RU2082221C1

RU2082221C1 - Method for storing digital information on magnetic or optical carrier

Info

Publication number: RU2082221C1
Application number: RU95111507A
Authority: RU
Inventors: Л.Б. Аржеухов
Original assignee: Воронежский государственный университет
Priority date: 1995-07-11
Filing date: 1995-07-11
Publication date: 1997-06-20
Also published as: RU95111507A

Abstract

FIELD: instruments, in particular, recording equipment, computer engineering, digital audio and video devices. SUBSTANCE: method involves decreased duration of marker intervals in signals for storing code words, locating first marker intervals in word starts, generation of second marker intervals in position which corresponds to minimal possible or low given value of estimated difference between total duration and information intervals of opposite levels of word storage signals and addition of value of said estimation duration to one of marker word intervals. EFFECT: increased density, increased stability to noise. 1 tbl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к технике записи цифровой информации на магнитный и оптический носители, и может использоваться в аппаратуре регистрации и обработки информации систем измерений, вычислительной техники, цифровой звуко- и видеотехники. The invention relates to the field of instrumentation, and in particular to the technique of recording digital information on magnetic and optical media, and can be used in equipment for recording and processing information of measurement systems, computer equipment, digital audio and video equipment.

Известен способ записи цифровой информации на магнитный или оптический носитель, заключающийся в распределении двоичных сигналов входной информационной последовательности двоичных сигналов словами и кодовыми группами в словах, добавлении к словам дополнительных битов, формирования перепадов сигнала записи слова по двум уровням и временных интервалов между перепадами в соответствии с кодовыми группами и дополнительными битами и их значениями и записи по двум уровням на магнитный или оптический носитель [1]
Недостатком способа является низкая плотность и помехозащищенность записи цифровой информации. Так, плотность записи при его использовании в среднем составляет 1,5 бита на минимальный интервал τ_o битового перехода для носителя. Повышение помехозащищенности записи осуществляют лишь за счет снижения величины постоянной составляющей в сигнале слова путем объединения кодовых групп в слова, вычисления для каждого слова возможной величины постоянной составляющей и включения между двумя смежными словами дополнительных выравнивающих битов, что увеличивает протяженность и снижает информативность сигналов записи слов.A known method of recording digital information on a magnetic or optical medium, which consists in distributing binary signals of the input information sequence of binary signals with words and code groups in words, adding additional bits to the words, generating the drops of the word recording signal at two levels and time intervals between drops in accordance with code groups and additional bits and their values and recording on two levels on a magnetic or optical medium [1]
The disadvantage of this method is the low density and noise immunity of recording digital information. So, the recording density when using it on average is 1.5 bits per minimum interval τ _o bit transition for the media. An increase in the noise immunity of a recording is carried out only by reducing the value of the constant component in the word signal by combining code groups into words, calculating for each word the possible value of the constant component and including additional equalization bits between two adjacent words, which increases the length and reduces the information content of the word recording signals.

Известен также способ записи цифровой информации на магнитный или оптический носитель, заключающийся в распределении двоичных сигналов входной информационной последовательности по кодовым группам, формировании перепадов сигнала записи кодовых групп по двум уровням и временных интервалов между перепадами в соответствии с кодовыми группами и их значениями и записи сформированной последовательности интервалов и перепадов сигнала [2]
Недостатком и этого способа является невысокая плотность и помехозащищенность записи цифровой информации. Так, при кодовой группе в 3 бита и 5%-приращениях Δτ к минимальному битовому интервалу t_o для носителя средняя плотность записи составляет всего 2,55 бит/τ_o. Помехозащищенность записи в способе обеспечивают за счет очень сложной и трудоемкой предварительной процедуры предкомпенсации сигналов записи, а также за счет выбраковки и адресации плохих участков носителя для их обхода, что применимо в основном во внешних ЗУ ЭВМ. При этом сигнал записывают неуравновешенным по постоянной составляющей.There is also a method of recording digital information on a magnetic or optical medium, which consists in distributing binary signals of the input information sequence into code groups, generating the differences in the write signal of the code groups in two levels and time intervals between the differences in accordance with the code groups and their values, and recording the generated sequence intervals and differences of a signal [2]
The disadvantage of this method is the low density and noise immunity of recording digital information. So, with a code group of 3 bits and 5% increments Δτ to the minimum bit interval t _o for the medium, the average recording density is only 2.55 bits / τ _o . The noise immunity of the recording in the method is provided due to the very complex and time-consuming preliminary procedure for pre-compensation of the recording signals, as well as due to the rejection and addressing of the bad sections of the media to bypass them, which is applicable mainly to external computer memories. In this case, the signal is recorded unbalanced in the DC component.

Из известных способов записи цифровой информации на магнитный или оптический носитель наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ записи цифровой информации на магнитный или оптический носитель, заключающийся в распределении двоичных сигналов входной информационной последовательности по кодовым словам и кодовым группам в словах, добавлении к словам дополнительных битов, формировании информационных перепадов сигнала записи по двум уровням и временных интервалов между перепадами в соответствии с кодовыми группами и дополнительными битами и их значениями, формировании маркерных перепадов сигнала записи слова по двум уровням и соответствующих им временных интервалов, минимальная длительность которых отлична от максимальной длительности информационных интервалов, дополнении длительности одного из маркерных интервалов до равенства суммарных длительностей интервалов противоположных уровней сигнала записи слова и записи сформированной последовательности информационных и маркерных интервалов и перепадов сигнала записи по двум уровням на магнитный или оптический носитель [3]
Однако и этот способ обладает недостаточно высокими плотностью и помехозащищенностью записи цифровой информации вследствие значительной протяженности одного из маркерных интервалов слова из-за выравнивающей добавки к его длительности и вследствие нерегулярности числа и расположения маркеров в слове.Of the known methods of recording digital information on a magnetic or optical medium, the closest in technical essence to the proposed one is a method of recording digital information on a magnetic or optical medium, which consists in distributing binary signals of the input information sequence by code words and code groups in words, adding additional words to the words bits, the formation of information drops of the recording signal at two levels and time intervals between drops in accordance with the code groups and additional bits and their values, the formation of marker drops of the word recording signal at two levels and the corresponding time intervals, the minimum duration of which is different from the maximum duration of information intervals, the addition of the duration of one of the marker intervals to the equality of the total duration of the intervals of opposite levels of the word recording signal and recording the generated sequence of information and marker intervals and drops of the recording signal at two levels yum on magnetic or optical media [3]
However, this method also has insufficiently high density and noise immunity of recording digital information due to the significant length of one of the marker intervals of the word due to the leveling additive to its duration and due to the irregular number and location of markers in the word.

