PT789910E

PT789910E - Metodo para converter uma serie de palavras de informacao de m-bit num sinal modulado, metodo de producao de um transportador de registos, um dispositivo de codificacao, um dispositivo de gravacao, um sinal, assim como um transportador de registos

Info

Publication number: PT789910E
Application number: PT96926545T
Authority: PT
Inventors: Kornelis Antonie Schouh Immink
Original assignee: Koninkl Philips Electronics Nv
Priority date: 1995-09-01
Filing date: 1996-08-26
Publication date: 2001-11-30
Also published as: CN1909097A; DE69612955T4; AU703791B2; ES2159040T4; AU6666796A; HUP9801354A3; MX9703161A; RU2153200C2; JPH10508456A; PL320006A1; CN1909097B; GR3036397T3; ZA967261B; EP0789910B1; US5790056A; CN1516175A; DE69612955D1; CN1331148C; CN1166225A; HK1004699A1

Description

DESCRIÇÃO

MÉTODO PARA CONVERTER UMA SÉRIE DE PALAVRAS DE INFORMAÇÃO DE M-BIT NUM SINAL MODULADO, MÉTODO DE PRODUÇÃO DE UM TRANSPORTADOR DE REGISTOS, UM DISPOSITIVO DE CODIFICAÇÃO, UM DISPOSITIVO DE GRAVAÇÃO, UM SINAL, ASSIM COMO UM TRANSPORTADOR DE REGISTOS A presente invenção diz respeito a um método para converter uma série de palavras de informação de m-bit num sinal modulado, sendo m um inteiro, método no qual uma palavra de código de n-bit é entregue para cada palavras de informação recebida, sendo n um inteiro superior a m e as palavras entregues são convertidas num sinal modulado, e em que a série de palavras de informação é convertida numa série de palavras de acordo com as regras de conversão, de modo a que o sinal modulado correspondente satisfaça um critério previamente determinado, e em que as palavras de código sejam espalhadas em pelo menos um primeiro grupo de um primeiro tipo e pelo menos um grupo de um segundo tipo, enquanto que a entrega de cada uma das palavras de código que pertençam ao grupo do primeiro tipo estabelecem um primeiro tipo de estado de codificação determinado pelo grupo associado, a entrega de cada uma das palavras de código que pertençam ao grupo do segundo tipo estabelece um segundo tipo de estado de codificação determinado pelo grupo associado e pela palavra de informação associado à palavra de código entregue e, quando uma das palavras de código é atribuída à palavra de informação recebida esta palavra de código é seleccionada de um grupo de palavras de código que depende do estado de codificação estabelecido quando a palavra de código precedente foi entregue enquanto que os conjuntos de palavras de código pertencentes aos estados de codificação do segundo tipo não contêm quaisquer palavras de código em comum, em que o grupo do segundo tipo compreende pelo menos uma palavra de código associada com uma pluralidade de palavras de informação entre as quais a palavra de informação respectiva se pode distinguir fazendo a detecção do conjunto respectivo do qual a palavra de código seguinte faz parte. A presente invenção refere-se ainda a um método para a produção de um transportador de registos no qual é gravado um sinal obtido de acordo com o referido método. A presente invenção refere-se ainda a um dispositivo de codificação destinado a desempenhar um método de acordo com o reivindicado, compreendendo este dispositivo 1 um conversor de bit de m para n destinado a converter as palavras de código n-bit num sinal modulado. A presente invenção refere-se ainda a um dispositivo de gravação no qual é usado um dispositivo de codificação deste tipo. A presente invenção refere-se ainda a um sinal. A presente invenção refere-se ainda a um veículo transportador de registos no qual o sinal é registado.

Tais métodos, tais dispositivos e um tal transportador de registos são conhecidos na Patente WO 95/22802 (correspondente ao Pedido de Patente Europeia n° EP-A-94 200 387.2, PHN 14746). O documento refere-se a um método para converter uma série de informações de palavras de m-bit num sinal modulado, sendo este método designado EFM+. Para cada palavra de informação da série é entregue uma palavra de código n-bit. As palavras de código entregues são convertidas num sinal modulado. As palavras de código são distribuídas através de pelo menos um grupo de um primeiro tipo e pelo menos um grupo de um segundo tipo. Para a entrega de cada uma das palavras de código que pertençam ao grupo do primeiro tipo, o grupo associado estabelece um estado de codificação do primeiro tipo. Quando uma palavra de código pertencente ao grupo do segundo tipo é entregue, é estabelecido um estado de codificação do segundo tipo. Uma palavra de código é atribuída à palavra de código recebida seleccionada de entre um grupo de palavras de código que depende do estado de codificação estabelecido. Os conjuntos de palavras de código que pertençam aos estados de codificação do segundo tipo são disjuntos. O conjunto seleccionado de entre os conjuntos de codificação possíveis do segundo tipo é determinado pela palavra de informações associada à palavra de código entregue. Isto permite a associação de várias palavras de informações com a mesma palavra de código, sendo o estado de codificação diferente. Neste método de codificação, o número de combinações únicas de bit que podem ser usadas pelas palavras de código na série é aumentado, aumentando deste modo a eficácia de codificação. O sinal modulado obtido deste modo pode ser reconvertido em palavras de informação fazendo primeiramente a conversão do sinal modulado numa série de palavras de código e de seguida passando uma palavra de informação para cada uma das palavras de código da série na dependência da palavra de código a ser 2 convertida e ainda na dependência dos valores lógicos dos bits da cadeia de bit que se encontram situados em posições previamente determinadas relativamente à palavra de código, valores lógicos esses que são indicativos do estado de codificação previamente estabelecido. Adicionalmente, são revelados um dispositivo de gravação e um dispositivo de leitura.

Os componentes de baixa frequência do sinal modulado podem interferir com outros parâmetros do sistema, como sejam os servo-sinais de um sistema de gravação. Muito embora o método de conversão anteriormente descrito tenha como resultado um sinal modulado com um conteúdo de baixa frequência limitado, existe a necessidade de diminuir os componentes de baixa frequência. É, deste modo, um objecto da presente invenção proporcionar meios destinados a efectuar a conversão adaptados para reduzir o conteúdo de baixa frequência do sinal modulado.

