JP4138031B2 - n−ビットソースワードから対応したm−ビットチャネルワードへの符号化装置、並びに、逆向きの復号化装置 - Google Patents
n−ビットソースワードから対応したm−ビットチャネルワードへの符号化装置、並びに、逆向きの復号化装置 Download PDFInfo
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Description
複合バイナリソース信号を獲得するため、制御信号に応じて上記バイナリソース信号内の等距離位置にあるqビットの併合用ワードを併合する手段と、
上記複合バイナリソース信号をバイナリチャネル信号に変換する変換手段と、
上記制御信号を発生させる制御信号発生手段と、
上記バイナリチャネル信号を供給する出力手段とを具備し、
バイナリソース信号のデータビットのストリームをバイナリチャネル信号のデータビットのストリームに符号化する符号化装置に関する。
本発明は、また、バイナリソース信号のデータビットのストリームを獲得するため、上記符号化装置によって獲得されたバイナリチャネル信号のデータビットのストリームを復号化する復号化装置と、上記符号化装置を含む記録装置と、上記記録装置を用いて獲得された記録媒体と、上記ソース信号を復号化する方法とに関する。
上記のタイプの符号化装置は、米国特許USP5,477,222号(PHN14448)に記載されている。この文献は、バイナリソース信号のデータビットのストリームを、(1,8)ランレングス制約条件を満たすバイナリチャネル信号のデータビットのストリームに符号化する装置を開示する。(1,8)ランレングス制約条件とは、チャネル信号の直列データストリームにおいて、最小で1個の’0’、最大で8個の’0’がチャネル信号内の2個の連続した’1’の間に存在することを意味する。この点に関して、通常、1Tプレコーディングのような付加的なプレ符号化ステップが(1,8)制限されたシーケンスに適用され、その結果として、最小のランレングス2と最大のランレングス9とによりランレングス制限されたシーケンスが得られる。
従来の変換はパリティ保存型である。パリティ保存とは、変換されるべきnビットソースワードのパリティが、変換された対応したmビットチャネルワードの(モジュロ−2の加算後の)パリティと一致することを意味する。その結果として、従来のnビットからmビットへの変換装置は、信号の極性に影響を与えない。
変換はパリティ保存型であるため、例えば、DC制御ビットをソースワードのデータストリームに挿入することに効率的なDC制御を適用することが可能である。
本発明は、nビットソースワードを対応したmビットチャネルワードに符号化する改良された装置の提供を目的とする。
本発明による装置は、連続したnビットソースワードのシーケンスを含むバイナリソース信号のデータビットのストリームを、連続したmビットチャネルワードのシーケンスを含むバイナリチャネル信号のデータビットのストリームに符号化する装置において、
上記バイナリソース信号を受信する入力手段と、
上記バイナリソース信号若しくは組み替えられたバイナリソース信号と一致する第1の入力信号を受信し、制御信号に応じて、上記第1の入力信号内のy個の連続したビットの連続して生起するグループの間毎にqビット併合用ワードを併合する併合手段と、
上記制御信号を発生させる制御信号発生手段と、
上記バイナリソース信号又は上記併合手段で上記qビット併合用ワードと併合されたバイナリソース信号と一致する第2の信号を受信し、上記併合手段における併合処理と組み合わされることによって、y、n及びqが
y>1、n>1及びq≧1
を満たす整数を表すとき、nビットワードのシーケンスを含む組み替えられた複合バイナリソース信号を生じるように、y個の連続したビットのグループの中の一つ置きのグループ毎に組み替え処理を行う組み替え手段と、
m及びpが
m>n、p≧1
を満たす整数であり、pが可変であるとき、上記組み替えられた複合バイナリソース信号内のp個の連続したnビットワードの連続して生起するブロックを、上記バイナリチャネル信号内のp個の連続したmビットワードの対応した連続して生起するブロックに変換することにより、上記組み替えられた複合バイナリソース信号を上記バイナリチャネル信号に変換する変換手段と、
上記バイナリチャネル信号を供給する出力手段とを具備し、
上記組み替え処理は、mビットチャネルワードへの変換に必要とされる併合用ワードを含む上記nビットワードを除いて、上記組み替えられた複合バイナリソース信号内の上記nビットワードは、上記組み替えられた複合バイナリソース信号内の上記nビットソースワードと揃えられ、
n=2q
となるように、y個の連続したビットの上記一つ置きのグループ毎に、上記グループ内のqビットを上記グループ内の別の位置に再配置するステップを有することを特徴とする装置である。
本発明は以下の認識に基づいている。本発明による手段を適用しない場合、符号化処理は次のようになる。qビット併合用ワードをバイナリソース信号に挿入した後、複合バイナリソース信号のビットストリームが作成される。引き続いて、この複合バイナリソース信号は、変換手段でmビットチャネルワードに変換するためのnビットワードのシーケンスに分割される。このnビットワードのシーケンスへの変換は、複合バイナリソース信号内の2個の連続したワードの間の一つの境界が併合用ワードと上記複合バイナリソース信号内の次のソースワードとの間に存在するように行われる。次の併合用ワードまで、複合バイナリ信号内の連続して生起する2個のワードの間の全ての境界は、バイナリソース信号の連続して生起する2個のソースワードの間の境界と揃えられる。次の併合用ワードは、バイナリソース信号内の次のソースワードの最初のqビットと共に、複合バイナリソース信号内の次のnビットワードを形成する。その結果として、次の併合用ワードまで、複合ソース信号内の連即して生起する2個のワードの間の全ての境界はバイナリソース信号のnビットソースワードの境界と揃えられない。或いは、複合バイナリ信号内のnビットワードはバイナリソース信号の連続して生起する2個のnビットソースワードに亘って広げられる。
複合バイナリソース信号内のnビットワードは対応したmビットチャネルワードへの符号化の際に変換される。送信後、対応した復号化器に設けられた受信器における次の受信の際に、mビットチャネルワードは対応したnビットワードに復号化され、このnビットワードは複合バイナリ信号のレプリカを形成する。次に、qビット併合用ワードは、バイナリソース信号のレプリカを獲得するため複合バイナリソース信号から削除される。
伝送中に誤りが発生し、復号化器で誤った復号化が行われる可能性がある。複合バイナリソース信号のレプリカ内の誤りのあるワードは、バイナリソース信号のレプリカに、すなわち、連続して生起する2個のソースワードの間の境界が複合バイナリソース信号のレプリカの連続して生起する2個のワードと揃えられるバイナリソース信号のレプリカの部分に対し、1個の誤りのあるソースワードを生じさせる。しかし、連続して生起する2個のソースワードの間の境界が複合バイナリソース信号のレプリカの連続して生起する2個のワードの境界と揃わないバイナリソース信号のレプリカの部分において、複合ソース信号のレプリカ内の誤りのあるワードは、バイナリソース信号のレプリカ内で2個の誤りのあるワードを生じさせる。
本発明は、バイナリソース信号内のy個の連続ビットソースワードの2番目のグループ毎にq個のビットをシフトすることにより、かかる誤りの伝搬を解決する。バイナリソース信号の連続して生起する2個のnビットソースワードの間の境界は、複合バイナリソース信号内の連続して生起する2個のnビットワードの間の境界と揃えられる。その結果として、誤り伝搬は発生しない。
一般的に、獲得されたチャネル信号は、1T−プレコーダに供給される。併合手段の目的は、DCを含まないプレコーダ出力信号、或いは、一定周波数を有するトラッキングパイロット信号を含むプレコーダ出力信号が獲得できるように、1ビット併合用ワード、すなわち、値0のビット若しくは値1のビットのような併合用ワードを、変換手段の入力信号に含まれる連続的な符号ワードに追加することである。プレコーダ出力信号は記録媒体に記録される。q=1の例の場合に、変換器の入力信号に値0のビットを追加することにより、1Tプレコーダの出力信号の極性が同一に保たれる。値1のビットを追加することにより、1Tプレコーダの出力信号の極性が反転される。このように、併合手段は、1Tプレコーダの出力信号に影響を与え、これにより、1Tプレコーダの出力信号の連続デジタル合計値が時間の関数として所望のパターンを有するように制御され得る。
以下、添付図面を参照して本発明をより詳細に説明する。図面中、
図1は符号化装置の第1実施例の図であり、
図2は符号化装置の第2実施例の図であり、
図3は従来技術の符号化装置において発生する種々の信号を表す図であり、
図4は、複合ソース信号を組み替える一つの方法を用いて図2の符号化装置において発生する種々の信号を表す図であり、
図5は複合ソース信号を組み替える別の方法を示す図であり、
図6は符号化装置の組み替えユニットの第1実施例の図であり、
図7は組み替えユニットの第2実施例の図であり、
図8は符号化装置の変換ユニットの第1実施例の図であり、
図9は変換ユニットの第2実施例の図であり、
図10は復号化装置の第1実施例の図であり、
図11は復号化装置の第2実施例の図であり、
図12は復号化装置の再変換ユニットの第1実施例の図であり、
図13は複合ソース信号を組み替える更に別の方法を示す図である。
図1には本発明による符号化装置の第1実施例が示されている。符号化装置は、バイナリソース信号を受信する入力端子1を有し、入力端子1はqビットワード併合ユニット4の入力2に接続される。ユニット4の出力6は組み替えユニット8の入力7に接続される。組み替えユニット8は、変換ユニット10の入力11に接続された出力9を有し、変換ユニット10はaTプレコーダ16の入力14に接続された出力12を有する。プレコーダ16の出力18はバイナリチャネル信号を供給する出力に接続される。この出力18は制御信号発生器24の入力22に接続され、制御信号発生器24は、併合ユニット4の制御信号入力28に接続された出力26を有する。