Так, для приведенного в способе-прототипе слова из 144 битов максимальная протяженность выравнивающей добавки при 5%-приращениях длительности Δτ составляет 4,9 t_o, а средняя протяженность маркера с выравнивающей добавкой составляет ~2,9τ_o.So, for the 144-bit word in the prototype method, the maximum length of the leveling additive at 5% increments of the duration Δτ is 4.9 t _o , and the average length of the marker with the leveling additive is ~ 2.9 τ _o .

Это увеличивает протяженность сигналов записи кодовых слов и, следовательно, снижает плотность записи, а также приводит к расширению частотного спектра сигналов снизу, что снижает помехозащищенность записи. Кроме того, при длительности одного из маркеров слова, превышающей длительность другого в два и более раза, в слове формируют только один маркерный интервал, положение которого в начале или в середине слова -является случайным, что также снижает помехозащищенность записи. This increases the length of the recording signals of the code words and, therefore, reduces the recording density, and also leads to an extension of the frequency spectrum of the signals from below, which reduces the noise immunity of the recording. In addition, when one of the word markers lasts two or more times the duration of the other, only one marker interval is formed in the word, the position of which at the beginning or in the middle of the word is random, which also reduces the noise immunity of the recording.

Изобретение предназначено для решения задачи минимизации длительности маркерных интервалов при постоянстве их числа и местонахождения одного из них в кодовом слове. The invention is intended to solve the problem of minimizing the duration of marker intervals with a constant number and location of one of them in the code word.

При осуществлении заявляемого изобретения достигается повышение плотности и помехозащищенности записи цифровой информации на магнитный и оптический носитель. When implementing the claimed invention, an increase in the density and noise immunity of recording digital information on magnetic and optical media is achieved.

Вышеуказанная задача решается тем, что в известном способе записи цифровой информации на магнитный или оптический носитель, заключающемся в распределении двоичных сигналов входной информационной последовательности по кодовым словам и кодовым группам в словах, добавлении к словам дополнительных битов, формировании информационных перепадов сигнала записи по двум уровням и соответствующих им временных интервалов, минимальная длительность которых отлична от максимальной длительности информационных интервалов, дополнении длительности одного из маркерных интервалов до равенства суммарных длительностей интервалов противоположных уровней записи слова и записи сформированной последовательности информационных и маркерных интервалов и перепадов сигнала записи по двум уровням на магнитный или оптический носитель, согласно изобретению производят оценку разностей суммарных длительностей информационных и маркерных интервалов противоположных уровней сигнала записи каждого слова для различных положений второго маркерного интервала в сигнале записи слова, дополняют до равенства суммарных длительностей интервалов противоположных уровней сигнала записи слова длительность первого или второго маркерного интервала в зависимости от величины и знака минимально возможного или не большего заданного значения оценки разности и формируют второй маркерный интервал в сигнале записи слова в месте, соответствующем указанному значению. The above problem is solved by the fact that in the known method of recording digital information on a magnetic or optical medium, which consists in distributing binary signals of the input information sequence into code words and code groups in words, adding additional bits to the words, generating information drops of the recording signal in two levels and corresponding time intervals, the minimum duration of which is different from the maximum duration of information intervals, complementing the duration and one of the marker intervals to the equality of the total durations of the intervals of opposite recording levels of words and records of the generated sequence of information and marker intervals and the drops of the recording signal at two levels on a magnetic or optical medium, according to the invention, the differences in the total durations of information and marker intervals of opposite levels of the recording signal are evaluated each word for different positions of the second marker interval in the signal recording words, complement d about the equality of the total duration of the intervals of opposite levels of the word recording signal, the duration of the first or second marker interval, depending on the size and sign of the minimum possible or not greater than the specified value of the difference estimate, and form the second marker interval in the word recording signal in the place corresponding to the specified value.

Получаемый при осуществлении изобретения технический результат, а именно более высокие значения плотности и помехозащищенности записи цифровой информации на магнитные и оптические носители, достигается за счет того, что вышеназванная совокупность существенных признаков изобретения позволяет за счет простого пошагового перемещения второго маркерного интервала вдоль сигнала записи слова, начиная от первого маркерного интервала в начале слова, вычисление по значениям кодовых групп и маркерных интервалов оценок разности суммарных длительностей всех интервалов противоположных уровней сигнала записи слова для различных положений второго маркерного интервала в слове, выбора минимально возможного или не большего заданного значения оценки разности и формирование второго маркерного интервала в том месте слова, которое соответствует этому значению. The technical result obtained by carrying out the invention, namely, higher values of density and noise immunity of recording digital information on magnetic and optical media, is achieved due to the fact that the above-mentioned set of essential features of the invention allows, due to a simple step-by-step movement of the second marker interval along the word recording signal, starting from the first marker interval at the beginning of the word, the calculation of the values of the code groups and marker intervals estimates of the difference of the total for telnostey all intervals write signal levels opposite words for different positions of the second slot in the marker word, selecting the smallest possible or no greater than a predetermined difference evaluation value and forming a second marker interval in the place of speech which corresponds to this value.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для осуществления способа, на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие его сущность. In FIG. 1 is a structural diagram of a device for implementing the method, FIG. 2 time diagrams explaining its essence.

