JPH0343817B2

JPH0343817B2 -

Info

Publication number: JPH0343817B2
Application number: JP54061821A
Authority: JP
Inventors: Saburo Tazaki; Akifumi Ide
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1979-05-18
Filing date: 1979-05-18
Publication date: 1991-07-03
Also published as: JPS55153459A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はデイジタル信号の変調方式に関する。音声信号や映像信号、その他種々の情報信号が
あるが、何れの場合も情報伝送や情報処理を行う
際に色々な情報劣化を受けることになる。したが
つて、このような劣化をできる限り受けないよう
に工夫が成されている訳であるが、その一方法と
して情報信号のデイジタル化がある。すなわち、
情報伝送路や情報処理系での非線形歪や雑音等に
よる劣化を情報信号をデイジタル化することによ
り軽減する方法である。このようなアナログ情報のデイジタル化は広い
分野で検討され、実用化されている。しかしなが
ら、デイジタル化することにより高品質の情報伝
送や情報処理が可能となるが、一方では伝送路に
要求される周波数帯域がきわめて広くなつてしま
うということが大きな問題点である。したがつ
て、如何にして周波数帯域を狭くするかが重要な
技術分野である。当然のことながら、電子計算機
での磁気記録装置等でも同様である。そこで、まず、映像信号のデイジタル磁気記録
再生装置を例にとり従来の手法を説明する。映像信号の磁気記録再生装置の一従来例を第１
図にブロツクダイヤグラムで示す。第１図において、１は映像信号入力端子、２は
アナログ・デイジタル変換器（第１図では
“ADC”と記す）、３は圧縮器、４は変調器、５
はテープ・ヘツド系、６は復調器、７は伸長器、
８はデイジタル・アナログ変換器（第１図では
“DAC”と記す）、９は映像信号出力端子である。
映像信号は映像信号入力端子１を介してアナロ
グ・デイジタル変換器２に加えられ、デイジタル
化された後に圧縮器３に供給される。圧縮器３で
情報圧縮された後変調器４で所定の波形に変換さ
れ、テープ・ヘツド系５に送られる。このように
して記録系が構成され、テープ上にデイジタル信
号が記録されることになる。一方、再生に際して
はテープ・ヘツド系５から読み出された信号は復
調器６で復調された後、伸長器７で情報伸長が成
される。伸長器７の出力信号はデイジタル・アナ
ログ変換器８でアナログ信号に変換されて映像信
号出力端子９に現われる。 NTSC方式映像信号の場合はサンプリングレー
トを10.7MHz（色副搬送波周波数の３倍）に設定
するのが通常であり、１サンプル当りのビツト数
は８ビツトが通常である。すなわち、アナログ・
デイジタル変換器２からのデータ速度は約86
〔Mbit／sec〕となり、元の映像信号に対して約
20倍の周波数帯域となつてしまう。そこで、直交
変換やDPCM等により圧縮器３を構成して冗長
的なデータを削除することにより伝送データ量を
低減する。さらに、変調器４においては圧縮器３
の出力信号をテープ・ヘツド系５の特性に合うよ
うに波形変調する。変調器４もまた一種の情報圧
縮器であり、テープ・ヘツド系５に供給される信
号の周波数低域におおいに寄与している。そこで、変調器４に使用される変調方式の従来
例を第２図に波形図で示す。第２図において、１
０は入力データ、１１はNRZの出力波形、１２
はNRZIの出力波形、１３はFMの出力波形、１
４はMFMの出力波形である。周知のごとくNRZ
方式からNRZI方式、FM方式を経てMFM方式へ
と発展してきた訳であるが、どの変調方式におい
ても一長一短がある。第１表にこれら各変調方式の比較表を示す。

【表】どのような伝送路であつても、必要となる周波
数帯域が重大なポイントである。例えば記録の高
密度化の点から最小磁化反転間隔が長いことが必
