SK4082002A3 - Method for coding and decoding a data stream - Google Patents

Method for coding and decoding a data stream Download PDF

Info

Publication number
SK4082002A3
SK4082002A3 SK408-2002A SK4082002A SK4082002A3 SK 4082002 A3 SK4082002 A3 SK 4082002A3 SK 4082002 A SK4082002 A SK 4082002A SK 4082002 A3 SK4082002 A3 SK 4082002A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
disparity
sequence
data stream
code
binary
Prior art date
Application number
SK408-2002A
Other languages
Slovak (sk)
Inventor
Martin Hansing
Original Assignee
Techem Service Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE10148275A external-priority patent/DE10148275A1/en
Application filed by Techem Service Ag filed Critical Techem Service Ag
Publication of SK4082002A3 publication Critical patent/SK4082002A3/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M5/00Conversion of the form of the representation of individual digits
    • H03M5/02Conversion to or from representation by pulses
    • H03M5/04Conversion to or from representation by pulses the pulses having two levels
    • H03M5/14Code representation, e.g. transition, for a given bit cell depending on the information in one or more adjacent bit cells, e.g. delay modulation code, double density code
    • H03M5/145Conversion to or from block codes or representations thereof
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M5/00Conversion of the form of the representation of individual digits
    • H03M5/02Conversion to or from representation by pulses
    • H03M5/16Conversion to or from representation by pulses the pulses having three levels
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M7/00Conversion of a code where information is represented by a given sequence or number of digits to a code where the same, similar or subset of information is represented by a different sequence or number of digits
    • H03M7/02Conversion to or from weighted codes, i.e. the weight given to a digit depending on the position of the digit within the block or code word
    • H03M7/06Conversion to or from weighted codes, i.e. the weight given to a digit depending on the position of the digit within the block or code word the radix thereof being a positive integer different from two
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10Digital recording or reproducing
    • G11B20/14Digital recording or reproducing using self-clocking codes
    • G11B20/1403Digital recording or reproducing using self-clocking codes characterised by the use of two levels
    • G11B20/1423Code representation depending on subsequent bits, e.g. delay modulation, double density code, Miller code
    • G11B20/1426Code representation depending on subsequent bits, e.g. delay modulation, double density code, Miller code conversion to or from block codes or representations thereof

Abstract

The method involves generating a binary code from source data streams for encoding and converting back into the source data streams for decoding. A source data stream is converted in a ternary data stream and a binary code with a maximum of four successive equal length discrete signal states is formed from the ternary data stream using state transitions.

Description

Predmetný vynález sa týka spôsobu kódovania a dekódovania tokov dát, pri ktorom sa pri kódovaní z tokov zdrojových dát vytvorí binárny kód a pri dekódovaní sa tento kód mení späť na toky zdrojových dát.The present invention relates to a method of encoding and decoding data streams, wherein a binary code is generated from the source data streams when encoded and converted back to the source data streams when decoded.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

V súčasnosti jestvuje mnoho spôsobov kódovania na vytváranie kódov RLL bez jednosmerného napätia. Na základe praktických úvah pracujú mnohé z týchto spôsobov s kódovými slovami konštantnej dĺžky (blokové kódovanie). Ak je počet zdrojových symbolov, resp. množstvo kódových slov obmedzené a spočítateľné, používajú sa často na kódovanie a dekódovanie tabuľky. Na zápis dát na optické alebo magnetické nosiče (CD, DAT, DVD) jestvujú známe spôsoby kódovania EFM a EFMPIus. Klasickými binárnymi spôsobmi kódovania na vytvorenie signálov bez jednosmerného napätia sú manchesterský kód (Manchester-Code), diferenciálny manchesterský kód (Differential-Manchester-Code), 3-zo-6, 8B10B (US 4,486,739) a CMI (Coded Mark Inversion, t.j. kódovaná inverzia znakov). Tieto spôsoby používajú dva stavy signálu (0 a 1”). Okrem toho sú známe nebinárne spôsoby kódovania, ako kód AMI (AMI-Code), modifikovaný kód AMI, HDB-3 (prenosové dráhy PCM30), kód 4B3T (národný ISDN), MMS43 (Európa ISDN) alebo spektrálne mriežkovanie (Trel-lis-Shaping).Currently, there are many encoding methods to generate RLL codes without DC voltage. Based on practical considerations, many of these methods work with constant-length code words (block coding). If the number of source symbols, respectively. many code words limited and countable, they are often used to encode and decode a table. There are known methods of encoding EFM and EFMPIus for writing data to optical or magnetic media (CD, DAT, DVD). Classical binary coding methods for generating signals without DC voltage are Manchester Code, Differential Manchester Code, 3-of-6, 8B10B (US 4,486,739) and CMI (Coded Mark Inversion) character inversion). These methods use two signal states (0 and 1 ”). In addition, non-linear coding methods are known, such as AMI code (AMI code), modified AMI code, HDB-3 (PCM30 transmission paths), 4B3T (national ISDN) code, MMS43 (ISDN Europe) or spectral lattice (Trel-lis- Shaping).