Устройство для реализации способа содержит блок 1 запоминания и распределения входной последовательности, блок 2 определения контрольных битов, регистр 3 исходного кодового слова, сумматор 4 прямых кодов, сумматор 5 обратных кодов, блок 6 ключевых схем, блок 7 сравнения сумм и формирования признаковых битов, блок 8 оценки разностей суммарных длительностей, определитель 9 минимальной оценки и позиции второго маркера, формирователь 10 преобразованного кодового слова, регистр 11 преобразованного кодового слова, формирователь 12 сигнала записи кодового слова, блок 13 записи, блок 14 управления, формирователь 15 управляющих импульсов записи, формирователь 16 управляющих импульсов чтения, блок 17 воспроизведения, блок 18 дешифрации сигналов воспроизведения, преобразователь 19 временных интервалов в коды, формирователь 20 признаков вторых маркерных интервалов, формирователь 21 признаков искажений и блок 22 формирования и контроля выходной последовательности. A device for implementing the method comprises a block 1 for storing and distributing an input sequence, a block 2 for determining control bits, a register 3 for the source code word, an adder 4 for direct codes, an adder 5 for inverse codes, a block 6 for key circuits, a block 7 for comparing the sums and generating characteristic bits, a block 8 estimates of the differences in the total durations, determinant 9 of the minimum score and position of the second marker, transformer 10 of the converted codeword, register 11 of the transformed codeword, generator 12 of the write signal word, recording unit 13, control unit 14, shaper 15 of control write pulses, shaper 16 of control read pulses, block 17 of playback, block 18 of decoding of playback signals, converter 19 of time intervals into codes, shaper of 20 signs of second marker intervals, shaper of 21 signs distortion and block 22 of the formation and control of the output sequence.

Блок 1 запоминания и распределения входной последовательности информационным входом подключен к входу устройства, а выходом к информационным входам блока 2 определения контрольных битов и регистра 3 исходного кодового слова, выход блока 2 подключен к контрольным входам регистра 3 исходного кодового слова, подключенного выходом прямых кодов слова к информационному входу сумматора 4 и к одному информационному входу блока 6 ключевых схем, а выходом обратных кодов слова к информационному входу сумматора 5 и к другому информационному входу блока 6 ключевых схем, выход сумматора 4 подключен к первому информационному входу блока 7 и ко второму информационному входу блока 8, выход сумматора 5 подключен к первому информационному входу блока 8 и к второму информационному входу блока 7, подключенного выходом к признаковым входам блока 2 и регистра 3 и к первым управляющим входам блока 6 и блока 8, подключенного выходом к информационному входу определителя 9, выходы которого подключены к формирователю 10, выход блока 6 ключевых схем подключен к третьему информационному входу блока 8 и к информационному входу формирователя 10, подключенного выходом к входу регистра 11, выход которого подключен к информационному входу формирователя 12, подключенного первым выходом к информационному входу блока 13 записи, выход которого связан с выходной шиной устройства "На носитель". Формирователь 15 управляющих импульсов записи, входящий в состав блока 14 управления, связан своими тремя управляющими входами соответственно с управляющей шиной "Запись", управляющей шиной "Пуск" и вторым выходом формирователя 12 и подключен первым выходом к управляющим входам регистра 11, формирователя 12 и блока записи 13, а вторым выходом к соответствующим управляющим входам блока 1 запоминания и распределения, блока 2 определения контрольных кодов, регистра 3 исходного кодового слова, сумматоров 4 и 5, блока 6 ключевых схем, блока 7 сравнения, блока 8 оценки, определителя 9 минимальной оценки и позиции второго маркера, формирователя 10 преобразованного кодового слова. Block 1 storing and distributing the input sequence with an information input is connected to the input of the device, and the output to the information inputs of block 2 determine the control bits and register 3 of the original code word, the output of block 2 is connected to the control inputs of register 3 of the original code word, connected by the output of direct word codes to the information input of the adder 4 and to one information input of the block 6 of the key circuits, and the output of reverse codes of the word to the information input of the adder 5 and to another information input of the block 6 key circuits, the output of adder 4 is connected to the first information input of block 7 and to the second information input of block 8, the output of adder 5 is connected to the first information input of block 8 and to the second information input of block 7, connected by the output to the characteristic inputs of block 2 and register 3 and to the first control inputs of block 6 and block 8, connected by the output to the information input of determinant 9, the outputs of which are connected to the former 10, the output of block 6 of the key circuits is connected to the third information input of block 8 and to the infor the shaper input input 10, connected by an output to the input of the register 11, the output of which is connected to the information input of the shaper 12, connected by the first output to the information input of the recording unit 13, the output of which is connected to the output bus of the “On media” device. Shaper 15 control recording pulses, which is part of the control unit 14, is connected with its three control inputs, respectively, to the control bus "Record", the control bus "Start" and the second output of the shaper 12 and is connected by the first output to the control inputs of the register 11, the shaper 12 and the block records 13, and a second output to the corresponding control inputs of the storage and distribution unit 1, the control code determination unit 2, the source codeword register 3, the adders 4 and 5, the key circuit unit 6, the comparison unit 7, Lok 8 estimates determinant 9 minimal evaluation and position of the second marker generator 10 of the transformed codeword.

