JPS5831644A - 二値情報変調符号化方式 - 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】 この発明は二値情報変調符号化方式に関するものである
。より詳しく説明すれば、この発明は、入力データ列を
Ｍ（整数）ビットで区切ってブロック化したデータ語ｆ
：、別のデータパターンを持つＮ（Ｍより木きい整数）
ビットの符号語に変換するブロックコーディングと呼ば
れる変調方式に関するものである〇 情報を伝送路を介して伝達する場合、その伝送路を効率
よく、また情報の劣化をできるだけ発生させない状態で
使用するために、情報源の形や伝送路の特性により、色
々な変調方式が提案され実用化されている。

一方、伝送路の特性により、変調方式に要求される条件
は変化する。一般に、帯域通過特性を有する伝送路が多
い。例えば、磁気記録再生系が一例として挙げられる〇 そこで、この発明の説明に際し、以下、磁気記録再生系
を伝送路とした場合を例にとって説明するＯ 磁気記録再生系においては、電磁変換を行なうトランス
ジユーサの特性や各種の損失等の要因で帯域通過形の特
性を有している。従って、このような特性を持つ磁気記
録再生系を伝送路に使用する場合、即ちデータを磁気記
録再生する場合Ｋｄ直流成分を含まず、しかも、変調出
力信号の周波数スペクトラムが伝送帯域内に集中するよ
うな符号に変換する変調方式が適している。さらＫ、再
生系では、再生信号からクロックを再生する必要がある
。しかし、再生信号には、ジッター成分が含まれている
ことが多いため、信号検出の時間窓（以下ウィンドウ幅
と呼ぶ）が広いことも重要な要素となる。

直流成分を含まない従来のブ□ロッグコーディングの一
例として８−１Ｏ変換符号がある０これは英１、ＢＡで
発明され几符号で、ＩＢＡ変調符号とも呼ばれている。

この８−１０変換符号について、第１図および第２図を
用いて説明する０ 第１図において、１は入力端、２はブロック化器、３は
８−１Ｏ変換器、４は並列−直列変換器、５は伝送路、
６は直列−並列変換器、７は１Ｏ−８変換器、８は送出
器、９は出力端である０第２図において、１０Ｆｉ、デ
ータ列に対応するデータクロック信号（第２図（４））
、１１は入力データ列（第２図＠）、１２は変調出力に
対応する変調クロック信号（第２図（Ｃ））、１３は変
調出力信号列（第２図（ロ））である０６信号の番号は
、亀１図に示した符号に対応している０ 第１図において、入力端１に供給した入力データ列１１
は、ブロック化器２で８ビツト毎に区切られ、語のデー
タ語となる。これｔ−第２図で示すと次のようになる。

データクロック信号１０に従って読み込まれた入力デー
タ列はｈ　”ｎ、Ｏ−”ｎ、７０８ビツトで区切られ、
第ｎブロックのデータ語となる。第１図において、８−
１０変換器３は、８ビツトのデータ語ｔ、後述する規則
に従って１０ビツトの符号語に変換するＯ仁の時、第ｎ
ブロックのデータ＠に対応する符号ａｔ−ｂｎ、。〜屹
２．のｌＯビットとすると、Ｉｓ２図に示したようＫな
る。第２図において、１４は一語長を表わしている０１
０ビツトの符号語は、並列−直列変換器４で変調クロッ
ク信号１２に従って直列のデータ列とし、伝送路５へ送
出する口 復調側では、第１図に示したように、伝送路５から再生
した信号を直列−並列変換器６で１０ビツトの符号語に
もどし、　１０−８変換器７で符号語に対応した８ビツ
トのデータｌｌＮを復調する０復調されたデータ語は、
送出器８で直列データ列に変換されて出力端９より送出
されるＯ １θビットの語長をもつ符号語は、全部で１０２４（２
”）語あるが、　ＩＢＡ変調符号では、この１０２４飴
の符号語のうち５、「１」とｒＯＪとをそれぞれ５ビツ
トずつ含む符号語だけを使用するものである＠このよう
龜組合せの符号語は、２５２（，０Ｃ５）語あり、これ
に対し８ビツトのデータ語は、２５６（２）語あるので
、上記符号語で足りない４＠分は、同じ符号語を用いる
等の工夫が必要である。

以上説明したように、ＩＢＡ変調符号は、８ビツトのデ
ータＭを、直流成分を持たないｌＯピ２トの符号語に変
換するものである。

ここで反転間隔について定義しておく０デ一タ語の二値
情報ｒｌＪ汀０」に対して波形の高（Ｈ）レベルと低（
Ｌ）レベルを割当てる（いわゆる、ＮＲＺＬ変ｍ）ｏこ
のときのデータ語のピットセル間隔をＴとし、同様に符
号語のピットセル間隔ｔτとする◎波形が一方のレベル
から他方のレベルへ変化することを反転と呼び、反転か
ら次の反転までの間隔を反転間隔、各反転間隔の組合せ
を反転パターンと呼ぶことにする０ま友１反転間隔は、
データ語のビットセル長Ｔで表わすものとする０＃！２
図を例とすれば、τ＝０．８Ｔとなる。

さて、前記のＩＢＡ変調符号における反転間隔について
説明する。変調出力の最小反転間隔Ｔｍ１ｎは。

１τつまり０，８Ｔとなる。また、最大反転間隔”ｍａ
Ｘは、符号語間のつながりも含めれば１０τ＝８７とな
る。全ての反転間隔は、に・τ＝０．８・に−Ｔ（Ｋ＝
１．２．・・・、１０）となり、全部で１０種類ある。

ＩＢＡ変調符号では、このように反転間隔の種類が多い
こと、特に、最大反転間隔Ｔｍａ工が１＠長と大きいこ
とＫより、その周波数スペクトラムが広く分散する。そ
のため、伝送に必要な帯域幅が広くなるという欠点があ
る。