De acordo com um primeiro aspecto da invenção, este objecto é alcançado com um método de acordo com o descrito no primeiro parágrafo, caracterizado por, após o estabelecimento do primeiro tipo de estado de codificação, ser seleccionada uma palavra de codificação ou pertencente a um conjunto que seja de um estado de codificação distinto do primeiro tipo, não se violando os critérios previamente determinados na dependência de um conteúdo de baixa frequência do sinal modulado.

De acordo com outros aspectos da presente invenção este objecto é conseguido com um sinal, com um dispositivo de gravação e com um método destinados à produção de um transportador de registos, de acordo com o reivindicado nas reivindicações de 2 a 12. As medidas de acordo com a presente invenção apresentam a vantagem de o conteúdo de baixa frequência (por vezes referenciado como DC) do sinal modulado poder diminuir, mantendo a mesma eficácia de codificação das informações. A presente invenção será descrita de uma forma mais detalhada sendo feita referência às Figuras de 1 a 9, nas quais: A Fig. 1 mostra uma série de palavras de informação, uma série correspondente de palavras de código e um sinal modulado; 3 A Fig. 2 ilustra um transportador de registos; A Fig. 3 ilustra um porção consideravelmente ampliada do transportador de registos da Fig. 2; A Fig. 4 ilustra um dispositivo de gravação; A Fig. 5 ilustra um dispositivo de descodificação e de reprodução; A Fig. 6 ilustra um dispositivo de codificação;

As Figs. 7 e 8 ilustram tabelas nas quais é estabelecida a relação entre as palavras de informação e as palavras de código; A Fig. 9 ilustra o espectro de frequência de um sinal modulado; A Fig. 1 ilustra três palavras de informação m-bit consecutivas, neste caso palavras de informação de 8 bit que se encontram referenciadas por 1. As informações relativas aos métodos de codificação podem ser encontradas no livro de K.A. Schouhamer Imminik intitulado “Coding Techniques for Digital Recorders” (ISBN 0 - 13 - 140047 - 9). No referido livro, por exemplo, é descrito o designado sistema de modulação EFM que é usado para registar informações nos Designados Discos Compactos. O sinal modulado com EFM é obtido fazendo a conversão de uma série de palavras de informação de 8 bit numa série de palavras de código de 14 bit, sendò inseridos três bits de fusão nas palavras de código. As palavras de código são seleccionadas de modo a que o número mínimo de “0” bits situado entre os Ί” bits seja d (2) e o número máximo seja k (10). Esta limitação é também referenciada como sendo a limitação dk. A série de palavras de código é convertida, através de uma operação de integração de modulo 2, num sinal correspondente formado com células de bit possuindo um sinal de valor alto ou baixo, sendo um “1” bit representado no sinal modulado por uma alteração do valor de sinal alto para o valor de sinal baixo, sendo o oposto também possível. Um bit “0” é representado pela falta de uma mudança do valor do sinal numa transição entre duas células de bits. Os bits de fusão são seleccionados de tal modo que mesmo nas regiões de transição entre duas palavras de código a limitação dk é satisfeita e por o sinal correspondente no designado valor de soma de sinal em funcionamento permanecer substancialmente 4 constante. O valor de soma de sinal em funcionamento num determinado momento deve significar a diferença entre o número de células de bit que apresentam um valor de sinal elevado e o número de células de bit que apresentam um valor de sinal baixo, calculado ao longo da porção de sinal modulado situada antes deste momento. Um valor de soma de sinal em funcionamento substancialmente constante significa que o espectro de frequência do sinal não compreende componentes de frequência da área das baixas frequências. Um tal tipo de sinal é ainda referenciado com sinal isento de DC. A falta de componentes de baixa frequência no sinal é muito vantajosa quando o sinal é lido a partir de um transportador de registos em que o sinal é registado no trilho pois, nesse caso, é possível o controlo contínuo das pistas sem sofrer qualquer efeito a partir do sinal registado. O registo de informações apresenta uma necessidade constante de aumentar a densidade das informações no transportador de registos. Na Fig. 1, as três palavras de informação 1 apresentam os respectivos valores de palavra “24”, “121” e “34”. Esta série de 3 palavras de informação é convertida em três palavras consecutivas de código de n bit, neste caso palavras de 16 bit que se encontram referenciadas como 4. As palavras de código 4 formam uma corrente de bit composta com bits que apresentam o valor lógico "0" e bits que apresentam o valor lógico “1”. A conversão das palavras de informação é tal que na corrente de bit o número mínimo de bits que apresentam o valor lógico “0” posicionado entre dois bits que apresentam o valor lógico “1” é d e o máximo é k, em que d é igual a 2 e k é igual a 10. Uma tal corrente de bit é frequentemente referenciada como uma corrente RLL (RLL = Run Length Limited) com uma limitação dk. Os bits individuais das palavras de código serão adicionalmente referenciados como x1, ..., x16, em que x1 indica o primeiro bit (a partir da esquerda) da palavra de código e x16 indica o ultimo bit da palavra de código. A corrente de bit formada pelas palavras de código 4 é convertida num sinal modulado 7 por intermédio de uma operação de integração de modulo 2. Este sinal modulado compreende três porções 8 de sinal de informação representativas das palavras de código 4. As porções de sinal de informação compreendem células de bit 11 que podem possuir um valor H de sinal elevado ou um valor L de sinal baixo. O número de células de bit por porção de sinal de informação é igual ao número de bits da palavra de código associada. Cada bit de palavra de código que apresenta um valor lógico “1” encontra-se indicada no sinal modulado 7 por intermédio de uma transição de uma célula de bit possuidora do valor de sinal elevado para uma célula de bit possuindo o valor de sinal baixo, ou o seu recíproco. Cada bit da palavra de código que apresenta o valor lógico “0” 5 encontra-se indicado no sinal modulado 7 pela falta de um valor de mudança de sinal na transição de bit da célula.

