JPS60109359A - 可変長符号変換方法 - Google Patents

可変長符号変換方法

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JPS60109359A
JPS60109359A JP21728583A JP21728583A JPS60109359A JP S60109359 A JPS60109359 A JP S60109359A JP 21728583 A JP21728583 A JP 21728583A JP 21728583 A JP21728583 A JP 21728583A JP S60109359 A JPS60109359 A JP S60109359A
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池谷 章
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山光 長寿郎
Ichiro Ogura
一郎 小倉
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    • H03M7/00Conversion of a code where information is represented by a given sequence or number of digits to a code where the same, similar or subset of information is represented by a different sequence or number of digits
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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 本発明はディジタ)V信号の伝送及び記録の際に適用さ
れる可変長符号変換方法に関するものである。
従来例の構成およびその問題点 一般に、ディジクル1g号を磁気記録する際の通信路符
号に必要な性質として、以下の5点が知られている。
(υ:最小磁化反転間隔Tユ 磁気記録肉生糸は高周波数成分を遮断する性質を有して
いるので、磁化反転が頻繁に起こるような符号は過当で
はない。従って、前記Tユ、は大であることが望ましい
(2):最大磁化反転間隔′■゛工 磁化反転なしかめまり長く続きすぎると、タロツク情報
を抽出することが内路になり、セルフクロック機能が得
られなくなるので、これを避けるために、前記Tあ、は
小であることが望ましい。
(3):検出窓幅′rw 再生信号のジッタや波形干渉によるピークシフト等の時
間軸変動に対する位相方向余裕の尺度であシ、大きい方
が望ましい。
(4):最小連続ビット数d ”0”及び”1”に関する連続ビット数の最小値であシ
、 d=Tよn/ 1”、。
で与えられる。
(5)二最大連続ビット数に パ0′”及び°11”に関する連続ビット数の最大値で
あり、 k = T、/1’い で与えられる。
以後、上記(4)、(5)の制約を課せられた符号を(
d、k)符号と呼ぶ。
ところで、(d、klf号を得るためには、Mピットの
データ語をMより大きいNピットの通信路符号語にf換
しなければならないが、上記′1゛いはれI−1ならな
い。
以下では、Mピットのデータ語をNピントの辿イぎ路符
号語に符号賀換する回路を変調回路とIt−1−ひ、逆
に、Nビットの通信路符号語をNビットのデータ語に逆
変換する回路を復調回路と呼ぶ。
従来上記層1点から種々の符号変換方法が提案されてお
9.3PM 、 HDN−3,2/3y換勾゛号などが
知られている。
3PMは前記定義に従えば、”’、rd+r= 1.5
T、T、、=6T、Tw= 0.5′l’、d=3、k
−12なる通信路符号である。
HDM−3は′r、、= 2T 1T、、=8.33T
、 ”1’、=0.33′r 、 d=6、k=25な
る通信路符号である。
2/3f換勾号は′I’、、、= 1.33T、 i4
= 5.33T、′l゛い=0.67′r、 d=2 
、k=8なる通信路符号でろる。
一方、d、kに対する′l″アの理論的な上限は既に知
られており(D、T、 Tang and L、R,B
abl 、 Informationand Cont
rol 、 17. No、 5. P、 436.1
970)、上記3拙の通信路符号に対してそれぞれ次の
ような値が得られる。
T ご0.545T (d = 3、k=12.3PM
 )Tw: 0.361T (d = 6、k=25、
HDM−3)Tw= 0.679T (d = 2、k
=8.2/3変換)従って上記3種類の通信路符号より
史に性能の優れた辿1ぎ路符号が存在する可能性がある
一般的に、同一のd、k及びTWを達成するのに、最も
効果的な符号変換方法は可変長符号変換方法である。こ
れは・、基本ビット長Nヤ7.の通信路符号語N1と、
ビット艮がN、、Inの1倍(1<i<i、、、i: 
’に数)のiN、ビットの通信路符号語N1を用い、基
本ビ飴に対応させる。こうすることにより、通信路符号
語の1゛□は となる。
同一のd、に、Twを満たすような固定長、つまシー=
1の通信路符号語長NFと、可変長つ1す11 、〉2
の通信路符号語長の最大値’w’ N−とでは、一般的
に下式が成り立ち、 Np 〉I[・NIl、In 司変長勾号の方が固定長よりも短い通信路符号語長で済
む。
しかしながら、このような(d、k)制限された可変長
符号を、最も効率良く、シかも体系的に<’=する可変
長符号変換方法はまた存在しない。
発明の目的 本発明は、使用する通イぎ路勾号語の左右1ihj端に
おけるllo”又は′1”の連続ビット数、通信路符号
語どうしの接続条件、通信路符号語の選別方法、及びデ
ータ語と通信路符号語との対応関係において、過当な規
則全定め、検出窓幅Twが一定、つま符号変換方法を提