Блок 17 воспроизведения входом связан с входной шиной С носителя, первым выходом с информационным входом формирователя 16 управляющих импульсов чтения блока 14 управления, а вторым выходом с информационным входом блока 18 дешифрации сигналов воспроизведения, к которому в этом блоке подключены информационные входы преобразования 19 временных интервалов в коды, формирователя 20 признака второго маркера и формирователя 21 признаков искажений сигналов, управляющие входы которых связаны с управляющим входом блока 18 дешифрации, подключенном к выходу блока 14 управления и далее к выходу формирователя 16 управляющих импульсов чтения. Выходы преобразователя 19 и формирователей 20 и 21 подключены к соответствующим входам блока 22 формирования и контроля выходной последовательности, связанного управляющим входом с выходом формирователя 16 и подключенного выходом к выходной шине устройства. The playback block 17 is connected by an input to the input bus C of the carrier, the first output with the information input of the driver 16 of the read control pulses of the control unit 14, and the second output with the information input of the block 18 of the decoding of the playback signals, to which the information inputs of the conversion of 19 time intervals into codes, the shaper 20 of the sign of the second marker and the shaper 21 of the signs of distortion of signals, the control inputs of which are connected to the control input of the decryption unit 18, connected to ode control unit 14 and further to the output driver 16 control reading pulses. The outputs of the Converter 19 and the shapers 20 and 21 are connected to the corresponding inputs of the block 22 of the formation and control of the output sequence associated with the control input with the output of the shaper 16 and connected by the output to the output bus of the device.

На фиг. 2 показаны: а) сигналы исходной информационной последовательности, распределенные по кодовым словам и кодовым группам в словах (на чертеже для простоты представлен фрагмент информационной последовательности из 2-х слов в сокращенной записи, 4-х битовые четные и нечетные кодовые группы условно выделены путем двухуровневого расположения); б) та же последовательность слов, приведенных к исходному виду путем приформирования к каждому из них дополнительных битов в виде кодовой группы (крайняя справа в слове), включающей два контрольных бита (первый и второй биты, подчеркнуты общей чертой), бит признака прямых кодов нечетных кодовых групп слова (третий слева, подчеркнут отдельно) и бит признака прямых кодов четных групп слова (четвертый слева, подчеркнут отдельно); в) та же последовательность слов, преобразованных путем добавления в каждое их них кодов маркерных интервалов с соответствующими выравнивающими добавками в виде кодов оценки разности Δ₁ и Δ₂ и соответствующего расположения второго маркера в словах, при этом суммы маркерных и информационных кодов верхнего и нижнего уровней равны между собой; г) последовательность сигналов записи слов, в начале каждого их которых сформированы первые маркерные интервалы с длительностями, определяемыми значениями соответствующих им кодов (К (τ_мo+ Δ₁) для первого слова и К(τ_мo) для второго слова), и в которых длительность информационных интервалов между соседними перепадами определяется значениями соответствующих кодовых групп, а положение в словах вторых маркерных интервалов соответствует либо минимально возможному значению оценки разности суммарных длительностей интервалов противоположных уровней сигнала записи слова (на чертеже девятая позиция второго маркерного интервала второго слова), либо не большему заданного значения оценки указанной разности (на чертеже вторая позиция второго маркерного первого слова); д) последовательность сигналов воспроизведения слов; е) сигналы признака начала слов, сформированные из сигналов воспроизведения первых маркерных интервалов слов; ж) сигналы признака положения второго маркерного интервала в словах; з) последовательность кодов считанных слов, дешифрованных из сигналов воспроизведения слов; и) выходная информационная последовательность.In FIG. 2 shows: a) the signals of the original information sequence distributed by code words and code groups in words (for simplicity, a fragment of an information sequence of 2 words in an abbreviated record is presented in the drawing, 4-bit even and odd code groups are conventionally allocated by a two-level location); b) the same sequence of words reduced to their original form by attaching additional bits to each of them in the form of a code group (the far right in the word), which includes two control bits (the first and second bits are underlined by a common feature), the flag bit of direct odd codes code groups of the word (third from the left, underlined separately) and a bit of a sign of direct codes of even groups of the word (fourth from the left, underlined separately); c) the same sequence of words transformed by adding to each of them codes of marker intervals with corresponding equalizing additives in the form of codes for evaluating the difference Δ ₁ and Δ ₂ and the corresponding location of the second marker in words, while the sum of marker and information codes of the upper and lower levels are equal to each other; d) a sequence of recording signals of words, at the beginning of each of which the first marker intervals are formed with durations determined by the values of the codes corresponding to them (K (τ _mo + Δ ₁ ) for the first word and K (τ _mo ) for the second word), and in which the duration of information intervals between adjacent differences is determined by the values of the corresponding code groups, and the position in the words of the second marker intervals corresponds to either the minimum possible value of the estimate of the difference between the total durations of the intervals opposite the levels of the signal for recording the word (in the drawing, the ninth position of the second marker interval of the second word), or not more than the specified value of the evaluation of the specified difference (in the drawing, the second position of the second marker first word); e) a sequence of signal reproduction of words; e) signals of the sign of the beginning of words, formed from the playback signals of the first marker word intervals; g) signals indicating the position of the second marker interval in words; h) a sequence of codes of read words, decrypted from the signal reproduction of words; i) output information sequence.

Способ записи цифровой информации включает операции, реализующие специальные режимы записи цифровой информации на магнитный или оптический носитель, и осуществляется следующим образом. The method of recording digital information includes operations that implement special modes of recording digital information on a magnetic or optical medium, and is carried out as follows.