Adicionalmente, o espectro de frequência do sinal modulado 7 tem de incluir substancialmente nenhuns componentes de baixa frequência. Expresso de outro modo, o sinal modulado 7 deverá ser isento de DC.

De seguida será feita uma descrição detalhada de uma forma de realização do método de acordo com a presente invenção, por intermédio do qual pode obter-se o sinal modulado.

Existe, em primeiro lugar, um requisito relativamente às palavras de código que, no interior da limitação dk se encontra satisfeito. O conjunto de todas as palavras de código possíveis que satisfaçam a limitação dk é dividido em pelo menos um grupo do primeiro tipo e pelo menos um grupo do segundo tipo. Quando uma palavra de código é entregue de um dos grupos do primeiro tipo, é estabelecido um estado de codificação que depende exclusivamente do grupo do primeiro tipo ao qual a palavra de código entregue pertence. Quando uma das palavras de código do grupo de primeiro tipo é entregue, é estabelecido um estado de codificação que depende tanto do grupo do primeiro tipo como da palavra de informações representada pela palavra de código distribuída. Na forma de realização descrita na presente, podem distinguir-se dois grupos do primeiro tipo, isto é, um primeiro grupo G11 que compreende palavras de código que terminam em bits que apresentam um valor lógico “0”, em que a é um inteiro igual a 0 ou igual a 1, e um segundo grupo G12 de palavras de código que terminam em b bits possuindo um “0” lógico em que b é um inteiro igual ou inferior a 9, e igual ou superior a 6. O estado de codificação estabelecido pelo primeiro grupo G11 do primeiro tipo será de aqui em diante referenciado como S1. O estado de codificação estabelecido pelo segundo grupo G12 do primeiro tipo será, de aqui em diante, referenciado como S4. A forma de realização a ser descrita na presente conhece somente um grupo do segundo tipo. Este grupo compreende palavras de código que codificam em c bits possuindo um valor lógico “0”, em que c é um inteiro igual ou superior a 2 e igual ou inferior a 5. Este grupo será de aqui em diante referenciado como G2. No exemplo a ser descrito na presente, dois estados de codificação, isto é, S2 e S3, podem ser estabelecidos por intermédio da combinação de uma palavra de código e de uma palavra de informação associada. 6

Quando as palavras de informação são convertidas em palavras de código, uma palavra de código que pertença a um conjunto de palavras de código, dependendo do estado de codificação, é destinada à palavra de informação a ser convertida. Os conjuntos de palavras de código que pertençam aos estados de codificação S1, S2, S3 e S4 serão, de aqui em diante, referenciadas como V1, V2, V3 e V4, respectivamente. As palavras de código nos conjuntos são seleccionadas de modo a que cada corrente de bit possa ser formada por uma palavra de código de entre o grupo que estabeleceu um estado de codificação e uma palavra de código arbitrária do conjunto estabelecido por este estado de codificação satisfaz a limitação dk. No caso em que o estado de codificação S4 é estabelecido pela entrega da palavra de código previamente distribuída e o estado de codificação denota, deste modo, que a palavra de código anterior termina numa corrente de bit possuindo um valor “0” lógico superior ou igual a 6 e igual ou inferior a 9, o conjunto de palavras de código V4 que é estabelecido pelo estado de codificação S4 só pode compreender palavras que começam com um máximo de 1 bit possuindo o valor lógico “0”. Por essa razão, as palavras de código que começam com um maior número de bits que possuem o valor lógico “0” apresentarão áreas de transição entre a palavra de código entregue anteriormente e a palavra de código a ser entregue, áreas em que o número de bit sucessivos que apresentam o valor lógico “0” não será sempre igual ou inferior a 10 e, deste modo, não irão satisfazer a limitação dk. Por razões similares, o conjunto V1 compreende somente palavras de código que começam com um número de bit que possuem o valor lógico “0” que é igual ou superior a 2 e igual ou inferior a 9.

Conjuntos V2 e V3 de palavras de código que pertençam aos estados de codificação S2 e S3 contêm somente palavras de código que começam com um número de bits que apresentam um valor lógico "0” igual ou superior a 0 e menor ou inferior a 5. As palavras de código que satisfazem esta condição são disseminadas através dos dois conjuntos V2 e V3, de modo a que os conjuntos V2 e V3 sejam preferencialmente tal que não contenham quaisquer palavras de código comuns. Os conjuntos V2 e V3 serão de seguida referenciados como conjuntos disjuntos. A dispersão das palavras de código através dos conjuntos V2 e V3 é preferencialmente de tal modo que, com base nos valores lógicos de um número limitado de p bits pode ser determinado a qual dos conjuntos uma determinada palavra de código pertence. No exemplo anteriormente descrito, a combinação de bit x1 ... x13 é usada com esta finalidade. As palavras de código do conjunto V2 podem ser reconhecidas da combinação de bit x1 ... x13 = 0,0. As palavras de código do conjunto V3 são então reconhecíveis a partir da combinação x1 ... 7 x13 que não é igual a 0,0. É feita uma distinção entre as palavras de código que estabelecem um estado de codificação S1 (grupo G11) na entrega, as palavras de código que estabelecem um estado de codificação S2 ou S3 (grupo G2) na entrega, e as palavras de código que estabelecem o estado de codificação S4 (grupo G12) na entrega. O conjunto V1 compreende 138 palavras de código do grupo G11, 96 palavras de código do grupo G2 e 22 palavras de código do grupo G12. Será notório que o número de palavras de código diferentes no conjunto V1 é menor do que o número de palavras de informação de 8 bit diferentes.