Jestvujúce spôsoby na vytváranie kódov s obmedzenou dĺžkou priebehu signálu nespĺňajú požiadavky špeciálnych aplikácií. Buď je účinnosť kódu nevýhodná, nevyhovuje dĺžka kódového slova, disparita prevyšuje požiadavky alebo spôsob kódovania je pre menej náročné výrobky príliš nákladný. Obzvlášť výhodné pre rádiový prenos je kódovanie s malou disparitou, aby saExisting methods for creating codes with a limited signal duration do not meet the requirements of special applications. Either the efficiency of the code is disadvantageous, the length of the code word does not match, the disparity exceeds the requirements, or the coding method is too costly for less demanding products. Especially preferred for radio transmission is low disparity coding in order to

31903/T u príjemcu rádiového signálu drift prahových úrovní v demodulátore (data slicer, t.j. sekáč dát) udržoval čím najmenší. Jednoducho a priestorovo úsporne sa dá realizovať napr. kód 3-zo-6. Pri tomto kóde sa zdrojové symboly o dĺžke 4 bitov menia na kódové slová o dĺžke 6 bitov. Nevýhodou kódovania 3-zo-6 je jeho neveľká účinnosť. Rovná sa 4/6 = 66,7%; strata kódovaním je teda 50%. Môže to napríklad nepriaznivo ovplyvniť životnosť a (alebo) náklady na prevádzku rádiových prístrojov, ktoré sú napájané z batérií.31903 / T at the receiver of the radio signal drift the threshold levels in the demodulator (data slicer). Simple and space saving can be realized eg. code 3-of-6. With this code, 4-bit source symbols are converted to 6-bit code words. The disadvantage of 3-of-6 coding is its poor efficiency. Equals 4/6 = 66.7%; the loss in coding is thus 50%. For example, this may adversely affect the life and / or operating costs of battery-operated radio devices.

Iné spôsoby kódovania, ako 8B10B, majú vyššiu kódovaciu účinnosť (E = 8/10 = 80%), dajú sa však realizovať omnoho nákladnejšie, pretože pritom sú potrebné väčšie tabuľky kódových slov a komplexné logické väzby.Coding methods other than 8B10B have a higher coding efficiency (E = 8/10 = 80%), but they can be implemented more costly because larger codeword tables and complex logic links are required.

Vo všeobecnosti kódovanie pomoco.u tabuliek pri väčších dĺžkach kódových slov stroskotáva na počte kódových slov, ktorý narastá exponenciálne. Boli preto navrhnuté spôsoby na spočítavanie (enumeration) kódových slov (pozri Kautz 1965, Pátrovics a Schouhammer Immink 1996). Spočítavacie dekódovanie sa robí pomocou vážených súčtov jednotlivých symbolov prijatých kódových slov. Ťažkosť pri tomto spôsobe spočíva v stanovení váhových koeficientov. Často bývajú potrebné dve sady koeficientov (pozri Táng a Bahl, 1970), ktorých stanovenie predstavuje intelektuálnu výzvu v oblasti kombinatoriky. S rastúcou dĺžkou kódových slov rastie počet váhových koeficientov a súčasne aj dĺžka ich vyjadrenia v binárnej forme. Pri realizácii spočítavacieho spôsobu s váhovými koeficientmi nároky na pamäť so stúpajúcou dĺžkou kódových slov preto kvadratický rastú a preto sa rýchlo naráža na praktické hranice.In general, coding with tables over longer codeword lengths fails on the number of codewords that grows exponentially. Methods have therefore been proposed for enumeration of code words (see Kautz 1965, Pátrovics and Schouhammer Immink 1996). Counting decoding is performed by weighting the sums of the individual symbols of the received code words. The difficulty of this method lies in the determination of weight coefficients. Two sets of coefficients are often needed (see Tang and Bahl, 1970), whose determination represents an intellectual challenge in the field of combinatorics. With the increasing length of the code words, the number of weighting coefficients increases as well as the length of their expression in binary form. Therefore, in realizing the weighting coefficient counting method, the memory requirements with increasing length of the code words grow quadratic and therefore quickly encounter practical boundaries.

Nebinárne spôsoby kódovania, ako AMI a i. sa nedajú použiť, ak hardvér, ktorý je k dispozícii, môže spracovávať len dva stavové signály.Non-binary coding methods such as AMI and others. cannot be used if the available hardware can only process two status signals.

31903/T31903 / T

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Úlohou vynálezu je navrhnúť taký spôsob kódovania a dekódovania tokov dát, ktorý sa dá jednoducho realizovať a nie je priestorovo náročný, vykazuje vysokú kódovaciu účinnosť a vytvára kód, ktorý je vhodný ,na rádiový prenos pomocou technicky jednoduchých rádiových prístrojov.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide such a method of coding and decoding data streams that is easy to implement and not space-intensive, exhibits high coding efficiency, and generates a code that is suitable for radio transmission using technically simple radio devices.

Táto úloha sa pri spôsobe kódovania a dekódovania uvedeného v úvode rieši v podstate tým, že na kódovanie tokov dát sa tok zdrojových dát transformuje na ternárny tok dát (čísla trojkovej sústavy) a z tohto ternárneho toku dát sa pomocou stavových prechodov vytvorí binárny kód. Binárny kód pritom má maximálnu dĺžku (priebehu signálu) štyroch po sebe nasledujúcich rovnakých diskrétnych signálových stavov a maximálnu disparitu dvoch diskrétnych odchýlok od strednej hladiny dvoch signálových stavov alebo od nulovej hladiny; binárny kód na dekódovanie sa pomocou príslušných stavových prechodov pretvorí na ternárny tok dát a transformuje sa na tok zdrojových dát.In the coding and decoding method mentioned above, this task is essentially solved by transforming the source data stream into a ternary data stream (triad system numbers) for coding data streams, and generating binary code from this ternary data stream using state transitions. The binary code here has a maximum length (waveform) of four consecutive identical discrete signal states and a maximum disparity of two discrete deviations from the middle level of the two signal states or from the zero level; the binary code for decoding is transformed into a ternary data stream using appropriate state transitions and transformed into a source data stream.