供することを目的とするものである0 発明の構成 上記目的を達成するために、本発明は、最小ピット長を
Nvduとするとき、1以上i工(11〉2 、整数)
以下の整数値iに対して、i NT、nビットの通信路
符号語を用いる可変長符号変換方法において、dとkを
d〉2、d<kなる関係のある正の整数とし、dlを1
以上d−1以下の整数とするとき、各iに対してiNユ
□ビットにより得られる2 1111個の′″0゛′及
び°′1″より成る通信路符号語のうち、その左側りに
おける′1”の連続ビット数lがd□以上に−d+1以
下であシ、右側rにおける“°1”又は0”の連続ビッ
ト数rがd−d□以上に−d+1以下であり、LとRに
はさ址れた1)=iN紘−1−rビットの中間部分Bに
おけるIll”の連続ビット数と11011の連続ビッ
ト数のいずれもがd以上に以Fである通1ぎ路符号語と
、iN、1III+2 (d−1)<kかつiNユくに
−d+1が成り立つ場合にのみI N winピットす
べてが11111の通信路符号語とをその偶成要素とす
る通信路符号語をCCOとし、前記CCOと、このCC
Oのすべてのビットについて°′0”を′1”に、″l
′”を′+011に置き換えたCCUの裏パターンであ
る通信路符号語五とを用いる構成にしたもので、これに
より、(d、k)制限された可変艮通信路符号胎を効果
的に得ることができる。
実施例の説明 以下本発明の実施例を図面に基ついて説明する。
先づ規則について詳細に述べる。第11図faHb)は
IN、エビットの通信路符号語のパターンを示し、d及
びに制限を満たすために、次のような基準で通信路符号
語が選別される。
(11:d□を1以上d−1以下の整数とし、1111
1で始まるINBu(((1<l <111.I ’整
数2ビット艮の通信路符号語のそれぞれについて、通信
路符号語の左側りにおける−”の連続ビット数lと右側
Rにおけるe′0”とn t llの連続ビット数rが
次式(1) %式% に示す範囲にあり、b=iN、ニーl−rビットの中間
部分Bにおいては、dピット以J二にビット以下連続す
る″oT+と′°1”が父互に現われるような、LとB
とRによって構成される通信路符号語CCOと、このC
COのすべてのビットについて、0”を“l”に、61
”を°゛0゛′に置き換えたCCOの裏パターン石了と
を選ぶ。たたし、CCO及び百にはb=0のものも含む
(II) : (1)で選択した通信路符号語CCOの
うち、前記lがd−1以下である通信路符号語CWOと
その裏パターンてiをペアにし、それぞれのベアに対し
てテ゛−タ語を対応させる。
tnu :同じく、CCOのうち、前記lがd以上でめ
る通信路符号語CWIと、その裏パターン丁をベアにし
、それぞれのペアに対してテーク語を対応させる。
次に、上記C11〜(lll)で示した通信路符号語の
接続剤を示し、接続剤によりd及びに制限が満たされる
ことを明らかにする。ただし、l=i□、r=r□なる
第1辿信路符号語W1と、e=12、r = r 2な
る第2辿信路符号語W2の接続について考えるものとす
る。なお、以下ではWlの最終ビットをLBとする。
接続剤 WlにCWO又で時のいずれかを用いなければならない
とき、 とする。なせならば、LBが1”のときWl一台面とす
ると、−δ荀−のha1記り部はd−1ビツト以下の1
1011であるから、WlとWlの接続部にはd−1ビ
ア)以下の“0”が生じ、d制限に見反するので、この
場合W2 = CWOは適当でない。
逆に、W2= CWOのとき、WlのR部における−”
の最大連続ビット数はに−d+1であり、CWOのL部
における°“1”の最大連続ビット数はd−1であるか
ら、LB=”l”のWlとW2=CWOの接続部におけ
る“1”の最大連続ビット数はk(=に−d−1−1+
d”l)となる。
又、WlのR部には少なくともd−d□ビットの“l”
があり、CWOQL部の1゛1”の最小値はdoである
から、 LB−9′1”のWlとW2=CWOの接続部
には少なくともd(=d−d□十d□ンビットの11”
が存在し、d制限を満たす。
以上述べたことは、LB=″′0′″のときW2=−δ
荀−にする場合も全く同様に示すことができる。
次に、W2にCWI又は面のいずれかを用いなければな
らないとき、 (:++ : wtのR部における′1”の連続ビット
数がd以上のとき、W2−面 tlVl : WlのR部におけるt′0”の連続ヒ゛
ット数がd以上のとき、W2= CWI M:WlのR部に2けるII 01+の連続ビット数が
d−1以下のとき、W2= CWI とする。これは次の理由による。
まず(11)について、W2=石仔のL部における′0
”の連続ビット数はd以上に−d+1以下である。−力
、WlのR部はdビット以上に−d+1ビット以下の+
1”であるから、WlとW2=31の接続部でd、k制
限を満たす。
次いで(III)について、WlのR部の11”はd−
1ビツト以下であり、W2= CWIのL部の61″は
に−d+1ビット以下であるから、k制限を満たす。一
方、%V1のR部の+1”は少なくともd −d□ ビ
ットあり、W2=CW1のL部も少なくともd□ビット
あるからd制限をも満たす。
以上述べたように、(11)、i++:+なる接続間に
より、d、に制限金満たすことがわかる。なお、(IV
Iと(V)の接続間によってもd、に制限を満たすこと
は、(11)、++:1+の場合と同様にして示すこと
ができるが、ここでは省略する。
上記(1)〜tV)の接続間は、Wlのlく部における
+0”又は°“1″の連続ビット数がd−1以”ドのと
きE=“+0”、d以上のときE=″ピとなる値Eを定
める。
<L、C#ij’12CWO&Dcvvg Kツイテハ
F = ”O” 、1fll記CWI及び面については
F=”1”となる、つ1り前記り部における+0”又は
ピの連続ビット数がd−1以下か否かによって定まる1
1(1をFとすると、Wlに対してW2r畏パターンに