要であるし、一方、セルフクロツクやピークシフ
トの点から最大磁化反転間隔が短いことも重要で
ある。さらに、伝送路が電磁変換系の場合はその
特性上、直流成分の伝送が不可能となる場合が通
常であるため、直流成分を含まない変調方式が望
ましい。そこで第１表は第２図に示したNRZ、
NRZI、FM、MFMの各変調方式の最小磁化反転
間隔、最大磁化反転間隔および直流成分の有無に
ついて整理したものである。なお、磁化反転間隔
は入力データ間隔で正規化してある。第１表から
も明らかな通り、夫々一長一短がある。なお、本発明の説明に際し、「直流成分を含ま
ない」という表現を使用したが、この意味すると
ころをより明確化しておく。今、ある信号を時間の関数として表現し、ｇ
（ｔ）とすると、本明細書における「直流成分を
含まない」という表現は「積分値有界形」の関数
で表わされる場合を意味している。すなわち、｜∫g（ｔ）dt｜≦Ｙ ……（200）なる（200）式を満足するｇ（ｔ）で表現される信
号を意味している（ただし、Ｙは任意の定数）。さらに、他の表現をするならば、（200）式を満
足するような符号方式は「平衡符号方式」とも言
える。そこで本明細書における「直流成分を含ま
ない」という表現は以下「平衡符号」という語を
使用し、特に二値の信号を扱うので「二値平衡符
号」と記すことにする。第１表では代表的な変調方式を４種類示してあ
るが、それらの変形とも考えられる変調方式が多
数提案され、その一部は現実に使用されている。
しかしながら、何れの変調方式においても、最小
磁化反転間隔が１より大で、最大磁化反転間隔は
短かく、かつ二値平衡符号という３つの条件を全
て満足するものではない。そこで、本発明は上述の欠点に鑑み、最小磁化
反転間隔が入力データ間隔よりも長く、最大磁化
反転間隔が入力データ間隔に比して2.5倍以下で
かつ変調後の信号が二値平衡符号であり、一方、
変復調のハード構成が比較的簡単な変調方式を提
案するものである。ところで、本発明の一実施例を第１３図にブロ
ツクダイヤグラムで示してあるが、どのようなメ
カニズムで従来欠点を改善されるかという点につ
いてはやや複雑となるので、まず本発明の動作原
理について説明しておく。そこで、二値平衡符号という観点から、状態遷
移図上で必要或いは十分とされる条件を以下に列
挙する。条件１対称性条件２強連結性条件３最大磁化反転間隔が有限条件４ループ和が零条件１の対称性については状態の遷移が対称で
あり、かつ、個々のパターンに夫々対称のパター
ンが存在するための条件である（したがつて、状
態数は偶数である必要がある）。条件２の強連結性とは状態遷移図上での遷移が
ループになつて必ず出発点に帰つてくることであ
る。条件３の最大磁化反転間隔が有限である必要性
は最大磁化反転間隔が有限でなければ二値平衡符
号に成り得ない点から考えると明白である。条件４のループ和零については変調後の蓄積値
（言い換えるならば、変調器出力信号の積分値）
が有限範囲内になるための条件で直流成分を含ま
ないための条件である。次に以上の４つの条件を満足する変調方式の従
来例の状態遷移図を第３図に示す。第３図はFM
方式の状態遷移図である。従来の変調方式では入
力データのビツトセル境界点またはビツトセルの
中央のどちらか一方あるいは両方で状態変化が発
生するので、出力信号をビツトセルの中心で２分
割して状態を想定する。第３図において、１５〜
１８は夫々状態S₁〜S₄であり、その出力パターン
は各々HL，LH，LL，HHとする。なお“Ｈ”
はハイレベル、“Ｌ”はローレベルを意味する。
各々の状態からは到来するデータに対応して順次
状態が遷移してゆく。各状態から出て行く矢印に
書いた“０”または“１”は次に到来する入力デ
ータの“０”または“１”に対応している。仮
に、第２図に示した入力データ１０をFM変調器
に印加した場合の状態遷移を見ると、以下のごと
くとなる。初期状態がS₁であつたとすると入力データとし
て“０”が印加されるのでS₄へ遷移する。次に
“１”が入力されるとS₂へと移行してゆく。以下
同様の要領で状態が推移し、結局S₁→S₄→S₂→S₂
→S₃→S₁→S₁→S₄→S₃となり、その出力波形は第
２図の波形１３と全く等しくなる。第３図からも