ここで、変調信号が直流成分を含まないために必要な条
件を明確にしておく。

今、あ本信号を時間の関数ｇ　（ｔ）で表現する。関数
ｇ（【）が積分値有界形の関数であれば、関数ｇ　（ｔ
）で表わされる信号は、直流成分を含まないと言える。

即ち１次式を満足すればよいことになる。

ｌｆｇ（ｔ）ｄｔｌ＜Ｋエ　　　・・・・・・・・・、
（１）（ただし、Ｋよは任意定数） 関数ｇ　（ｔ）として、二値信号を考えたときにｊｌ（
１）式を満足させる符号は「二値平衡符号」と呼ばれて
いる０ 次に、符号語の持つ蓄積電荷量Ｑについて説明する。既
に述べたように、この発明では、二値信号ｒｌ　Ｊ　、
　ｒＯＪ　Ｋ信号波形の高レベルと低レベルを割当てた
場合を考えている（いわゆるＮＲＺＬ符号である）０符
号語の１つのディジットＹ１の値が。

Ｙ□、＝１のときに電荷ｑ、＝＋１　、　、　ｙ、＝　
ｏのときに電荷ｑｉ＝−１’に持つものとし、この各デ
ィジットＹ１の持つ電荷量ｑ１を１語内で積算したもの
を蓄積電荷ＩＱｋと呼び、この蓄積電荷量Ｑｋは次式の
ように表わされる０ Ｑｋ＝　Σ　ｑｌ　　　　　・・・・・・・・・（２）
１＝０ （ただし、にけ第にブロックの符号１ｆＩｔ−表わす）
この各符号語での蓄積電荷量Ｑｋを順次変調出力に従っ
て積算したものを蓄積電荷量の積算値Ｓｎと呼び、この
蓄積電荷量の積算値ＳｎはＳｎ冨ΣＳｎと表わされる。

以下の説明では、蓄積電荷量が零となる符号語を、Ｚｅ
ｒｏ　ｌＮ５ｐａ１ｒｉｔｙ　Ｃｏｄｅと呼び、ＺＤＣ
と表わし、蓄積電荷量が非零となる符号語をＬ＃Ｉ）ｌ
ｓｐａｒｉ　ｔｙ　Ｃｏｄｅと呼び、　ＬＤＣと表わす
ことにする〇つぎに、符号の反転パターンについて説明
する口ある符号語において、その反転間隔の順序は同じ
であるが、信号波形のレベルが逆になったパターンが２
種類ある０８ビツトの符号語についての例を＄１１！３
図に示す。１ＩＥ３図において、（Ａ−１）と（Ａ−２
）および（Ｂ−１）と（Ｂ−２）で示した反転パターン
は、それぞれ鏡像対称となっている。ただし、これらの
符号語は独立であるので、それぞれ別のデータを表わす
ことができるのは当然である。ここでは、これら鏡像対
称な反転パターンのうち、最初のディジットがＬレベル
のものを表パターン。

Ｈレベルのものを裏パターンと呼ぶことにする０票３図
において、（Ｂ−１）と（Ｂ−２）の符号語で示したよ
うに、表パターンの蓄積電荷量と裏パターンの蓄積電荷
量とは、その符号（±）が反対で絶対値は等しくなる。

先に説明したＩＢＡ変調符号では、直流成分を無くすた
めにＺＤＣを用いたと言うことができる。しかし、直流
成分を無くすためには、第（１）式を満足させればよい
のであって、ＬＤＣであっても、表パターンと裏パター
ンを利用することにより二値平衡符号を構成することが
できる０ このような構成法による新規な変調符号として８−２０
変換符号が既に提案されている（特願昭５４−１４１７
６号）。この変調符号の詳しい説明は省略するが、その
概略を述べると次のようになる。８−２０変換符号の最
大の特徴はＴｍｉ。がＩＴより大きいということであり
、ＴＪｎｉｎ＝１．２Ｔ　　となっている。

Ｔエエは符号の構成によシ少し変わるが、Ｔ工、＝５．
６Ｔまたは７．２Ｔと比較的小さくなっている。当然二
値平衡符号の条件を満たしている。

この８−２０変換符号の欠点を挙げるならば、信号再生
時のウィンドウ幅ＴＶが狭いことであすｓ　Ｔｙ＝０．
４Ｔとなっている。今考えている磁気記録再生系のよう
に、信号再生時にクロック再生も行なわなければならな
い系では、再生信号と再生クロックとの間にジッターが
発生し易くなるため、ウィンドウ幅ＴＶが狭いほど再生
条件は不利になる。

一般に、変調符号の性能を評価するための一つの指標と
して、ＴＶと”ｍｔｎの積がある。ここで。

ＴｃＲ＝（ＴＷ／Ｔ）ｘ（Ｔ、ｎＩｒ＞−・−−−−−
・（３）とするとＩＢＡ変詞符号では、ＴｏＨｌｏ、６
４となり、８−２０変換符号では、　ＴｏＲ＝　０．４
８となる。

したがって、この発明の目的は、直流成分を含まず占有
帯斌幅が狭く、シかもウィンドウ幅は狭くならをい二値
情報変脚符号化方式ｔ−提供することである。

この発Ｆ！Ａによる変調符号では、特に変調出力の反転
パターンに注目し、発生する反転間隔の種類を限定し、
さらに”ｍａｗの発生する確率を低くすることにより、
変調出力の周波数スペクトラムをできるだけ集中させ、
しかもＴ。Ｒのあまり小さくない二値平衡符号を構成す
るものである。

以下に、この発明の二値情報変調符号化方式の実施例に
ついて説明する〇 この発明による変調符号も、Ｍ−Ｎ変換ブロックコーデ
ィングの一種である０ＭとＮＯ値は、Ｎ）Ｍの条件を満
たす範囲の整数値からいくつか選択することができるが
、ここでは従来例に挙げ九ＩＢＡ変詞符号との相違を明
確にする之め、同じく８−１０変換を行なうブロックコ
ーディングとする。