Takto sa z toku vstupných dát (toku zdrojových dát) vytvorí binárny kód bez jednosmerného napätia a s obmedzenou dĺžkou priebehu signálu. Predchádzajúcou transformáciou na ternárny tok dát sa dajú veľmi jednoducho určiť stavové prechody, ktoré bez stanovenia pamäťovo náročných kódových slov umožňujú vytvoriť binárny kód. Účinnosť kódovania E, t.j. pomer dĺžky n zdrojových symbolov v bitoch k dĺžke k kódových slov, resp. kódovanej správy v bitoch je log, (N) kde N je počet rovnako pravdepodobných zdrojových symbolov. Tým sa kódovacia strata označená ako 1/, t.j. relatívne predĺženie zdrojovej správy s dĺžkou n bitov kódovaním do kódového sledu s dĺžkou k bitovIn this way, a binary code is created from the input data stream (source data stream) without DC voltage and with a limited signal duration. By prior transformation to a ternary data stream, it is very easy to determine state transitions that allow the creation of binary code without specifying memory-intensive code words. E-encoding efficiency, i. the ratio of the length n of the source symbols in bits to length k of the code words, respectively. the encoded message in bits is log, (N) where N is the number of equally probable source symbols. As a result, the coding loss is designated as 1 /, i.e. the coding loss. relative extension of n-bit source message coded into k-bit code sequence

31903/T31903 / T

--1=±_, n n log 2 (N ) E minimalizuje. To vedie, obzvlášť pri prístrojoch na rádiový prenos dát napájaných z batérií, k zlepšenému využitiu batérií, a tým aj k predĺženiu prevádzkyschopnosti prístrojov a (alebo) k zmenšeniu nákladov.- 1 = ± _, nn minimizes log 2 (N) E. This leads, in particular in the case of battery-operated radio data transmission apparatuses, to an improved use of the batteries and thus to an increase in the operability of the apparatuses and / or a reduction in costs.

Za okrajových podmienok maximálnej disparity vytváraného kódu s najviac Dmax = ±2 a dĺžkou priebehu maximálne RLmax = 4 sa dá stanoviť optimálna medzná' účinnosť E.x spôsobu kódovania. Leží v okolí Ex ~ 79,25 %. Teoreticky dosiahnuteľná minimálna kódovacia strata Vx pri E„ bude asi 26,2 %.Under the boundary conditions of the maximum disparity of the code to be generated with a maximum of Dmax = ± 2 and a wave length of maximum RLmax = 4, an optimal marginal efficiency of the E. x coding method can be determined. Lies around E x ~ 79.25%. Theoretically achievable minimum coding loss V x at E n will be about 26.2%.

Podľa predmetného vynálezu sa stavové prechody jednotlivých čísiel (0, 1, 2) ternárneho prepisu toku dát premenia vždy na dve binárne miesta binárneho kódu (00, ΟΙ, IO alebo II).According to the present invention, the state transitions of the individual numbers (0, 1, 2) of the ternary transcription of the data stream are always converted into two binary digits of the binary code (00, ΟΙ, IO or II).

Aby sa dosiahla jednoznačná transformácia medzi temárnym a binárnymTo achieve a clear transformation between thematic and binary

J prepisom, závisí (pri výhodnej verzii predmetného spôsobu) definícia stavových prechodov od bežnej disparity toku dát. Bežná disparita pritom vyplýva z celkovej parity doteraz zohľadneného binárneho kódového slova. Ak sa vychádza z požiadavky neprítomnosti jednosmerného napätia, napr. ak binárny stav signálu 0 vytvára disparitu D = -1 a binárny stav signálu 1 vytvára disparitu D = +1, má jedno binárne kódové slovo 00I v súčte celkovú disparitu D = -1. Pripojením binárnej kombinácie II k binárnemu kódovému slovu II00I sa celková disparita (bežná disparita) zmení na D = +1. Ak teraz stavový prechod T2 napr. závisí od bežnej disparity D tak, že pri D< 0 T2 sa ternárne číslo 2 premení na binárnu kombináciu II a pri D > 0 sa premení na binárnu kombináciu 00, dosiahne sa pomocou stavových prechodov TO, T1 a T2 jednoznačná transformácia medzi ternárnymi stavmi 0, 1, 2 a binárnymi stavmi Ol, I0, 00, resp. H.In the preferred version of the present method, the definition of state transitions depends on the normal disparity of the data stream. The normal disparity results from the overall parity of the binary code word taken into account so far. If the requirement is the absence of DC voltage, e.g. if the binary state of signal 0 generates a disparity of D = -1 and the binary state of signal 1 generates a disparity of D = +1, one binary codeword 00I has the sum of the total disparity D = -1. By adding binary combination II to binary code word II00I, the total disparity (normal disparity) is changed to D = +1. If now the state transition T2 e.g. depends on the common disparity D such that at D <0 T2 the ternary number 2 is converted to binary combination II and at D> 0 it is converted to binary combination 00, by means of state transitions TO, T1 and T2 a unique transformation between ternary states 0 , 1, 2 and binary states O1, I0, 00, respectively. H.