明らかな通り、FM方式は条件１〜条件３を満足
している。次に、条件４を確認するためにFM変調方式の
遷移Tree図を第４図に示す。第４図において、
１９〜２９は夫々の状態を、実線の矢印は遷移方
向を示している。また各矢印に付けた“０”また
は“１”は入力データの“０”または“１”に対
応している。初期状態をS₁と仮定した場合の全て
の遷移を網羅したのが第４図ということになる。
ところで点線の矢印については遷移を示している
のではなく、全く同じパターンが既にあり、改め
て考察する必要がなく、その後は点線矢印の指し
ている状態以降と全く同様の状態遷移となる。ま
た、各状態１９〜２９に記した値は夫々における
蓄積値を示している。第３図におけるS₁およびS₂
では蓄積値変化量はビツトセルの前半および後半
でキヤンセルされて零となり、S₃は−２、S₄は＋
２となる。これらを積算した値、すなわち蓄積値
が第４図の各状態１９〜２９に付けてある。第４
図で明らかな通り、初期状態１９での蓄積値を零
とすれば、全ての遷移で蓄積値が０〜２の間にあ
り有限値となる。したがつて、発散することはな
いのでFM変調方式では条件４を満足していると
いうことになる。以上の結果から、FM変調では条件１〜条件４
を全て満し、二値平衡符号となる。ただし、第３
図からも明らかな通り、入力データとして“１”
が連続した場合等ではS₁或いはS₂に遷移経路が固
定されるために最小磁化反転間隔は入力データ間
隔の1/2となつてしまう。なお、MFMの場合の状態遷移図および遷移
Tree図を第３図、第４図と同じ要領で第５図お
よび第６図に示す。第５図において、３０〜３３は第３図と同じで
あり、遷移を示す矢印のみが異なる。初期状態が
S₃で、入力値として第２図の入力データ１０が印
加されると、状態はS₃→S₄→S₁→S₂→S₄→S₁→S₂
→S₄→S₃と遷移し波形１４となる。この状態遷移
図は明らかに条件１〜条件３を満足し、最小磁化
反転間隔は入力データ間隔と等しい。次に、条件４を判定するために第６図に示した
遷移Tree図を見る。第６図において、３４〜３
６は夫々状態を夫々示し、他は全て第４図と同様
の要領で示してある。ところが、状態３４から状
態３５を通つてループを形成すると、蓄積値は正
の方向に発散し、状態３４から状態３６を通つて
ループを形成すると、蓄積値は負の方向に発散し
てしまう。具体的にはS₁を初期状態として入力デ
ータが101のくり返し、あるいは011のくり返しパ
ターンであると発散し、二値平衡符号ではなくな
る。以上より、MFM変調では最小磁化反転間隔は
入力データ間隔と等しくなるが、条件４を満足し
ていないため、直流成分が発生する結果となる。以上は従来変調方式の２つの例であるが、デー
タのビツトセル境界点またはビツトセルの中央点
のみで状態反転を許すような変調方式に対しては
どのように遷移パターンに変形しても性質ａ最小磁化反転間隔が入力データ間隔より
も大性質ｂ最大磁化反転間隔が入力データ間隔に比
して2.5倍以下性質ｃ二値平衡符号の３つの性質を同時に満足する変調方式を得るこ
とはできない（条件１〜条件４については性質ｃ
に含まれる）。具体的にはFMでは性質ｃは満足
するが、性質ａは満足しない。また、MFMでは
性質ｂは満足するが、性質ａ、性質ｃは満足しな
い。他の従来変調方式の場合も同様で上の３つの
性質を同時に満足するものはない。なお、これまでの説明では「磁化反転」という
語を使用したが、本発明は磁気記録に限定される
ものではなく、また、二値信号を出力するもので
あるから説明を一般化して、今後「レベル反転」
という語句を使用することにする。すなわち、出
力信号がハイレベル“Ｈ”からローレベル“Ｌ”
に変化する時、あるいはその逆の場合がレベル反
転ということになる。したがつて、前述の３つの性質を書きかえて性質a′ 最小レベル反転間隔が入力データ間隔よ
りも大性質b′ 最大レベル反転間隔が入力データ間隔に
比して2.5倍以下性質c′ 二値平衡符号という表現を以降使用することにする。したがつて、従来実施されている変調方式にお
いては上述の性質a′〜c′を全部満足するものはな
い。そこで、本発明は従来の概念から離れ、入力デ