するならばY=”l”、婁パターンにしないならばY−
″ゲ′になる値Yは、接続間(1)〜(V)をLB、E
、Fを用いて真理値表にまとめた第1表によ9式(2)
で与えられることがわかる。
Y ” CLB十F)41.−+(LB$E月 −−−
−−°−+2)ただし、ll+Mは論理和、パ・″は論
理積、°゛の”は排他的論理和、°′−”は否定を表わ
す。
なお、iN、1nビツトすべてが+1”又は1f011
の通信路符号語、次式(3) %式%(3) が成り立ち、しかも前記接続間(i)〜tv+と第2図
より次式(4) %式%(4) が成り立つ場合にのみ、前記CCO及び貰fに含まれる
。このような連イぎ路符号語に対しては、F−It 1
11、E = 1“1”とすることにより、式(2)を
そのま1週用できることは明らかである。したがって、
このような通信路符号語が前記CCO及び■に含まれで
も、Iit前記接@ H’J (1) 〜(V)に父り
qt−xなく、’xこの通信路符号語はif+記CWI
及びCWIに属する。
以上述べたような通信路符り語に対する制約及び接続間
により(’d、k)符号が得られることを明らかにした
が、CCO及びて了に;廓するj由イ阿d各窄J号袷の
e、をできるたけ多くするため、nIJ、TB d 1
を次の110に選ぶ。
d′をd/2を越えない最大の整数とするとき、d□は
式(5)又は(6)のいずれかで与えられるものとする
d =d ・・・・・・ (5) d=d−d ・・・・・ (6) なお、dが偶数のとき、式(5〕と式(6)の結果は酋
−しくなる。
dIk式(5)又は式(6)に選ぷ埋山は次のとお9で
ある。式(lンの範囲内にあるlの値は(k−d+1−
d1+1)個りシ、同じくrは(k−d+1−d+d□
+1)個である。したがって、lとrの組み合わせの数
はとなり、d□=1のとき組み合わせの数は最大となる
。たたし、d□は正整数であるから、dが奇数のときに
は式(5〕及び式(6)で示す値のとき最大となる。
通信路符号語CCO及び面の個数は、lとrの組み合わ
せの数に比例するから、lとrの組み合わせの数が最大
のとき、ll七倍路符号語CCO及びて玉の数も最大に
なる。
以下ではdoと式(5)で与えられる値とするが、dが
奇数の場合でも同様の結果が得られることは百′)′1
.でもない。
以上述べたよりな制約を課せられた通信路符号語に対し
て、前記(1)〜(v)で示した接続料を適用した場合
において、d、に制限を満たす通信路符号が得られるこ
とを明らかにしだので、次に、これらの通信路符号語及
び接続条件に対して、可g艮符号変換方法を適用した場
合に、正しく変復調を何うだめの通信路符号語の選択条
件について説明する。
ビット長の異なる通1ば路符号語を用いた場合に、正し
く元のデータ給に復調するためには、ビット長の異なる
通信路符号語を接続した結束前られるビット列において
、それらの通信路符号語のめ境界を正しく判別できれば
良い。
宮い換えれば、使用する通信路符号語の最小値をNゎ1
1 %最大値をNa(=’よ・Nrtdn )とすると
き、N1 (= I I N Nn1.1<+ 1 ’
;−1#lK )ビットの通信路符号ra n IとN
2(−12Nユいl<+ 2 りlア)ビットの通信路
符号語n2を接続したとき、n□の先頭からX(N、 
<X<:Nユ)ビットが第3の通信路符号語n3に4t
シ<なければ、nlとn2の語境界は正しく判別できる
。すなわち、第3図に示すように、n□の先頭からN1
ビ7ト、Nあ、−□ビット、・・・、Xビット、・・・
N、十NWdnビットと順次調べていっても、それらは
いずれも使用している通信路符号語とは一致せず、結局
N1が活られて米たことがわかり、n□とn2の語境界
を正しく判別できる。以上述べたことが、使用する通信
路符号語のすべての接続について言えるならば、すべて
の語境界を正しく判別でき、正しい復調がなされること
になる。
上述の要件を満たす通信路符号語は次のようにしてめら
れる。ビット長がiNユ(1<、 i <、 iつ)の
上記(1)の構造をした通信路符号語をccoとし、そ
の個数を′r(ilとすると、一般的に、T (2i 
) > T(+I ・・・・・・・(8)なる関係を瀾
たす。たとえは、i=lの場f、2N、nビット艮の通
信路符号語ccoには、当1.Iピット艮の賄11路符
号語CCO,どうしの、前記(1)〜()で−腿に規定
される接続料によって得られるT(1)2個の2N、ユ
ビットの通信路符号語′語以外の通信路符号語、すなわ
ち、2N ビット独自の通信路符号語cc1をn 含んでいる。したがって、2N石ビット長の通信路符号
語としては、上記の2N4ビツト独自の通イぎ路符V袷
CCI及びその裏パターン百を用いることにより、N□
ビットの辿1d路符号語どうしの接続によって1′!す
られる2N石ビットのビット列とは一致しない。
同様にして、iN□(3くiくiH)ビット独自の通信
路符号語をめることができ、これらの通信路符号th 
CCI及びCCIを用いることにょシ、変調によって生
じるビット列中において、正しく、■境界を判別できる
。次に、本発明を具体的実施例を用いて詳細に説明する
が、以下では、通信路符号語とは前記CCI及び百に属
するものを指す。
実施例1 この実施例はd = 5、k=18、N、ヨ=5、Mよ
7=2、NBz” 30 、Ilz ” 6 、’I’
w=0.4′r s ’I’rmn” 2−1’、′騙
ニー7.2’l”なる通信路符号が借られるAJ賞艮/
l′:I号友換カ法である。本実施例で使用i」能な油
信路符i!l!−語は第2表(aJ (bJ (c)に
下す130個である(裏パターンは除く)。これらの通
信路符号語は先に述べたように、それぞれのビット長独
自の通信路符号語でめシ、いずれの逍1ゴ路符号語も、
前記(1)〜(Vlで規定される接続料に従うが@シに
おいては、他の通信路符号語どうしの接続によって生じ
るビット列には一致しない。