Como as palavras de código do grupo G2 são sempre seguidas por uma palavra de código do conjunto V2 ou de uma palavra de código do conjunto V3 e, adicionalmente, com base na palavra de código a seguir a uma palavra de código do grupo G2 pode ser estabelecido a qual dos conjuntos esta palavra de código pertence, uma palavra de código do grupo G2 seguida por uma palavra de código do conjunto V2 pode ser inequivocamente distinguida da mesma palavra de código do grupo G2 mas seguida de uma palavra de código do conjunto V3. Expresso de um modo diferente, quando as palavras de código são atribuídas a uma palavra de informação, cada palavra de código do grupo G2 pode ser usada duas vezes. Cada palavra de código do grupo G2 conjuntamente com uma palavra de código aleatória do conjunto V2 forma uma combinação única de bit que é inseparável da combinação de bit formada pela mesma palavra de código e por uma palavra de código aleatória do mesmo conjunto V3. Isto significa que as 138 combinações únicas de bit (palavras de código) do grupo G11 podem ser usadas para o conjunto V1, as 22 combinações únicas de bit (palavras de código) do grupo G12 e s 2°96 combinações únicas de bit (palavras de código do grupo G2 combinadas com palavras de código subsequentes) do grupo G2. Isto traz o total de combinações de bit únicas úteis para 352. O número de combinações de bit únicas formadas com as palavras de código dos conjuntos V2, V3 e V4 são, respectivamente, 352, 351 e 415. A Fig. 2 ilustra, a título exemplificativo, um transportador de registos 120 de acordo com a presente invenção. O transportador de registos é de um tipo detectável opticamente. O transportador de registos pode ser ainda de um tipo diferente, por exemplo, de um tipo legível magneticamente. O transportador de registos compreende padrões de informação dispostos em pistas 121. A Fig. 3 ilustra uma porção 122 muito ampliada das pistas 121. O padrão de informações na porção do trilho 121 ilustrada na Fig. 3 compreende 8 primeiras secções 123, por exemplo, áreas intermédias que se encontram assentes entre as marcas. As primeira e segunda secções alternam numa direcção da pista 125. As primeiras secções 123 apresentam primeiras propriedades detectáveis e as segundas secções 124 apresentam segundas propriedades que podem ser distinguidas das primeiras propriedades detectáveis. As primeiras secções 123 representam células de bit 12 do sinal binário 7 que apresenta um nível de sinal, por exemplo, o sinal L de nível baixo. As segundas secções 124 representam as células de bit 11 que apresentam outro nível de sinal, por exemplo o sinal de nível alto Η. O transportador de registos 12 pode ser obtido criando em primeiro lugar um sinal modulado e posteriormente dotando o transportador de registos com o padrão de informações. Caso o transportador de registos seja de um tipo detectável opticamente, o transportador de registos pode ser então obtido com técnicas de elaboração de copiões e de réplicas por intermédio de técnicas conhecidas com base no sinal modulado 7. A Fig. 4 ilustra um dispositivo de gravação destinado a gravar informações, em que é usado o dispositivo de codificação de acordo com a invenção, por exemplo, o dispositivo de codificação 140 ilustrado na Fig. 6. No dispositivo de gravação a linha de sinal para entregar o sinal modulado é ligado a um circuito de controlo 141 para uma cabeça de gravação 142 ao longo da qual se move um transportador de registos 143 de um tipo que permite a sua gravação. A cabeça de gravação é de um tipo habitual sendo capaz de introduzir marcas que apresentam mudanças detectáveis no transportador de registos 143. O circuito de controlo 141 pode ser ainda de um tipo habitual e gerar um sinal de controlo para a cabeça de gravação como resposta ao sinal modulado aplicado ao circuito de controlo 141 de modo a que a cabeça de gravação 142 introduza um padrão de marcas que corresponde ao sinal modulado. A Fig. 5 ilustra um dispositivo de leitura em que é usado, por exemplo, um dispositivo de descodificação 153 de acordo com o abaixo descrito. O dispositivo de leitura compreende uma cabeça de leitura de um tipo habitual destinada a ler um transportador de registos de acordo com a presente invenção, transportador de registos esse que transporta um padrão de informações que corresponde ao sinal modulado. A cabeça de leitura 150 produz então um sinal análogo de leitura modulado de acordo com o padrão de informações que foi lido pela cabeça de leitura 150. O circuito de detecçâo 152 converte este sinal lido de uma forma habitual num sinal binário que é aplicado ao circuito de descodificação 153. 9

Uma forma de realização do dispositivo de descodificação 153 consiste por um conjunto lógico que implementa o inverso da função de codificação. Usando as tabelas de codificação descritas na Fig. 7, as palavras podem ser decodificadas de um modo único observando uma palavra de código de 15 bit, o par x1x3 formado pelos 1o e 3o bits da palavra de código ascendente e o número de zeros com os quais a palavra de código anterior terminava. Numa formula (ver formula de descodificação descrita mais adiante), a função inversa pode ser descrita como

Bt = H'1 (Xt-1, Xt, Xt+1.X1, Xt+1.x3)

Note-se que a observação dos 9 bits de última posição da palavra de código anterior Xt-1 é suficiente. Do anteriormente descrito pode ver-se que a propagação de erro se encontra, no máximo, limitada a um byte, o conjunto lógico que traduz (9+15+2) bits de canal em 8 bits de utilizador pode ser facilmente reduzido explorando algumas propriedades do código. O avanço de 2 bit é essencialmente um bit (indicando o estado 2 ou 3) e o atraso de 9 bit pode ser reduzido para 2 bits (indicando os estados 1, 2, 3 ou 4). A imobilização é, deste modo, necessária de (2+15+1) bits para 8 bits. A Fig. 8 ilustra uma forma de realização para um dispositivo de codificação 140 de acordo com a presente invenção, por intermédio do qual pode ser levado a cabo o método acima descrito. O dispositivo de codificação encontra-se disposto para converter as palavras de informação de m-bit 1 em palavras de codificação de n-bit 4 e o número de estados de codificação distintos pode ser indicado por s bits. O dispositivo de codificação compreende um conversor 60 para converter sinais de entrada binários (m+s+1) em sinais de saída binários (n+s+t). Das entradas do conversor m, as entradas são ligadas a um bus 61 para receber palavras de informação de m-bit. Das saídas do conversor n as saídas são ligadas a um bus 62 para distribuir as palavras de código de n-bit. Adicionalmente, entradas s são ligadas a um bus 63 de s-bit para receber uma palavra de estado que indica o estado de codificação actual. Uma palavra de estado é, por exemplo, entregue por uma memória temporária 64 sob a forma de trocas. A memória temporária 64 tem s entradas ligadas a um bus 58 para receber uma palavra de estado a ser armazenada na memória temporária. Para entregar as palavras de estado a serem armazenadas na memória temporária, são usadas saídas s do conversor 60 as quais são ligadas à bus 58. 10 A bus 62 está ligada às entradas paralelas de um conversor 66 de paralelo para série o qual converte as palavras de código 4 recebidas através da bus 62 numa corrente de bit em série a ser fornecida através de uma linha de sinal 67 a um circuito modulador 68 que converte a corrente de bit no sinal modulado 7 a ser distribuído através da linha de sinal 70. O circuito modulador 68 pode ser de um tipo convencional, como seja por exemplo o integrador modulo-2.