ータのビツトセル境界点およびビツトセル中央点
の２点に限らず、ビツトセルの1/4の点および3/4
の点でもレベル反転を許す変調方式を新たに提案
するものである。では、本発明の変調方式の一例を以下に説明す
る。まず、本変調方式における入力データと変調後
の出力データの対応関係を第２表に示す。

【表】

【表】既に説明した通り、本方式では入力データに対
し、ビツトセル境界点、ビツトセルの1/4、1/2お
よび3/4の点でレベル反転を許す方式のために等
価的には入力データの１ビツトセルを、その期間
を４分割して４ビツトの新たなデータ列に変換し
ているとも考えられる。そこで、第２表において
は入力データと出力データ（変調出力）との対応
関係を明確にするために入力データ、状態、蓄積
値変化量、出力データおよび出力波形を示してい
る。すわなち、入力データとして“０”が到来し
た場合はQ₁〜Q₄のどれかの状態に遷移し、逆に
入力データとして“１”が到来した場合はP₁〜
P₆のどれかの状態に遷移する。夫々の状態に対
して第２表のように出力データが設定されてい
る。なお、蓄積値変化量とは夫々の状態に遷移し
た時点で発生する蓄積値の変化量を意味してい
る。具体的には第２表における出力データおよび
出力波形において“Ｈ”のとき“＋Ｅ”のレベル
を“Ｌ”のとき“−Ｅ”のレベルを保持するもの
とし、入力データ間隔を“Ｔ”とすると、仮に
Q₁の場合は出力データがHHHHであるから蓄積
値変化量はＴ／４×Ｅ×４＝TEとなる。同様の計算により、Q₂の場合は−TE、Q₃の場合は零、Q₄の
場合は零ということになり、以下P₁〜P₆につい
ても同様の要領で算出される（このようにして得
られた蓄積値変化量は全て出力波形が理想的な矩
形波であるとして計算されている。）。ところで、
第２表においては説明の簡略化のために1/2TEで
正規化した値を蓄積値変化量として記してある。
すなわち、Q₁の場合は＋２、Q₂の場合は−２、
Q₃の場合は０となり、第２表の通りである。この蓄積値変化量の積算値、すなわち蓄積値が
全ての状態遷移を通じて有限であれば、積分値有
限形の変調方式であり、言いかえるならば二値平
衡符号となつており、直流成分を含まないことに
なる。次に本方式での状態遷移図を第７図に示す。第７図において、夫々の状態からの遷移につい
ては入力データが“０”の場合はQ₁〜Q₄の内の
どれかへ、入力データが“１”の場合はP₁〜P₆
の内のどれかへ遷移する。したがつて各矢印には
“０”“１”を記入してはいない。一方、各状態の
上部付近に記した数値（−３〜＋３）は蓄積値を
示している。そこで、本変調方式において、前述の性質a′〜
性質c′を満足していることを以下に説明する。まず、性質c′の二値平衡符号について確認す
る。第２表に示した入力データと出力データの対
応表を基にして第７図の各状態での蓄積値を求め
た結果が既に記入されている。例えば、今仮に、
状態３７のP₆を初期状態とし、その時の蓄積値
を１とする。ここで、次の入力データが“１”で
あると状態４０のP₄へ遷移し、第２表からP₄で
の蓄積値変化値は−１であるからP₄へ遷移した
後の蓄積値は０（１−１＝０）となる。逆に状態
３７で入力データが“０”であると状態３８の
Q₁へ遷移する。第２表からQ₁での蓄積値変化量
は２であるから、Q₁へ遷移した後の蓄積値は３
（１＋２＝３）となる。このようにして、第２表
の蓄積値変化量にしたがつて遷移上の全ての状態
での蓄積値を計算すると第７図のごとく全て有限
値となる。また状態３７のP₆を出発して再度状
態３７のP₆へ帰る全ての遷移パターンにおいて、
状態３７のP₆へ帰つた時の蓄積値は初期値の＋
１と等しく、発散することはない。したがつて、第７図の遷移図では蓄積値が発散
することはないのは明白である。すなわち、本変調方式では蓄積値は有限値内に
あり（現実には−３から＋３の範囲）、二値平衡
符号と言える。したがつて、性質c′は満足してい
る。次に、性質b′、すなわち最大レベル反転間隔に
ついて吟味する。第２表に示した出力データから
考えると、Q₁、Q₂、P₅、P₆の内のいずれかの状
態で自己ループを形成するか、またはこれらQ₁、
Q₂、P₅、P₆間で状態遷移ループを形成すると、