ま友、名称を区別するため、この発明による８−１Ｏ変
換符号を新８−１０変換符号と呼ぶことにする。

そこで、まず、１０ビツトの符号語に含まれる各反転間
隔の個数およびその組合せによる反転パターンの種類に
ついて検討する。反転間隔を符号語のビットセル間隔Ｔ
で表わし九場合’　”ｍａｚが５τの４のまでを、第１
表に示す０第１表では、１１ｇに含まれる各反転間隔の
組合せにより３０種のグループに分かれる。また、各グ
ループにＦｉ、反転間ＩＩの順列のちがいにより、Ｐ個
の反転パターンが含まれている。ただし、８１表では反
転パターンのうち表パターンだけを示しである。その之
め、裏パターンも含めた全反転パターン数は２倍となる
。実際の反転パターンの例として、グループム１１の反
転パターン′ｊ＆：第４図に示す。ただし、示している
のけ表パターンだけであり、裏パターンＦｉＬ、Ｈのレ
ベルを逆にしたものである。

第　　　　　１　　　　　表 データ語は、８ビツトで表わされるため、全部で２８＝
２５６１１ある。第１表において１反転間隔ｌτを含ま
ない反転パターンの数は、２５６＠に比べて琲常に少な
い九め、この８−１０変換でＶｉ”ｍｎ　ｔ”１τより
大きくすることは不可能であることがわかる。また、パ
ターン数の累積値ΣＰｔ−検討すれば。

ｌ＠内でのＴＴｎ、Ｘは、３τまでの反転間隔を持つ反
転パターンを考慮すればよいことがわかる。つまりグル
ープ４１から扁１４までの反転パターンを使って新８−
１０変換符号を構成することにする。

反転間隔３τを含む反転パターンの例として。

グループＡｌｌの反転パターンを＃Ｅ４図に示している
が、同図に示したように％　ｌｌＩ内の反転間隔は、３
７以下であるが、符号曙関のつながりを考えれば、最大
６τの反転間隔が発生することがあり、これを防ぐには
第４図でＸ印をつけた（ａ）　、　（ｂ）　。

（ｃ）　、　（ｇ）　、　（ｉ）　、　（ｊ）　、　（
ｋ）　、（ハ）、（Ｏ）の９つのパターンを除かなけれ
ばならない。

そこで、第１表のグループ４１〜４１４にＸする反転パ
ターンのうち、前後どちらか一方の端に反転間隔３τを
持つパターンを除いた反転ノ（ターンの数Ｐを第２表に
示す。また、第２表では、各グループ内の反転パターン
をその蓄積電荷量Ｑにライて分類し、Ｑ＝０のも０ｉＺ
ＤＣ，Ｑ　＝＋２．±４のものｆ：ＬＤｃとし、それぞ
れの）（ターン数ｔ−Ｐ２゜ＰＬとして嵌わした。　ｊ
ｌｌＥ　２表も、第１表と同様に表パターンだけを示し
九〇 （以　下　余　白） ＃１　　２　　　表 以上のような条件を満たす反転パターン（表パターンの
み）は、［２表に示したように１９３個ある。その内訳
は、　ＺＤＣカフ　９個、ＬＤＣカ１１４個である。

既に説明したように、　ＺＤＣは、その蓄積電荷量Ｑが
０であるため、自分自身で二値平衡符号の条件路（１）
式を満足している。また、ＺＤＣの裏パターンについて
４同様のことが言える。つまり、ＺＤＣは、表パターン
も裏パターンも二値平衡符号として利用できるため、そ
れぞれのパターンに別のデータｉ１１に＠当てることが
できる０そのため、第２表で求めた７９パターンのＺＤ
Ｃは、２倍の１５８語のデータｌｌｉ？：表わすことが
できる◎一方、ＬＤＣは　ｊｌＥＺ表に示したように、
自分自身では電荷を持っているため、　ＬＤＣが連続し
た場合には蓄積電荷量の積算値Ｓｎが順次増加し、二値
平衡符号の条件を示す第（１）式を満足し、なくなるこ
とがあり得る。しかし、既に説明し友ようにＬＤＣの表
パターンの蓄積電荷量Ｑとその裏パターンの・蓄積電荷
量Ｑ′とは絶対値が等しく、＋、−が反対となっており
、次式で表わされる。

Ｑ＝−Ｑ’　　　　・・・・・・・・・（４）そこで、
表パターンと裏パターンを組合せることにより、蓄積電
荷量の積算値Ｓｎを一定の範囲内にすることができる０
つまり、１つのデータ語に対して、ＬＤＣの表パターン
および裏ノくターンの２つのパターンを割当て、その時
の蓄積電荷量の積算値Ｓｎの絶対値が小さくなるように
２つのノ（ターンのうち１′）を選んで使用することに
より、二値平衡符号の条件を示す第（１）式を満たすこ
とができる。しかし、このような構成をとることにより
、１パターンのＬＤＣは、１つのデータ語しか表わせな
い。そのため、第２表で求めた１１４パターンのＬＤＣ
は、１１４語のデータ語を表わすことができる０以上に
より、第２表で求めた反転ノ（ターンで表わすことので
きるデータＩＮは、全部で２７２＠となる。今、入力と
して考えているデータ語は、８ビツトであるので入力デ
ータ語は全部で２５６　ＩＮである。そのため、まだ１
６＠の余裕があることになるＯ しかし、実際に使用する場合には１例えばプリアンプル
に用いるパターンとか、各種の同期信号に用いるパター
ン等は、データ語の変調出力のパターンとしては発生さ
せない方が望ましいので、変調符号にこの程度の余裕が
ある方が使いやすい口このため、以下の説明では変調符
号として、この２７２語を用いる仁とにする０ただし、
符号語の別の選択方法については、この明細書の最後で
少し検討する口 以上のように構成した符号語による新８−１０変換符号
の特性は次のようになる。

