JPH02174424A - ２進データ符号変換方法及び２進データ符号復調方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は２進データの符号変換方法及び符号復調方法に
関し、特にデジタル信号を磁気記録等により記録再生す
るに適した符号変換方法及び符号復調方法に関する。

［従来の技術］ デジタルオーディオテープレコーダ等の開発に伴い、デ
ジタル信号を高密度で記録再生するための種々の方式が
提案されている。２進データの各１ビットを２つのチャ
ンネルピッｌ−に変換するものとしてＩＭＭＩＮＫコー
ド、（２，７）ＲＬＬＣ。

１／２Ｍ、ＨＤＭ−２，２ＷＭ、ＭＨＩ／２゜３ＰＭ等
が知られている。これらの各従来技術は特開昭６０−６
９８６６号公報、特開昭６１−２３１Ｎ２６号公報、信
学技報Ｅ　Ａ　８３−４３．１９８３の伊藤他による「
ディジタルオーディオテープレコーダの磁気変調方式」
等に示されている。

１／２Ｍを例にとり説明すると、全変換すべき２進デー
タのシリアルビットをＤ　　、ＤＡ、Ｄｏ。

Ｄ　　、Ｄ　　、Ｄ　　−Ｄ　　、Ｄｓ・・・とじ、Ｄ
Ｂ、Ｄ　、Ｄｏが変換されたチャンネルビットをそれぞ
れＭ　　、Ｍ　　、Ｍ　　、Ｍ　　、Ｍ　　、Ｍ、とす
る。

ＣＢＡＯ この方式では変換すべきデータビットＤ。及びその前２
ビットとｆ＆　５ビットＤ　、Ｄ２、ＤＢ、Ｄ　　、Ｄ
ｓの計８ビットのデータビットとＤＡ、Ｄ　が変換され
たチャンネルビットＭ　　、Ｍ、、８　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　＾Ｍｃ、Ｍ　を
用いてデータｏ　　ｔｉ−Ｍ、Ｍ　　がらＤ　　　　　
　　　　　　　　　　ＯＱｌなる２チヤンネルビットの
符号に変換している。

この方式の符号変換規則では変換された符号列において
“ｌ“と“１“の間に“０“が最小２個、最大７個人る
ような制限を設けている。この符号列がＮＲＺ　Ｉ変調
され、記録媒体に記録される。

磁気記録の場合は、Ｒ小磁化反転間隔（Ｔ　、　）は１
．５Ｔに、最大磁化反転間隔（Ｔ　　　）は■ａｘ ４、ＯＴとなる（Ｔは変換前の１ビットの周Ｆｌｌ）。

［発明が解決しようとする課題］ かかる２進データの各１ビットを２つのチャンネルビッ
トに変換する従来の各方式において、再生信号から同期
クロックの抽出が可能であること、Ｔ　　が小さいこと
、Ｔ　　が大きいこと５エラｌａＸ　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　１ｌｎ−伝搬（チャンネル
ビットの誤りによる復調データビットの誤りの拡大）が
少ないこと、最悪パターンの種類と発生確率が少ないこ
と、変調、復調が容易であること等が要求される。しか
し、これらの要求を全て満たす方式はなく、エラー伝搬
が大きい、Ｔ　　が大きい、最悪パターンの発生確ａＸ 率が高い等の欠点があり、そのため復調データに誤りを
生じる確率が高いという問題があった。

従って本発明は、上記各条件を満たし２進データを記録
再生した際に生ずる誤りの少ない２進データ符号変換方
法及び復調方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するため、２進データのとット
”１“に対してチャンネルビットが”１゜０”又は“０
８０″となり、２進データのビット“０”に対してチャ
ンネルビットが”０．１“又は”０．０”・となり、チ
ャンネルビットに°ｌ”が発生する位置が２進データが
”ｌ”が”０”かにより定められるようにしたものであ
る。

すなわち本発明によれば２進データの各１ビットを２つ
のチャンネルビットに変換しなｆ＆　Ｎ　ＲＺＩ変調し
て記録媒体に記録するための２進データ符号変換方法に
おいて、前記２進データ中の連続する４ビットをＤ　　
、Ｄ　　、Ｄ　　、ＤＢ、とし、ＡＧ Ｄ　、Ｄ　、Ｄ　、Ｄｌが変換されたチャンネルＡＧ ビットをそれぞれＭ　、Ｍ　、Ｍ　１ＭＡ、ＭＯ１Ｃ８ Ｍ　、Ｍ　、Ｍ３とするとき、Ｄｏが変換されるべき２
つのチャンネルビットＭ　　、Ｍ　　がＭ　　＝Ｄ　　
　・Ｍ　　　（Ｄ　　＋Ｍ　　　・Ｄｌ　）０ＢＡＡ Ｍ　　　＝Ｄ　　　（Ｄ　　−Ｍ　　　＋Ｄ　　　・　
Ｄ　　　−Ｍ１０Ａ８８Ａ８ ＋Ｄ　　　−Ｄ　　　−Ｍ　　　−Ｍｃ）ＡＡ により定められることを特徴とする２進データ符号変換
方法が提供される。