(以 下 余 白 ) 第2表(al 第2表(bl 第2表(cl 以下、具体例を用いて説明する。5ビ7トの通信路符号
語No、1、No、 2の通信路符号語を前記+II〜
(Vlの接続剤に従って接4ウテした結果のビット列は
次の4柚類である。
“J、1000”+100111” ([o、1+玉7
了)“11000”+”00000” (No、 1 
+N石、2)”11111”+’JIUOO” (No
、2+No、1)” 11111”十”ooooo” 
(No、 2 +No、 2)これら4柚類のピノ)[
が10のビット列は、第2表の10ビツトの鹿倍路勾号
詰・No、3〜N016とは明ら刀為に異っていること
カ・わかる。
同じく、15ビツトの通1H路計1Rのうち、No、]
5は、 “1110000000(JOOO(]”二”l 11
00(10000”十”00000”(No、l5QN
o、S +No、l)のように、10ビツトの通値路勾
号No、5と5ピツトの通信路符号語No、2の裏パタ
ーン−No、2を接続した形VCなっている。しかし、
1ifJ記接続則によれば、No、5とNo、2の接続
の場合、 ”1110000000”十”11111”= ”11
.xooooooorlll】”(No、 5 +Na
、 2 ) となる。したがって、No、15の通信路符号語は、N
o。
5とNo、2の接水ン≧によって生じたものではないこ
とがわかる。
第2表における他のすべての通信路符号語についても同
様のことが占える。
第2表には、谷通信路符号語に対応するデータ語を9?
記した。第2表より勿ら刀1なよう10、テ゛−であシ
、Tw= 0.4”l’も一定である。
データ語と通信路符号語の対応は次のようにして決めれ
ば良い。
(a):Tw−04Tで必るから、5ビツトの通信路符
号語には2ビツトのテークめを対応させる。
本実施例では、No、1の通信路符号語には1″00”
を、No、2の通信路符号語には“01”を対応させて
いるが、たとえば、No、1 = ”11”を、No、
2に” 10”を対応させても良い。要するに、2つの
5ビツトの通信路符号語には4つの2ビツトのデータ語
のうちの任意の2つを対応させれば良い。以下では第2
表の対応を例にと9説明する。
(b):データ袷″00”、+01”については、対応
する通信路符号語が存在するので間廟はない。
しかし、データ語”io”、If 1. +1にはこれ
らに対応する5ビツトの通信路符号語は存在しないので
、10ビツトの通信路符号語を対すさせるが、このまま
ではデータ語と通信路符号語のビット長の地が2:5に
はならない。したがって、+01”、+11”で始する
4ビツトのデータ語に10ビツトの抽1ば路符号語を対
応させる。10ビツトの通1ぎ路符号語は4つおるので
、”Ill”で始葦る4つのデータ語には、それぞれ対
応する通信路符号Mflが存在する。
(c) : (bJと同様にして、lf 1111で始
壕る4つの4ビツトのデータ語を袖うために、15ピツ
トの通信路符号語を用いる。この時、データ語も6ビツ
トになる。このようなデータ語はL′11”で始まる1
6個である。15ビツトの通信路符号語は9個であるか
ら、”11”で始まる6ビツトのデータ語のうち、“1
10000”カラゝ’111(JOO”までは対応する
通信路符号語が存在する。
(d):同様に、”111001f)O”〜”1111
0011”までのデータ語とNo、16〜No、 31
の20ビツトの通信路符号語を対応させる。
(e) : ”1111010000”〜”11111
10001”址でのデータ語とNo、32〜No、65
の25ビツトの連1ぎ路符号語を苅にさちせる。
(f):’111111001θ00”〜” 1111
11111111 ”までのデータ、i1′寺は56個
である。一方、30ビツトの曲信路勾号、i行数は65
個であるから、上記12ビツトのデータ語にはすべて、
30ビツトの通信路符号語が対応する。
以上(al〜(f)によシ、データビット列のすべての
組み合わせに対して、通信路符号語が対応する事になり
、賀詞が一意になされる。
本実施例の変調回路のブロック図を第4図に示す。以下
変調回路の動作について、第4図を用いて説明する。な
お、データビット列に苅するクロックをf、1(bit
s/s) 、皿i=路符号語に対するクロッタをf r
 (=2 F 6 ) (b+ts/s )とする。
まず、データビット列として、次式(9)のビット列を
仮定する。なお、式(9)前後にはデータビット列は存
在せず、式(9)の囚がデータビット列の始1シである
とする。
動作O:12ビットよりなるシフトレジヌクutJは、
式(9)の先頭から12ビツト、つ−f 、Qα= ”
01111]、111111”7取シ込む。
動作1:シフトレジスタ四に取り込まれた12ビツトは
、コントロールパルメ発生回路uvがらのコントロール
パルスCPによって、12ヒツトよりなるラッチ回路@
に取り込まれる。このときの、ラッチ回路titりの内
容もや(はり、前記αである。
ラッチ回路−に取り込まれた12ビツトは・、符号変換
回路時の入力端子に印加される。符号変換回路(6)で
は、印加されたデータ語に対わする通信路符号語CWと
、CWの前記り部における°゛1″の連続個数がd以上
か否かを表わす値F(d以上ならF = ”1”、d−
1以下ならF−11011)と、NtJ記R部における
パ0”又は1”の連続ビット数がd以上か否かを表わす
値E(d以上ならE’=”1”、d−1以下ならばE=
10”)、及びCWのビット数NがNお=5の何倍かを
表わす値I(N=5の時、■=“’(101′′、N=
100時I=”010”、N=15の時l=I′011
′−N=20の時I = ”100”、N=25の時に
1−” 101”、N=30の時l=“110”)を出
力として送出する。
第3表に符号変換回路時の入出力対応表をボす。なお、
第3表における°゛X゛′は無関係な値を惹味する。第
3表から明らかなように、(以 下 余 白〕 符号変換回路α釜の入出力特性は、その人力に加えられ