В режиме "Запись" по сигналу "Пуск" и соответствующим управляющим импульсам с формирователя 15 входную информационную последовательность двоичных сигналов подают с входа устройства на вход блока 1 запоминания и группирования, с помощью которого осуществляется накопление последовательности, ее распределение по четырехбитовым кодовым группам и кодовым словам с одинаковым числом кодовых групп, например с 35 кодовыми группами в слове. С выхода блока 1 распределенная последовательность (фиг. 2а) поступает пословно в блок 2 определения контрольных битов и на регистр 3 исходного кодового слова. В блоке 2 определяют контрольные биты слова, причем это можно сделать многими хорошо известными способами. В данном примере определяют, как и в способе-прототипе, двухбитовые контрольные коды слова как остатки от деления на четыре суммы двоичных кодов четных кодовых групп слова для следующих четырех случаев: прямых кодов нечетных и четных кодовых групп слова (единичные значения третьего и четвертого дополнительных битов, например, в первом кодовом слове), обратных кодов нечетных и четных кодовых групп слова (нулевые значения третьего и четвертого дополнительных битов, например, во втором кодовом слове на фиг. 2б), прямых кодов нечетных и обратных кодов четных кодовых групп слова (единичное значение третьего и нулевое значение четвертого дополнительных битов), обратных кодов нечетных и прямых кодов четных кодовых групп слова (нулевое значение третьего и единичное значение четвертого дополнительных битов). Регистр 3 исходного слова помимо информационных разрядов содержит также разряды под контрольные и признаковые биты. In the "Record" mode, according to the "Start" signal and the corresponding control pulses from the driver 15, the input binary information sequence is fed from the input of the device to the input of the storage and grouping unit 1, with the help of which the sequence is accumulated and distributed among four-bit code groups and code words with the same number of code groups, for example with 35 code groups in a word. From the output of block 1, the distributed sequence (Fig. 2a) is sent word by word to block 2 for determining control bits and to register 3 of the original code word. In block 2, the control bits of the word are determined, and this can be done in many well-known ways. In this example, as in the prototype method, two-bit control codes of a word are determined as the remainder of dividing by four sums of binary codes of even code groups of a word for the following four cases: direct codes of odd and even code groups of a word (unit values of the third and fourth additional bits , for example, in the first code word), reverse codes of odd and even code groups of the word (zero values of the third and fourth additional bits, for example, in the second code word in Fig. 2b), direct codes are odd and inverse x codes of even code groups of the word (unit value of the third and zero value of the fourth additional bits), reverse codes of odd and direct codes of even code groups of the word (zero value of the third and unit value of the fourth additional bits). In addition to information bits, register 3 of the source word also contains bits for control and sign bits.