31903/T31903 / T

Aby vznikol definovaný počiatočný stav, možno podľa vynálezu na vytvorenie spúšťacej disparity použiť spúšťací bit alebo disparitu predchádzajúceho bitového sledu.In order to create a defined initial state, the trigger bit or the disparity of the previous bit sequence can be used to create a trigger disparity.

Najmä pri použití počítačov býva k dispozícii tok zdrojových dát ako binárny zdrojový kód. V tomto prípade sa podľa predmetného vynálezu binárny tok zdrojových dát v blokoch preddefinovanej dĺžky (dĺžky bloku) transformuje na temárny tok dát. Výhodné dĺžky blokov binárneho zdrojového kódu sú 11, 19 alebo 84 bitov, pretože pri takýchto dĺžkach je účinnosť kódovania veľmi blízko k dosiahnuteľnému optimu.Especially when computers are used, the source data stream is available as binary source code. In this case, according to the present invention, the binary source data stream in blocks of predefined length (block length) is transformed into a dark data stream. Preferred block lengths of the binary source code are 11, 19 or 84 bits, because at such lengths the coding efficiency is very close to the achievable optimum.

Tým, že sa podľa vynálezu pred tok dát transformovaný do binárneho kódu predradí' sled SYNC, umožní sa rozpoznanie začiatku novej, úrovňou silnejšej rádiovej správy, ktorá prekryje úrovňou slabšiu správu. V prípadoch, keď sa správy prekrývajú, čo sa môže stať pri neregulovanej rádiovej prevádzke, vzniká takto možnosť rozpoznať kolíziu rádiových správ. Pri dostatočne veľkých rozdieloch úrovní príjmu sa môže presadiť silnejšia z oboch rádiových správ.In accordance with the invention, before the data stream transformed into the binary code is preceded by a SYNC sequence, the recognition of the beginning of a new, stronger radio message level, which overlaps the weaker message level, is made possible. In cases where messages overlap, which can happen in unregulated radio traffic, this creates the possibility of detecting a collision of radio messages. With sufficiently large differences in reception levels, the stronger of the two radio messages may be enforced.

Na tento účel sled SYNC obsahuje najmä synchronizačný sled s postupnosťou alternujúcich úrovní signálu a spúšťací sled s dĺžkou priebehu (signálu) po sebe nasledujúcich rovnakých signálnych stavov väčšou, ako je maximálna dĺžka priebehu toku dát. Na základe väčšej dĺžky priebehu signálu sa môže spúšťací sled v toku dát jednoduchšie identifikovať.For this purpose, the SYNC sequence comprises, in particular, a synchronization sequence with a sequence of alternating signal levels and a trigger sequence with a waveform (signal) of successive same signal states greater than the maximum waveform length. Due to the greater signal length, the trigger sequence in the data stream can be more easily identified.

Aby sa dal kódovaný tok dát jednoducho pripojiť k spúšťaciému sledu, končí podľa predmetného vynálezu spúšťací sled definovanou disparitou, obzvlášť nulovou disparitou, alebo jednoducho kladnou alebo zápornou disparitou. Tým je spúšťací stav presne definovaný.In order to be able to easily connect the coded data stream to the trigger sequence, the trigger sequence according to the present invention ends with a defined disparity, in particular zero disparity, or simply positive or negative disparity. The trigger state is thus precisely defined.

31903/T31903 / T

Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Ďalej sa s odvolaním na obrázky podrobnejšie opisuje výhodný spôsob kódovania a dekódovania. Z tohto opisu a (alebo) obrázkov vyplývajú ďalšie prednosti a znaky vynálezu nezávisle od toho, ako sú súhrnne formulované v nárokoch alebo ich vzájomných vzťahoch.Next, the preferred coding and decoding method is described in more detail with reference to the figures. Other advantages and features of the invention will emerge from this description and / or figures, irrespective of how they are formulated collectively in the claims or their interrelations.

Obrázky znázorňujú:The images show:

Obr. 1 tabuľku s prehľadom o počte kódových slov CD(2n) s obmedzením dĺžky priebehu signálu a s vyváženým pomerom bitov 0/1 pri rozličných disparitách;Fig. 1 shows a table summarizing the number of code words C D (2n) with a signal length limitation and a balanced bit ratio of 0/1 at different disparities;

obr. 2 schému konštrukcie binárneho kódu pre kódové slovo o dĺžke 16 bitov s obmedzením dĺžky priebehu signálu RLMax= 4 a s maximálnou disparitou DMax = +/-2;Fig. 2 shows a binary code construction scheme for a 16-bit codeword with a signal length limitation RL M ax = 4 and a maximum disparity D M ax = +/- 2;

obr. 3 stavový automat na vytváranie binárneho kódu podľa obr. 2;Fig. 3 shows the state machine for generating the binary code of FIG. 2;

obr. 4a, b konštrukciu sledu SYNC;Fig. 4a, b construct a SYNC sequence;

obr. 5 stavový automat na kódovanie príjmu binárneho kódu podľa obr. 2;Fig. 5 shows a state machine for encoding the reception of the binary code of FIG. 2;

obr. 6 netto prebytok kódovania kódu RLL ako funkciu dĺžky kódového slova;Fig. 6 shows the net excess code of the RLL code as a function of the codeword length;

obr. 7 netto účinnosť kódovania kódu RLL ako funkciu dĺžky kódového slova a obr. 8 percentuálnu odchýlku od neprítomnosti jednosmerného napätia kódu RLL ako funkciu dĺžky kódového slova.Fig. 7 shows the net coding efficiency of the RLL code as a function of the code word length; and FIG. 8 percent deviation from the absence of the DC voltage of the RLL code as a function of the code word length.