た12ビツトのうち、先頭からiMユ=2i(lくi<
6)ビットが、第2表の21ビツトのデータ語のいずれ
かに等しいときには、その21ビツトに対してのみ変調
が行われるよりになっておれば良い。
今の場合は、祠−号変換回路Q4の入出力は第3表のN
o、1の場合に4′目当し、変調はαの最初の′°(丹
”に対してのみ行われ、°゛01”に続<10ビツトの
値には関係ない。便って、符号変換回路03の出力には
、曲倍路符+j語CW−”11111”、F−u、u、
El−11111及びI−”001”が現われる。
動作2:#1作1の結果得られるlの値は、ただちにコ
ントロールパルス発生回路Uυに送られる。
コントロールパルス発生回路Ovは、このIの値を基に
して、シフトレジスフ四が2XIビツトシフトした事f
、検出し、コントロールパルスCPを発生させる。
今の場合、I = ”001”であるから、シフトレジ
スタ四の最初の2ビツト、つ1り前記σのうち、 α=e′旦ill 111 ]月J” の下線部がシフトレジスタu(Jからシフトアウトサし
た後にコントロールパルスCPが発生する。
動作3:動作2で発生したコントロールパルスCPによ
り、勾−号変俣回路u4の出力に現われているCW= 
”11111”はパラレル−シリアル裳換イj;す弔に
取9込まれ、frのクロックで順次送り出される。
一方、F及びEの値は反軸制御し」路すtK取り込まれ
、Fは1つ1iilに送出された通信路符号語CWのE
の餉Eと、腋終ビット保拉回路四に保持されているC〜
νの最終ビア+−Lt3と共に用いられて、前記(1)
〜Mの接耽則Vc従って、CWを衷パターンにして送出
1−るか舎かを制御する信号Yを排他的論理ねケー)(
17)に加える。
なお、央パターンにする場合はY=”1”、さもなけれ
はY −”0”であるから、Yl−1,式(2)で与え
られる。
今の場合、最初のデータ語であるから、LB及びEは初
期値II Q IIに設定しである。したがって、F=
”1”であることにより、式(2)からY=”1”とな
るので、CW= ”11111”は裏パターンで送出さ
れる。
動作4:動作3と平行して、動作2で発生したコントロ
ールパルヌCPはラッチ回路(ロ)に加えられ、肋だな
12ビツトがラッチ回路(2)に取り込まれる。今の場
合は、動作2の所で述べたように、この時点ではシフト
レジスタ(100内谷は、式(9)における1′01”
に続<12ビツト、つlす β = 1f111111111111”であるから、
ラッチ回路a4の内界もβになる。
そして、再ひ動作1〜4を緑、!ll返し、ラッチ回路
(6)の内界が式(9)の0111111111111
1”に続く f = ”111000011110”になり、この1
@に対して動作1〜4を繰し返す。
式(9)のデータビット列に対する、第4図の賀詞回路
のタイムチャートを第5図に示す。
第5図における各記号は、上記動作0〜4の説明で用い
たものと同じである。なお、第5図における破線は同時
刻を表わす。又、tlx”′は無関係な値であることを
ボす。
次に、復調について説明する。先に述べたように、変調
によって作られるビット列において、語境界を正しく判
別できれば、正しい復調がなされる。又、本実施例で用
いている通1g路符号語としては、接続によって生しる
ビット列における語境界を正しく判力11できるもの′
(Il−煎んである。したがって、後読回路のブロック
図は第6図のようになる。以下、ゆ副回路の動作につい
て、第6図を用いて説明する。
まず、通信路符号語として、式(9)のデータまた、式
四の−が通信路符号語の始まシであるとする。
動作O:30ビットよシなるシフトレジスタ…は弐四の
先頭から30ビツト、つまり Q’ =”00000111110000000000
0000001111 ”を取や込む。通信路符号語の
始まりを検出する方法は、マークパターンを用いるなど
の公知の技術を採用するものとする。
動作1:シフトレジスタ(7)に取り込1れた30ビツ
トは、コントロールパルス発生回路〜+gからのコント
ロールパルスCPによって、30ビツトよりなるラッチ
回路に)に取り込まれる。ラッチ回路−〇内容もやはり
前記αと同じである。
ラッチ回路に)に取り込まれた30ビツトは符号逆y換
回路■の入力端子に加えられる。祠号逆震換回路役では
、加えられた30ビツトに対応するデータ語DWと、D
Wのビット数MがMユニ20伺倍かを表わす値1(M=
2の時1−” 001”、M=4)llel =”01
0”、M = 6の時I = ”011”、M=8の時
1 = ”100”、八1−10の時I = ”101
” 、M = 12の時1 = ”】10”)を出力と
して逆出する。
第4表に行号逆斃俣回路(功の入出力苅紐表の一部を示
す。なお、第4表の入力欄の横線はその部分の値には無
関係であることを示す。
ただし、備考欄にボした倚すは、第2表の通信路符号語
に付した蕾号であり、第6図の符号逆父換回路曽の入力
に、たとえに、パ月111 ”で始葦る30ビツトのビ
ット列が送られて米だとしても、七の30ビツトの先頭
から10ビット以上の部分に、第4表の廂考欄に示す甫
号の曲1B路qq号語が存在すれは、油伯路勾号蘭” 
11111”に対地AするデータNUf“01″ケ出力
しない。−例として、第4表のNo、9の通信路符号語
第2表のNo、121に寺しく、これは第4表のNo、
1の備考欄に記載されているから、第4表のNo、9の
先頭5ビツトがNo、lの11111”に寺しくとも、
この場合の出力データ語は”01”で1″1:なくて、
“111111111111”となる。
逆に、表4表のN091とNo、9を接続して得られる
上記のビット列 の先頭から5i(i=2.3.4.5.6)ビットは第
4表No、1の備考欄に示す通信路符号語のいずれにも
寺しくない。したがって、通信路符号語”IIJII”
に対にンするデータ語°゛01”が出力となる。
以上のような入出力対応表を用いることにより、l[!