レベル反転間隔は無限大となつてしまうが、本方
式の場合には単一状態での自己ループは許されな
い遷移であり、一方、Q₁、Q₂、P₅、P₆間での状
態遷移も存在しない。したがつて最大レベル反転
間隔となるであろう状態遷移パターンはP₂→Q₁
→P₃、P₂→P₅→P₃→P₁→Q₂→P₄、P₁→P₆→P₄と
なる。現実には第７図の状態４２→状態４３→状
態４４の遷移がP₂→P₅→P₃の状態遷移になる。
この時のレベル反転間隔は2.5（P₂→P₅→P₃の状態
遷移に於て同一レベルが継続する間隔をデータの
１ビツトセル間隔Ｔで正規化した値）である。す
なわち、本発明の方式では最大レベル反転間隔は
2.5となり、性質b′を満足するものと言える。次に、性質a′の最小レベル反転間隔について吟
味する。第７図の状態遷移図で、レベル反転間隔
が最も短い場合を求めることにより最小レベル反
転間隔が判明する。そこで、説明を簡単にするため、第７図を整理
した状態遷移図を第８図に示し、この状態遷移図
と、第７図を参照しながら最小レベル反転間隔を
求めることにする。第８図の状態遷移図は第７図
を変形して、全ての状態（Q₁〜Q₄およびP₁〜P₆
の10個の状態）間での遷移可能な場合を同一図表
に全部網羅したので、１つの状態から３つ以上の
遷移矢印が存在する場合がある。したがつて、正
確にはできるだけ蓄積値を増加させないようにそ
の遷移を選択することになる。第７図の状態遷移
図は、上記の要件を考慮して一義的に決定される
ように表現してある。しかしながら、第８図の状
態遷移図上に存在しない遷移は第７図でも存在し
ない遷移であるので、以下、第８図の遷移図を基
に最小レベル反転間隔を求める。まず、状態Q₁〜Q₄、P₁〜P₆の間の遷移が全て
許されると仮定したとき最もレベル反転間隔の短
い組合せは入力データビツトセルの1/4である。
この関係になる遷移を第８図から網羅すると第９
図の状態遷移図になる。第９図はレベル反転間隔が入力データビツトセ
ルの1/4になる場合の状態遷移図であり、その組
合せは遷移５５から遷移５８で総計すると14通り
存在することになる。同様にして、レベル反転間隔が入力データビツ
トセルの1/2となる場合を第１０図に、レベル反
転間隔が入力データビツトセルの3/4となる場合
を第１１図に、レベル反転間隔が入力データビツ
トセルと等しくなる場合を第１２図に夫々示す。
なお、第１２図における遷移７５はQ₂→Q₁→P₆、
Q₂→Q₁→Q₂、P₆→Q₁→P₆、P₆→Q₁→Q₂の遷移
を意味している。しかしながら、第９図〜第１２図に示した遷移
の中で、第８図の状態遷移図内に存在するパター
ンは全くない。すなわち、上記の仮定は成立せ
ず、第７図に示した本発明の変調方式においては
レベル反転間隔が入力データビツトセルに対して
１以下となることは有り得ないということにな
る。ところで、レベル反転間隔が１・1/4となる遷
移の１つとしてP₂→Q₃がある。この遷移は第７
図の状態３９から状態４１への遷移に相当し、本
変調方式にはレベル反転間隔が入力データビツト
セルに対して１・1/4となる場合が存在すること
は明らかである。すなわち、最小レベル反転間隔
は１・1/4となる。以上の結果から、本発明の変調方式では、 (イ) 最小レベル反転間隔は1.25 (ロ) 最大レベル反転間隔は2.5 (ハ) 二値平衡符号の特徴を有し、明らかに性質a′、性質b′および性
質c′を同時に満足している変調方式である。次に、上述の本発明動作原理をふまえ、一実施
例を第１３図にブロツクダイヤグラムで示す。第１３図において、８２はデータ入力端子、８
３はアドレス信号作成器、８４はメモリ、８５は
データ分離器、８６は並列直列変換器（第１３図
ではPSCと記す）、８７は制御器、８８はデータ
出力端子である。入力データはデータ入力端子８
２を介してアドレス信号作成器８３に印加され
る。アドレス信号作成器８３においてはデータ分
離器８５からのデータと入力データによりアドレ
ス信号が作成されて、メモリ８４に供給される。
メモリ８４からはアドレス信号により指定された
番地のデータが取り出され、データ分離器８５へ
導びかれる。データ分離器８５ではアドレス信号