31903/T31903 / T

ΊΊ

Príklady uskutočnenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Ďalej sa ako príklad opisuje spôsob kódovania a dekódovania tokov dát, ktorý je obzvlášť vhodný na vytváranie toku signálov bez jednosmerného napätia a s obmedzenou dĺžkou priebehu signálu. Tok signálov bez jednosmerného napätia býva napríklad potrebný na moduláciu nosnej vysokej frekvencie pri rádiovom prenose, alebo na prenos dát vedeniami, ktorými sa súčasne vedie napájači prúd. Ťažisko používania spôsobu podľa predmetného vynálezu spočíva vo vytváraní účinných rádiotelegramov na prenos meracích údajov.Further described by way of example is a method of coding and decoding data streams, which is particularly suitable for generating a signal flow without DC voltage and with a limited signal duration. For example, a DC-free signal flow may be needed to modulate the carrier high frequency during radio transmission, or to transmit data through lines that simultaneously feed the supply current. The focus of the method of the present invention is to provide efficient radiotelegrams for transmitting measurement data.

Elementárnou podmienkou na to, aby binárne kódy neobsahovali jednosmerné napätie je, aby sa trvanie stavu signálu v súhrne rovnalo trvaniu komplementárneho stavu signálu. Pre prenos dát diskrétnym, konštantným krokovým taktom v binárnom kóde to značí, že počet n O-bitov sa musí rovnať počtu n l-bitov. Dĺžka kódových slov napríklad nech je 2n. Potom počet C(2n) kódových slov s vyváženým pomerom bitov 0/1 bez obmedzenia dĺžky priebehu signálu bude:An elementary condition that binary codes do not contain a DC voltage is that the duration of the signal state in aggregate equals the duration of the complementary state of the signal. For data transmission by a discrete, constant step cycle in a binary code, this indicates that the number of n 0-bits must be equal to the number of n l-bits. For example, let the code words be 2n. Then the number of C (2n) code words with a balanced bit rate of 0/1 without limiting the length of the waveform will be:

C(2n) = (2), kde n e NC (2n) = ( 2 ), where not N

Ak pre kódovanie zavedieme obmedzenie počtu po sebe nasledujúcich rovnakých stavov signálu (obmedzenie dĺžky priebehu signálu, kód RLL) pomocou odchýlky toku signálov od strednej úrovne dvoch stavov signálu, resp. od nulovej úrovne (disparita D = DMax), potom počet CD(2n) kódových slov s dĺžkou 2n bitov budeIf a coding is introduced by limiting the number of consecutive equal signal states (signal length limitation, RLL code) by deviating the signal flow from the middle level of the two signal states, respectively. from zero level (disparity D = D M ax), then the number of C D (2n) code words with 2n bits length will be

CD (2n) =C D (2n) = f2nA f2n A n-1 + Σ (-1/ n-1 + Σ (-1 / ( 2n 5 (2n 5 l n J l n J i=1 i = 1 <n-(D+)i > <n- (D +) i>

31903/T kde31903 / T where

pre (m <0) v (m > n)for (m <0) in (m> n)

Obr. 1 obsahuje tabuľku s prehľadom o počte kódových slov CD(2n) rozličnej dĺžky pre rôzne disparity.Fig. 1 contains a table with an overview of the number of code words C D (2n) of different length for different disparities.

Pre disparity D = 1 a D = 2 sa dá CD(2n) ľahko zistiť. Najmä pomerFor the disparities D = 1 and D = 2, C D (2n) can be readily ascertained. Especially the ratio

C2(2n)/ C2(2n-2) je konštantný, t.j. že systematická konštrukcia kódu je zrejmá. Prípad D = 1 je z dôvodu účinnosti kódovania (E = 50%, ako napr. pri manchesterskom kóde) nezaujímavý. V prípade D = 2 bude optimálna hraničná účinnosť E/C 2 (2n) / C 2 (2n-2) is constant, ie the systematic construction of the code is evident. Case D = 1 is unattractive because of the coding efficiency (E = 50%, as in the Manchester code). In case of D = 2 the optimal boundary efficiency E /

E„ = lim log; (2.3 )E '= lim log; (2.3)

2« log,(2)+(« -l)log,(3) lim.—-2n £ =lim lim n — n log, (3)2 log log, (2) + (--l) log, (3) lim. - 2n £ = lim lim n - n log, (3)

2n + lim n —>oo lOg; (3) 2n log; (3) 2 ä 0,79248125 « 79,25% strata kódovaním pri hraničnej účinnosti je:2n + lim n-> oo 10g; (3) 2n log; (3) 2 ä 0,79248125 «79,25% coding loss at borderline efficiency is:

Vn = — - 1* 0,26185951« 26,2% Ex V n = - - 1 * 0.26185951 26 26.2% E x

31903/T31903 / T

Ďalej sa uvádza podrobný opis konštrukcie a vytvárania binárneho kódu s obmedzením dĺžky priebehu signálu RLmax = 4 a s maximálnou disparitou Dmax = 2. Obrázok 2 schématicky ukazuje možnosti vytvorenia takéhoto binárneho kódu, pričom celková disparita kódového slova je znázornená v závislosti od počtu bitov.A detailed description of the construction and creation of a binary code with a signal length limitation RLmax = 4 and a maximum disparity Dmax = 2 is given below. Figure 2 schematically shows the possibilities of generating such a binary code, the total code word disparity being shown in bits.