11ト路符号胎の語境界を正しく判別できる0 今の場合は、符号逆変換回路に)の入出力は第4表のN
o、1の裏パターンの場合に相当し、符号逆/R換回路
峙の出力lこは、テ゛−り胎DW=+01”、■−10
01”が現われる。
動作2:動作1の結果後られる1の1向はただちにコン
トロールパルス発生回路r、3])に送られる。
コントロールパルス発生回路6])は、このIの1直を
基にして、シフトレジスタに)が5XIビツトシフトし
たJ$を検出し、コントロールパルスCPを発生させる
今の場合、1−°ゞ001”であるから、シフトレジス
タ…の最初の5ビツト、つまりIflJ記αのうち、先
頭から5ビツトの’ooooo”がシフトアウトでれた
後に、コントロールパルスCPが発生する。
動作3:動作2で発生したコントロールパルスCPによ
り、勾号逆変換回路(2)の出力に現われているDW 
= ”01 ”はパラレル−シリア/I/霊換益曽に取
り込まれ、順次送り出芒れる。
動作4:動作3と半行して、動作2で発生したコントロ
ールパルスCPはラッチ回路C+漫にも加えられ、岬r
たな30ビツトが取り込まれる。
動作2の所で述べたように、シフトレジスフ四の内容は ρ′二゛″11111000000000000000
011.1110000”となり、ラッチ回路いρの内
容もやけシρとなる。ヤして、再ひ動作1〜4を緑9返
し、データ語として”111111111111”f:
得る。さらに、ラッチ回路製の内容が ” +1 T = 0f)011111111111111110
0(JOOIIIIII”に対して動作1〜4を繰り点
して、データ語として、“’111000”?得る。つ
−チリ、弐0りに対するデータ語は ”0111.1111111111111000”とな
り、これは先に変調回路の動作の説明のときに抜足した
(9)式のテークビット列(イ)、8)及び(C1に等
しくなり、正しい復調がな芒れだことになる。
以上述べた友復調回路の侮成並ひに動作は、不来施例に
限らす、本発明の目」変長ネゴサ貧俟方法によって得ら
れる、すべての通信路符号に層剤できる。
以上述べたように、d=5、k=18、′にO94′r
1 T、n1n=2T11゛ゎ=7.21なるm自t回
路勾−号を得ることができ、同じく′1゛い=2′rを
7−たす促来のHDM−3に対して、Twは21%もム
くなり、さらにTヶも15%小さくすることができる不
実施例のiJ f長符号変換方法は、変復調回路の構成
も簡単であることから、グイジタル画像伝送、記録への
応用時その実用的効果は非常に大きい。
実施例2 この実施例はd=6、k=16、N紘=6、Mユニ2、
′l゛ N、=24.1つ=4 、′■’W= 、 、、T、ニ
ー2T 、 T−= 167/3〜5.33Tなる通信
路符号が得られる可翼調符号y換方法である。本実施例
で使用可能な通信路符号dtは第5表に示す49個であ
る(果バクーンは除く)。
第5表には各辿1ぎ路符号譜に対応するデータ語のと同
様Vこして挑められ、データ語と通信路符号語との対応
関係も実施例1の場合と同様にして得られる。
本実施例のiJ友調符号変倶方法によって得られる通信
路符号は、従来のHDM −3に比べて、1゛□、1゛
ヨ、fj:同等で、kは9小さく、従ってT、は36%
小さくなる。
第5表 以上述べたように、本実施例の符号友侠方禾により、従
来のHDM −3に比べT工が36%も小さい通信路符
号が得られ、七の実用的効果は非常に大きい。
実施例3 この実施例はd=3、k=12、N□=15、NI+1
,1−8、8 N、、=30 、 i、、= 2 、T −−1” ”
d 0.533T 、 T、、I、 =1.6T 。
 15 1゛よ−6,4’Yなる通信路勾号が得られる用狭長符
号変換方法である。本実施例で使用可能な通信路符号語
り数は、ビゾトシがNユニ15ピントのものが180、
ビット長が30ビツトのものが、19502ある。又、
15ビツトの180個の通信路符号語には、下記の範囲
の8ビツトのデータ語 ”oooooooo” 〜 110のユασシ1′1を
対応させ、30ビツトの辿イば路勾・母語には、下記の
範囲の19456個のテ゛−り語を対応させる。したが
って、30ビツトの3IJ1制路符号I″101101
0000000000”〜“111111111111
1111”I′Ijうの9ぢ、19502−19456
 =46個の通イぎ路符号胎梢ζ ゴh せ 2 本実施例のjII質長符長符号変換方法る可友長の通信
路符号は、従来の3PMに比べd及びkは等しく、Tw
が約67%広くなるという待シをイ〕する。
実施例4 この実施例はcl=2、k=7、N1,11.ト3、M
ユニ2.2 4T Ng、z −15、’1llK” 5 、T T ” 
067T 、%+” a 夕3 1.33T 、 T−一−M′r =467′rなる通
信路符号語司父長符号食挨方法である。本実施例で使用
rtJ能な辿(!w!r符号語は第6表に示す20個で
ある(央パターンは除く〕。第6表にVま各通信路9寸
号語に対応するデータ語の一例も併記した。これらの通
信路符号語が可変長の通信路符号語として遇していゐこ
とは実施例1の場合と同様にして姓められ、データ語と
通信路符号語との対応関係も実施例1の場合と同様にし