用のデータと出力用のデータが分離され、前者は
アドレス信号作成器８３へ、後者は並列直列変換
器８６へ夫々印加される。並列直列変換器８６で
並列データが時分割されて直列データとなりデー
タ出力端子８８から変調された信号として送出さ
れる。なお、制御器８７では所定の制御信号が作
成され、アドレス信号作成器８３、並列直列変換
器８６を制御する。以上の構成により、データ入
力端子８２に加わつた入力データにより、第７図
の状態遷移図上の指定にしたがつて遷移し、第２
２図の波形１６６のようになる。なお、入力デー
タ列と変調波形との対応は第２２図に示してある
が、後程再度説明する。ところで、メモリ８４での動作をもう少し詳し
く説明する。第１４図はメモリ８４の内部状態の説明を簡略
化するために想定した状態遷移図であり、第３表
は第１４図の状態遷移を実現するためのメモリ内
部状態を示す表である。

【表】｝｝｝｝
B^Ｋ I^Ｋ B^Ｋ＋１ D^Ｋ
第１４図に於て、８９〜９２は夫々の状態S₁〜
S₄を示し、各矢印に付加した“０”、“１”は入力
データの“０”、“１”を示し、HL、LH、LL、
HHは夫々の状態での出力データを示している。
なお“Ｈ”はハイレベル、“Ｌ”はローレベルを
意味する。この遷移を実行させる為のメモリ内部状態の一
例を第３表に示す。第３表に於て、I^KはＫ番目の
入力データ（“０”又は“１”）、U^K-1はI^Kが入力
される直前の状態、A^KはI^Kが入力された後のメ
モリアドレス、M^KはI^Kが入力された後のメモリ
出力データ、U^KはI^Kが入力された後の状態、D_K
はM^Kの一部で変調出力となるデータである。A^K
はB^KとI^Kとで構成され、M^KはB^K+1とI^Kとで構成
され、M^KはB^K+1とD^Kとで構成される。B^Kは第１
４図の各状態と対応しており、S₁に対しては00、
S₂に対しては10、S₃に対しては01、S₄に対しては
11が割当てられる。B^KはU^K-1の遷移方向を示す
もので、例えば、U^K＝S₁のときはS₃もしくはS₂、
すなわち01、もしくは10が対応する。この両者か
らどちらの遷移を採用するかは次に到来する入力
データI^Kにより決定される。I^K＝０の場合はS₃す
なわち、01へ、I^K＝１の場合はS₂すなわち10へ遷
移させなければならない。そこで、I^Kが入力され
るとB^KとI^KよりアドレスデータA^Kを作成する。
現実にはI^K＝０のとき000、I^K＝１のとき001がア
ドレスデータA^Kとなる。こうしてメモリからM^K
すなわち0100又は1001が出力される。I^K＝１であ
るとすれば、M^K＝1001、B^K+1＝10、D^K＝01とな
り、S₂に遷移したことを意味し、変調後のデータ
として01（LH）が得られることとなる。さらに、
I^K+1＝０だとすると次のアドレスデータA^K+1は
B^K+1＝10とI^K+1＝０より、A^K+1＝100となる。こ
の時メモリからはM^K+1＝1111となり、遷移図上
でS₄へ推移し変調データとして11を発生する。こ
の様にして、U^K＝S₁の後入力データ１、さらに
これに続いて０が印加されると状態はS₁→S₂→S₄
へと推移しその間に100111（HLLHHH）出力が
変調器出力として取り出される結果となる。以
下、同様の操作がくり返さえる。この様にして第
１４図の遷移図に従つて所定の変調が実施される
こととなる。第１４図の遷移図を第７図と仮定すればメモリ
のアドレスと変調データの関係は第４表となり、
I^Kはデータ入力端子８２に加わる入力データ、
A^Kはアドレス信号作成器８３で作成されるアド
レスデータM^Kはメモリ８４から取り出されデー
タ分離器８５に加わるデータ、B^Kはデータ分離
器８５で分離されてアドレス信号作成器８３に導
びかれるデータ、D^Kはデータ分離器８５で分離
されて直列並列変換器８６へ導びかれるデータに
夫々対応する。

【表】以上の操作に於けるI^K、U^K-1、B^K、A^K、M^K、
B^K+1、D^K、U^Kの推移を整理して第４表に、入力
データ列と変調データ、即ち出力波形及び状態遷
移を第１５図に示しておく。第１５図は第４表の
メモリ内部状態及び入力データ列より得られたも