Východiskom pred zapísaním prvého bitu je disparita D = 0. Ak prvým bitom napr. je l-bit, má disparita hodnotu D = +1. Ak aj druhý bit je l-bit, nadobudne disparita maximálnu hodnotu D = +2. Aby sa neprekročili hranice maximálnej disparity, zostáva možnosť zapísať ako ďalší len O-bit. Aby sa dosiahla dolná hraničná hodnota disparity D = -2, možno teraz zapísať najviac 4 O-bity. Z diagramu je zrejmé, že vytvorený kód obsahuje najviac 4 rovnaké jednotlivé symboly 0 alebo I, a teda má maximálnu dĺžku priebehu (signálu) RLmax = 4. Disparita sa pohybuje v hraniciach od +2 do -2 a na konci je D = 0; kód teda neobsahuje jednosmerné napätie.The starting point before writing the first bit is the disparity D = 0. is l-bit, the disparity is D = +1. If the second bit is also l-bit, the disparity will have a maximum value of D = +2. In order not to exceed the limits of maximum disparity, only the O-bit can be entered as the next one. In order to reach the lower limit of disparity D = -2, a maximum of 4 O-bits can now be written. It can be seen from the diagram that the code created contains at most 4 identical single symbols 0 or I, and thus has a maximum waveform (signal) RLmax = 4. Disparity ranges from +2 to -2 and at the end is D = 0; therefore the code does not contain DC voltage.

Možno teda vytvoriť stavový automat, ktorý je schopný toky vstupných dát ľubovoľnej dĺžky premieňať na toky výstupných dát (kódy) bez 1 jednosmerného napätia, s požadovanými vlastnosťami Dmax = 2. a RLmax = 4. Takýto stavový automat je znázornený na obr. 3.Thus, a state machine can be created that is capable of converting input data streams of any length into output data streams (codes) without 1 DC voltage, with the required properties Dmax = 2 and RLmax = 4. Such a state machine is shown in FIG. Third

Východiskom pre stavový automat je tok vstupných dát (ktorý nie je vyobrazený). Tento tok môže mať v závislosti od informácií, ktoré sú v ňom obsiahnuté, ľubovoľné hodnoty a možno ho transformovať do binárnej formy. Možno napríklad predpokladať tieto binárne zapísané vstupné dáta:The starting point for the state machine is the input data flow (not shown). Depending on the information it contains, this flow can have any value and can be transformed into binary form. For example, the following binary input data can be assumed:

Vstupné dáta, binárne 1111111111111111111 (19 bitov, hodnota: 219·1).Input data, binary 1111111111111111111 (19 bits, value: 2 19 · 1) .

Tieto vstupné dáta sa v prvom (tiež nevyobrazenom) medzikroku premenia na ternárne číslo (t.j. číslo v trojkovej sústave, resp. sústave so základom 3) a budú teraz vyzerať takto:This input data will be transformed into a ternary number (i.e., a number in the triple or base 3 system) in the first (also not shown) intermediate step and will now look like this:

Medzikrok, ternárny 222122012001.Intermediate, ternary 222122012001.

31903/T31903 / T

Bez toho, že by sa obmedzila všeobecnosť, je teraz stavový automat v stave kladnej alebo zápornej disparity (D+ alebo D-). Stavy D+ alebo Dmožno najskôr dosiahnuť pomocou definovaného sledu SYNC alebo (vychádzajúc zo spúšťacieho stavu S) pomocou stavových prechodov TO alebo T1 so zvláštnym spúšťacím dátovým bitom. Podľa toho, či tento prvý bit má hodnotu 0 alebo I, dosiahnu sa stavy D+ alebo D-. V spúšťacom stave sú pritom stavové prechody definované takto:Without limiting generality, the state machine is now in a state of positive or negative disparity (D + or D-). The D + or D states can first be reached by a defined sequence of SYNC or (starting from the trigger state S) by the state transitions TO or T1 with a separate trigger data bit. Depending on whether this first bit is 0 or I, D + or D- states are reached. In the start-up state, the state transitions are defined as follows:

T0(S): zapíš v binárnom výstupnom kóde bit 0 aT0 (S): write bit 0 a in binary output code

T1 (S): zapíš v binárnom výstupnom kóde bit I.T1 (S): write bit I in the binary output code

Nech je v tomto príklade prvý bit vstupného kódu I a nech sa použije stavový prechod T1. Ten zapíše vo výstupnom kóde l-bit a vytvorí tým kódové slovo s kladnou disparitou. Stavový automat je preto v stave kladnej disparity D+.In this example, make the first bit of the input code I and use the state transition T1. It writes l-bit in the output code and creates a code word with positive disparity. The state machine is therefore in a state of positive D + disparity.