nビットソースワードのシーケンスの形式のバイナリソース信号は、符号化のため入力端子1に供給される。併合ユニット4は、バイナリソース信号内の等距離位置にqビット併合用ワードを挿入するよう適合されている。より詳細には、併合ユニット4は、複合バイナリソース信号をその出力6で得るため、x個の連続したnビットソースワードの連続して生起するグループの間毎にqビット併合用ワードを挿入するよう適合されている。ここで、x、n及びqは、x>1,n=2q かつ q≧1
を満たす整数である。
複合バイナリソース信号は、組み替えユニット8の入力7に供給され、組み替えユニット8は、組み替えられた複合ソース信号を獲得するため、複合バイナリソース信号内のx個の連続したnビットソースワードの2番目のグループ毎に組み替えステップを実行する。組み替えられた複合ソース信号は、次に、変換ユニット10の入力11に供給される。符号化ユニット10は、組み替えられた複合ソース信号に基づいて変換ステップを実行し、これにより、チャネル信号が得られる。この変換ステップは、組み替えられた複合ソース信号内のp個のnビットワードのグループを、対応したp個のmビットチャネルワードのグループへの変換を行う。このチャネルワードはチャネル信号を形成する。このチャネル信号は出力12に供給される。バイナリチャネル信号は、次に、aTプレコーダ16においてプレ符号化バイナリチャネル信号に変換され、プレ符号化バイナリチャネル信号は、次に、例えば、記録用若しくは伝送用の出力端子20、並びに、制御信号発生器24の入力22に供給される。制御信号発生器24は、プレ符号化バイナリチャネル信号に応答して制御信号を出力26に発生させ、この制御信号は併合ユニット4の制御信号入力28に供給される。併合ユニット4は、上記制御信号に応じて、バイナリソース信号に併合するためのqビットワードを選択する。
図1の装置が僅かに変形された装置を示す図2を参照して装置の機能をより詳細に説明する。図2の装置は併合ユニット4’を含む。併合ユニット4’は、複合バイナリソース信号をその出力6で得るため、バイナリソース信号内のx個の連続したn(=2)ビットソースワードの連続して生起するグループの間毎に1ビット(q=1)併合用ワードを挿入するよう適合される。xは整数値をとる。後述する実施例では、xは24である。その理由は、1ビット併合用ワードが6バイトのバイナリソース信号の連続して生起するグループの間に挿入されるからである。
図2の実施例における組み替えユニット8’は後述する。最初に、変換ユニット10’の機能を説明する。変換器10’は、組み替えられた複合ソース信号内のp個の2ビットワードのグループをチャネル信号の対応したp個の3ビットチャネルワードのグループに変換するよう適合されている。pは整数であり、以下に明らかにするように可変である。チャネル信号は、プレ符号化されたチャネル信号を獲得するため、従来技術において公知の1Tプレコーダ16’で処理される。1Tプレコーダ16’の出力信号は制御信号発生器24’に供給され、制御信号発生器24’は、’0’若しくは’1’の何れがソース信号の直列データストリームに挿入されるかを制御すべく、併合ユニット4’用の制御信号を発生させる。
図1又は2に示された装置を用いることにより、プレ符号化されたチャネル信号の直列データストリーム内にある周波数のトラッキングトーンを埋め込むことが可能であり、或いは、上記データストリームの直流(DC)成分を零に維持することができる。さらに、変換ユニット10’が上記の通り(d,k)シーケンスを発生させるよう適合されているとき、図1又は2の装置の出力信号は、(d,k)RLL出力信号になる。併合ユニット4の実施例は、文献:Bell System Technical Journal, Vol.53, No.6, pp.1103-1106に記載されている。
1Tプレコーダ16’の出力信号は、信号を記録媒体36のトラックに書き込む書き込みユニット34に供給される。記録媒体36は、細長い形若しくはディスク形式の磁気記録媒体でもよい。記録媒体は、光ディスク36’のような光学式記録媒体でもよい。書き込みユニット34は、磁気記録媒体に信号を書き込む場合には磁気式書き込みヘッドであり、光学式記録媒体に信号を書き込む場合には光学式書き込みヘッドである書き込みヘッド38を含む。
次に、図2の装置の機能を説明する。図3aには、装置の入力端子1に供給されるバイナリソース信号が概略的に示されている。ソース信号は、sw1、sw2、...、swi、swi+1、...のように表記される2ビットソースワードのシーケンスにより構成される。バイナリソース信号の4個の2ビットソースワード毎に、バイナリソース信号におけるバイトが形成される。6個の連続したバイトB0、...、B5のシーケンスが図3aに示されている。図2の併合ユニット4’は、1ビット併合用ワードを、バイナリソース信号内の6個の連続したバイトB0乃至B5のグループの間毎に挿入するよう適合され、すなわち、1ビット併合用ワードは、バイナリソース信号の24個の2ビットソースワードの連続して生起するグループの間毎に挿入される。本例において、併合用ワードmw0はバイナリソース信号のソースワードsw2とsw3の間に挿入され、併合用ワードmw1はソースワードswi+3とswi+4の間に挿入され、図3bに示されるような複合ソース信号が得られる。
従来技術の装置の場合に、複合ソース信号の組み替えは行われず、複合ソース信号は変更されることなく変換ユニット10’に転送される。変換ユニット10’は複合ソース信号内の2ビットワードを対応した3ビットワードに変換する。これは、図3c及び図3dに示されている。図3cには、2ビットワードのシーケンス、いわゆる複合ソースワードcsw1、csw2、csw3、...に分割された複合ソース信号が示されている。複合ソースワードは対応した3ビットチャネルワードに変換され、図3dに概略的にしめされるようなチャネル信号が得られる。チャネル信号内のチャネルワードはcwiのように表記される。図3dには、2ビット複合ソースワードcsw2、csw7、csw11及びcswiを変換することによって獲得されたチャネルワードcw2、cw7、cw11及びcwiが示されている。
対応した復号化装置における再変換の際に、3ビットチャネルワードは元の2ビット複合ソース信号のレプリカに再変換される。これは、複合ソースワードのレプリカのシーケンスrcsw1、rcsw2、rcsw3、...、rcswiとして図3eに概略的に示されている。次いで、レプリカrcsw3及びrcsw4に含まれる併合用ワードmw0及びmw1がレプリカから削除され、図3fに概略的に示されるように元のソース信号のレプリカが得られる。図3fには、ソース信号のレプリカが元のソースワードのレプリカのシーケンスrsw1、rsw2、rsw3、...、rswi、rswi+1、...の形式で表示されている。
図3b及び3cから、1ビット併合用ワードを図3aの2ビットソースワードの間に挿入することにより、図3bの2複合ソース信号内の2ビットソースワード間の境界は、図3cの2ビット複合ソースワード間の境界と必ずしも一致しないことが明らかになる。より詳細に言うと、この説明は、図3bの信号内のソースワードsw3乃至swi+3に対し有効である。
複合ソースワードcsw7の変換及び後続の再変換後に、誤りが発生し、誤りを含むレプリカrcsw7が得られる。ワードrcsw7の第1ビットは、図3fのソース信号のレプリカ内のバイトB0の第7ビットb7であり、ワードrcsw7の第2ビットはバイトB1の第1ビットb0である。ワードrcsw7は誤りを含むので、バイトB0及びB1も誤りを含む。このように複合ソース信号のレプリカの1ワード内の誤りはソース信号のレプリカの2バイトに誤りを生じさせるので、誤り伝搬が発生する。
本発明によれば、複合ソース信号を変換ユニット10’に供給する前に、組み替えステップが複合ソース信号に対し実行される。図4は組み替えステップの一実施例を表し、図5は別の実施例を表す。図4aはバイナリソース信号の直列データストリームを表し、1ビット併合用ワードが24個の2ビットソースワードの連続して生起するグループの間毎に挿入される。図4bでは併合用ワードmw0がソースワードswの後に挿入され、併合用ワードmw1がソースワードswi+4の前に挿入される。また、組み替えステップは、併合用ワードを併合した後に得られた信号に基づいて行われる。併合及び組み替えステップの結果は図4bの信号に示され、同図では、2ビットワードw1、w2、...、wi、wi+1、...の形で組み替えられた複合信号が示されている。併合用ワードmw0を挿入するのに加えて、ソースワードsw2に続く2ビットソースワードのシーケンスは、図4bでは付加的なビット位置に亘って右側にシフトされ、その結果として、併合用ワードmw0と組み替えれた信号のワードw4との間に空ビット位置が得られる。かくして、組み替えられた信号のワードw4はソースワードsw3と一致し、組み替えられた信号のワードw5はソースワードsw4と一致し、以下同様に続く。かくして、ワードwi+3はソースワードswi+2に一致する。バイトB5の最後の2個のビットであるビットb6及びビットb7はソースワードswi+3に含まれる。ビットb6は、図4bからわかるようにワードwi+3の直後に続く。しかし、ビットb7は再配置され、併合用ワードmw0とワードw4との間の空ビット位置に入れられる。これは、図4bにおいて矢印50で示されている。次の併合用ワードmw1は2ビットワードwi+4の第2ビットとして挿入され、次に、ソースワードswi+4と一致する2ビットワードwi+5が続き、以下同様である。図4a及び4bから、図4bの組み替えられた複合信号内のワード間の境界は図4aのソース信号内のソースワードの境界と一致することがわかる。