１）　　Ｔ、ａ！＝４τ（＝３．２７）２）　　”ｍｉ
ｎ　＝　１　ｒ　（Ｗ　Ｏ，８Ｔ　）３）Ｔ、＝１τ（
＝０．８７） ４）二値平衡符号（直流成分を持たない）５）蓄積電荷
量＝ＩＱ１≦４ ここで、最大反転間隔Ｔ！ＥＩａｘについて検討する。

１＃Ｉの符号語内での最大反転間隔は、ｊ１２表に示し
次ように３ｒである０しかし、２曙の符号語のつながり
を考えた場合、前の語の最後の反転部と後の語の最初の
反転部とが、それぞれ２τづつでレベルが等し込場合の
み４τの反転間隔が存在する。このような事象が発生す
る確率を調べるａｌ１１２表に示したＺＤＣの７９バタ
ー／のうち、最初の反転間隔が２τのものは２５パター
ンある０同様にＬＤＣの１１４パターンのうち４３パタ
ーンがこれに対応する。以上より符号語２７２語のうち
９３＠が最初に２１の反転間隔を持つことになる。最後
の反転間隔が２τとなるものも同数あると考えることが
できる念め、２Ｔの反転間隔が連続する確率は次のよう
になる。

（９３／２７２　）中０．１ま ただし、この計算では、２つの符号語の連結部のレベル
についての考察は含んでいないため１反転間隔が４τと
なるものも、２τ＋２τとなるものも含んでいる。これ
は、各符号語の発生確率や発生順序により、蓄積電荷量
の積算値Ｓｎが変化し表パターンと裏パターンのどちら
を用いるのかによっても変化するので、簡単に求めるこ
とはできない。

しかし、上の値より、４丁の反転間隔が発生するのけ符
号語の１割以下であると考えることができるＯ この発明による新８−１０変換符号では、この最大反転
間隔Ｔ１□の発生確率を下げるため、ＬＤＣのパターン
の選択の際次のような制御を行なう０変脚出力の蓄積電
荷量の積算値Ｓｎが所定の範囲内であり、ＬＤＣの一方
のパターンを選択すれば、符号晴間の反転間隔が４τと
なる場合、他方のパターンを選択して反転間隔を２τ＋
２τとする。

これを！１理すると次のようＫなる。

■　蓄積電荷量の積算値Ｓｎが所定値に２！を越えた場
釡（Ｓｎ＞　Ｋ、　）：蓄積電荷量の積算値Ｓｎの値が
小さくなるようＫ　ＬＤＣのパターンを選択する・■　
蓄積電荷量の積算値Ｓｎが所定値に、以下で、かつ、符
号間の反転間隔が４τとならない場合：蓄積電荷量の積
算値Ｓｎの値が小さくなるようにＬＤＣのパターンを選
択する〇 ■　−積電荷量の積算値Ｓｎが所定値に２以下で。

かつ、■の条件でパターンを選択すれば、符号間の反転
間隔が４Ｔとなる場合：符号語間の反転パターンが２τ
＋２ＴとなるようＫ　ＬＤｅのパターンを選択する◎ 以上の様な制御を行なうことにｉ゛す、最大反転間隔Ｔ
ｍ１ＬＸの発生する確率を非常に低くすることができる
０ 次に、以上説明した新８−１０変換を行なうための変調
器の一構成例について、＃Ｉ５図を参照して説明する。

第５図において、２０はデータ入力端子、２１けブロッ
ク化器、２２は８−１０変換器、２３け反転器、２４は
ラッチ、２５は並列−直列変換器。

２６は変調出力端、２７は反転制御器である。

第５図において、データ入力端子２０から供給したデー
タ列ｄは、ブロック化器２１で８ビツト毎に区切られ、
第ｎブロックのデータ語Ａｎ　（”ｎ、Ｏ。

・・・ｔａｎ、ワ）となる。このデータ語ＡｎＦｉ、　
８−１０変換器２２に供給される０８−１０変換−２２
は、メそりで構成されており、供給されたデータＩＩＡ
ｎ１にアドレスとして、そのデータ語Ａｎに対応する符
号語の反転パターンと、その符号語の持つ蓄積電荷量ｔ
！Ｉｌ！わした２進数の値とが、上記アドレスのデータ
部に記憶されている。記憶してｉる反転ノくターンは、
　ＺＤＣの表、裏の両ノ（ターンとＬＤＣＯ表）（ター
ンである。

さて、８−１０変換器２２は、供給されたデータ語Ａｎ
Ｋ従って符号語Ｂｎ（ｂｎ、。〜ｂｎ、９）の各ビット
およびその蓄積電荷量Ｑｎの値を読み出すＯ符号語へは
、反転！ＩｊＩ２３へ供給され鼠害積電荷量Ｑｎは、反
転制御器２７へ供給される。反転器２３は、反転制御器
２７からの反転制御信号ｌがＨレベルのとき入力の符号
１ｌＢｎｔ−反転させて裏ノくターンとし。

また、反転制御信号ｉがＬレベルのときは反転させずに
表パターンとして、次のラッチ２４へ送出する０ラツチ
２４は、符号１１Ｂｎの伝送りロックの単位時間の間符
号１１Ｂｎを保持するものであるＯ並列−直列変換９２
５は、ラッチ２４から送出され九符号１１Ｂｎｔ直列の
データ列に変換し、変調出力として変調出力端２６より
ｉ出するＯまた、反転制御器２７は、８−１０変換器の
出力から、蓄積電荷量Ｑｎおよび符号１ＩＢｎの前端の
２ビット軸、。。

ｂｎ、１を、またラッチ２４の出力から１．飴前の符号
語Ｂｎ−０の後端の２ビット鴫−０，８１ｂｎ−０９，
：をそれぞれ読み込み、既に説明した判定条件に従って
判定を行ない、その結果により反転制御信号１のレベル
を変化させ１反転器２３の制御を行なう。