のであり、この表からも明白な通り初期状態S₁か
ら出発してa^K＝1011000でS₁→S₂→S₄→S₂→S₁→
S₃→S₄→S₃と遷移し、第１４図の遷移図上を正し
く移動している。第１５図はこの時の入力データ
列９３と出力波形９４を示している。第１４図及び第３表により簡単な遷移図を挙げ
て、メモリの構成要領を説明した訳であるが、第
７図に示した本発明の遷移の場合も同様の要領で
アドレスと内部状態が設定される。本発明の場
合、遷移が相当複雑となる為、第３表の様な図は
省略するが、上にも述べた通りその設定は第３表
の変形であり、作成は容易である。ただ、第３表
の場合と比べると、状態数が多いのでメモリ８４
に必要なワード数、すなわち入力データ０、１に
それぞれ対応するM^Kの数はそれに応じて増大し、
一方アドレスデータに必要なビツト数も増大する
のでM^Kを構成するビツト数も増えることとなる。
具体的な数値を挙げてみると、状態数が46である
から５＜log₂46＜６となりB^Kは６ビツト、A^Kは
７ビツト（６＋１）、D^Kは４ビツト、M^KはB^K+1
＋D^K＝６＋４＝10ビツト（６＋４）ということ
になる。従つて第３表と同様の設定をするならば
メモリ８４を構成する為の必要容量は920ビツト
（10ビツト×92ワード＝920）となる。なお、第１３図に於る制御器８７はアドレス信
号発生器８３と並列直列変換器８６の動作を所定
のタイミングで実施させる為の制御を行う回路で
あり、具体的にはデータ分離器８５からの正確な
B^Kと入力データI^Kよりアドレス信号を作り所定
のタイミングでメモリ８４を駆動する様にアドレ
ス信号発生器８３を制御するとともに、取り出さ
れたデータD^Kを所定のタイミングでデータ並列
直列変換８６を実施させる様に並列直列変換器８
６を制御することである。これらのタイミング関
係を第１６図に示す。第１６図に於て、９５は入力データ、９６はア
ドレスデータ、９７は制御器８７からアドレス信
号作成器８３に加えられる制御信号、９８はメモ
リ８４の出力、９９は制御器８７から並列直列変
換器８６に加えられる制御信号、１０１〜１０５
は時刻を夫々示している。時刻１０１で入力デー
タI^Kが入力される（所定時間毎にI^K+1、I^K+2……
と順次入力されて波形となる）。この時メモリ８
４からはM^K-1（B^K、D^K-1）が出力されており、
時刻１０２に於てB^KとI^Kによりアドレス信号A^K
が発生され波形９６となる。これは波形９７に示
した制御信号により制御されている。その後、
A^Kに対応したアドレスのデータM^Kが波形９８の
ごとく出力され、B^K+1はアドレス信号発生器８
３へ、D^Kは並列直列変換器８６へ導びかれる。
並列直列変換器８６は制御信号９９により制御さ
れており、時刻１０３でM^K中のD^Kを受け取り時
刻１０４〜１０５時刻で時分割出力D^Kが出力さ
れる。以下同様にしてI^K+1、I^K+2、……と操作が
くり返される。次に他の実施例を第１７図にブロツクダイヤグ
ラムで示す。第１３図に示した実施例に於ては、第７図の状
態遷移図そのものをメモリ８４に書き込んで、入
力データI^Kに従つて順々に遷移図上を移動する様
に設定したものである。これに対し、第１７図に
示した実施例に於ては、第７図の遷移図そのもの
をメモリに記憶させるのではなく、Ｋ番目の入力
データI^Kが入力される直前の状態U^K-1から次の遷
移を決定しようとするものである。すなわち、一
つ前の状態を知つて次の遷移を決定させる様に構
成したのが第１７図の実施例である。なおこの第
１７図の実施例と同様に前の状態を記憶しておい
て次の遷移を決める実施例として第２１図にもう
一つ挙げる。第１７図に於て、１０６はデータ入力端子、１
０７はアドレス信号作成器、１０８はメモリ、１
０９はデータ分離器、１１０は蓄積値変化量Ｃの
積算器（第１７図では、“ΣC”と記す）、１１１
はアドレス調整器、１１３は並列直列変換器（第
１７図では“PSC”と記す）、１１２は制御器、
１１４はデータ出力端子である。データ入力端子
１０６を介して入力された入力データと、アドレ
ス調整器１１１からの信号とがアドレス信号作成
器１０７に加えられアドレス信号が作成される。