組み替えられた複合信号の2ビットワードを3ビットチャネルワードに変換することにより、図4cのチャネル信号が得られる。引き続く変換は、図4dに示された組み替えられた複合信号のレプリカを生成する。次に、併合用ワードは組み替えられた複合信号のレプリカから削除される。すなわち、ワードrw3のレプリカの第1ビットは削除され、ワードrwi+4の第2ビットが削除される。さらに、ワードrw3の第2ビットは直列データストリームから獲得されるので、ソース信号のレプリカのワードrsw2の後に続くワードrsw3は組み替えられた複合信号のレプリカの2ビットワードrw4と一致し、以下同様である。かくして、ソース信号のレプリカのワードrswi+2は、組み替えられた複合信号のレプリカのワードrwi+3と一致し、ワードrswi+4はワードrwi+5と一致する。ソース信号のレプリカのバイトB5のビットb6は組み替えられた複合信号のレプリカのワードrwi+4の第1ビットと一致する。併合用ワードmw1を削除することは、ワードrw3の第2ビットのビット値で充填された空ビット位置が、バイトB5のビットb7を与えることを意味する。このビットb7の再配置は図4eに矢印52で示されている。
変換/再変換ステップで出現する誤りは、図4dの組み替えられた複合信号のレプリカに誤りを含むワードrwiを生じさせる。図4dの信号内のワードrwiの間の境界と、図4eの信号内のワードrswiの間の境界は揃えられるので、このような誤りは1個の2ビットワード、すなわち、1バイトだけに誤りを生じさせ、その結果として誤り伝搬は発生しない。
図4の例の場合に、ソースワードswi+3のビットb7が併合用ワードmw0とソースワードsw3の間の位置に再配置される。或いは、ソースワードswi+3内のビットb6を併合用ワードmw0とソースワードsw3の間の位置に再配置してもよい。
図5は複合ソース信号を組み替える方法の別の実施例の説明図である。図5aにはバイナリソース信号の直列データストリームが示されている。図5bでは併合用ワードmw0がソースワードsw2の後に挿入され、併合用ワードmw1がソースワードswi+4の前に挿入される様子が示される。また、組み替えステップは、バイトB0のビットb0、すなわち、ワードsw3の第1ビットが再配置される。併合及び組み替えステップの結果は図5bの信号に示され、同図では、2ビットワードw1、w2、...、wi、wi+1、...の形で組み替えられた複合信号が示されている。併合用ワードmw0の挿入は、併合用ワードmw0によってバイトB0のビットb0を置換し、一方、ビットb0は一時的に記憶されることを意味する。ソース信号の後続の2ビットワードは元の位置に保たれる。或いは、ソース信号内のワードsw4は組み替えられた複合信号内のワードw4と一致し、以下同様に続く。かくして、ソース信号内のワードswi+3は組み替えられた複合信号のワードwi+3と一致する。次に、一時的に記憶されたビットb0はワードi+4の第1ビットとして付加され、次に併合用ワードmw1がワードwi+4の第2ビットとして続く。これが図5bの矢印54によって概略的に示されている。後続のソースワードswi+4、swi+5、...は2個のビット位置に亘ってシフトされる。しかし、全ての場合で、図5bの組み替えられた複合信号内の2ビットワードwと、図5aのソース信号内のソースワードswとの間の境界は揃えられている。
組み替えられた複合信号の2ビットワードを3ビットチャネルワードに変換することにより、図5cのチャネル信号が得られる。引き続く再変換は、図5dに示された組み替えられた複合信号のレプリカを生成する。次に、併合用ワードは組み替えられた複合信号のレプリカから削除される。すなわち、ワードrw3のレプリカの第1ビットは削除され、ワードrwi+4の第2ビットが削除される。併合用ワードmw0の空のビット位置は、ワードrwi+4の第1ビットのビット値によって充填され、2ビットワードrsw3の第1ビットが生成され、ソース信号のレプリカのバイトB0のビット0が得られる。さらに、ソース信号のレプリカのワードrsw3の後に続くワードrsw4は組み替えられた複合信号のレプリカの2ビットワードrw4と一致し、以下同様である。かくして、ソース信号のレプリカのワードrswi+3は、組み替えられた複合信号のレプリカのワードrwi+3と一致する。ワードrswi+4の第1ビットはワードrsw3の第1ビット位置に既に再配置されている。その結果として、併合用ワードmw1を削除することは、ワードrwi+5(以下同様に続く)が、ソース信号のレプリカのワードrswi+4(以下同様に続く)としてワードrswi+3の直後に続くことを意味する。このビットb0の再配置は図5eに矢印56で示されている。
変換/再変換ステップで出現する誤りは、図5dの組み替えられた複合信号のレプリカに誤りを含むワードrwiを生じさせる。図5dの信号内のワードrwiの間の境界と、図5eの信号内のワードrswiの間の境界は揃えられるので、このような誤りは1個の2ビットワード、すなわち、1バイトだけに誤りを生じさせ、その結果として誤り伝搬は発生しない。
図5の例の場合に、ソースワードswi+3のビットb0がソースワードsw3と併合用ワードmw0との間の位置に再配置される。或いは、ソースワードsw3内のビットb1をソースワードswi+3と併合用ワードmw1との間の位置に再配置してもよい。
さらに、組み替えステップは併合ステップの後に続くステップとして説明されていることに注意する必要がある。しかし、組み替えステップは併合ステップよりも前に行われてもよく、又は、併合ステップと同時に行われても構わないことに注意する必要がある。
図6には、図4a及び4bを参照して説明した組み替えステップを実行する組み替えユニット8’の一実施例が示されている。図6の組み替えユニット8’は、本例では、47個の記憶場所を含むシフトレジスタ40の形式をしたメモリを有する。また、端子a、b及びcを備えた第1及び第2の制御可能スイッチ42及び44が利用される。制御ユニットCPUは、制御ライン46を介してスイッチ42及び44の位置を制御し、制御ライン48を介してシフトレジスタ40による情報のシフトを制御するため利用可能である。組み替えユニットの入力7はスイッチ42のa端子に接続される。スイッチ42のb端子はシフトレジスタ40の入力に接続される。スイッチ42及び44のc端子は相互接続される。シフトレジスタ40の出力はスイッチ44のb端子に接続され、スイッチ44のa端子は組み替えユニットの出力9に接続される。
以下、図6の組み替えユニットの機能を説明する。ライン46上の制御信号の影響を受け、スイッチ42及び44は共にa−bのポジションをとり、ライン48上の制御信号の影響を受け、ビットがシフトレジスタ40の第1記憶場所M1に格納され、シフトレジスタ40内で図6の右側へシフトされる。併合用ビットを含む図4aの信号が組み替えユニットの入力7に供給される場合を想定する。ソースワードの記憶はソースワードsw1、及び、引き続いて出現するソースワードを記憶することによって行われる。情報の記憶は、ソースワードsw2がメモリ記憶場所M45及びM44に記憶され、併合用ワードmw0がメモリ記憶場所M43に記憶されるまで続けられる。ライン48上に連続して生起する5個のクロック信号は、ソースワードsw1及びsw2、並びに、併合用ワードmw0をシフトレジスタ40から送り出し、出力9に供給する。このとき、シフトレジスタは、記憶場所M47からM40までに格納されたソースワードsw3乃至sw6によって形成されたバイトB0を有する。ソースワードsw7乃至sw10によって形成されたバイトB1は、記憶場所M39からM32までに格納され、以下同様に続く。バイトB5のビットb0乃至b6は記憶場所M7からM1までに記憶される。また、バイトB5のビットb7は入力7で得られる。図6にはこの時点での状況が示されている。
ライン46上の制御信号の影響によって、スイッチ42及び44はポジションa−cに切り換えられるので、バイトB5のビットb7が変換ユニット10’における更なる処理のため出力9に供給される。次に、スイッチ42及び44はポジションa−bにもう一度切り換えられ、記憶場所M47に格納されたビットb0と、シフトレジスタ40に格納された後続のビットとが出力9に供給される。また、ソースワードswi+4及び後続のソースワードはシフトレジスタ40に記憶される。かくして、バイトB5のビットb7は、併合用ワードmw0とビットb0との間で組み替えられた複合信号の直列データストリームに実際に挿入される。これは、24個の連続して生起するソースワードの2番目のグループ毎に行われる。
図7は、図5a及び5bを参照して説明された組み替えステップを実行する組み替えユニット8’の一実施例を示す図である。図7の組み替えユニットは、1個の記憶場所を有するメモリMを含む。また、端子a、b及びcを備えた第1及び第2の制御可能スイッチ42及び44が利用される。制御ユニットCPUは、制御ライン46を介してスイッチ42及び44の位置を制御し、制御ライン48を介してメモリM内の情報の記憶を制御するため利用可能である。組み替えユニットの入力7はスイッチ42のa端子に接続される。スイッチ42のb端子はメモリMの入力に接続される。スイッチ42及び44のc端子は相互接続される。メモリMの出力はスイッチ44のb端子に接続され、スイッチ44のa端子は組み替えユニットの出力9に接続される。