Stavový automat teraz vezme prvú číslicu (v príklade sprava) ternámeho medzikroku a priradí ju k jednému zo stavových prechodovThe state machine now takes the first digit (in the example from the right) of the current intermediate step and assigns it to one of the state transitions

T0(D+): zapíš v binárnom výstupnom kóde sled bitov Ol,T0 (D +): write in binary output code sequence of bits Ol,

T1 (D+): zapíš v binárnom výstupnom kóde sled bitov IO aleboT1 (D +): Write the IO or bit sequence in the binary output code

T2(D+): zapíš v binárnom výstupnom kóde sled bitov 00, pričom číslica 0 sa priradí k stavovému prechodu TO, číslica 1 k stavovému prechodu T1 a číslica 2 k stavovému prechodu T2.T2 (D +): Write a sequence of bits 00 in the binary output code, with the number 0 assigned to the state transition TO, the number 1 to the state transition T1 and the number 2 to the state transition T2.

V príklade je prvá ternárna číslica sprava 1. Preto stavový prechod T1(D+) pridáva vo výstupnom kóde sled bitov IO. Celé slovo vo výstupnom kóde potom je I0I a má taktiež jednoduchú kladnú disparitu D+. Pri ďalších oboch ternárnych čísliciach 0 pridá stavový prechod T0(D+) k výstupnému slovu zasa sled bitov Ol, takže vznikne celé kódové slovo OlOIIOľ, ktoré má taktiež kladnú disparitu. Pri nasledujúcej ternárej číslici 2 sa teraz použije stavový prechod T2(D+) a ten pridá sled bitov 00 k celkovému kódovému slovu OOOlOIIOľ. Toto slovo teraz bude mať zápornú disparitu D-.In the example, the first ternary digit is from the right 1. Therefore, the state transition T1 (D +) adds a sequence of IO bits in the output code. The entire word in the output code is then I0I and also has a simple positive D + disparity. For the other two ternary digits 0, the state transition T0 (D +) in turn adds a sequence of bits Ol to the output word, so that the entire code word OlOIIO1, which also has a positive disparity, is produced. For the next ternary number 2, the state transition T2 (D +) is now used, and it adds a sequence of bits 00 to the total codeword OOO1010II. This word will now have a negative D- disparity.

31903/T31903 / T

Pri stavoch zápornej disparity D- sú teraz stavové prechody definované takto:For states of negative disparity D-, state transitions are now defined as follows:

TO(D-): zapíš v binárnom výstupnom kóde sled bitov Ol,TO (D-): write the sequence of bits Ol in the binary output code,

T1 (D-): zapíš v binárnom výstupnom kóde sled bitov I0, aleboT1 (D-): write a sequence of bits I0 or binary in the binary output code

T2(D-): zapíš v binárnom výstupnom kóde sled bitov II.T2 (D-): write the sequence of bits II in the binary output code.

Pri nasledujúcom ternárnom čísle 1 sa preto použije stavový prechod T1(D-). Zodpovedajúcim použitím stavových prechodov dostaneme napokon nasledujúci výstupný kód, pričom sa na konci slova stavový prechod {}(D+)-> 0 alebo {}(D-)-> ľ použije na to, aby sa dosiahol konečný stav E bez jednosmerného napätia:Therefore, for the next ternary number 1, the state transition T1 (D-) is used. By correspondingly using state transitions, we get the following output code, using the state transition {} (D +) -> 0 or {} (D -) -> l 'at the end of the word to reach the final state E without DC voltage:

Výstupný kód, binárny 0II00III000II0II0000I0II0IOutput code, binary 0II00III000II0II0000I0II0I

V predchádzajúcom príklade sa vychádzalo z toho, že sa všetky vstupné dáta, ktoré sa majú transformovať, skladajú zo sledu 19 bitov a jedného prídavného spúšťacieho bitu. V praxi však spravidla bývajú vstupné dáta dlhšie. Transformácia veľkých čísiel z binárnej sústavy (dvojkovej sústavy) do temárnej sústavy (trojkovej sústavy) síce zásadne nepredstavuje ťažkosti, vyžaduje však narastajúci počet výpočtových operácií. Určité uľahčenie preto predstavuje rozdeľovanie (= rozsekávanie) vstupných dát na bloky určitej fixnej dĺžky. Pritom sa dĺžky blokov volia tak, aby v príslušnom ternárnom prepise takéhoto rozsekávania bolo čo najmenej, t.j. aby sa oblasť čísiel temárneho prepisu dát pri danom počte miest dobre využila.In the previous example, it was assumed that all the input data to be transformed consist of a sequence of 19 bits and one additional trigger bit. In practice, however, the input data is usually longer. Transforming large numbers from a binary system (binary system) to a thematic system (triad system) is not a problem, but it requires an increasing number of computational operations. Therefore, splitting (= chopping) the input data into blocks of a fixed length is a certain convenience. In this case, the lengths of the blocks are selected so that there is as little as possible in the respective ternary transcription of such chopping, i. to make good use of the area of transcript numbers for a given number of locations.

Pri kódovaní v blokoch možno zo spúšťacieho stavu S prejsť do pracovných stavov D-, resp. D+ tým, že prvý bit toku výstupných dát sa zvolí ako fixný alebo náhodný, alebo prvý bit toku vstupných dát sa zvolí pre prechody TO, resp. T1.When coding in blocks, it is possible to switch from the start state S to the operating states D- and D-state respectively. D + in that the first bit of the output stream is selected as fixed or random, or the first bit of the input stream is selected for the TO and TK transits respectively. T1.