つｆＫ、８−１０変換器２２のメモリでのデータの記入
例について、第３表を用いて説明する。

＠３　　　懺 １１ＩＳ表に示したように、メモリのアドレスとして、
データ語Ａｎを用いるｏ［Ｌデータ部分にはデータ曙ハ
に対応する符号語Ｂｎの反転パターンを２進数で表わし
た１０ビツトの値と、その符号語の持つ蓄積電荷量Ｑｎ
１に２進数で表わした４ビツトの値との合計１４ピツト
のデータが書き込まれている。具体例として、ｊｌ１３
ＩＩにデータ語Ａｎと符号語Ｂｎの対応関係の一部を示
している◎データ語Ａ。

＝　（００００００００）　Ｋ対して符号語Ｂ。−（０
１１１０００１０１）を対応させる。この符号語Ｂ０の
反転パターンは、第４図（ｄ）に示した反転パターンに
対応している◎この符号語Ｂ。けＺＤＣであるので、そ
の裏パターンである符号ｌｌＢ工”Ｊｌｏｏｏｌｌｌｏ
ｌｏ）もデータ語に対応させることができ　１１１１３
表では、データ語Ａ工＝（０００００００１）　Ｋ対応
させ友。

また、ＬＤＣＫついては、＊パターンだけをデータ語に
対応させる。ＪＩＥＢ表では、デー、夕１１１Ａａ＝（
００００１１１１）　Ｋ対して符号１ＩＩＢａ−（００
１００１０１ｏｏ）ｆ：、データ語Ａ／−（０００１０
１１１）に対して符号１！　Ｂβ−（００１０１１０１
００）ｔ、データ語Ａ、＝（０旧００１１１）に対して
符号語Ｂ、＝（００１１０１１０１１）をそれぞれ対応
させている０符号＠ＢａおよびＢβけ、第２表に示した
グループ４４に属するパターンであり、符号語Ｂ、は第
２表のグループ４５に属する反転パターンである口 この発明による新８−１０変換に用いる各符号語Ｂｎの
蓄積電荷量Ｑｎの値は、第２表に示したようにＯ１±２
．±４の５通りしかない。蓄積電荷量Ｑｎ。

値を２進数で表わせば（負の値は補数表示する）、５１
４表に示すように４ビツト必要である０しかし５通りの
蓄積電荷量Ｑｎの値′ｆ：２進数でコード化して表わせ
ば、３ビツトで十分である。この−例を第５表に示す。

＃！４表　　　　ｊｌＩ５１！ この実施例では、蓄積電荷量Ｑｎの値として、第３表に
示したように、補数表示をした４ビツトの２進数を用い
る。この方式では、１ピツト増加するが、蓄積電荷量Ｑ
ｎの積算値５ｎｔ−直接加算して求めることができるの
で１便利である０ 次に第５図における反転制御器２７の一構成例のブロッ
ク図をＪＩ６図に示す◎ ＩＩ／Ｅ６図の詳しい説明に入る前に、蓄積電荷量の積
算値が有界であるための条件を明確にしておくロ今、第
ｎ番目のブロックのデータ語を札、これに対応する符号
語をＢｎ、それぞれのビットを前端からＩｎ、□　ｅ　
”ｎ、１１　”°ｅ　”ｎ、７　ｅ　ｂｎ、□　ｙ　ｂ
ｎ、１　ｍ　−−ｂｎ、９とし、符号＃ＩＢｎの蓄積電
荷量ｔＱｎ、第ｎ番目までの蓄積電荷量の積算値をＳｎ
とする。このとき。

３ｎ＝ｘ　Σ　Ｑｎ　　　・・・・・・・・・（５）Ｓ
に１ となる。

新８−１０変換符号では、＄１２１！に示した反転パタ
ーンを用いる九め、蓄積電荷量Ｑｎは、Ｑｎ冨０．±２
．±４ となる。蓄積電荷量の積算値５ｎ−１が０の場合にはど
の蓄積電荷量Ｑｎが来てもｌ５ｎＩ＜４となる。蓄積電
荷量の積算値５ｎ−４が０でない場合には、蓄積電荷量
の積算値５ｎ−０の符号（プラスまたはマイナス）と同
じ符号を持つ蓄積電荷量Ｑｎがくれば、蓄積電荷量の積
算値Ｓｎの絶対値が段々と増加するので、二値平衡符号
の条件＄８（１）式を満たさなくなる。そこで、蓄積電
荷量の積算値５ｎ−１が非零の場合には蓄積電荷量の積
算値５ｎ−０の符号と蓄積電荷量Ｑｎの符号とが異なる
ように符号１ｌｌＢｎの反転を制御すればよい。また、
符号語ＢｎがＺＤＣの場合、つｔ９蓄積電荷量Ｑｎが０
の場合には１反転は行なわない。

当然、蓄積電荷量の積算値Ｓｎの増減もない。以上より
、第ｎ番目の符号語Ｂｎの蓄積電荷量Ｑｎと第ｎ−１番
目までの積算値５ｎ＝１が次式を満なすとき、符号語九
の反転が行なわれる。

ＱｎｘＳｎ−０〉０　　　・・・・・・°・・（６）次
に、第８図を用いて反転制御器２７の動作を１シ１〈説
明する◎ 第６１１において、２９はＺＤＣ検出器、３０ｔｉ反転
判定器、３１は蓄積電荷量の積算値Ｓｎを記憶しておく
積算値メそＱ、３２，３３および３４はそれぞれ制御信
号がＨレベルのとき入力信号を反転させる反転器である
口ま九、３５は”ｍａｘ検出器、３６は加算器、３７は
減算器、３９は積算値Ｓｎが所定値に２の範吐にあるか
ｔ−調べるに２判定器、３８および４０はそれぞれ制御
信号により２つの入力信号□のうち１つを選択する切換
器であり、４１はアンドゲートである。