以下、図7の組み替えユニットの機能を説明する。ライン46上の制御信号の影響を受け、スイッチ42及び44は共にa−cのポジションをとるので、入力7に供給されたソース信号の直列データストリームは、出力9にそのまま供給される。このようにして、ソースワードsw1及びsw2と、複合ソース信号内の併合用ワードmw0は、出力9に供給される。ライン46上の制御信号の影響で、スイッチ42はポジションa−bに切り替わり、同時に、ソースワードsw3のビットb0が入力7に出現する。さらに、ライン48上の制御信号の影響を受け、このビットb0がメモリMに格納される。次に、ソースワードsw3のビットb1が出現した後、スイッチ42は、再びポジションa−cに切り換えられるので、バイトB0のビットb1、b2、...等は、出力9に供給される。次に、ライン46上の制御信号の影響で、スイッチ44はポジションa−bに切り換えられるので、ソースワードsw0のビットb0は出力に供給される。次に、ライン46上の制御信号の影響で、スイッチ44はポジションa−cに切り換えられるので、入力7に現れる併合用ワードmw1と連続して生起するソースワードswi+5、swi+6,...等は、出力9に供給され得る。このようにして、バイトB0のソースワードsw3内のビットb0は、ソースワードswi+3と併合用ワードmw1との間で組み替えられた複合信号の直列データストリームに挿入される。これは、これは、24個の連続して生起するソースワードの2番目のグループ毎に行われる。
図8は、組み替えられた複合ソース信号の2ビットワードを3ビットチャネルワードに変換し得る変換器10’を示す図である。この変換器は、米国特許第5,477,222号に記載された装置であり、繰り返し最小変化ランレングスを最小化する目的を実現するための変更が加えられている。
変換器10’は、組み替えられた複合バイナリソース信号Sのデータビットのストリームを受信する入力60を有する。入力60は、シフトレジスタ62の入力に接続され、シフトレジスタ62は、本例の場合にセルX1乃至X8を有するので、組み替えられた複合ソース信号Sの8個の連続したビットを受信することができる。シフトレジスタ62は、直列−並列変換器のように動作する。セルの出力は、それぞれ、論理回路LCの対応した入力i1乃至i8に接続され、論理回路はセル内に存在するビットの論理値(x1,...,X8)を供給する。
変換器10’は、12個のセルY1乃至Y12を備えた第2のシフトレジスタ64を更に有する。論理回路LCは12個の出力O1乃至O12を有する。これらの論理回路LCの出力は、シフトレジスタ64の対応した12個のセルY1乃至Y12の入力に接続される。シフトレジスタ64の出力66は出力68に接続される。シフトレジスタ64は、並列−直列変換器として作用するので、バイナリチャネル信号Cが得られる。
また、ソース信号Sの直列データストリーム内の特定のシーケンスを検出するため検出ユニット70が設けられる。この目的のため、シフトレジスタ62の8個のセルX1乃至X8の出力は、検出ユニット70の対応した入力72に接続される。本実施例の場合に、検出ユニット70は、第1、第2及び第3の信号をそれぞれに発生させる3個の出力O1、O2及びO3を有する。これらの出力は、論理回路LCの対応した制御信号入力c1、c2及びc3に接続される。
論理回路LCは、入力c1、c2及びc3に供給された制御信号に応じて以下の機能を行う。
論理回路LCは、組み替えられた複合ソース信号の2ビットソースワードwiを、各2ビットソースワードのパリティを保存したまま3ビットチャネルワードに変換することができる。すなわち、変換されるべき2ビットワード内の’1’の個数が対応した3ビットチャネルワード内の’1’の個数と一致し、チャネルワード内の’1’に関してモジュロー2の加算が行われる。或いは、換言すると、2ビットワード内の’1’の個数が偶数であるとき、3ビットチャネルワード内の’1’の個数は偶数である。また、2ビットワード内の’1’の個数が奇数であるとき、3ビットチャネルワード内の’1’の個数は奇数である。
一例として、変換手段LCは、以下の表Iに従って、2ビットワードwiを3ビットチャネルワードcwiに変換するように適合される。
2ビットワードwiの第1ビットは最初にシフトレジスタ62に供給され、チャネルワードの第1ビットはシフトレジスタ64の出力66から最初に供給されることに注意する必要がある。
また、論理回路LCは、セルX1、X2に格納された2ビットワードwiを3ビットチャネルワードcwiに変換し、制御信号入力c1、c2、c3に制御信号が存在しないことに応答して、これらのチャネルワードをシフトレジスタ64のセルY1、Y2、Y3に格納することに注意する必要がある。このような変換に続いて、シフトレジスタ62において位置2個分の左へのシフトが行われ、シフトレジスタ64において位置3個分の左へのシフトが行われる。シフトレジスタ62における位置2個分のシフトは、シフトレジスタ62、すなわち、変換器に次の変換の準備をさせるため必要である。シフトレジスタ64における位置3個分のシフトは、作成された3ビットチャネルワードcwiを出力するため必要である。
図8の変換器10’は、d=1の制約を満たす(d,k)シーケンスの形式のチャネル信号Cを発生させるため使用することができる。すなわち、少なくとも1個の’0’が、チャネル信号の直列データストリーム内の2個の連続して生起する’1’の間に存在することを意味する。すなわち、チャネル信号内では2個以上の’1’の連結が禁止される。
図8の変換器を用いて得られるような2個の連続して生起する2ビットワードwiの組合せの無修正変換は、d=1の制約を破る可能性がある。これらの組合せの中で、組合せ’00 00’は無修正変換によって2個の3ビットチャネルワード’101 101’を生じ、組合せ’00 01’は無修正変換によって2個の3ビットチャネルワード’101 100’を生じ、組合せ’10 00’は無修正変換によって2個の3ビットチャネルワード’001 101’を生じ、組合せ’10 01’は無修正変換によって3ビットチャネルワード’001 100’を生じる。
このような組合せの出現は、2個の2ビットワードwi、wi+1のブロックの2個の3ビットチャネルワードcwi、cwi+1のブロックへの修正符号化が行えるように、検出されるべきである。したがって、図8の変換器は、2ビットワードwiの3ビットチャネルワードcwiへの通常の符号化の他に、上記の組合せを検出し、チャネル信号内でd=1の制約条件が満たされるように修正符号化を行うことができる。
シフトレジスタ62のセルX1乃至X4の出力は検出ユニット70の対応した入力に接続されるので、ビットストリーム内の1個の2ビットワードwiが対応した1個の3ビットチャネルワードcwiに無修正符号化されることにより、チャネル信号C内でd=1の制約条件を破ることになる場合に、検出ユニット70は組み替えられた複合ソース信号の直列ビットストリーム内で位置を検出することができ、この検出に応じて出力O1に制御信号を供給するよう適合される。
より詳細に説明すると、検出ユニット70は、セルX1乃至X4が、表IIに与えられたいずれかの4ビットシーケンスを含むかどうかを検出し、第1制御信号を出力O1に発生させる。以下の表IIの左側の列に与えられたいずれかの組合せと一致する2個の2ビットワードwi、wi+1の組合せが4個のセル位置X1、X2、X3、X4に出現したことが検出ユニット70によって検出されると直ちに、論理回路LCは以下の表IIに掲載された修正符号化に従って組合せの変換を行う。
表IIからわかるように、1個の2ビットワードの無修正変換は、2個の’1’が得られた2個のチャネル符号間の境界に発生するのでd=1制約条件に違反する。論理回路LCは、修正符号化モードにおいて、表IIの左側の列に与えられた2個の2ビットワードのブロックを、表IIの右側の列に与えられた2個の3ビットチャネルワードのブロックに変換するよう適合している。明らかに、d=1制約条件の違反は発生しなくなる。さらに、同様に行われた修正符号化はパリティ保存型である。その上、2個の2ビットワードの一方、表IIでは2番目のワードは、表Iの4個のチャネルワードの中の何れのワードにも一致しない3ビットチャネルワードに符号化される。その理由は、受信器側で、表Iの4個の3ビットチャネルワードの組に属していない上記3ビットチャネルワードを検出でき、その結果として、表IIに関して定義された符号化の逆処理である対応した復号化を実現することができるからである。
表IIに従った符号化を用いて得られた2個の3ビットチャネルワードのブロックは、論理回路LCによって出力o1乃至o6に供給され、チャネルワードはシフトレジスタ64の6個のセルY1乃至Y6に供給される。
変換ユニットLCによる2個の2ビットワードの2個の3ビットチャネルワードへの変換の後に、位置4個分の左側へのシフトがシフトレジスタ62で行われ、位置6個分の左側へのシフトがシフトレジスタ64で行われる。シフトレジスタ62における位置4個分のシフトは、シフトレジスタ62、すなわち、変換器に次の変換の準備をさせるために必要である。シフトレジスタ64における位置6個分のシフトは発生された3ビットチャネルワードを出力するため必要である。
(d,k)シーケンスにおいてk−制約とは、チャネル信号内の2個の連続して生起する’1’の間に最大k個までの’0’の連結が許容されることを意味する。
3個の連続して生起する2ビットワードの無修正変換はk−制約に違反する可能性がある。
一例として、組み替えられたソース信号内の2ビットワードのシーケンス’11 11 11’は、無修正変換によって、3個の3ビットチャネルワード’000 000 000’を生ずる。kが6、7若しくは8と一致するときに(d,k)シーケンスが獲得されるならば、このような3個の3ビットチャネルワードは発生してはならない。
別の例として、2ビットワードのシーケンス’11 11 10’が無修正変換によって3個の3ビットワード’000 000 001’を生ずる場合を考える。この3個の3ビットチャネルワードの組合せはk=6若しくはk=7の制約を充足しない。また、この3個の3ビットチャネルワードの組合せは、’0’で終了した先行のチャネルワードの後に続く可能性があるので、k=8の制約に違反するかもしれない。さらに、この組合せは’1’で終了するので、この組合せの後に’1’で始まる3ビットチャネルワードが続くならば、d=1の制約に違反する場合がある。同様の説明は、2ビットワードのシーケンス’01 11 11’に対しても有効である。