このアドレスに従つてメモリ１０８内の所定のデ
ータがデータ分離器１０９に加わる。データ分離
器１０９に於て、メモリ１０８から取り出された
データが分離され、積算器１１０、アドレス調整
器１１１及び並列直列変換器１１３へ夫々ふりわ
けられる。積算器１１０に加えられるデータはそ
の遷移状態になつた時の蓄積値変化量に対応する
値であり、積算器１１０で現在の遷移状態に達す
るまでの全蓄積値変化量が加算され、その結果が
アドレス調整器１１１に導びかれる。アドレス調
整器１１１ではデータ分離器１０９からのデータ
と積算器１１０からの値により次の遷移に対して
修正すべき場合（遷移方向の選択を要する場合）
にアドレスを調整する為の信号が作成され、同時
にデータ分離器１０９からのデータを修正する。
このアドレス調整器１１１については後程詳しく
説明する。又、変調出力となるべきデータがデー
タ分離器１０９から並列直列変換器１１３に加わ
りデータが直列データ列に変換されてデータ出力
端子１１４から変調出力として送出される。一
方、アドレス信号作成器１０７と並列直列変換器
１１３の動作を所定のタイミングで実行させる為
に制御器１１２を設けてある。第１７図の実施例の動作原理を第５表に示した
遷移表と共に詳しく説明する。第１８図は第８図に示した遷移図を変形して整
理したもので、具体的にはＫ番目の入力データI^K
が入力される直前の状態U^K-1と、その時の蓄積
値〓^K-1 Ｃと、I^Kが入力された後の状態U^Kとの関係
を示すものである。言い換えるならば、現在の遷
移状態と蓄積値により次の遷移方向を決定するも
のである。第５表の意味することは例えば、I^Kが
入力される直前の状態U^K-1が“Q₃”で、それま
での蓄積量〓^K-1 Ｃが３（又は２）であれば、入力デ
ータI^Kに応じてI^K＝０で遷移はQ₂となる（逆にI^K
＝１ではU^K＝P₆）。他の場合も全く同様である。
なおU^K-1がQ₁、Q₂、P₃、P₄、P₅、P₆の場合は〓^K-1
Ｃに無関係で、I^Kにより次の状態U^Kが決定され
る。従つてQ₁、Q₂、P₃、P₄、P₅、P₆については
〓^K-1 Ｃの欄は空白にしてある。この第５表に示し
た遷移表と第８図の状態遷移図は全く等しいこと
は明白である。

【表】

【表】〓〓

Claims

【特許請求の範囲】１二値入力データの一方の値及び他方の値に対
して、新たな４つの二値データより成る変調デー
タのパターンを各々複数対用意し、その各々のパ
ターンに含まれるレベル反転を１回以下とすると
ともに、前記対を形成する両パターンは０レベル
に対して互いに対称波形とし、前記二値入力デー
タに対する前記変調データのパターンで表わされ
る状態の遷移を、下記の８個の条件を充足するよ
う制御して、前記二値入力データを前記変調デー
タに変換して出力することを特徴とする二値情報
変調方式。条件１：２つのパターンで表わされる状態間の遷
移の全ての組合せに対して、各組合せを構成す
るパターンの対である２つのパターンで表わさ
れる状態間の遷移を存在させること。条件２：遷移がループになつて必ず出発点に帰つ
てくること。条件３：ループ和が零であること。条件４：レベル反転を含まないパターンで表わさ
れる状態間の遷移の場合は、レベルの異なるパ
ターンで表わされる状態間でのみ遷移させ、か
つ、その遷移の次は、レベル反転を含むパター
ンで表わされる状態に遷移させること。条件５：少なくとも一方がレベル反転を含むパタ
ーンで表わされる状態間の遷移の場合は、遷移
点でレベル反転が生じない組合せのみ存在させ
ること。条件６：ビツトセルの1/4の点でレベル反転する
パターンで表わされる状態の次は、ビツトセル
の中央点以降でレベル反転するパターンまたは
レベル反転のないパターンで表わされる状態と
なるように遷移させること。条件７：ビツトセルの中央点でレベル反転するパ
ターンで表わされる状態の次は、ビツトセルの
３／４でレベル反転するパターンまたはレベル反
転のないパターンで表わされる状態となるよう
に遷移させること。条件８：ビツトセルの3/4でレベル反転するパタ
ーンで表わされる状態の次は、レベル反転のな
いパターンで表わされる状態となるように遷移
させること。