又、本発明によれば２進データの各１ビットを２つのチ
ャンネルビットに変換した信号を所定の同期信号を用い
て２チヤンネルビット毎に区切った後、元の２進データ
に復調する２進データ符号復調方法において、前記チャ
ンネルビットをそれぞれ、Ｍ　、Ｍ　、Ｍ　、Ｍ　、Ｍ
２、Ｍ３、Ｂ　　　　　＾　　　　　０１ Ｍ　　、　Ｍ　ｓとするとき、前記チャンネルビットＭ
　　、Ｍ　　に対応する２進データＤｏがＤ　　＝Ｍ　
　＋Ｍ　　−Ｍ５＋Ｍ３　（Ｍ＾十Ｍｇ　）により定め
られることを特徴とする２進データ符号復調方法が提供
される。

［実施例］ 以下図面と共に本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の２進データ符号変換方法を実現する回
路装置の実施例を示すブロック図である。

第２図は第１の回路装置の動作を説明するためのタイミ
ングチャートであり、入力デジタル信号のシリアルビッ
ト列のうち連続する４ビットを時間の順にＤ　、Ｄ　、
Ｄ　、Ｄｌと表す、この２進８　　　　　＾　　　　　
Ｏ データの各１ビットが２つのチャンネルビットに変換さ
れるわけであるが、Ｄ　　、Ｄ　　、Ｄｏ、Ａ Ｄ　に対応するチャンネルビットはＭ　ｏ　、’　Ｍ　
ｃ、Ｍ　　、Ｍ　　、Ｍ　　、Ｍ　　、Ｍ　　、Ｍ３と
なる。第ＡＯ１２ １図において１６はシフトレジ、スタからなる４ビット
のシリアル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換器であり、データ
入力端子１０に与えられたシリアルな２進データＤ　　
、Ｄ　　、Ｄ　　、Ｄ　　・・・を端子１２ＡＯ１ に与えられるデータクロックに同期して取り込み４ビッ
トパラレルデータとして論理回路１８に送出する。この
論理回路１８の具体的構成は第３図に示すように４つの
ＯＲゲート、３つのＡＮＤゲート、２つのインバータ、
１つのＥＸ−ＯＲゲートからなっている。論理回路１８
は下記の２つの式に従って２つの出力Ｍ　　、Ｍ、を作
るよう構成されている。

Ｍ　　　＝Ｄ　　　　（Ｄ　　　　−Ｍ　　　＋Ｄ　　
　　−Ｄ　　　　、Ｍ＋０ＡＢ８　　　　　　＾　　　
　　Ｂ論理回路１８の３つの入力Ｍ　　、Ｍ　　、Ｍ　
　はＢＣ ３ビットシリアル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換器２２の出
力である。論理回路１８の出力Ｍ　、Ｍ２Ｏ は２ビットパラレル／シリアル（Ｐ／Ｓ）変換器２０に
与えられ、その出力が３ビットシリアル／パラレル変換
器２２の入力になると共に、チャンネルビット出力端子
２４へ与えられる出力データとなる。端子１４にはデー
タクロックの２倍の周波数のチャンネルクロックが与え
られており、２ビットパラレル／シリアル変換器２０と
３ビットシリアル／パラレル変換器２２のクロック信号
として用いられている。又データクロックは２ビットパ
ラレル／シリアル変換器２０にも与えられＭ、Ｍ　のロ
ード信号として用いられる。

論理回路１８の変調アルゴリズムはＭ　、Ｍ２Ｏ を与える前記式により表される。これをり。が“１”の
場合と”０”の場合に分けて見ると表１のようになる。

表　　１ 次に本発明の２進データ符号復調方法の実施例について
第４図に従って説明する。記録媒体から再生されたチャ
ンネルビット列は入力端子２６を介して８ビットシリア
ル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換器３０に与えられる。２８
は図示しないＰＬＬ回路にて作られるチャンネルクロッ
クの入力端子であり、このチャンネルクロックは８ビッ
トシリアル／パラレル変換器３０のクロック信号として
用いられる。変換されたパラレルデータＭ、Ｍ−Ｍ　　
、Ｍ　　・・・Ｍ５は論理回路３２に与えられ、＾　　
　　　０１ 元の２進データＤ０に変換される。この出力り。