第６図において、第５図の８−１Ｏ変換器２２から供給
された蓄積電荷量Ｑｎは、　ＺＤＣ検出器２９゜加算器
３６および減算器３７に供給される。ＺＤＣ検出器２９
は　ＱｎＷ　Ｏであるかを判定し、Ｑｎ＝００場合にＺ
ＤＣ判定判定ｊｆｔＬレベルとしてアントゲ−）４１へ
送出する０この場合、アンドゲート４１の出力である反
転制御信号ｉは、常にＬレベルとなり、第５図の反転器
２３は符号＠礼の反転を行なわない。

また、Ｑｎ〜０の場合には、ＺＤＣ判定判定ｊけＨレベ
ルとなり、アンドゲート４１を開くことになる０そして
、このときの蓄積電荷量Ｑｎの値を反転判定器３０へ送
出する。

反転判定器３０は、積算値メモＩＪ　３１から蓄積電荷
量の積算値５ｎ−１を読み出し、蓄積電荷量Ｑｎと第（
６）式に示した判定を行なう。第（６）式を温良す場合
には判定信号ｋｌ−Ｈレベルとし、満たさない場合Ｋｉ
ｊＬレベルとする。この判定信号ｋＦｉ反転器３２およ
び反転器３３へ送出される。

反転器３２には、第５図に示したように、符号語Ｂ。の
前端の２ビットｂｎ、。、ｂｎ、ｌが供給されている。

反転器３２は１判定器号ｋがＨレベルの時は入力を反転
し、Ｌレベルの時は反転させずに”ｍｓＬ工検比検出器
３５出するＯＴｍｈｘ検出器３５け、上記反転器３２の
出力と、＠Ｓ図に示したようにラッチ２４の出力から、
符号Ｉｔ！Ｂｎ、の後端の２ビットｂｎ−１，８”ｎ−
Ｌ９の値？示す信号とが供給されている。つまり、Ｔｍ
ａｘ検出器３５は１判定器号ｋにより反転制御を受けた
後の符号＃Ｉ！Ｂｎ′とｌ＃Ｉ前の符号１１ｉＢｎ、と
の符号語間のつながり部にＴｍａｘの反転間隔４Ｔが発
生するか否かを検出する。もしＴｍ、Ｌｘが発生する場
合には％　”ｍａｌ検出信号ｌをＨレベルとし、その他
の場合にはＬレベルとして反転器３３へ送出する◎ 反転器３３は、ＴＸｌｌ。検出信号がＨレベルの場合に
判定信号にのレベルを反転させ＊　”ｍａ工検出信号が
Ｌレベルの場合には判定信号にのレベルを反転させずに
、そのまま判定信号に′として送出する。

このことは、判定信号ｋに従って反転制御（Ｈレベルで
反転、Ｌレベルでは反転しない）を行なり友場合、２つ
の符号語Ｂｎ−４とＢｎのつながり部でＴ　　が発生す
る時には、ＴｍＩ！Ｌ！の発生を防ぐためにａｘ 反転制御を逆にすることである口 □加算器３６および減算器３７は、積算値メモリ３１か
ら蓄積電荷量の積算値５ｎ−１’に読み出し、この値に
蓄積電荷量Ｑｎの値をそれぞれ加算および減算を行なう
。計算結果の加算値ａｄおよび減算値ｓｔ　ｆ切換器３
８および切換器４０へ、送出する。

このとき、加算値ａｄは符号語Ｂｎｔ反転させずに表パ
ターンとして用いたときの蓄積電荷量の積算値Ｓｎの値
を示している◎同様に、減算値ｓｔは符号飴Ｂｎｔ反転
させて裏パターンとして用いたときの蓄積電荷量の積算
値Ｓｎの値を表わしていることになる。

切換器３８は、判定信号に′のレベルに従って加算値ａ
ｄおよび減算値ｓｔのうち一方を選び、Ｋ２判定器３９
へ供給する。つ１９、判定信号に′がＬレベルの場合は
加算値ａｄを選び、また判定信号に′がＨレベルの場合
は減算値８ｔを選ぶ。既に述べたように、これらの値は
、判定信号に′に従って符号語Ｂｎを反転した場合に発
生する蓄積電荷量の積算値Ｓｎの予告値Ｓｎ＊を表わし
ている。

Ｋ２判定器３９は、この予告値Ｓｎ＊を受け、その竺と
あらかじめ設定した所定値に２の値とを、比較す□る。

所定値に２は、二値平衡符号の条件を満たすために必要
な蓄積電荷量の積算値Ｓｎの範囲を示すものである。こ
の予告値Ｓｎ＊の値がｌ”ｎ＊ｌ＜　Ｋ２の場合、積算
値判定信号νはＬレベルとなり、ｌｓ、＊１２に２　の
場合、積算値判定信号ｐはＨレベルとなる。積算値判定
信号ｐは、反転器３４へ送出されるＯ 反転器３４は、積算値判定信号ｐがＨレベルの場合、判
定信号に′のレベルを反転させ１判定信号に′とする０
また。積算値判定信号ｐがＬレベルの場合、判定信号に
′のレベルを反転させずにそのまま判定信号に′として
、ゲート４１へ送出する◎このことは、判定信号に′に
従って反転制御を行なり九場合に、もし蓄積電荷量の積
算値Ｓｎの値が所定の範囲を越えるならば、これを防止
するため、たとえＴｍａ工が発生する場合であっても１
反転制御を逆圧することに対応する◎ ケ−）４１ｔｉ、この場合、既に述べたように、ＺＤＣ
判定判定信号上レベルとなっているため、受けとり九判
定信号ｋをそのまま反転制御信号１として、第５図の反
転器２３へ送出する。