Para além das palavras de código e das palavras de estado, o conversor aplica a uma bus 75 para cada combinação recebida de palavras de informação e de palavras de estado, informações que - indicam se, para a palavra de estado associada, a palavra de código ou um par de palavras de código são atribuídos à palavra de informação associada, indicam para cada uma destas palavras atribuídas a mudança dDSV do valor de soma digital provocado pela palavra de código da forma que esta mudança teria para um sinal de valor elevado no inicio de uma porção de sinal de informação correspondente a esta palavra de código, - indica se o número de bits Γ na palavra de código é par ou impar.

Para a transferência de informações para um circuito de selecção 76, o bus 75 é ligado a entradas do circuito de selecção 76. O circuito de selecção calcula um DSV dinâmico para uma porção do sinal modulado. Esta porção pode começar num ponto arbitrário no passado ou numa palavra de sincronização. Numa outra forma de realização o DSV pode ser também calculado para uma porção futura mas nesse caso é necessária uma memória para armazenar de um modo temporário as possíveis sequências de palavras de código.

Com base nestas informações, o circuito de selecção 76 entrega um sinal de selecção que indica se a palavra de código a dar entrada no bus 62 com a palavra de informação apresentada tem de aumentar ou diminuir o valor de DSV. Este sinal de selecção é aplicado ao conversor 60 através de uma linha de sinal 77. Deste modo, a palavra de informação destina-se a ser convertida de acordo com as relações indicadas nas tabelas da Fig. 8b. Ainda de acordo com a presente invenção, o conversor estabelece se é possível uma selecção de diferentes estados de codificação do primeiro tipo. Para as tabelas da Fig. 8, isto pode ser aplicável para as palavras de informação 87 - 255 e para 11 os estados 1 ou 4. Para a palavra de código efectiva dos outros conjuntos do primeiro tipo o conversor 60 verifica, caso a limitação dk seja satisfeita, se a limitação dk não é violada, sendo a palavra do outro conjunto seleccionavel. Nesse caso, a selecção do conjunto a ser usado é baseada no sinal de selecção. O conversor 60 pode compreender uma memória ROM na qual as tabelas de palavras de código ilustradas nas Figs. 8a ou 8b são armazenadas nos endereços determinados pela combinação de palavras de estado e por palavras de informações aplicadas às entradas do conversor. Em resposta ao sinal de detecção, os endereços das localizações de memória são seleccionados com as palavras de código correspondentes à tabela ilustrada na Fig. 8a ou os endereços das localizações de memória com as palavras de código correspondentes à tabela ilustrada na Fig. 8b. Uma memória ROM similar pode ser usada para uma tabela de codificação da figura 7, memória essa que deve então compreender localizações para os bits “não importam” conforme indicado por x.

Na forma de realização ilustrada na Fig, 6, as palavras de estado são armazenadas na memória 60. De um modo alternativo, é possível fazer derivar, por um circuito de portas, somente as palavras de estado de entre as palavras de estado entregues ao bus 62. A Fig. 7 ilustra uma tabela de codificação de acordo com a presente invenção. Os parâmetros deste exemplo são d = 2, k = 14, velocidade = 8/15, sendo suprimidos os conteúdos condicionais, a propagação do erro encontra-se limitada a, no máximo, um byte. Adicionalmente apresenta um padrão de sincronização único de 20 bit e usa somente 4 tabelas para codificação e descodificação.

Um codificador para esta forma de realização é um dispositivo com uma entrada de 8 bit, uma saída de 15 bit e um estado interno que é função do tempo (discreto) o principio de funcionamento pode ser representado por uma máquina convencional de estado finito, um conceito que é bem conhecido no campo das teorias da computação e da automação. O codificador pode ser modelado com quatro estados, dizemos que os estados estão ligados por cantos, e os cantos estão, por sua vez, rotulados com etiquetas que são designadas como palavras de código. Uma palavra nesta forma de realização é uma sequência de 15 bit que obedece às limitações dk prescritas. Cada um dos quatro estados é caracterizado pelo tipo de palavras que entram no referido estado da forma seguinte: 12 - Palavras que entram no Estado 1 terminam com um “um”

Palavras que entram no Estado 2 e no Estado 3 terminam com (2, .... 8) filas de “zeros" as palavras que saem dos estados são escolhidas de modo a que a concentração de palavras que entram num estado e das que saem de um estado obedecem à limitação dk. Por exemplo, as palavras que saem do estado 1 começam com uma extensão de pelo menos dois zeros. As palavras que emergem do estado 2 e do estado 3 satisfazem as anteriormente mencionadas limitações de extensão mas satisfazem ainda outras limitações. As palavras que saem do estado 3 foram seleccionadas de modo a que o primeiro bit x 1 (msb), e o terceiro bit x 3 são ambos iguais a zero. Do mesmo modo, as palavras que saem do estado 2 são caracterizadas pelo facto de dois grupos x1x3 não serem iguais a 00. Obviamente, os conjuntos de palavras que saem do estado 2 ou do estado 3 não apresentam palavras em comum, ou seja, os dois conjuntos são disjuntos. Os atributos dos quatro estados implicam que qualquer passagem pelo gráfico passando de estado para estado cria uma sequência com limitação dk fazendo a leitura das palavras etiquetadas para os cantos que unem os estados. O gráfico de codificador é definido em termos de três conjuntos: as entradas, as saídas e os estados, e duas funções lógicas: a função de saída H() e a função de estado seguinte G(). O código de palavras específico, indicado como Xt, transmitido pelo codificador no instante t é uma função da palavra de informações Bt que entra no codificador, mas depende ainda do estado particular, St, do codificador. Do mesmo modo, o estado seguinte no momento t+1 é uma função de Bt e de St. A função de saída H() e a função de estado seguinte G() podem ser escritas como