По соответствующим управляющим импульсам с формирователя 13 в признаковые разряды регистра 3 поочередно заносятся следующие значения: "Г" и "Г" (прямые коды нечетных и четных кодовых групп слова), "О" и "О" (обратные коды нечетных и четных кодов групп слова), "Г" и "О" (прямые коды нечетных и обратные коды четных кодовых групп слова). Синхронно с этим в блоке 2 определяют соответствующие двухбитовые контрольные коды с учетом значений признаков и соответствующими значениями прямых или обратных кодов четных кодовых групп слова и заносят эти значения в соответствующие разряды регистра 3. Для каждого из четырех вариантов кода текущего слова осуществляют с помощью сумматоров 5 и 6 суммирование значений прямых и обратных кодов нечетных и четных кодовых групп слова, включая дополнительные биты, после чего с помощью блока 7 сравнения выбирают один из четырех вариантов кода слова, обеспечивающий минимальные значения сумм нечетных и четных кодовых групп. На выходе блока 7 сравнения вырабатывается двухбитовой код, повторяющий значения признаковых битов, соответствующих указанным минимальным суммам кодовых групп. Этот код заносится в признаковые разряды регистра 3 и по этому коду из блока 2 в контрольные разряды регистра 3 заносится соответствующий контрольный код. По этому же коду с выхода регистра 3 через блок ключевых схем 6 исходное кодовое слово 1 с приформированными описанным образом дополнительными битами (фиг. 2б) поступает в блок 8 оценки разности суммарных длительностей интервалов противоположных уровней сигнала записи слова. Следующее информационное слово, поступающее с выхода блока 1 запоминания и распределения входной последовательности, обрабатывается аналогичным образом. В блоке 8 производят оценку разности суммарных длительностей информационных и маркерных интервалов противоположных уровней сигнала записи слова для различных положений второго маркерного интервала в сигнале записи слова. Для этого сначала к суммам кодов нечетных и четных кодовых групп слова, поступающих в блок 8 с выходов сумматоров 4 и 5 и выбираемых по признаковому коду с выхода блока 7 сравнения, прибавляют код минимальной длительности τ_мo маркерных интервалов и вычитают из суммы нечетных кодовых групп и кода τ_мo сумму четных кодовых групп и кода τ_мo, что дает оценку разности Δ² суммарных длительностей противоположных уровней сигнала записи слова для исходного положения второго маркерного интервала на второй позиции слова (код позиции 000010). Затем код первой нечетной группы вычитают из суммы К(t_мo) и нечетных кодовых групп и прибавляют к сумме К(τ_мo) и четных кодовых групп, после чего из первой суммы вычитают вторую и таким образом получают оценку разности Δ³ суммарных длительностей противоположных уровней сигнала записи слова для следующего по порядку положения второго маркерного интервала на третьей позиции слова (код позиции 000011). Аналогичным образом в блоке 8 получают оценки второго маркерного интервала в слове и соответствующие этим положениям коды позиций. С выхода блока 8 коды оценок и соответствующие им коды позиций поступают в определитель 9 минимально возможного или не большего заданного значения оценки разности и соответствующего ему кода позиции второго маркерного интервала в слове. В определителе 9 из ряда оценок выбирают одну, либо минимально возможную, т.е. наименьшую по модулю и имеющую знак, отличный от знака кода хотя бы одного из маркерных интервалов, либо не большую заданного значения разности. В нем же определяют код позиции, соответствующий выбранной оценке. Коды оценки и позиции с выходов определителя 9 поступают в формирователь 10 преобразованного кодового слова, в котором к исходному кодовому слову, поступающему с выхода блока 6 ключевых схем, приформировывают коды маркеров, один из которых, имеющий полярность, противоположную знаку оценки разности, дополняют до равенства суммарных длительностей интервалов противоположных уровней сигнала записи слова путем суммирования его с кодом оценки, и располагают код второго маркера в кодовом слове в соответствии с кодом позиции. Преобразованные по указанным правилам кодовые слова с выхода формирователя 10 поступают в виде, показанном на фиг. 2в, в регистр 11 и далее по соответствующим управляющим импульсам со второго выхода формирователя 15 управляющих импульсов записи на формирователь 12 сигнала записи слова. С выхода формирователя 12 сигнал записи в виде последовательности маркерных и информационных интервалов и перепадов сигнала по двум уровням (фиг. 2г) подают на вход блока 13 записи, который содержит магнитное или оптическое средство записи, с помощью которого сигналы записываются на магнитный или оптический носитель.According to the corresponding control pulses from the shaper 13, the following values are sequentially entered into the indicator bits of register 3: "G" and "G" (direct codes of the odd and even code groups of the word), "O" and "O" (reverse codes of the odd and even codes of the groups words), "G" and "O" (direct codes of odd and reverse codes of even code groups of a word). Synchronously, in block 2, the corresponding two-bit control codes are determined taking into account the values of the characteristics and the corresponding values of the direct or reverse codes of the even code groups of the word and these values are entered in the corresponding bits of register 3. For each of the four variants of the code, the current word is performed using adders 5 and 6 summation of the values of the direct and reverse codes of the odd and even code groups of the word, including additional bits, after which, using the comparison unit 7, one of the four options of the code ova, providing the minimum values of the sums of odd and even code groups. At the output of the comparison unit 7, a two-bit code is generated that repeats the values of the feature bits corresponding to the indicated minimum sums of code groups. This code is entered in the sign bits of register 3, and according to this code from block 2, the corresponding control code is entered in the control bits of register 3. According to the same code, from the output of register 3 through the block of key circuits 6, the original code word 1 with additional bits preformed in the described manner (Fig. 2b) is sent to block 8 for estimating the difference between the total durations of the intervals of opposite levels of the word recording signal. The following information word coming from the output of block 1 for storing and distributing the input sequence is processed in a similar way. In block 8, the difference in the total durations of information and marker intervals of opposite levels of the word recording signal is estimated for various positions of the second marker interval in the word recording signal. To do this, first, to the sums of codes of odd and even code groups of the word coming into block 8 from the outputs of adders 4 and 5 and selected by the characteristic code from the output of block 7 of comparison, add a code of minimum duration τ _to marker intervals and subtract from the sum of odd code groups and the code τ _{mo is the} sum of the even code groups and the code τ _mo , which gives an estimate of the difference Δ ^{2 of the} total durations of the opposite levels of the word recording signal for the initial position of the second marker interval at the second position of the word (position code 000010). Then the code of the first odd group is subtracted from the sum of K (t _мо ) and odd code groups and added to the sum of K (τ _мо ) and even code groups, after which the second is subtracted from the first sum and thus an estimate of the difference Δ ^{3 of} total durations of opposite levels is obtained the word recording signal for the next in order position of the second marker interval at the third position of the word (position code 000011). Similarly, in block 8, estimates of the second marker interval in the word and position codes corresponding to these positions are obtained. From the output of block 8, the evaluation codes and the corresponding position codes are sent to the determinant 9 of the minimum possible or not greater than the specified value of the difference estimate and the corresponding position code of the second marker interval in the word. In determinant 9, one or the minimum possible is selected from a number of estimates, i.e. smallest in magnitude and having a sign different from the code sign of at least one of the marker intervals, or not greater than the specified difference value. In it, the position code corresponding to the selected evaluation is determined. The evaluation codes and positions from the outputs of the determinant 9 are supplied to the transformer of the transformed codeword 10, in which marker codes are attached to the original codeword coming from the output of the block 6 of the key circuits, one of which having a polarity opposite to the difference estimation sign is supplemented to equality the total duration of the intervals of opposite levels of the word recording signal by summing it with the evaluation code, and place the code of the second marker in the code word in accordance with the position code. Converted according to the indicated rules, the code words from the output of the shaper 10 arrive in the form shown in FIG. 2c, to the register 11 and further according to the corresponding control pulses from the second output of the shaper 15 of the control pulses of the write to the shaper 12 of the word recording signal. From the output of the shaper 12, the recording signal in the form of a sequence of marker and information intervals and signal drops at two levels (Fig. 2d) is fed to the input of the recording unit 13, which contains magnetic or optical recording means by which the signals are recorded on a magnetic or optical medium.