更に別の例は、2ビットワードのシーケンス’01 11 10’が無修正変換によって3個の3ビットチャネルワード’100 000 001’を生ずる場合である。この組合せは、上記と同じ方法でd=1の制約に違反する可能性がある。
このような組合せの出現は検出されるので、修正符号化が行われる。したがって、図8の変換器は、2ビットワードの3ビットチャネルワードへの通常の符号化、並びに、表IIに準拠した修正符号化の他に、上記組合せを検出することが可能であり、チャネル信号内のk−制約が充足される修正符号化を実現することができる。
シフトレジスタ62のセルX1乃至X6の出力は検出ユニット70の対応した入力に接続されるので、チャネル信号C内でk−制約に違反することになる場合に、検出ユニット70は組み替えられた複合ソース信号の直列ビットストリーム内で位置を検出することができ、この検出に応じて出力O2に制御信号を供給するよう適合される。
より詳細に説明すると、検出ユニット70は、セルX1乃至X6が、表IIIに与えられたいずれかの6ビットシーケンスを含むかどうかを検出し、第2制御信号を出力O2に発生させる。
以下の表IIIの左側の列に与えられたいずれかの組合せと一致する3個の2ビットワードの組合せが6個のセル位置X1、X2、X3、X4、X5、X6に出現したことが検出ユニット70によって検出されると直ちに、論理回路LCは以下の表IIIに掲載された修正符号化に従って組合せの変換を行う。
論理回路LCは、第2の修正符号化モードにおいて、表IIIの左側の列に与えられた3個の2ビットワードのブロックを、表IIIの右側の列に与えられた3個の3ビットチャネルワードのブロックに変換する。表IIIに従う修正符号化を実現することにより、k=8制約を充たすチャネル信号が得られる。さらに、このように行われた修正符号化はパリティ保存型である。すなわち、本例の場合に、3個の2ビットワードの組合せ中の’1’の個数が奇数(偶数)であるならば、得られた3個の3ビットチャネルワードの組合せ中の’1’の個数は奇数(偶数)である。その上、3個の2ビットワードの中の2個、すなわち、表IIIの中の2番目と3番目の2ビットワードは、表Iの中の4個のチャネルワードのいずれかのワードに一致する3ビットチャネルワードに符号化される。その理由は、受信器側で、表Iの4個の3ビットチャネルワードの組に属していない上記2個の連続した3ビットチャネルワードを検出でき、その結果として、表IIIに関して定義された符号化の逆処理である対応した復号化を実現することができるからである。
表IIIに従った符号化を用いて得られた3個の3ビットチャネルワードのブロックは、論理回路LCによって出力o1乃至o9に供給され、チャネルワードはシフトレジスタ64の9個のセルY1乃至Y9に供給される。
変換ユニットLCによる3個の2ビットワードの3個の3ビットチャネルワードへの変換の後に、位置6個分の左側へのシフトがシフトレジスタ62で行われ、位置9個分の左側へのシフトがシフトレジスタ64で行われることがわかる。シフトレジスタ62における位置6個分のシフトは、シフトレジスタ62、すなわち、変換器に次の変換の準備をさせるために必要である。シフトレジスタ64における位置9個分のシフトは発生された3個の3ビットチャネルワードを出力するため必要である。
組み替えられた複合ソース信号を符号化するために更に必要なことは、チャネル信号内の繰り返し最小変化ランレングスが制限されることである。繰り返し最小変化ランレングスは、’0’と’1’の間で連続して生起する変化のシーケンス、すなわち、d−制約が1の場合には、シーケンス’...01010101010...’の長さとして定義される。一例として、ビットシーケンス’00 01 00 10’は、表IIを使用した変換後にビットシーケンス’101 010 101 010’を生ずる。同様にして、ビットシーケンス’10 01 00 01’は、表IIを使用した変換後にビットシーケンス’001 010 101 010’を生ずる。このようなシーケンスは受信器におけるビット検出を低下させる。そのため、01シーケンスの長さの制限が必要とされる。
シフトレジスタ62のセルX1乃至X8の出力は検出ユニット70の対応した入力に接続されるので、繰り返し最小変化ランレングスが制限されるという条件に違反することになる場合に、検出ユニット70は組み替えられた複合ソース信号の直列ビットストリーム内で位置を検出することができ、この検出に応じて出力O3に制御信号を供給するよう適合される。
より詳細に説明すると、検出器70は、セルX1乃至X8が以下の表IVに与えられたいずれかの8ビットシーケンスを含むかどうかを検出し、第3制御信号を出力O3に発生させる。
以下の表IVの左側の列に与えられたいずれかの組合せと一致する4個の2ビットワードの組合せが8個のセル位置X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8に出現したことが検出ユニット70によって検出されると直ちに、論理回路LCは以下の表IVに掲載された修正符号化に従ってこの組合せを表IVの右側の列に与えられた12ビットのビットシーケンスに変換する。
表IVによる修正変換はパリティ保存型である。
チャネルワードのビットストリームはNRZI(ノンリターン・ツー・ゼロインバース)表記であることに注意する必要がある。NRZIとは、1個の’1’がチャネル信号を磁気記録媒体に記録する書き込み電流に変化を生じさせることを意味する。
上記の通り、修正符号化が必要とされる状況は、組み替えられた複合ソース信号内の2ビットワードから検出ユニット70によって検出される。この検出は発生されたチャネルワードに基づいて行えることに注意する必要がある。この点に関しては米国特許第5,477,222号の図2bを参照せよ。
図9には、修正符号化が必要とされる状況の検出が表Iによる無修正符号化により発生されたチャネルワードに基づいて行われる変換器の別の実施例が示されている。
図9の変換器は、論理回路LC’において表Iに従う無修正符号化を用いて獲得された4個の連続して生起する3ビットチャネルワードを受信する12個の入力を有する検出器70’を含む。検出器70’は、無修正符号化を用いて獲得された回路LC’の出力o1乃至o6の2個の連続して生起する3ビットチャネルワードが、表IIの中央の無修正符号化の列に与えられた4個の6ビットシーケンスの中の一つと一致するかどうかを検出する。一致する場合、検出器70’は出力72にスイッチング信号を送出し、アドレス信号ADを出力72’に送出する。スイッチング信号は、シフトレジスタ64’のスイッチング信号入力65に供給される。アドレス信号ADはROM77のアドレス信号入力76に供給される。検出器70’は、表IIの中央の列内の4個の6ビットシーケンスの中の対応したシーケンスの検出に応じて、4個の実現可能なアドレス信号AD1乃至AD4の中の1個のアドレス信号を発生させる。一例として、アドレス信号AD1は、検出器70’がシーケンス’101101’を検出したときに発生され、アドレス信号AD4は6ビットシーケンス’001100’が検出されたときに発生される。ROM77は、表IIの右側の列に示された6ビットシーケンスを格納する。アドレス信号AD1を受信したとき、ROMは6ビットシーケンス’100 010’を出力o1乃至o6に供給し、アドレス信号AD2の受信時に、ROMは6ビットシーケンス’101 010’をこれらの出力に供給する。アドレス信号AD3を受信したとき、ROMは6ビットシーケンス’000 010’を上記の出力に供給し、アドレス信号AD4の受信時に、ROMは6ビットシーケンス’001 010’をこれらの出力に供給する。シフトレジスタ64’の各記憶場所は2個の入力を有し、一方は対応した論理回路LC’の出力に接続され、他方は対応したROM77の出力に接続される。入力75に供給されるスイッチング信号に応じて、シフトレジスタは下側の入力に与えられる情報を受け、その内容を位置6個分だけ左にシフトする。その結果として、修正された6ビットシーケンスがシフトレジスタ64’によって出力68に供給される。
検出器70’は、無修正符号化を用いて獲得された回路LC’の出力o1乃至o9の3個の連続して生起する3ビットチャネルワードが、表IIIの中央の無修正符号化の列に与えられた4個の9ビットシーケンスの中の一つと一致するかどうかを検出する。一致する場合、検出器70’は出力72にスイッチング信号を送出し、アドレス信号ADを出力72’に送出する。検出器70’は、表IIの中央の列内の4個の9ビットシーケンスの中の対応したシーケンスの検出に応じて、4個の実現可能なアドレス信号AD5乃至AD8の中の1個のアドレス信号を発生させる。一例として、アドレス信号AD5は、検出器70’がシーケンス’000 000 000’を検出したときに発生され、アドレス信号AD8はシーケンス’100 000 000’が検出されたときに発生される。ROM77は、表IIIの右側の列に示された9ビットシーケンスを格納する。アドレス信号AD5を受信したとき、ROMは9ビットシーケンス’000 010 010’を出力o1乃至o9に供給し、アドレス信号AD6の受信時に、ROMは9ビットシーケンス’001 010 010’をこれらの出力に供給する。アドレス信号AD7を受信したとき、ROMは9ビットシーケンス’101 010 010’を上記の出力に供給し、アドレス信号AD8の受信時に、ROMは9ビットシーケンス’100 010 010’をこれらの出力に供給する。
入力75に供給されるスイッチング信号に応じて、シフトレジスタは下側の入力に与えられる情報を受け、その内容を位置9個分だけ左にシフトする。その結果として、修正された9ビットシーケンスがシフトレジスタ64’によって出力68に供給される。