Xt = H(Bt, St)

St + 1 = G(Bt, St)

Ambas as funções encontram-se descritas por quatro listas com 258 entradas, conforme se encontra ilustrado na Fig. 7. A primeira coluna ilustra as palavras de informação 0 -255. A segunda coluna dá as palavras de código para o Estado 1 e a terceira coluna dá o estado de codificação seguinte (indicado por 1, 2, 3 ou 4). As colunas restantes indicam os respectivos estados S2, S3 e S4. Os estados de codificação S1 e S4 são de um 13 primeiro tipo, conforme descrito no documento EFM+. Os estados de codificação S2 e S3 são de um segundo tipo. As palavras são escritas com notação NRZI. Nas primeiras 16 filas da figura 7 alguns bits são indicados como “x” (o que significa que não importam). Isto indica, que para esta posição de bit, podem ser usados um 0 ou um 1. Deste modo, duas palavras emparelhadas encontram-se disponíveis para pada palavra de informação, diferindo apenas numa posição. Este grau de liberdade deve ser usado de modo a minimizar o conteúdo LF do sinal modulado, também indicado como controlo DC (DCC).

Na tabela de codificação da figura 7, as palavras foram emparelhadas desde a palavra de informação 132 até à 255 no estado S4 com as palavras correspondentes em S1. Conforme descrito com o controlo DC, uma palavra de S1 pode ser seleccionada em vez da palavra de S4, enquanto no estado de codificação S4. Para a fácil descodificação, as palavras emparelhadas em S1 não devem fazer parte do conjunto de S4. Caso sejam usadas palavras comuns em V1 e em V4, estas devem ser atribuídas à mesma palavra de informação. Isto apresenta a vantagem de uma palavra de código poder ser descodificada de um modo único, sem saber o estado estabelecido. O controlo DC é possível de dois modos distintos. Em primeiro lugar, caso a tabela apresente um “não importa” na tabela de saída, podemos usar este grau de liberdade para optimizar o somatório digital a decorrer. Em segundo lugar, caso o estado corrente seja s = 4 e se as limitações de extensão com a palavra de código anterior Xt - 1 o permitirem (ou seja, se uma sobreposição de Xt - 1 e H (Bt, 1) não violarem a limitação dk). Na forma de realização ilustrada na Fig. 7 foi conseguida uma característica adicional pela limitação de que também G (Bt, 1) = G (Bt, 4). Isto tem como resultado que as mesmas palavras de código são geradas consecutivamente na palavra de código corrente. Isto tem a vantagem de, num sistema em que a decisão de qual a palavra de código a escolher para DCC é adiada, as correntes de sequências possíveis diferirem somente num local (na palavra de código corrente). Isto facilita os requisitos em termos de memória e em termos de cálculo para a unidade DCC. A corrente alternativa é seleccionada, o que minimiza a soma digital corrente da sequência codificada. A densidade espectral de energia da forma de realização encontra-se ilustrada na Fig. 9.

Um padrão de sincronização é regularmente acrescentado ao sinal modulado. A definição de um padrão único e fiável é uma sequência de 20 bit x0010 00000 00000 00001. Imediatamente antes do início do padrão de sincronização, o codificador encontra-se num 14 determinado estado, que designamos por s. o valor efectivo do msb do padrão de sincronização, indicado por x, é orientado por s da forma seguinte. Se s = 2 o x é configurado como 1 ou então x = 0. Após a transmissão do padrão de sincronização o codificador é previamente configurado para o Estado 1.

Para as outras tabelas de codificação elaboradas de acordo com restrições semelhantes será também possível usar as palavras emparelhadas de S4, enquanto no estado de codificação S1. Contudo, com a tabela da Fig. 7 não podem ser usadas palavras pois as limitações d, k serão violadas. Uma tabela de codificação diferente com um número distinto de estados de codificação do primeiro tipo ou palavras de código de atribuição diferentes ou comprimentos de palavras m e n diferentes, pode ser construída em que o grau de liberdade para a livre selecção de m dos estados de codificação do primeiro tipo fazendo a atribuição das palavras emparelhadas pode ser usada para melhorar as propriedades de baixa frequência do sinal modulado. A Fig. 8 ilustra uma tabela de codificação com uma relação de 8/16. Deste modo, m = 8 e n = 16, sendo as limitações dk d = 2, k = 10. As colunas são organizadas como na Fig. 7, mas não é usado o símbolo x para indicar uma palavra dupla, sendo, ao invés, dada uma tabela de substituição. A Fig. 8a ilustra a tabela de código principal e a Fig. 8b ilustra uma tabela substituta separada para as palavras de informação 0 - 87. As palavras de código da tabela substituta podem ser seleccionadas para o controlo DC, conforme descrito no documento EFM+ da técnica anterior. Nesta forma de realização, quando no estado 1 ou 4, de acordo com a invenção pode ser seleccionada uma palavra de código do outro estado do primeiro tipo, o estado 4 ou 1, respectivamente. Podem, adicionalmente, ser acrescentados padrões de sincronização. Os padrões de sincronização apresentam um padrão único para se destinguirem facilmente, por exemplo, uma violação da limitação k pela inclusão de uma série de k + 1 zeros. Após um padrão de sincronização o estado é reconfigurado para um determinado valor, por exemplo o estado 1. A Fig. 9 ilustra os resultados de uma simulação por computador do código da Fig. 7. A Densidade de Energia Espectral é calculada por comparação com a frequência que é dada com relação à frequência de bit. Um bom desempenho para o código da relação 8/15 encontra-se ilustrado pela curva. 15

Lisboa, 10 A00.2001

Por Koninklijke Philips Electronics N.V.