は端子３４へ与えられているデータクロックに同期して
Ｄ−フリップ７０ツブ３６を介してデータ出力端子３８
に与えられる。１ｌｔＪＪ出力を得るアルゴリズムは前
記Ｄｏを得る式によって与えられる。

論理回路３２は第５図に示すブロック図のように構成さ
れる。すなわち、２つのＯＲゲートと２つのＡＮＤゲー
トと１つのインバータにより構成することができる。

次に本発明の２進データ符号変換方法及び復調法を従来
の池の方法と比較しつつ評価してみる。

表２は本発明方式を含む９種類の変調方式について磁化
反転間隔、拘束長等のパラメータを比較したものである
０本発明の方式は便宜上Ｖ　Ｍ　１／２と記す。

上記衣２において検出窓幅（Ｔｗ　）は入力２進データ
のビＩト数ｍをチャンネルビット数ｎで除算した値によ
り定まり、拘束長は変調又は復調時に同時に用いるビッ
ト数により定まる。又記録密度比はＴ　ｓｉｎ／Ｔによ
り与えられる。上記各方式、すなわちＴｗ＝０．５７．
Ｔｗｉｎ　＝　１．５Ｔ系のものにおいてコンピュータ
・シミュレーションを行った。データとして１１次のＭ
系列＜　Ｘ　Ｎ十Ｘ２＋１）を用い１周２０４７ビット
について変調し、チャンネル上での”ｌ”　（反転情報
）の発生確率、′Ｏ”ランレングス（反転間隔）及び隣
接する“０”ランレングスの差（反転間隔の差）の発生
確率をそれぞれ求め表３．４．５に示す。

これらの評価として“ｌ”の発生確率はビット同期の乱
れに影響するもので高い方が良い、“０”ランレングス
では長いランレングスの発生確率は低い方が望ましく、
これがスペクトラムにおいて低周波数成分を持ち上げる
ことになる。

隣接する”０”ランレングスの差は重要で差の大きいも
のはビットシフトを起こし易いため、差の大きいものの
発生確率は低い方が良い、この差で一番大きいケースつ
まりＴ　ｍａｘ　−Ｔ　ｗｉｎのパターンをワーストパ
ターンと言い、Ｔｍａｘ＝４．０Ｔのものでは表５での
差が±５のものとなる。

ＴｌａＸ＝４．５Ｔ以上ではそれ以上の差を持つものが
あるがそれはＴＩａＸ＝４．０Ｔのワーストパターンよ
り悪いものとなる。

これらの評価で考えると“１”の発生確率で２ＷＭ、２
／４Ｍより多少劣る以外ＶＭＩ／２が優れていることに
なる。

以下余白 このシミュレーションによるエラー伝搬で最大と平均を
求め表６に示した。但し８−１０Ｍ。

４／７Ｍ、２／３ＭはデータがＭ系の９次による方法で
求め平均と理論での最大を載せである。

今回行ったシミュレーションでは３１次の間系列４０．
０００データと１１次の間系列２．０４７データでの結
果がほぼ等しかったので１１次の間系列で満足されると
考えてこれを用いた。

このエラー伝搬で評価すると２ＷＭ、８−１０Ｍ、６−
８Ｍが悪い以外は、最大、平均、またはどのエラー伝搬
で考えるかによって良い変調方式が異なって来る。

ただＴｌａＸ＝４．ＯＴ系で見るとＶＭＩ／２かＨＤＭ
−２あたりが優れていると言える。

−以下余白− 上記と同様な方法で変調したチャンネルビット上にエラ
ー３起こし、そのｔ＆復調してエラー伝搬をコンピュー
タ・シミュレーションにより求めた。

エラーとしては１チヤンオ・ルビットエラー　ビットシ
フトエラー　５０データビットエラーの３種類でおのお
のについて説明する。

１チヤンオ・ルビットエラーではｌチャンオ、ルビット
が”１”なら”０”に、”０゛なら“１”に１き替えそ
のポイントもチャンネルビット上すべてにおいて行う、
ビットシフトエラーではチャンネルビット上”１“のあ
る所において”１０”なら”０１”に”Ｏｌ”なら”１
０”に置き替えあたかもビットシフトしたようにし、チ
ャンネルビット”１″のある所すべてについて行う。

５０データビットエラーはデータ５０ビット相当のチャ
ンネルビットを７次の間行列に置き替え７次のＭ系も５
０データビットの位置もすべての場合について行う、但
しビット同期、コード同期は乱れないものとした。

