt sind.
Anordnung nach Anspruch 8, wobei die Sätze mit Codewörtern, die zu den Paaren Codierungszustände des ersten Typs gehören, untereinander unterscheidbar sind, und zwar auf Basis der logischen Werte von Bits an p vordefinierten Stellen in den Codewörtern, wobei p eine ganze Zahl kleiner als oder gleich n ist.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei die m-zu-n-Wandlermittel dazu vorgesehen sind, m-Bits Informationswörter in n-Bit Codewörter umzuwandeln, und zwar entsprechend den Umwandlungstabellen aus 2.
Aufzeichnungsanordnung zur Aufzeichnung eines modulierten Signals in einer Spur auf einem Aufzeichnungsträger mit der Umwandlungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiterhin mit Schreibmitteln zum Einschreiben des modulierten Signals in die genannte Spur auf dem Aufzeichnungsträger.
Verfahren zum Umwandeln einer Sequenz von m-Bit Informationswörtern in ein moduliertes digitales Signal, wobei m eine ganze Zahl ist, wobei das Verfahren die nachfolgenden Verfahrensschritte umfasst: – das Empfangen der Sequenz von m-Bit Informationswörtern, – das Umwandeln der Sequenz von m-Bit Informationswörtern in eine Sequenz von n-Bit Codewörtern unter Verwendung einer Tabelle mit n-Bit Codewörtern, wobei n eine ganze Zahl größer als m ist, wobei die Sequenz von Codewörtern das modulierte Signal bildet, wobei dieses Signal Bitzellen mit einem ersten Signalwert und Bitzellen mit einem zweiten Signalwert aufweist, und für jedes Codewort einen entsprechenden Signalteil aufweist, – das Bestimmen eines Codierungszustandes des m-zu-n-Wandlers in Bezug auf einen digitalen Summenwert am Ende des wenigstens einen modulierten Signalteils, wobei dieser digitale Summenwert für den genannten modulierten Signalteil einen laufenden Wert einer Differenz zwischen der Anzahl Bitzellen mit dem ersten Signalwert und der Anzahl Bitzellen mit dem zweiten Signalwert angibt, wobei der Umwandlungsschritt den Subschritt aufweist der Selektion zur Umwandlung eines Codewortes aus einem Satz von Codewörtern, der abhängig ist von dem Codierungszustand, wobei wenigstens einer der digitalen Summenwerte ein Paar aus einem ersten und einem zweiten Codierungszustand bildet, und weiterhin den Subsatz der Bestimmung des ersten oder des zweiten Codierungszustandes des Paares umfasst, und zwar in Reaktion auf das Informationswort, das dem vorhergehenden Codewort entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass die Tabelle derart aufgestellt ist, dass die Tabelle für jedes umzuwandelnde Informationswort ein Codewort liefert zum Bilden eines modulierten Signals, das der Anforderung entspricht, dass die Anzahl aufeinander folgender Bitzellen in dem modulierten Signal mit demselben Signalwert den Wert 7 nicht übersteigt.
Moduliertes Signal, in dem Informationsmuster modulierte digitale Signalteile des Signals darstellen, und das Signal eine Sequenz von m-Bit Informationswörtern aufweist, wobei m eine ganze Zahl ist und wobei eine Sequenz von n-Bit Codewörtern die Sequenz von m-Bit Informationswörtern in einer umgewandelten Form eine Tabelle mit n-Bit Codewörtern zur Umwandlung verwendet, wobei n eine ganze Zahl größer als m ist, wobei die Sequenz von Codewörtern das modulierte Signal bildet, wobei dieses Signal Bitzellen mit einem ersten Signalwert und Bitzellen mit einem zweiten Signalwert aufweist, und für jedes Codewort einen entsprechenden Signalteil aufweist, und – wobei ein Codierungszustand in Bezug auf einen digitalen Summenwert am Ende wenigs tens eines modulierten Signalteils bestimmt werden kann, wobei der digitale Summenwert für den genannten modulierten Signalteil einen laufenden Wert einer Differenz zwischen der Anzahl Bitzellen mit dem ersten Signalwert und der Anzahl Bitzellen mit dem zweiten Signalwert angibt und – wobei ein Codewort aus einem Satz von Codewörtern selektiert wird, das von dem Codierungszustand abhängig ist, wobei wenigstens ein digitaler Summenwert ein Paar aus einem ersten und einem zweiten Codierungszustand bildet, wobei der erste oder der zweite Codierungszustand in Reaktion auf das Informationswort, das dem vorhergehenden Codewort entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass die Tabelle derart aufgestellt ist, dass die Tabelle für jedes umzuwandelnde Informationswort ein Codewort liefert zum Bilden eines Modulationssignals, das der Anforderung entspricht, dass die Anzahl aufeinander folgender Bitzellen in dem modulierten Signal, die denselben Signalwert haben, den Wert 7 nicht übersteigt.