Arco da Conceição, 3,1?- 1100 LISBOA 16

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Método para converter uma série de palavras (1) de informação de m-bit num sinal modulado (7), sendo m um inteiro, método no qual uma palavra (4) de código de n-bit é entregue para cada palavra (1) de informação recebida, sendo n um inteiro superior a m e as palavras (4) entregues são convertidas num sinal modulado (7), e em que a série de palavras de informação é convertida numa série de palavras de acordo com as regras de conversão, de modo a que o sinal modulado (7) correspondente satisfaça um critério previamente determinado, e em que as palavras de código (4) sejam espalhadas em pelo menos um primeiro grupo de um primeiro tipo (G11, G12) e pelo menos um grupo de um segundo tipo (G2), enquanto que a entrega de cada uma das palavras de código que pertençam ao grupo do primeiro tipo (G11, G12) estabelece um primeiro tipo de estado de codificação (S1, S4) determinado pelo grupo associado, a entrega de cada uma das palavras de código que pertençam ao grupo do segundo tipo (G2) estabelece um segundo tipo de estado de codificação (S2, S3) determinado pelo grupo associado e pela palavra de informação (1) associada à palavra de código (4) entregue e, quando uma das palavras de código (4) é atribuída à palavra de informação recebida (1) esta palavra de código é seleccionada de um grupo (V1, V2, V3, V4) de palavras de código que depende do estado de codificação (S1, S2, S3, S4) estabelecido quando a palavra de código precedente foi entregue enquanto que os conjuntos (V2, V3) de palavras de código pertencentes aos estados de codificação (S2, S3) do segundo tipo não contêm quaisquer palavras de código em comum, em que o grupo do segundo tipo compreende pelo menos uma palavra de código associada com uma pluralidade de palavras de informação entre as quais a palavra de informação respectiva se pode distinguir fazendo a detecção do conjunto respectivo do qual a palavra de código seguinte faz parte, caracterizado por após o estabelecimento do primeiro tipo de estado de codificação (S1, S4) ser seleccionada uma palavra de código de entre o conjunto que pertence ao estado de codificação estabelecido ou de um conjunto que pertença a um estado de codificação diferente do primeiro tipo, enquanto não é violado o critério previamente determinado na dependência de um conteúdo de baixa frequência do sinal modulado.
2. Método de acordo com o reivindicado na Reivindicação 1, caracterizado por a um valor de soma digital corrente ser estabelecido como uma medida para o conteúdo de 1 baixa frequência, valor que é determinado ao longo de uma porção do sinal modulado (7) e indica, para esta porção, o valor actual de uma diferença entre o número de células de bit que apresentam um primeiro valor e o número de células de bit que apresentam um segundo valor, enquanto que as palavras de código seleccionáveis apresentam efeitos opostos no valor de soma digital e a palavra de código é seleccionada de modo a que o valor de soma digital continue a ser limitado.
3. Método de acordo com o reivindicado na Reivindicação 1, caracterizado por o sinal modulado satisfazer como critério previamente determinado que cada número de células de bit sucessivas que apresentem o mesmo valor de sinal digital seja de pelo menos d + 1 e no máximo k + 1.
4. Método de acordo com o reivindicado na Reivindicação 3, caracterizado por d ser igual a 2 e k ser igual a 10.
5. Método de acordo com o reivindicado na Reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizado por m ser igual a 8 e n ser igual a 16.
6. Método de acordo com o reivindicado na Reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizado por as palavras de código em conjuntos que pertençam a um estado de codificação do primeiro tipo e atribuídas a uma palavra de informação estabelecerem o mesmo estado de codificação.
7. Método para a produção de um transportador de registos (120) em que o transportador de registos (120) se encontra dotado de um padrão de informações (123, 124) que representa um sinal modulado (7) gerado pelo método para converter uma série de palavras (1) de informação de m-bit num sinal modulado (7), sendo m um inteiro, método no qual uma palavra (4) de código de n-bit é entregue para cada palavra (1) de informação recebida, sendo n um inteiro superior a m e as palavras (4) entregues são convertidas num sinal modulado (7), e em que a série de palavras de informação é convertida numa série de palavras de acordo com as regras de conversão, de modo a que o sinal modulado (7) correspondente satisfaça um critério previamente determinado, e em que as palavras de código (4) sejam espalhadas em pelo menos um primeiro grupo de um primeiro tipo (G11, G12) e pelo menos um grupo de um segundo tipo (G2), enquanto que a entrega de cada uma das palavras 2 de código que pertençam ao grupo do primeiro tipo (G11, G12) estabelece um primeiro tipo de estado de codificação (S1, S4) determinado pelo grupo associado, a entrega de cada uma das palavras de código que pertençam ao grupo do segundo tipo (G2) estabelece um segundo tipo de estado de codificação (S2, S3) determinado pelo grupo associado e pela palavra de informação (1) associada à palavra de código (4) entregue e, quando uma das palavras de código (4) é atribuída à palavra de informação recebida (1) esta palavra de código é seleccionada de um grupo (V1, V2, V3, V4) de palavras de código que depende do estado de codificação (S1, S2, S3, S4) estabelecido quando a palavra de código precedente foi entregue enquanto que os conjuntos (V2, V3) de palavras de código pertencentes aos estados de codificação (S2, S3) do segundo tipo não contêm quaisquer palavras de código em comum, em que o grupo do segundo tipo compreende pelo menos uma palavra de código associada com uma pluralidade de palavras de informação entre as quais a palavra de informação respectiva se pode distinguir fazendo a detecção do conjunto respectivo do qual a palavra de código seguinte faz parte, caracterizado por após o estabelecimento do primeiro tipo de estado de codificação (S1, S4) ser seleccionada uma palavra de código de entre o conjunto que pertence ao estado de codificação estabelecido ou de um conjunto que pertença a um estado de codificação diferente do primeiro tipo, enquanto não é violado o critério previamente determinado na dependência de um conteúdo de baixa frequência do sinal modulado.