В приведенных на фиг. 2 специально подобранных примерах двух кодовых слов, состоящих каждое из 18 нечетных и 18 четных (включая кодовую группу с дополнительными битами) кодовых групп, каждому маркерному и информационному коду соответствует перепад сигнала записи и временной интервал t_м или τ_и, измеряемые в единицах Δτ элементарного приращения длительности и определяемые как t_м=τ_мo+Δ=τ_мo+K(Δ)•Δτ и τ_и=τ_o+K_и•Δτ где, Δ интервал, дополняющий длительность одного из маркерных интервалов до равенства суммарных длительностей интервалов противоположных уровней сигнала записи слова, К(D) код оценки разности суммарных длительностей интервалов противоположных уровней сигнала записи слова, К_и значения кодовых групп слова. Величину Dt выбирают, как и в прототипе, равной Dt=[0,01÷0,1]τ_o. Максимальное значение кодовой группы равно (IIII)₂ в двоичной системе счисления или 15₁₀ в десятичной. Соответственно максимальная длительность информационного интервала равна τ_и _макс= τ_o+15Δτ. Чтобы значение маркерного интервала было отлично от значений кодовых групп, его минимальное значение устанавливают отличительно большим максимального значения кодовой группы, например: τ_мo= τ_и _макс+3Δτ=τ_o+15Δτ+3Δτ=τ_o+18Δτ. Произведенная при этих условиях оценка разности суммарных длительностей информационных и маркерных интервалов противоположных уровней сигнала записи первого слова для положения второго маркерного интервала на исходной, второй, позиции равна -3Δτ, что не превосходит заданного значения с оценки, условно принятого равным ±5Δτ. По этой причине дополняют длительность первого маркерного интервала на величину 3Δτ, что обеспечивает равенство суммарных длительностей интервалов противоположных уровней сигнала записи первого слова (фиг. 2г) и позволяет сформировать второй маркерный интервал в сигнале записи первого слова на исходной, второй, позиции, соответствующей полученной оценке разности -3Δτ. Наличие двух маркерных интервалов, длительность одного из которых t_мo является эталонной, повышает помехозащищенность записи.In the FIGS. 2 specially selected examples of two codewords consisting of each of 18 odd and 18 even (including code group with additional bits) code groups, each marker and information code corresponds to a write signal difference and a time interval t _m or τ _and measured in units of Δτ elementary increments of duration and defined as t _m = τ _m + + Δ = τ _m + K (Δ) • Δτ and τ _and = τ _o + K _and • Δτ where, Δ is the interval that extends the duration of one of the marker intervals to the equality of the total durations of the intervals opposite whitefish levels ala recording keywords, K (D) evaluating a difference of total code lengths of intervals word write signal opposite levels, _and K values of the code word groups. The value of Dt is chosen, as in the prototype, equal to Dt = [0.01 ÷ 0.1] τ _o . The maximum value of the code group is (IIII) ₂ in the binary number system or 15 ₁₀ in decimal. Accordingly, the maximum duration of the information interval is equal to τ _and _max = τ _o + 15Δτ. In order for the value of the marker interval to be different from the values of the code groups, its minimum value is set distinctly larger than the maximum value of the code group, for example: τ _мо = τ _and _max + 3Δτ = τ _o + 15Δτ + 3Δτ = τ _o + 18Δτ. The estimate of the difference in the total durations of the information and marker intervals of opposite levels of the first word recording signal for the position of the second marker interval at the initial, second, position is equal to -3Δτ, which does not exceed the set value from the estimate conventionally assumed to be ± 5Δτ. For this reason, the duration of the first marker interval is supplemented by 3Δτ, which ensures the equality of the total durations of the intervals of opposite levels of the recording signal of the first word (Fig. 2d) and allows you to generate a second marker interval in the recording signal of the first word at the initial, second, position corresponding to the obtained estimate differences of -3Δτ. The presence of two marker intervals, the duration of one of which t _мo is the reference, increases the noise immunity of the recording.

Кодовые группы второго слова специально подобраны такими (фиг. 2а), чтобы разность суммарных длительностей интервалов противоположных уровней сигнала записи слова была максимальной для способа-прототипа, что позволяет наглядно оценить эффективность предложенного способа. Произведенные по предложенному способу оценки суммарных длительностей информационных и маркерных интервалов противоположных уровней сигнала записи второго слова для всех возможных положений в слове второго маркерного интервала помещены в следующую таблицу (при условии, что Δτ=0,1τ_o),
Отсюда видно, что абсолютный минимум оценки разности соответствует положению второго маркера на 13 позиции слова и равен "+II", что не является приемлемым, так как оба маркерных интервала второго слова и выравнивающая добавка +11Δτ относятся к одному уровню (положительному) сигнала записи слова. Поэтому с помощью определителя 9 выбирают минимально возможное значение оценки, равное "+15", и код десятой позиции для расположения второго маркерного интервала в слове. Отметим, что максимальное значение минимально возможной оценки разности в предложенном способе равна ±15. Для сравнения укажем, что максимальное значение выравнивающей добавки по способу-прототипу в данном примере равно (135Δτ-43Δτ)=98Δτ. При этом выигрыш составляет при Dt=0,1τ_o:98Δτ-15Δτ=83Δτ=8,3τ_o, а максимальная длительность маркерных интервалов в способе-прототипе составляет 13,5 τ_o, в то время как в предложенном способе (2,8+1,5)τ_o=4,3τ_o.The code groups of the second word are specially selected such (Fig. 2a) so that the difference in the total durations of the intervals of opposite levels of the recording signal of the word is maximum for the prototype method, which allows you to visually evaluate the effectiveness of the proposed method. Estimated by the proposed method for estimating the total durations of information and marker intervals of opposite levels of the second-word recording signal for all possible positions in the word of the second marker interval are placed in the following table (provided that Δτ = 0.1τ _o ),
This shows that the absolute minimum of the difference estimate corresponds to the position of the second marker at the 13th position of the word and is “+ II”, which is not acceptable, since both marker intervals of the second word and the leveling additive + 11Δτ belong to the same level (positive) of the word recording signal . Therefore, using determinant 9, select the minimum possible score value equal to "+15" and the tenth position code for the location of the second marker interval in the word. Note that the maximum value of the minimum possible estimate of the difference in the proposed method is ± 15. For comparison, we indicate that the maximum value of the leveling additive according to the prototype method in this example is (135Δτ-43Δτ) = 98Δτ. Moreover, the gain is at Dt = 0.1τ _o : 98Δτ-15Δτ = 83Δτ = 8.3τ _o , and the maximum duration of the marker intervals in the prototype method is 13.5 τ _o , while in the proposed method (2.8 +1.5) τ _o = 4.3τ _o .