検出器70’は、さらに、無修正符号化を用いて獲得された回路LC’の出力o1乃至o12の4個の連続して生起する3ビットチャネルワードが、’101 010 101 010’又は’001 010 101 010’の2通りの12ビットシーケンスの一方と一致するかどうかを検出する。一致する場合、検出器70’は出力72にスイッチング信号を送出し、アドレス信号ADを出力72’に送出する。検出器70’は、上記の2個の12ビットシーケンスの中の対応した一方のシーケンスの検出に応じて、2個の実現可能なアドレス信号AD9又はAD10の中の一方のアドレス信号を発生させる。一例として、アドレス信号AD9は、検出器70’がシーケンス’101 010 101 010’を検出したときに発生され、アドレス信号AD10は12ビットシーケンス’001 010 010 101’が検出されたときに発生される。ROM77は、表IVの右側の列に示された12ビットシーケンスを格納する。アドレス信号AD9を受信したとき、ROMは12ビットシーケンス’100 010 010 010’を出力o1乃至o12に供給し、アドレス信号AD10の受信時に、ROMは12ビットシーケンス’000 010 010 010’をこれらの出力に供給する。
入力75に供給されるスイッチング信号に応じて、シフトレジスタは下側の入力に与えられる情報を受け、その内容を位置12個分だけ左にシフトする。その結果として、修正された12ビットシーケンスがシフトレジスタ64’によって出力68に供給される。
通常の状況において、制約が全く違反されていないとき、無修正変換が表Iに従って実行され、スイッチング信号は出現しないので、シフトレジスタは論理回路LC’によって供給されたビットをシフトレジスタ64’の上側入力を介して受容する。
上記の通り、1個の2ビットワードを1個の3ビットチャネルワードに変化する他の変換ルールを実現しても構わない。それらの変換ルールを以下の3種類の表に掲載する。
明らかに、上記の2、3又は4個の2ビットワードのブロックを2、3又は4個の3ビットチャネルワードに符号化する変換ルールは、上記の教示を用いて獲得することができる。
図10には、図1又は2の符号化装置によって発生されたチャネル信号をバイナリソース信号のレプリカに復号化する復号化装置の一実施例が示されている。復号化装置は、mビットチャネルワードのシーケンスにより構成されたチャネル信号を受信する入力端子80を有する。入力端子80は変換ユニット84の入力82に接続され、変換ユニットは再組み替えユニット90の入力88に接続された出力86を有する。再組み替えユニット90の出力92は削除ユニット96の入力94に接続され、削除ユニット96は復号化装置の出力端子100に接続された出力98を有する。
再変換ユニット84は、チャネル信号内のp個の連続したmビットチャネルワードの連続して生起するブロックを、対応したp個の連続したnビットワードの連続して生起するブロックに変換するよう構成される。出力86におけるnビットワードのデータストリームは、組み替えられた複合バイナリソース信号のレプリカであり、qビット併合用ワードは組み替えられた複合バイナリソース信号内の等距離位置に存在し、組み替えら得た信号内の連続して生起するqビット併合用ワードは、組み替えられた複合バイナリソース信号内のx.nビットのグループによって分離される。再組み替えユニット90は、上記組み替えられた複合バイナリソース信号のレプリカ内のx.nビットのグループの中の2番目のグループ毎に再組み替え動作を行うように、より詳細には、2番目のx.nビットのグループをx.nビットの上記グループ内の別の位置に再配置するように構成される。これにより、複合バイナリソース信号のレプリカが出力92に生じる。削除ユニット96は、複合バイナリソース信号のレプリカ内に存在するqビット併合用ワードを削除し、これにより、出力98にバイナリソース信号のレプリカを発生し、個のレプリカは出力端子100に供給される。
xは1以上の整数であり、n及びqは、
n=2q かつ q≧1
が成り立つ整数であり、m及びpは、
m>n>1, p≧1
なる整数であり、pは可変であることに注意する必要がある。
再組み替え動作は、複合バイナリソース信号のレプリカがバイナリソース信号のレプリカ内のnビットワードと揃えられるように、pビットを再配置するステップを含む。
図11は、図10の復号化装置の僅かに変形された例を示す図である。図11に示された復号化装置は、3ビットチャネルワードにより構成されたチャネル信号を、2ビットソースワードにより構成されたバイナリソース信号のレプリカに変換する。チャネル信号は、細長い形若しくはディスク形の磁気記録媒体36の形式、若しくは、光ディスク36’のような光学式記録媒体の形式で、記録媒体のトラックからチャネル信号を読み取ることにより獲得される。読み取りヘッド104を含む読み取りユニット102が設けられ、この読み取りヘッド104は、信号を磁気記録媒体上に記録する場合に磁気時期読み取りヘッドであり、信号を光学式記録媒体に記録する場合に光学式書き込みヘッドである。
このようにして獲得されたチャネル信号は、チャネル信号内のp個の連続したmビットチャネルワードの連続して生起するブロックを、組み替えられた複合バイナリソース信号内のp個の連続したnビットワードの対応した連続して生起するブロックに変換するよう適合した再変換ユニット84’において変換される。再組み替えユニット90’は、複合バイナリソース信号のレプリカを獲得するため、x.nビットの2番目のグループ毎の1ビットを、図4d及び4e、又は、図5d及び5eのいずれかに図示された組み替えに従って別の位置に再組み替えするよう適合する。削除ユニット96’は、バイナリソース信号のレプリカを獲得するため、複合バイナリソース信号のレプリカから1ビット併合用ワードを削除する。
1ビットb7を、図4d及び4eに示されたように元の位置に再組み替えする再組み替えユニット90’は、図7に示されたような組み替えユニットの形式でも構わない。
ライン46上の制御信号の影響に基づいて、スイッチ42及び44は、共にポジションa−cをとるので、入力7に供給された組み替えられた複合ソース信号のレプリカの直列データストリームは、そのまま出力9に供給される。このようにして、ワードrw1及びrw2と、併合用ワードmw0は、出力9に供給される。ライン46上の制御信号の影響で、スイッチ42はポジションa−bに切り替わり、同時に、ワードrw3のビットb7が入力7に出現する。さらに、ライン48上の制御信号の影響を受け、このビットb7がメモリMに格納される。次に、ワードrw3が出現した後、スイッチ42は、再びポジションa−cに切り換えられるので、ワードrw3、rw4、...等は、出力9に供給される。これは、ワードrwi+4が入力7に現れ、このワードのビットb6が出力9に供給されるまで続けられる。次に、ライン46上の制御信号の影響で、スイッチ44はポジションa−bに切り換えられるので、メモリMに格納されたビットb7は出力に供給される。次に、ライン46上の制御信号の影響で、スイッチ44はポジションa−cに切り換えられるので、入力7に現れる併合用ワードmw1と連続して生起するワードrwi+5、rwi+6,...等は、出力9に供給され得る。このようにして、ワードrw3内のビットb7は、複合バイナリ信号のレプリカの直列データストリームの元の位置に実際に挿入される。これは、これは、組み替えられた複合バイナリソース信号のレプリカ内の48個の連続して生起するソースワードの2番目のグループ毎に行われる。
図5d及び5eに示されるように、1ビットb0を元の位置に組み替える再組み替えユニット90’は、図6に示された組み替えユニットの形式でも構わない。
ライン46上の制御信号の影響に基づいて、スイッチ42及び44は共にポジションa−bをとり、ライン48上の制御信号の影響で、ワードrwiはシフトレジスタ40に格納され、シフトレジスタ40内で図6の右側にさらにシフトされる。ワードの記憶はワードrw1、及び、引き続いて生起するワードを記憶することによって行われる。情報の記憶は、ワードrw2がメモリ記憶場所M47及びM44に記憶され、併合用ワードmw0がメモリ記憶場所M43に記憶されるまで続けられる。ライン48上に連続して生起する5個のクロック信号は、ワードrw1及びrw2、並びに、併合用ワードmw0をシフトレジスタ40から送り出し、出力9に供給する。このとき、シフトレジスタは、記憶場所M47に格納されたビットb1を含む。また、ワードrwi+4のビットb0は入力7に与えられる。
ライン46上の制御信号の影響によって、スイッチ42及び44はポジションa−cに切り換えられるので、ビットb0が出力9に供給される。次に、スイッチ42及び44はポジションa−bに再び切り換えられ、記憶場所M47に格納されたビットb1と、シフトレジスタ40に格納された後続のワードrw4、rw5、...とが出力9に供給され得る。かくして、ビットb0は、複合信号のレプリカの直列データストリーム内の元の位置に実際に挿入される。これは、組み替えられた複合バイナリソース信号内の48個の連続して生起するソースビットの2番目のグループ毎に行われる。
図4の例では、ソースワードsw3のビットb6は組み替えステップで再配置されているが、ビットb6を元の位置に再配置するため対応した再組み替えステップが行われるべきことがわかる。また、図5の例では、ビットb1は組み替えステップで再配置されているが、ビットb1を元の位置に再配置するため対応した再組み替えステップが実行されるべきである。
また、再組み替えステップは削除ステップの前のステップとして説明されていることに注意する必要がある。しかし、再組み替えステップは削除ステップの後に行われてもよく、或いは、削除ステップと同時に行われても構わないことに注意する必要がある。