8. Dispositivo de codificação (140) compreendendo um conversor (60) de m para n bit destinado a converter as palavras de informação de m bit em palavras de código de n bit, e meios (66, 68) destinados a converter as palavras de código n bit num sinal modulado, e meios de estabelecimento de estado (60, 64) destinados a estabelecer um estado de codificação na entrega de uma palavra de código por parte do conversor, estando os meios de estabelecimento de estado dispostos de modo a estabelecer um primeiro tipo de estado de codificação (S1, S4) para cada uma das palavras de código entregues pertencentes a um grupo (G11, G12) do primeiro tipo cujo estado é determinado pelo grupo associado, e para estabelecer um segundo tipo de estado de codificação (S2, S3) para cada uma das palavras de código que pertençam ao grupo do segundo tipo (G2) cujo estado é determinado pelo grupo associado e peça palavra de informação associada à palavra de código entregue, e o conversor (60) de m para n bit compreende meios para seleccionar uma palavra de código correspondente à palavra de informação de um conjunto (V1, V2, V3, V4) de 3 palavras de código que depende do estado de codificação (S1, S2, S3, S4) em que os conjuntos (V2, V3) de palavras de código pertencentes aos estados de codificação (S2, S3) do segundo tipo não contêm quaisquer palavras de código em comum, em que o grupo do segundo tipo compreende pelo menos uma palavra de código associada com uma pluralidade de palavras de informação entre as quais a palavra de informação respectiva se pode distinguir fazendo a detecção do conjunto respectivo do qual a palavra de código seguinte faz parte, caracterizado por o dispositivo compreender meios para seleccionar uma palavra de código após o estabelecimento do primeiro tipo de estado de codificação (S1, S4) do conjunto que pertence ao estado de codificação estabelecido ou de um conjunto que pertença a um estado de codificação diferente do primeiro tipo, enquanto não é violado o critério previamente determinado na dependência de um conteúdo de baixa frequência do sinal modulado.
9. Dispositivo de codificação de acordo com o reivindicado na Reivindicação 8, caracterizado por o dispositivo compreender meios para estabelecer um valor de somatório digital corrente, valor esse que é determinado através de uma porção do sinal modulado (7) e indica para esta porção do valor corrente de uma diferença entre o número de células de bit que apresentam um primeiro valor e o número de células de bit que apresentam um segundo valor, enquanto que as palavras de código apresentam efeitos opostos no valor no valor de somatório digital e na selecção da palavra de código de modo a que o valor de somatório digital e seleccionando a palavra de código de modo a que o valor de somatório digital continua a ser limitado.
10. Dispositivo destinado a registar informações, dispositivo esse que compreende um dispositivo de codificação (140) de acordo com o reivindicado nas Reivindicações 8 ou 9, para converter uma série de palavras de informação para um sinal modulado e meios (141, 142) destinados a registar num transportador de registos (143) um padrão de informações correspondente ao sinal.
11. Sinal compreendendo uma sequência de porções (8) de sinais de informações sucessivos em que cada um deles representa uma palavra de informação, em que o sinal de cada uma das porções (8) de sinal de informações compreende células de n bit possuindo um primeiro ou um segundo valor lógico, em que cada porção de sinal de informação pertence a um grupo previamente determinado (G11, G12) de porções 4 de sinal de informação estabelecendo um estado de codificação do primeiro tipo e estabelecendo de um modo único uma palavra de informação, em que cada porção de sinal de informação pertence a um segundo grupo (G2) de porções de sinal de informação estabelecendo um estado de codificação do segundo tipo e estabelecendo em combinação com uma porção de sinal de informação sucessiva uma palavra de informação única, em que as porções de sinal de informação são seleccionadas de um conjunto de porções de sinal de informação do segundo grupo associado com uma pluralidade de palavras de informação de entre as quais a palavra de informação respectiva pode distinguir-se pelo valor lógico de pelo menos uma célula de bit numa posição previamente determinada na porção de sinal de informação sucessiva, caracterizado por, a seguir a uma porção de sinal de informação que estabelece o primeiro tipo de estado de codificação (S1, S4) se seguir uma porção de sinal de informação de um conjunto que pertence a um estado de codificação diferente do primeiro tipo na dependência de um conteúdo de baixa frequência do sinal modulado.
12. Transportador de registos (120) no qual um sinal (7) compreendendo uma sequência de porções de sinais de informação é registado num trilho (121) no qual os padrões de informação (123, 124) representam as porções (8) de sinal, porções de informação que compreendem primeira e segunda partes (123, 124) que alternam na direcção do trilho, em que as primeiras partes apresentam propriedades detectáveis e as segundas partes apresentam segundas propriedades que podem distinguir-se das primeiras propriedades, e em que as partes que possuem as primeiras propriedades representam células de bit que possuem o primeiro valor lógico e as partes que possuem as segundas propriedades representam as células de bit que possuem o segundo valor lógico, em que as porções (8) de sinal de informação representam, cada uma delas, uma palavra de informação, em que o sinal de cada uma das porções (8) de sinal de informações compreende células de n bit possuindo um primeiro ou um segundo valor lógico, em que cada porção de sinal de informação pertence a um grupo previamente determinado (G11, G12) de porções de sinal de informação estabelecendo um estado de codificação do primeiro tipo e estabelecendo de um modo único uma palavra de informação, em que cada porção de sinal de informação pertence a um segundo grupo (G2) de porções de sinal de informação estabelecendo um estado de codificação do segundo tipo e estabelecendo em combinação com uma porção de sinal de informação sucessiva uma palavra de informação única, em que as porções de sinal de informação são seleccionadas de 5 i i Γ um conjunto de porções de sinal de informação do segundo grupo associado com uma pluralidade de palavras de informação de entre as quais a palavra de informação respectiva pode distinguir-se pelo valor lógico de pelo menos uma célula de bit numa posição previamente determinada na porção de sinal de informação sucessiva, caracterizado por, a seguir a uma porção de sinal de informação que estabelece o primeiro tipo de estado de codificação (S1, S4) se seguir uma porção de sinal de informação de um conjunto que pertence a um estado de codificação diferente do primeiro tipo na dependência de um conteúdo de baixa frequência do sinal modulado. Lisboa, 10 AGO, 2001 Por Koninklijke Philips Electronics N.V.

Arco da Conceição, 3,1? - 1100 LISBOA 6