て得られる。
なお、本実施例の場合には、9.12及び15ビツト独
自の通信路符号語が第6表以外にも存在し、第7表に示
すように6個ある。しかしながら、とれらの通信路符号
語は第5表の通信路符号語とはM用でA斤いへど台−d
次4I/11士わtljl C,カーでふA−第7表 第6表と第7表の通信路符号gt5を混用した場合には
、12ビア)以」二の辿1H路符¥語は不用となり、第
7表のたとえはNo、1の通信路行υIff’lにテー
クtl↑“111111”全対応させられる。しかしな
がら、この場合には第6表No、 3の通信路符号1治
と第7表NO4】の辿倍路符S語全做続するとF記のよ
うに“111(JOOooolll” No、7 七の下線部VC第6表のNo、7の通信路符号1)どう
現われてし昔い、111記復調アルゴリズムに、しり、
これは復調誤りとなる。
以上の事は、6ビツト独自のJILI信路祠号語に母語
れない“1 ]、 1111”又は、” (l O00
00”が9ヒ゛ツトのJ出倍路勾号胎の011記り部及
びR部のいずれにも現われ#ることに原因がある。この
ような場合には、6ビツト連続する1”又は0”ψよL
部又は1く部のいずれか一方にしか#11われないよう
な辿伯路%+−号−語會用いなければならない。第6表
においては、6ビツト連続する“1”又は0”はR部に
のみ現われるような通信路符号語を用いている。したが
っ第8表 で、第8表に示すような、6ビツト連続する0”又は“
1”’kL部にのみ限定した通信路符号語でも、第6表
の場合と同じ効果が得られる。
上赴のような、iNNカフット連続する“1”又は°“
0”が、1Naiyrビツト畏独自の通信路符号語には
含まれないで、(i + 1 )Nmlnmlnピット
の通信路符号語のL部及びR部のいずれにも現われるの
は、先に述べた事から明らかなように、式(3)が成り
立ち、かつ、式(4)が成り立たない場合でおる。
すなわち、iNユが式0υの範囲にある場合には、(i
+1)N−ビット以上U)通信路符号語りL部とR部の
制約条件は、式(3)のかわりに式曹又は弐04のいず
れ刀ニ一方となる。
k Zd +2 < rN7n<k d +1 ・・・
(”)d、り/’<:iN、7.−1 、d−dlりr
<k−d+] ・・−Ua又は dlりl<k−d+1 、d−d□<r<iN、、、−
1−(II本来施例の場合、k−2cl+2=5、k 
−d + 1 = 6、Nお=3よシ、i=2で式Uυ
を満たし、先の具体的な説明と一致する。
このようにして得られる本実施例の口」変表符号父換方
法による通信路符号は、従来の2/3装侠qQす・に比
べて、d及び1゛W(グ等しく、kを1だけ小さくする
ことができ、2/3変挨符号よりも昌密度記録及び高速
伝送に血しており、その実用的効果は大きい。
発明の効果 以上本発明の可変調符号変換方法は、通信路符母語の左
右両端における”0”及び”1”の連続個数に制約を設
け、ビット長の異なる通信路符号語の選択−+適切に行
うことにより、たとλ−ば実施例1〜4で示したように
、従来のHDM −3に比べて、′rwが21%広く、
′I’ 、、、が15%小さい(5,18)符号や、1
゛ユが36%小さい<6.16)勾号、従来の3PMに
比べ′I′ッが67形広い(3,12)符号、及び従来
の2/3変換符号に比べてkが1小ざい(2,7)勾号
などを比較的簡単な回路)t4成により得ることができ
、ディジクル画像伝送、磁気記録、又はディジタルオー
ティオ記録への応用等、その実用効果は非常に大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図(aHblはiN1ビットの通信路符号語のパタ
ーンを示す図、第2図はすべてが“′1”の通信路符号
語が存在するための条件を示す図、第;3図は通信路符
号語の語境界の判別全説明する図、第4図は本発明の口
」変長符号質換方法の実施例1における友調回路のブロ
ック図、第5図は実施例1における父調回路のタイムチ
ャート、第6図は実施例1における復調回路のグロック
図である。 四−・・・シフトレジスタ、uuua−”コントロー/
L//<ルス発生回路、四G34・・・ラッチ回路、(
13−=符号斐換回路、uw■・・・パラレル−シリア
l′しy換器、al・・・反軸制御回路、(15・・・
最終ビット保持回路、07)・・・排他的論理和ケート
、曽・・・符す逆変侯回路代地人 森 本 我 弘 第を図 第2図 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 最小ビット長をNm1nとするとき、1以上1つ(
    iつ〉2、整数)以下の整数値iに対して、lN17ビ
    ントの通信路符号語を用いる可変長符号変換方法におい
    て、dとkをd〉2、d〈kなる関係のある正の整数と
    し、dlを1以上d−1以下の整数とするとき、各iに
    対してlN1m1rヒツトにより得られる2 1N、、
    +1個の0′”及びパ1”より成る通信路符号語のうち
    、その左側りにおける9′1”の連続ビット数lが61
    以上に−d+1以下であり、右側rにおける−”又は+
    0”の連続ビット数rがd−61以上に−d+1以下で