図12は、組み替えられた複合バイナリソース信号のレプリカを獲得するためチャネル信号を復号化する図11の再変換ユニット84’の一実施例を示す図である。変換ユニット84’は、チャネル信号を受信する入力150を有する。入力150は、シフトレジスタ151の入力156に接続され、シフトレジスタ151は、12個のセルY1乃至Y12を有する。シフトレジスタ151は、直列−並列変換器として機能するので、4個の3ビットチャネルワードのブロックが論理回路152の入力i1乃至i12に供給される。論理回路152は、上記の4種類の表I、II、III及びIVを含む。論理回路152の出力はシフトレジスタ154のセルX1乃至X8の入力に接続され、シフトレジスタ154は出力端子155に接続された出力157を有する。検出回路153は、参照番号160で概略的に示され入力i1乃至i9を有し、これらの入力は、シフトレジスタ151のセルY4乃至Y12の出力にそれぞれ接続され、検出回路の出力o1、o2及びo3はそれぞれ論理回路152の制御入力c1、c2及びc3に接続される。検出回路153は、
(a)シフトレジスタ151のセルY4乃至Y12内のビットパターン’010 010 010’を検出し、
(b)セルY10、Y11及びY12内のビットが’010’と一致しない場合に、シフトレジスタ151のセルY4乃至Y9内のビットパターン’010 010’を検出し、
(c)ビットセルY7、Y8及びY9が’010’と一致しない場合に、セルY4、Y5及びY6内のビットパターン’010’を検出することができる。
ビットパターン’010 010 010’の検出時に検出回路153は出力o1に制御信号を発生させ、セルY4乃至Y9のビットパターン’010 010’の検出時に検出回路153は出力O2に制御信号を発生させ、セルY4乃至Y6のビットパターン’010’の検出時に検出回路153は出力O3に制御信号を発生させ、一方、セルY4乃至Y12内にビットパターン’010’が存在しないとき、検出回路は出力に制御信号を発生させない。
制御信号が存在しない場合、論理回路152は、セルY1、Y2及びY3に格納された3ビットチャネルワードを、変換表Iに従って対応した2ビットワードに変換し、2ビットワードをセルX1及びX2に供給する。入力c3に制御信号が存在する場合、論理回路152は、セルY1乃至Y6に格納された2個の3ビットチャネルワードを、変換表IIに従って2個の2ビットワードのブロックに変換し、2個の2ビットワードをセルX1乃至X4に供給する。入力c2に制御信号が存在する場合、論理回路152は、セルY1乃至Y9に格納された3個の3ビットチャネルワードのブロックを、変換表IIIに従って3個の2ビットワードのブロックに変換し、3個の2ビットワードをセルX1乃至X6に供給する。入力c1に制御信号が存在する場合、論理回路152は、セルY1乃至Y12に格納された4個の3ビットチャネルワードのブロックを、変換表IVに従って4個の2ビットワードのブロックに変換し、4個の2ビットワードをセルX1乃至X8に供給する。
このようにチャネル信号の直列データストリームは組み替えられた複合バイナリソース信号のレプリカに変換される。
図14は、ソース信号に関して行われる別の組み替えスキームの説明図である。本実施例の場合、組み替えは整数個のソースワードのグループに基づいて行われない。本例では、組み替えはソース信号のyビットの2番目(一つおき)のグループ毎に行われる。本例では、図13に示されるようにy=45とする。
図13aには、バイナリソース信号の直列データストリームが示されている。図13bには、併合用ワードmw0をソースワードsw1の前に挿入し、併合用ワードmw1をソースワードswiの前に挿入する様子が示されている。組み替えステップは、バイトB5のビットb4、すなわち、ワードsw23の第1ビットを再配置することにより実現される。この併合及び組み替えステップの結果は図13bの信号によって示され、2ビットワードw1、w2、...、wi、wi+1、...の形式で組み替えられた複合信号が表示される。併合用ワードmw0の挿入は、実際上、ソース信号内のソースワードが2ビットに亘ってシフトされ、バイトB5のビットb4がワードw1の第2ビット位置に格納されることを意味する。これは、図13bに矢印154によって概略的に示されている。後続のソースワードsw1、sw2、...はビット位置2個分ずつシフトされる。図13aに示されたyビットの3番目のグループにおいて、グループの最後のビットはグループ内の第1ビットの前方の位置までシフトされる。これは、図13aおよび13bに矢印154’によって概略的に示されている。
すべての場合において、図13bの組み替えられた複合信号内の2ビットワードと、図13aのソース信号内のソースワードswとの間の境界は揃えられる。
組み替えられた複合信号の2ビットワードを3ビットチャネルワードに変換することにより、図13cに概略的に示されたチャネル信号が生成される。後続の再変換によって、図13dに示されるような組み替えられた複合信号のレプリカが得られる。次に、併合用ワードが組み替えられた複合信号のレプリカから削除される。すなわち、ワードrw1の第1ビット、ワードrw24の第1ビット及びワードrwi+1の第1ビットが削除される。
また、ワードrw1の第2ビット位置のビットb4は、矢印156で示されるようにワードrsw23の第1ビット位置に再配置され、矢印156’は、45ビットの3番目のグループ内のビットbjが元の位置に再配置される様子を示している。
変換/再変換ステップ中に発生する誤りは、図13dの組み替えられた複合信号のレプリカに誤りを含むワードrwiを生ずる。図13dの信号内のワードrwiと、図13eの信号内のワードrswiの間の境界は揃えられているので、このような誤りは1個の2ビットワード、すなわち、1バイトだけで発生し、誤り伝搬が起きない。
組み替えステップは併合ステップの後に続くステップとして説明したが、組み替えステップは併合ステップよりも先に行ってもよく、或いは、併合ステップと同時に行っても構わないことに注意する必要がある。
上記の本発明の説明は、本発明の好ましい実施例を参照して行われているが、本発明は上記実施例に制限されないことに注意する必要がある。当業者は、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を逸脱することなく、容易に種々の変形をなし得る。一例として、図12の変換ユニットは、検出器153が図12に示されるように符号化された情報からではなく、復号化された情報から種々の修正された復号化状況を検出するよう変換ユニットに変更することができる。
また、本願発明は、新規の特徴毎に、並びに、新規の特徴のあらゆる組合せに見いだされる。
Claims (29)
- 連続したnビットソースワードのシーケンスを含むバイナリソース信号のデータビットのストリームを、連続したmビットチャネルワードのシーケンスを含むバイナリチャネル信号のデータビットのストリームに符号化する装置において、
上記バイナリソース信号を受信する入力手段と、
上記バイナリソース信号若しくは組み替えられたバイナリソース信号と一致する第1の入力信号を受信し、制御信号に応じて、上記第1の入力信号内のy個の連続したビットの連続して生起するグループの間毎にqビット併合用ワードを併合する併合手段と、
上記制御信号を発生させる制御信号発生手段と、
上記バイナリソース信号又は上記併合手段で上記qビット併合用ワードと併合されたバイナリソース信号と一致する第2の信号を受信し、上記併合手段における併合処理と組み合わされることによって、y、n及びqが
y>1、n>1及びq≧1
を満たす整数を表すとき、nビットワードのシーケンスを含む組み替えられた複合バイナリソース信号を生じるように、y個の連続したビットのグループの中の一つ置きのグループ毎に組み替え処理を行う組み替え手段と、
m及びpが
m>n、p≧1
を満たす整数であり、pが可変であるとき、上記組み替えられた複合バイナリソース信号内のp個の連続したnビットワードの連続して生起するブロックを、上記バイナリチャネル信号内のp個の連続したmビットワードの対応した連続して生起するブロックに変換することにより、上記組み替えられた複合バイナリソース信号を上記バイナリチャネル信号に変換する変換手段と、
上記バイナリチャネル信号を供給する出力手段とを具備し、
上記組み替え処理は、mビットチャネルワードへの変換に必要とされる併合用ワードを含む上記nビットワードを除いて、上記組み替えられた複合バイナリソース信号内の上記nビットワードは、上記組み替えられた複合バイナリソース信号内の上記nビットソースワードと揃えられ、
n=2q
となるように、y個の連続したビットの上記一つ置きのグループ毎に、上記グループ内のqビットを上記グループ内の別の位置に再配置するステップを有することを特徴とする装置。 - xが1以上の整数を表すときに、
y=x・n
であり、y個のビットの各グループはx個の連続したnビットソースワードにより構成される請求項1記載の装置。 - 上記組み替え処理は、y個の連続したビットの一つ置きのグループ毎に、y個の連続したビットのグループ内の最後のq個のビットを上記y個の連続したビットのグループ内の最初のビットよりも前の位置に再配置するステップを含む請求項1記載の装置。
- 上記組み替え処理は、x個の連続したnビットソースワードの一つ置きのグループ毎に、x個の連続したソースワードのグループ内の最後のソースワードのq個のビットを、上記x個の連続したソースワードのグループ内の最初のnビットソースワードよりも前の位置に再配置するステップを含む請求項2記載の装置。
- 上記組み替え処理は、x個の連続したnビットソースワードの上記一つ置きのグループ内で、x個の連続したソースワードのグループ内の最後のソースワードの最後のq個のビットを、x個の連続したソースワード内の最初のnビットソースワードの直前の位置に再配置するステップを含む請求項4記載の装置。
- 上記組み替え処理は、y個の連続したビットの一つ置きのグループ内で、グループ内の最初のq個のビットを、y個の連続したビットの上記グループ内の最後のビットの後の位置に再配置するステップを含む請求項1記載の装置。