また、判定信号に′は切換器４０へも加えられる。

切換器４０は、判定信号に′のレベルに従って加算値ａ
ｄおよび減算値ｓｔのうち一方を遡び、蓄積電荷量の積
算値Ｓｎとして積算値メモリ３１へ送出する０切換器４
０において１判定信号ｋによる加算値ａｄおよび減算値
＄ｔの選択方法は、切換器３８における判定信号に′に
よる選択方法と同じである。

積算値メモ１Ｊ３１＃′ｉ、蓄積電荷量の積算値Ｓｎの
値を記憶し、次の符号語Ｂｎ＋、の反転の判定に用いる
０ 第６図に示した反転制御器２７の構成は１判定信号ｋを
各条件に従って順次、変更していく構成となっているが
、その他に例えば、ＺＤＣ判定。

Ｔ！ｎａ！検出、積算値Ｓｎの判定などを並行して行な
い、それぞれの結果から反転条件に従って反転制御信号
ｉのレベルを決定するような構成を用いることもできる
。

次に、第３表に示した符号語を例として、Ｊｇ６図の反
転制御器２７の動作を説明する。

まず、データ語がＡ。＝（００００００００）の場合。

対応する符号語Ｂ。は、ＺＤＣであるため反転制御信号
ｉ　ｆｌ　Ｌレベルとな９、符号＠Ｂｏはそのまま送出
、される。つぎに、（ｎ−１）番目までの蓄積電荷量の
積算値５ｎ−１をｓｎ、＝ｏとし、ａＩｎ番目の符号語
Ｂｎとして、Ｂβが加えられたとする。その結果、積算
値Ｓｎは、５ｎ＝−４となる。また、Ｋ２の値を＋６と
する。次に、ｇｎ＋１番目の符号語Ｂｎ＋１としてＢａ
が加えられたとする◎このとき、喝＝−２である九め、
第（６）弐に示した判定条件により、符号語Ｂａを反転
させ裏パターンの符号１らを用いる。つぎに、２Ｍ間で
のＴｌ１ｌＩ！Ｌｘの発生を調べると、符号語ＢβとＢ
ａＯ間でＦｉ２τ＋２τパターンとなり、”ｗａｘは発
生しない０また。この時の積算値ｓｎ＃１ｓｎ＝ｓｎ−
０十Ｑａ＝　（−４）＋（＋２　）−−２となり、積算
値Ｓｔ値も所定値に２（Ｋ、＋６）の範ａｔ満足してい
る。以上の判定よ）、符号１ＩＩＢｎ＋、として符号１
１Ｂａの裏パターンＢａを用いる。

他の例として、符号１ｌＢｎ＋、として符号１１Ｂ、が
加えられ九場合について述べる（符号１１Ｂｎｌ積算値
Ｓｎ、所定値に２は上記同じとする）口符号語Ｂ、の蓄
積電荷量Ｑ、は、Ｑ、＝＝ｚ＋２であるため、Ｊｌ（６
）式の反転条件を温良さない。そのため。

符号Ｉ４として、Ｉ！パターンの符号語Ｂ、ｔ−用いる
ことになる。しかし、符号語Ｂ／とＢ、０２１１間での
”１ｎ＆Ｘの発生を調べると＊　４ｒ（Ｌレベル）とな
夛、１ｎ＆Ｘが検出される。そのため、符号１１Ｂ、　
？反転させ、裏パターンのＢ、を用りる口このときの積
算値Ｓｎを求めると次のようになる０ ８ｎ＝Ｓｎ　ｌ　＋　Ｑ、　＝（−４）＋（−２）　−
−６’このように積算値Ｓｎの値が、所定値に２以上と
なるため、裏パターンの符号語Ｂ、は使えない。そのた
め、結局表パターンである符−ｊｊ　＠Ｂ、を符号１１
１Ｂ、。、として用いる。この場合”ｘｎａｘ””τが
符号のつながり部分で発生することになる。

次に、新８−１０変換符号の復調器の一構成例について
、５１７図を用いて説明する。

第７図において、５０は伝送路、５１は信号検出器、５
２は直列−並列変換器、５３は１ｏ−８変換器、５４は
並列−直列変換器である。

第５図において変調出力端２６から送出され九変調符号
は、９７図に示したように、伝送路５゜を通り、信号検
出器５１で受信される。信号検出器５１は、受信した信
号を二値信号として再生し直列−並列変換器５２へ送出
する。直列−並列変換器５２は、再生信号を１０ビツト
の符号１１Ｂｎへもどし、１０−８変換ｌｌ５３へ送出
する。１Ｏ−８変換器５３は、メモリで構成されており
、符号語Ｂｎに対応した８ビツトのデータ１ｌＡｎを復
興する０復調されたデータ語Ａｎは、並列−直列変換１
ｉ）５４で直列データ列に変換され、出力端５５から送
出される・ つｆＫ、１０−８変換ｗｂ５３のメモリでのデータの配
入例にっ＾て、ｓｒｓ表を用いて説明する０Ｍ　　　６
　　　表 ＃！６表に示したように、メモ、りのアドレスとして、
符号１１１Ｂｎの反転パタ−７全２進緻、で我わした１
０ビツトの値を用いるロデータ部には、符号語Ｂｎに対
応する８ビツトのデータ語Ａｎｔ−書き込んでおく。こ
のことは、＃Ｉ３表と第６表とを比較すればよく分かる
。ＺＤＣである符号語Ｂ０とＢｏについては、第３表と
第６表とはそのまま対応している。

しかし、ＬＤＣでは、１つのデータ語に対して表。

裏２つのパターンが存在するため、それぞれの符号語に
対して同じデータ語を書き込まなければならない。例え
ば、第６ｔＩに示し友ように１表パターンの符号１ｌＢ
ａとその裏パターンである符号＠Ｂａ’（＝Ｂａ）Ｋ対
して、同じデータ語Ａａｔ割り当てている。