第６図はエラーチャンネルビット数と最大エラー伝搬の
関係を本発明方式のＶＭＩ／２を含む数種類の変調方式
について示したグラフである。このグラフからＶＭＩ／
２によれば比較的エラー伝搬長が短い（ビット数が少な
い）ことがわかり、更に４．ＯＴ系の中ではエラー伝搬
長が最も短いことがわかる。

［発明の効果） 以上詳細に説明したところから明らかなように、本発明
の２進データ符号変換方法及びｔｒＬ調方法によれば、
最大磁化反転率Ｔ　ＩＩａｘを小さく、最小磁化反転率
Ｔｗｉｎを大きく保ちつつ、エラー伝搬が少なく、最悪
パターンの種類と発生確率が少ない変調、復調が可能と
なり、従ってデジタルデータの記録再生における誤りが
減少するという効果がある。

なお上記説明では磁気記録の場合を例にとったが、本発
明による２進データの符号変換方法及び復調方法は磁気
記録以外の他の方法、例えば光ディスク等への記録にも
応用できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の２進データ符号変換方法を実現する回
路装置の実施例のブロック図、第２図は第１［２ｆｆ中
の論理回路の構成を示す回路図、第３ＵｊＩは第１図の
装置の動作を説明するためのタイミングチャート、第４
図は本発明の２進データ符号復調方法を実現する回路装
置の実施例のブロック図、第５図は第４図中の論理回路
の構成を示す回路図、第６図は本発明の方式を含む数種
類の変調方式によるエラーチャンネルピント数と最大エ
ラー伝搬の関係を示すグラフである。 １６・・・４ビットシリアル／パラレル変換器、１８．
３２・・・論理回路、　２０・・・２ビットパラレル／
シリアル変換器、　２２・・・３ビットシリアル／パラ
レル変換器、　３０・・・８ビットシリアル／パラレル
変換器、　３６・・・Ｄ−フリップフロップ、　Ｄ　　
、Ｄ　　、Ｄ　　、ＤＢ、・・・２進データピッＡＧ ト、Ｍ　　、Ｍ　　、Ｍ　　、Ｍ　　、Ｍ　　、Ｍｌ、
Ｍ２、ＣＢＡＯ Ｍ　　、Ｍ　　、Ｍ５・・・チャンネルビット。 第１図 ｉ１！３　　望

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）２進データの各１ビットを２つのチャンネルビッ
   トに変換した後ＮＲＺＩ変調して記録媒体に記録するた
   めの２進データ符号変換方法において、前記２進データ
   中の連続する４ビットをＤ＿Ｂ、Ｄ＿Ａ、Ｄ＿０、Ｄ＿
   １とし、Ｄ＿Ｂ、Ｄ＿Ａ、Ｄ＿０、Ｄ＿１が変換された
   チャンネルビットをそれぞれＭ＿Ｄ、Ｍ＿Ｃ、Ｍ＿Ｂ、
   Ｍ＿Ａ、Ｍ＿０、Ｍ＿１、Ｍ＿２、Ｍ＿３とするとき、
   Ｄ＿０が変換されるべき２つのチャンネルビットＭ＿０
   、Ｍ＿１が Ｍ＿０＝Ｄ＿０・＠Ｍ＿Ｂ＠（Ｄ＿Ａ＋＠Ｍ＿Ａ＠・＠
   Ｄ＿１＠）Ｍ＿１＝＠Ｄ＿０＠（Ｄ＿Ａ・＠Ｍ＿Ｂ＠＋
   ＠Ｄ＿Ｂ＠・Ｄ＿Ａ・Ｍ＿Ｂ＋＠Ｄ＿Ｂ＠・＠Ｄ＿Ａ＠
   ・＠Ｍ＿Ａ＠・＠Ｍ＿Ｃ＠）により定められることを特
   徴とする２進データ符号変換方法。
2. （２）２進データの各１ビットを２つのチャンネルビッ
   トに変換した信号を所定の同期信号を用いて２チャンネ
   ルビット毎に区切った後、元の２進データに復調する２
   進データ符号復調方法において、前記チャンネルビット
   をそれぞれ、Ｍ＿Ｂ、Ｍ＿Ａ、Ｍ＿０、Ｍ＿１、Ｍ＿２
   、Ｍ＿３、Ｍ＿４、Ｍ＿５とするとき、前記チャンネル
   ビットＭ＿０、Ｍ＿１に対応する２進データＤ＿０が Ｄ＿０＝Ｍ＿０＋Ｍ＿２・＠Ｍ＿５＠＋Ｍ＿３（Ｍ＿Ａ
   ＋Ｍ＿Ｂ）により定められることを特徴とする２進デー
   タ符号復調方法。