- 上記組み替え処理は、x個の連続したnビットソースワードの一つ置きのグループ内で、x個の連続したソースワードのグループ内の最初のソースワードのq個のビットを、x個の連続したソースワードの上記グループ内の最後のnビットソースワードに再配置するステップを含む請求項2記載の装置。
- 上記組み替え処理は、x個の連続したnビットソースワードの上記一つ置きのグループ内で、x個の連続したソースワードのグループ内の最初のソースワードの最初のq個のビットをx個の連続したソースワードの上記グループ内の最後のnビットソースワードの直後の位置に再配置するステップを含む請求項7記載の装置。
- 上記変換手段は、組み替えられた複合バイナリソース信号内のp個の連続したnビットワードのブロックを、対応したp個の連続したmビットチャネルワードのブロックに変換するよう構成され、
上記組み替えられた複合バイナリソース信号のp個の連続したnビットワードの各ブロックに対する変換はパリティ保存型である請求項1乃至8のうちいずれか一項記載の装置。 - 上記m及びnが
m=3・n/2
を満たすことを特徴とする請求項1乃至9のうちいずれか一項記載の装置。 - 上記nは、
n=2
であることを特徴とする請求項10記載の装置。 - 上記変換手段は、d=1であるときに、(d,k)シーケンスの形式のチャネル信号を獲得するため、組み替えられた複合バイナリソース信号内の2ビットワードを対応した3ビットチャネルワードに変換するよう構成され、
1個の2ビットワードの対応した1個のチャネルワードへの符号化がチャネルワード境界でd−制約に違反する位置を上記組み替えられた複合バイナリソース信号のビットストリーム内で検出し、検出結果に応じて制御信号を供給する手段が更に設けられ、
上記制御信号が存在しない場合に、上記変換手段は、組み替えられた複合バイナリソース信号内の1個の2ビットワードを、対応した3ビットチャネルワードに変換するよう構成され、
各2ビットワードに対する変換はパリティ保存型であることを特徴とする請求項11又は12記載の装置。 - 組み替えられた複合バイナリソース信号内の2個の連続したワードの変換中に制御信号が存在する場合に、上記変換手段は、上記2個の連続した2ビットワードのブロックを2個の対応した3ビットチャネルワードのブロックに変換するよう構成され、d=1制約を保存するため、2ビットワードのブロック内の2個のワードの中の一方が、1個の2ビットワードを変換するため使用された4個のチャネルワードの中の何れのチャネルワードとも一致しない3ビットチャネルワードに変換され、
上記制御信号が存在する場合に、上記変換手段は、2個の連続して生起する2ビットワードのブロックを対応した2個の連続して生起する3ビットチャネルワードに変換するよう構成され、
上記2個の連続して生起する2ビットワードに対する変換はパリティ保存型であることを特徴とする請求項13記載の装置。 - kが5以上の値を有するとき、
1個の2ビットワードの1個の3ビットチャネルワードへの符号化がd−制約に違反する位置を上記組み替えられた複合バイナリソース信号のビットストリーム内で検出し、検出結果に応じて第2の制御信号を供給する手段を更に設けられ、
組み替えられた複合バイナリソース信号内の3個の連続した2ビットワードの変換中に上記第2の制御信号が存在する場合に、上記変換手段は、上記3個の連続した2ビットワードのブロックを対応した3個の連続した3ビットチャネルワードのブロックに変換するよう構成され、
3個の2ビットワードのブロックに対する変換はパリティ保存型であり、
上記変換手段は、k−制約を維持するため、3個の2ビットワードのブロック内の3個のワードの中の2個のワードを、1個の2ビットワードを変換するため使用された4個のチャネルとは一致しない対応した3ビットチャネルワードに変換するよう構成されていることを特徴とする請求項14又は15記載の装置。 - バイナリチャネル信号のデータビットのストリームをバイナリソース信号のデータビットのストリームに復号化する装置において、
yは1以上の整数であり、n及びqが
n=2q 及び q≧1
を満たす整数であり、m及びpが
m>n>1、p≧1
を満たす整数であり、pが可変であるときに、
上記バイナリチャネル信号を受信する手段と、
上記チャネル信号内のp個の連続したmビットチャネルワードの連続して生起するブロックを、組み替えられた複合バイナリソース信号内のp個の連続したnビットワードの対応した連続して生起するブロックに変換することにより、上記バイナリチャネル信号を組み替えられた複合バイナリソース信号に変換するよう構成され、qビット併合用ワードが上記組み替えられた複合バイナリソース信号内の等距離位置に存在し、上記組み替えられた信号内の連続して生起するqビット併合用ワードが上記組み替えられた複合バイナリソース信号内のy個のビットのグループによって分離されている、上記バイナリチャネル信号を複合バイナリソース信号に変換する再変換手段と、
y個のビットの一つ置きのグループのq個のビットを上記y個のビットのグループ内の別の位置に再配置することにより、上記組み替えられた複合バイナリソース信号のy個のビットの一つ置きのグループ毎に再組み替え処理を実行する再組み替え手段と、
上記再組み替え手段における再組み替え処理と組み合わされたステップによってnビットソースワードのシーケンスを含むバイナリソース信号が得られるように、上記qビット併合用ワードを削除する削除手段と、
上記バイナリソース信号を供給する出力手段とにより構成される装置。 - xが1以上の整数を表すときに、
y=x・n
であり、y個のビットの各グループはx個の連続したnビットソースワードにより構成される請求項18記載の装置。 - 上記再組み替え処理は、y個のビットの一つ置きのグループにおいて、y個のビットのグループの最初のq個のビットを上記y個のビットのグループ内の最後のビットよりも後の位置に再配置するステップを含む請求項18記載の装置。
- 上記組み替え処理は、組み替えられた信号内のy個のビットの一つ置きのグループにおいて、y個のビットのグループの最初のq個のビットを、y個のビットの上記グループの最後のq個のビットの前の位置に再配置するステップを含む請求項18記載の装置。
- 上記組み替え処理は、組み替えられた信号内のy個のビットの一つ置きのグループにおいて、y個のビットのグループの最後のq個のビットを、y個のビットの上記グループの最初のq個のビットの前の位置に再配置するステップを含む請求項18記載の装置。
- 上記組み替え処理は、組み替えられた信号内のy個のビットの一つ置きのグループにおいて、y個のビットのグループの最後のq個のビットを、y個のビットの上記グループの最初のq個のビットの後の位置に再配置するステップを含む請求項18記載の装置。
- 記録媒体上のトラックにチャネル信号を記録する記録装置であって、
請求項1乃至17のうちいずれか一項記載の符号化する装置と、
上記符号化する装置によって発生された上記チャネル信号を上記記録媒体上の上記トラックに書き込む書き込み手段とを有することを特徴とする記録装置。 - 上記チャネル信号を上記記録媒体上の上記トランクに書き込む前に、上記チャネル信号をプレ符号化する1Tプレ符号化手段を更に有する請求項24記載の記録装置。
- 請求項24又は25記載の記録装置によって得られる記録媒体。
- 光学式記録媒体であることを特徴とする請求項26記載の記録媒体。
- 記録媒体上のトラックからチャネル信号を再生する再生装置であって、
請求項18乃至23のうちいずれか一項記載の復号化する装置と、
上記トラックから上記チャネル信号を読み取る読み取り手段とを有する再生装置。 - 連続したnビットソースワードのシーケンスを含むバイナリソース信号のデータビットのストリームを、連続したmビットチャネルワードのシーケンスを含むバイナリチャネル信号のデータビットのストリームに符号化する方法において、
上記バイナリソース信号を受信するステップと、
上記バイナリソース信号若しくは組み替えられたバイナリソース信号と一致する第1の入力信号を受信し、制御信号に応じて、上記第1の入力信号内のy個の連続したビットの連続して生起するグループの間毎にqビット併合用ワードを併合するステップと、
上記制御信号を発生させるステップと、
上記バイナリソース信号又は上記併合するステップで上記qビット併合用ワードと併合されたバイナリソース信号と一致する第2の信号を受信し、上記併合するステップと組み合わされることによって、y、n及びqが
y>1、n>1及びq≧1
を満たす整数を表すとき、nビットワードのシーケンスを含む組み替えられた複合バイナリソース信号を生じるように、y個の連続したビットのグループの中の一つ置きのグループ毎に組み替え処理を行うステップと、
m及びpが
m>n、p≧1
を満たす整数であり、pが可変であるとき、上記組み替えられた複合バイナリソース信号内のp個の連続したnビットワードの連続して生起するブロックを、上記バイナリチャネル信号内のp個の連続したmビットワードの対応した連続して生起するブロックに変換することにより、上記組み替えられた複合バイナリソース信号を上記バイナリチャネル信号に変換するステップと、
上記バイナリチャネル信号を供給するステップとを具備し、
上記組み替え処理は、mビットチャネルワードへの変換に必要とされる併合用ワードを含む上記nビットワードを除いて、上記組み替えられた複合バイナリソース信号内の上記nビットワードは、上記組み替えられた複合バイナリソース信号内の上記nビットソースワードと揃えられ、
n=2q
となるように、y個の連続したビットの上記一つ置きのグループ毎に、上記グループ内のqビットを上記グループ内の別の位置に再配置するステップを有することを特徴とする方法。
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