以上、この発明の原理およびその実施例を示した訳であ
るが、この発明の原理により採用されるデータ変換のパ
ターンは、第２表゛に示したものに限るものではない。

まず、この発明による８−１０変換符号の特性をもう一
度表わすと次のようになる。

■　二値平衡符号である（直流成分を持たない）■　７
．　ｘ＝　ｌτ ■　”ｍｎ　−１τ ■　”ｍａ工工種４ ７だし、この発生確率を小さくするように制御している
口 ■　蓄積電荷量の積算値ｓｎ：　ｌ５ｎｌ”　４この発
明による新５−１ｏＱ換符号では、ＬＤＣに対して、Ｔ
工、Ｘの発生を小さくするように制御を行なったが、Ｚ
ＤＣに対しては行なって、りないＯそとで、ＺＤＣのう
ち一方の端に反転間隔２ｆｔ−持つ反転パターンの使用
を禁止することによシ％”ｗａｘの発生を防止すること
ができる口このような反転パターンを持つＺＤＣは２５
語あるため、仁れを除叶ば符号語は２４７１１となり、
データ語に対して９語不足するロ不足し九分は、劣化が
目立たない複数個の”データ語に対して同じ符号ｌＩを
割り当てる等の工夫をする必要があるＯ また、別の例として、次のような方法もある。

蓄積電荷量の積算値Ｓｎの範＠Ｉを狭くする友め、蓄積
電荷量Ｑｎが±４となる符号Ｓを除くこともできる。こ
の場合、該当する符号語は１８１！ある友め使用できる
符号語は２５４語となる。

また、この発明の実施例として、８−１０変換符号を例
として説明したが、これに＠定されるものではなく、一
般ＫＭ−Ｎ変換符号として構成できるＯここで、Ｍ、Ｎ
は、ＶＡＮの条件を満たす整数値である。

以上の説明から明らかな通り、この発明の原理に従って
符号の反転パターンに表、裏パターンを導入し、さらに
反転条件に従りて２つのパターンの反転を制御すること
Ｋより、次のよう′＆特徴を持つ新規な変調符号を構成
することができる０まず、二値平衡符号であるため、直
流成分を持たない。”ｍｉｎと”ｍ１ＬＸ　を比較すれ
ば、”ｍ１ＬＸが小さい口しかも、Ｔ、。の発生する確
率を小さくすることにより、変調出力信号の周波数スペ
クトラムが集中している・その友め、比較的狭い帯域の
伝送路を有効に利用することができる０ 以上のように、この発明の二値情報変調符号化方式は、
二値入力データ列をＭピッ）（Ｍは整数）毎に区切って
データ語を構成するプロツク化過１と、前記Ｎビットの
データ語をＮビット（Ｎは整数：　Ｎ）Ｍ　）の符号語
に変換して変調出力を得るＭ−Ｎ変換過和とを含み、前
記Ｎビットのデータ語に対応させる前記Ｎビットの符号
語として反転間隔長ｔ＠定した特定の反転パターンを使
用するとともに、蓄積電荷量が非零である反転パターン
をもつＮビットの符号語に対しては前記変調出力の蓄積
電荷量積算値および符号語間の反転間隔に応じてその反
転パターンのレベルを反転させた裏パターンを使用する
ので、直流成分を含まず占有帯域幅が狭く、シかもウィ
ンドウ幅は狭（ならないという効果がある口

【図面の簡単な説明】

ｌｓ１図は従来の８−１０変換符号の変調器および復調
器のブロック図、ｓ２図囚〜（２）は８−１０変換符号
におけるデータ語と符号語とのタイミングを示すタイ電
ング図、菖３図の（Ａ−１）、（Ａ−２）。 （Ｂ−１）、（Ｂ−２）は符号語の反転パターンを示す
波形図、第４図（思）〜（ｏ）　ｔｊ符号語の反転パタ
ーンを示す波形図、第５図はこの発明の実施例の８−１
０変換符号の変調器の構成を示すブロック図、第６図は
その反転制御器の異体構成を示すブロック図、ＩＪＩｉ
７図はこの発明の実施例の８−１０変換符号の復調器の
構成を示すブロック図である。 ２１・・・ブロック化器、２２・・・８−１０変換器、
２７・・・反転制御器、２３・・・反転器、２４−・・
ラッチ、２、５−・・並列−直列変換器、２６・・・変
調信号の出力端、５０・・・伝送路、５１・・・信号検
出器、５２−・・直列−並列変換器、５３・・・１０−
８変換器、５４・・・並列−直列変換器、５５・・・再
生信号の出力端第１図 第３図 ０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　二値入力データ列ｔＭピッ）（Ｍは整数）毎
   に区切ってデータ語を構成するブロック化過鵬と、前記
   ＮピットのデータｌｌをＮピット（Ｎは整数：Ｎ＞Ｍ’
   ）の符号語に変換して変調出力を得るＭ−Ｎ変換遥１と
   を含み、前記Ｎピットのデータ語に対応させる前記Ｎビ
   ットの符号語として反転間隔長を限定した特定の反転パ
   ターンを使用するとともに、蓄積電荷量が非零である反
   転パターンをもつＮピットの符号Ｗｉに対しては前記変
   調出力の蓄積電荷量積算値および符号語間の反転間隔に
   応じてその反転パターンのレベルを反転させ之裏パター
   ンを使用する二値情報変調符号化方式。 ０）　　前記反転パターンおよびその裏パターンは、前
   記変調出力の蓄積電荷量積算値が所定の範囲内でありか
   つ符号語間の反転間隔が所定値以上である場合に符号語
   間の反転間隔が狭くなるように前記反転パターンおよび
   裏パターンのうちいずれか一方を選択し１反転間隔が所
   定値以下の場合および蓄積電荷量積算値が所定の範８を
   越えた場合に前記蓄積電荷量積算値が小さくなるように
   前記反転パターンおよびその裏パターンのうちいずれか
   一方を選択する特許請求の範囲第（１）項記載の二値情
   報変調符号化方式。