В режиме "Чтение" воспроизведенную с магнитного или оптического носителя последовательность импульсов усиливают и приводят в блоке воспроизведения к виду, показанному на фиг. 2д, после чего их подают на формирователь 16 управляющих импульсов чтения, в частности сигналов признаков первых маркеров слов (фиг. 2е), блока 14 управления и в блок 18 дешифрации сигналов воспроизведения, в котором из этих сигналов формируют с помощью преобразователя 19 коды вне группы, с помощью формирователя 20 сигналы признака второго маркера слова (фиг. 2ж) с помощью формирователя 21 сигналы признаков искажений воспроизведенного сигнала, в частности по несовпадению суммарных длительностей всех четных и нечетных интервалов слова. Оформированные в блоке 18 в результате дешифрации сигналов воспроизведения сигналы кодовых групп (фиг. 2з) и признаки второго маркера и искажений поступают на входы блока 22 формирования и контроля выходной последовательности, а в котором осуществляют контроль кодов каждого слова путем сравнения дешифрованного двухбитового контрольного кода слова и заново вычисленного контрольного кода по дешифрованным группам и двум признаковым битам и выработку в случае их несовпадения сигнала ошибки, инвертирование обратных кодов нечетных и четных кодовых групп слова при нулевых значениях признаковых битов и выдачу на выход устройства считанной последовательности (фиг. 2п). Таким образом, наличие в начале каждого воспроизведенного сигнала слова маркерного интервала и существенное снижение длительности маркерных интервалов сокращает число искажений и ошибочных дешифраций. Все возникающие искажения, включая выпадения информационных сигналов под действием помех, возникающих в процессе записи, хранения и считывания, обнаруживаются с более высокой, чем в прототипе, вероятностью и локализуются с точностью до одного слова, что обеспечивает их дальнейшее исправление различными известными способами. In the "Read" mode, the pulse sequence reproduced from the magnetic or optical medium is amplified and brought to the form shown in FIG. 2e, after which they are fed to a driver 16 of control read pulses, in particular, signals of signs of the first word markers (Fig. 2e), a control unit 14, and to a unit 18 for decoding playback signals, in which codes from an outside group are generated using these converters 19 using the shaper 20 signals of the sign of the second word marker (Fig. 2g) using the shaper 21 signals of signs of distortion of the reproduced signal, in particular by the mismatch of the total durations of all even and odd word intervals. Decorated in block 18 as a result of decoding the playback signals, the code group signals (Fig. 2h) and the signs of the second marker and distortions are fed to the inputs of the output sequence generation and control unit 22, and in which the codes of each word are controlled by comparing the decrypted two-bit control code of the word and recalculated control code for decrypted groups and two sign bits and generation of an error signal if they do not match, inverting the reverse codes of odd and even odovyh groups of words at zero values attributive bits and output the output sequence of the read apparatus (Fig. 2n). Thus, the presence of the words of the marker interval at the beginning of each reproduced signal and a significant decrease in the duration of the marker intervals reduces the number of distortions and erroneous interpretations. All distortions arising, including the loss of information signals due to interference arising during the recording, storage and reading, are detected with a higher probability than in the prototype and are localized with an accuracy of one word, which ensures their further correction by various known methods.

Способ позволяет повысить плотность записи цифровой информации на магнитный или оптический носитель за счет снижения протяженности сигнала записи слова благодаря сокращению длительности маркерных интервалов. The method allows to increase the recording density of digital information on magnetic or optical media by reducing the length of the word recording signal by reducing the duration of marker intervals.

В приведенном на фиг. 2 примере реализации способа информативность сигнала записи слова составляет, как и в прототипе, 144 бита, а средняя протяженность сигнала записи слова короче средней протяженности сигнала записи слова по способу-прототипу на величину разности усредненных значений, выравнивающих добавок по способу-прототипу

и предложенному способу

, т. е. на величину

, что составляет 2,05 τ_o при Δτ=0,05τ_o. При усредненной протяженности сигнала записи слова в способе-прототипе, равной 38τ_o+5,35τ_o=43,35τ_o, средняя плотность записи

а средняя плотность записи по предложенному способу

Таким образом, способ записи цифровой информации на магнитный или оптический носитель обеспечивает повышение по сравнению со способом-прототипом плотности записи в среднем на 7% и помехозащищенности записи за счет постоянства числа маркерных интервалов в словах, обязательного расположения одного из маркерных интервалов в начале слова, наличия у одного из маркерных интервалов эталонной длительности и значительно (в 2-3 раза) более короткой длительности маркерных интервалов в слове, что существенно сокращает число низкочастотных составляющих в спектре сигнала воспроизведения.In the FIG. 2 example implementation of the method, the information content of the word recording signal is, as in the prototype, 144 bits, and the average length of the word recording signal is shorter than the average length of the word recording signal according to the prototype method by the difference value of the average values aligning additives by the prototype method

and the proposed method

, i.e., by

that is 2.05 τ _o at Δτ = 0.05τ _o . With the average length of the word recording signal in the prototype method equal to 38τ _o + 5.35τ _o = 43.35τ _o , the average recording density

and the average recording density by the proposed method

Thus, the method of recording digital information on a magnetic or optical medium provides an increase compared to the prototype method of the recording density by an average of 7% and noise immunity of the recording due to the constancy of the number of marker intervals in words, the mandatory location of one of the marker intervals at the beginning of the word, the presence one of the marker intervals of the reference duration and significantly (2-3 times) shorter duration of marker intervals in the word, which significantly reduces the number of low-frequency components ues in the spectrum of the playback signal.

Claims

The method of recording digital information on a magnetic or optical medium, which consists in distributing binary signals of the input information sequence by code words and code groups in words, adding additional bits to words, generating informational differences of the word recording signal in two levels and time intervals between the differences in accordance with code groups and additional bits and their values, the formation of marker drops of the word recording signal at two levels and the corresponding time intervals, the minimum duration of which is different from the maximum duration of information intervals, supplementing the duration of one of the marker intervals to equal the total lengths of the intervals of opposite levels of the word recording signal and recording the generated sequence of information and marker intervals and recording signal drops at two levels on a magnetic or optical medium, characterized in that they estimate the difference in the total durations of information and marker inte the shafts of opposite levels of the recording signal of each word for different positions of the second marker interval in the word recording signal, supplement to the equality of the total durations of the intervals of the opposite levels of the recording signal of the word, the duration of the first or second marker interval depending on the size and sign of the minimum possible or not more than the specified value of the difference estimate and form a second marker interval in the signal recording words in the position corresponding to the obtained value of the evaluation of the difference.