Moduliertes Signal, in dem Modulationsmuster modulierte digitale Signalteile des Signal darstellen und das Signal eine Sequenz von m-Bit Informationswörtern aufweist, wobei m eine ganze Zahl ist und wobei eine Sequenz von n-Bit Codewörtern die Sequenz von m-Bit Informationswörtern unter Verwendung einer Tabelle in einer umgewandelten Form aufweist, wobei die Tabelle n-Bit Codewörter zur Umwandlung aufweist, wobei n eine ganze Zahl größer als m ist, wobei die Sequenz von Codewörtern das modulierte Signal bildet, wobei das Signal Bitzellen mit einem ersten Signalwert und Bitzellen mit einem zweiten Signalwert enthält, und für jedes Codewort einen entsprechenden Signalteil aufweist, und – wobei ein Codierungszustand in Bezug auf einen digitalen Summenwert am Ende wenigstens eines modulierten Signalteils bestimmt werden kann, wobei der digitale Summenwert für den genannten modulierten Signalteil einen laufenden Wert einer Differenz zwischen der Anzahl Bitzellen mit dem ersten Signalwert und der Anzahl Bitzellen mit dem zweiten Signalwert angibt und – wobei ein Codewort aus einem Satz von Codewörtern selektiert wird, das von dem Codierungszustand abhängig ist, wobei wenigstens ein digitaler Summenwert ein Paar aus einem ersten und einem zweiten Codierungszustand bildet, wobei der erste oder der zweite Codierungszustand in Reaktion auf das Informationswort, das dem vorhergehenden Codewort entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass die Tabelle derart aufgestellt ist, dass die Tabelle für jedes umzuwandelnde Informationswort ein Codewort liefert zum Bilden eines Modulationssignals, das der Anforderung entspricht, dass die Anzahl aufeinander folgender Bitzellen in dem modulierten Signal, die denselben Signalwert haben, den Wert 7 nicht übersteigt.
Aufzeichnungsträger, auf dem ein Signal in einer Spur aufgezeichnet wird, in der Informationsmuster modulierte digitale Signalteile des Signals darstellen und das Signal ein moduliertes Signal aufweist mit einer Sequenz von m-Bit Informationswörtern, wobei eine Tabelle verwendet wird, die n-Nit Codewörter aufweist, wobei n eine ganze Zahl ist und wobei eine Sequenz von n-Bit Codewörtern die Sequenz von m-Bit Informationswörtern in einer umgewandelten Form aufweist, wobei n eine ganze Zahl gröber als m ist, wobei die Sequenz von Codewörtern das modulierte Signal bildet, wobei das Signal Bitzellen mit einem ersten Signalwert und Bitzellen mit einem zweiten Signalwert enthält, und für jedes Codewort einen entsprechenden Signalteil aufweist, und – wobei ein Codierungszustand in Bezug auf einen digitalen Summenwert am Ende wenigstens eines modulierten Signalteils bestimmt werden kann, wobei der digitale Summenwert für den genannten modulierten Signalteil einen laufenden Wert einer Differenz zwischen der Anzahl Bitzellen mit dem ersten Signalwert und der Anzahl Bitzellen mit dem zweiten Signalwert angibt und – wobei ein Codewort aus einem Satz von Codewörtern selektiert wird, das von dem Codierungszustand abhängig ist, wobei wenigstens ein digitaler Summenwert ein Paar aus einem ersten und einem zweiten Codierungszustand bildet, wobei der erste oder der zweite Codierungszustand in Reaktion auf das Informationswort, das dem vorhergehenden Codewort entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass die Tabelle derart aufgestellt ist, dass die Tabelle für jedes umzuwandelnde Informationswort ein Codewort liefert zum Bilden eines Modulationssignals, das der Anforderung entspricht, dass die Anzahl aufeinander folgender Bitzellen in dem modulierten Signal, die denselben Signalwert haben, den Wert 7 nicht übersteigt.
Anordnung zum Zurückverwandeln eines modulierten Signals, das eine Bit folge mit Bits enthält, in eine Sequenz von m-Bit Informationswörtern, wobei m eine ganze Zahl ist, wobei die Anordnung Folgendes umfasst: – Eingangsmittel zum Empfangen des modulierten Signals mit einer Sequenz von n-Bit Codewörtern, – n-zu-m-Bit Wandlermittel zum Umwandeln der Sequenz von n-Bit Codewörtern in eine Sequenz von m-Bit Informationswörtern unter Verwendung einer Tabelle mit n-Bit Codewörtern durch Zuordnung eines Informationswortes zu einem umzuwandelnden Codewort in Abhängigkeit von dem umzuwandelnden Codewort, wobei n eine ganze Zahl größer als m ist, wobei die Umwandlungsmittel dazu vorgesehen sind, das Informationswort einem Codewort zuzuordnen, und zwar in Abhängigkeit von den logischen Werten der Bits in der Bitfolge, die sich an p vorbestimmten Stellen befinden, wobei p eine ganze Zahl in Bezug auf das entsprechende Codewort ist, und dadurch gekennzeichnet, dass die Tabelle derart aufgestellt ist, dass die Tabelle für jedes umzuwandelnde Informationswort ein Codewort liefert zum Bilden eines modulierten Signals, das der Anforderung entspricht, dass die Anzahl aufeinander folgender Bitzellen in dem modulierten Signal, die denselben Signalwert haben, den Wert 7 nicht übersteigt.
Anordnung nach Anspruch 15, wobei die Anordnung Synchronisationswortdetektormittel aufweist zum Detektieren von Synchronisationswörtern, die in dem modulierten Signal mit den nachfolgenden Bitmustern vorhanden sind: 11100011111110, 10100011111110, 01100011111110, und
Anordnung nach Anspruch 15, wobei die Anordnung Synchronisationswortdetektormittel aufweist zum Detektieren von Synchronisationswörtern, die in dem modulierten Signal mit den nachfolgenden Bitmustern vorhanden sind: 11100011111110, 10100011111110, 01100011111110, 11000100000001, 01011100000001, 10011100000001, und 00011100000001.
Anordnung zum Auslesen eines Modulierten Signals von dem Aufzeichnungsträger nach Anspruch 14, mit der Rückverwandlungsanordnung nach Anspruch 15, 16 oder 17, weiterhin mit Auslesemitteln zum Auslesen des modulierten Signals aus einer Spur auf dem Aufzeichnungsträger.