    あシ、LとRにはさまれたb=iNニー1− rビット
    の中間部分Bにおける′1”の連続ビット数と”0”の
    連続ビット数のいずれもがd以上に以下である通信路符
    号語と、iNユ+2(d−1)<kかつiNmlR<:
     k d +1が成り立つ場合にのみiNユビットすべ
    てが+1”の通信路符号語とをその構成要素とする通信
    路符号語をCCOとし、前記CCOと、このCCOのす
    べてのビットについて′fO”をパ1”に、″1”を“
    O″に置き換えたCCOの裏パターンである通信路符号
    語石とを用いる可変長符号y捜方法。 2、 通信路符号語CCO及びiについて、lがd−1
    以下であるかないかを表わす(+(j Fと、rがd−
    1以下であるかないかを表わす餉Eと、通信路符号語C
    CO又は丁に属する2つの通信路符号語W1とW2を接
    続する場合における第1の通信路符号語W1の最終ビッ
    トLBとを用いて、第2の通信路符号語W2を前記裏パ
    ターンにするかどうかを選択することを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の可変長符号変換方法・ 3 lがlくd−1のときF=“O”、I>dのときF
    =”1”、かつrがrくd−1のときE = ”0”、
    r〉dのときE=“1”とし、W2を裏/+ターンにす
    る場合にはy=”i”、そうでないときはY−“+0”
    となる値Yを、6+”を論理和、“・”を論理積−の”
    を排他的論理和、−”を台足とするとき、 の式で与えることを特徴とする特許請求の範囲第2項記
    載の可愛長符号変換方法。 4、 通信路符号@ CCO及び百に属する、jNna
    nビットの通信路符号語のうち、iNよ、ビットより短
    い通信路符号語どうしの接続によって生じるiNっビッ
    トの通信路符号語をすべて削除した結果得られる通信路
    符号語CCI及び石了を用いることを特徴とする特許請
    求の範囲第3:JJI記載の可愛長符号変換方法。 5、 データ語最小ビット長Mヨを通信路符号語最小ビ
    ット長N、より小さい正整数とするとき、lの値に対し
    て、iMヨビットのデータ語に通信路符号語CCI及び
    R1に属するiN□7ビツトの通信路符号語をベアとし
    て対応させる定とな9、かつ、通信路符号語どうしの接
    続によって生じるビット列中の”0”の連続ピット数と
    パ1”の連続ビット数が共にd以上に以下になることを
    特徴とする特許M末の範囲第4項記載の可愛長符号変換
    方法。 6、dが3以上であることを特徴とする特許請求の範囲
    第5項記載の可質艮祠Jij−父換方法。 zd′をd/2を越えない最大の整数とするとき、d、
    =dであることを特徴とする特許請求の範囲第5項又は
    第6項記載のiJ変長符号斐換方法。 8、dが奇数の場合において、dlがd及びd′を用い
    てd□=d−dであることを特徴とする特許請求の範囲
    第5項又は第6項記載の可変長符号変換方法。 9、d=5、k=18、M、工=2、N、−5、iアニ
    ロであることを特徴とする特許請求の範囲第7項又は第
    8項記載の可変長99号変換方法。 10、d=6、k−16、J’(##fi= 2 、N
    mn= 6 、lHz” 4であることを特徴とする特
    許請求の範囲第5項の可変長符号変換方法。 11、d=3、k =12、MTldn=8 、N論=
    15.1つ=2であることを特徴とする特許請求の範囲
    第5項又は第6項記載の可愛長符号変換方法。 12、iNmI、Iがk −2(d−1)<1NR1R
    <k−d+1なる範囲の値である場合において、通信路
    符号語CCI及びR1のうち、(i+1)N、gビット
    以上の通信路符号語については前記I及びrが、d く
    l<、に、−d十iかつd−dl<r<iN、、1.−
    1又は dl <l り1Ny4H1かつd d□<r<k d
     +1の2つの式で表わされる範囲のどちらか一方の範
    囲にある通信路符号語を用いることを特徴とする特許請
    求の範囲第5項又は第6項記載の可変長符号変換方法。 13、 61がdK等しいことを特徴とする特許請求の
    範囲第12項記載の可変長石・号変換方法。 14、dが奇数の場合において、前記d□がdとd′の
    差d□=d−dであることを特徴とする特許請求の範囲
    第12項記載の可変長勾−+j変換方法。 15、d=2、k ” 7 、M7B =2 、N11
    1+1 =3 、iヨ=5であることを特徴とする特許
    請求の範囲第13項記載の司変長勾号変換方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0244580A (ja) * 1988-08-05 1990-02-14 Canon Inc データ記録装置

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