Na začiatku transformácie, t.j. pri prvom bloku, ktorý sa má transformovať, sa teda zadá disparita D+ alebo D-. Pri všetkých nasledujúcich vstupných dátach, ako aj mimo hraníc blokov sa potom možnoAt the beginning of the transformation, i. Thus, for the first block to be transformed, the D + or D- disparity is specified. All subsequent input data as well as outside the boundaries of the blocks can then be made

31903/T pohybovať len v medziach oboch týchto stavov D+ a D-. Až na konci kódovania, t.j. po zakódovaní posledného bloku vstupných dát sa disparita odstráni tým, že sa pripojí posledný bit zabezpečujúci úplnú neprítomnosť jednosmerného napätia. Stavy S a E stavového automatu sú v tomto prípade pre kódovanie jediného bloku dát irelevantné s tým dôsledkom, že úplná neprítomnosť jednosmerného napätia sa nedosiahne na každom konci bloku, ale až na konci správy.31903 / T move only within the limits of both these D + and D- states. Only at the end of the encoding, i. after encoding the last block of input data, the disparity is removed by appending the last bit ensuring complete absence of DC voltage. In this case, the states S and E of the state machine are irrelevant to the coding of a single block of data, with the result that the complete absence of DC voltage is not reached at each end of the block but only at the end of the message.

Ak je tok vstupných dát binárny a skladá sa z b bitov, možno teda 1 bit použiť priamo na vytvorenie spúšťacej disparity D+, resp. D-. Ak považujeme zvyšných (b - 7) bitov za binárne číslo, možno potom toto číslo zmenou základu číselnej sústavy transformovať z binárnej do ternárnej sústavy (čísla so základom 3). Jednotlivé číslice 0, 1 a 2 ternárneho zápisu môžu teraz slúžiť priamo ako vstupné podmienky TO, T1 a T2 stavových prechodov. Aby sa počet výpočtových operácií obmedzil, je užitočné zvyšných (b - 7) bitov duálneho zápisu transformovať v blokoch. Vhodné dĺžky blokov sú tie, pri ktorých n-tá mocnina dvojky je len o niečo málo menšia než n-tá (n je celé číslo) mocnina trojky, t.j.:If the input data stream is binary and consists of b bits, then 1 bit can be used directly to create a trigger disparity D + resp. D-. If we consider the remaining (b - 7) bits to be a binary number, then this number can be transformed from a binary to a ternary system (base 3 numbers) by changing the base of the number system. The individual digits 0, 1 and 2 of the ternary notation can now serve directly as input conditions TO, T1 and T2 of the state transitions. In order to limit the number of computational operations, it is useful to transform the remaining (b - 7) bits of the dual write in blocks. Suitable block lengths are those in which the n-th power of 2 is only slightly less than the n-th (n is an integer) power of 3, i.e.:

2«3mA2<3m kde m, n & N, najmä2 3 3 m A2 <3 m where m, n & N, in particular

211 = 2048 » 2187 = 37, resp.2 11 = 2048 »2187 = 3 7 resp.

219 = 524288 = 531441 = 312, resp.2 19 = 524288 = 531441 = 3 12 , respectively.

284= 19342813113834066795298816 « 19383245667680019896796723 = 353.2 = 19342813113834066795298816 84 '19383245667680019896796723 = 3 53rd

Účinnosť kódu je:The effectiveness of the code is:

v prípade (211 θ 37) E11/7 = 11/(2x7) « 78,571%, v prípade (2 θ 312) E19/l2 = 19/(2x12) « 79,167% a v prípade (284 θ 353) E84/53 = 84/(2x53) « 79,245%.in the case of (2 11 θ 3 7 ) E 11/7 = 11 / (2x7) «78,571%, in the case of (2 θ 3 12 ) E 19 / l2 = 19 / (2x12)« 79,167% and in the case of (2 84 θ 3 53) E 84/5 3 = 84 / (2x53) "79.245%.

31903/T31903 / T

Preto je napríklad výhodné rozdeliť tok dát (ktorý sa má kódovať) do 11bitových slov a tieto po blokoch transformovať do 7-miestneho ternárneho zápisu. V ďalšom variante je tiež možné rozdeliť binárne vstupné dáta do 19bitových slov, ktoré sa potom transformujú do 12-miestneho ternárneho zápisu. V treťom variante sa navrhuje rozdeliť binárne vstupné dáta do 84-bitových slov, ktoré sa transformujú do 53-miestneho ternárneho zápisu. Vo všetkých troch prípadoch sa ternárne číslice {0, 1, 2} v závislosti od bežnej disparity D (teda stavu D+ alebo D-) bez medzikroku premenia na štyri možné výstupné stavy {00, ΟΙ, ΙΟ, II).Therefore, it is advantageous, for example, to divide the data stream (to be coded) into 11-bit words and transform these in blocks into a 7-digit ternary notation. In another variation, it is also possible to divide the binary input data into 19-bit words, which are then transformed into a 12-digit ternary notation. In the third variant, it is proposed to divide the binary input data into 84-bit words that are transformed into a 53-digit ternary notation. In all three cases, the ternary digits {0, 1, 2} are converted to four possible output states (00, ΟΙ, ΙΟ, II) without intermediate step, depending on normal D disparity (ie D + or D- state).

Je však tiež možné celý stavový automat použiť na každý jednotlivý blok. Bolo by potom výhodné voliť bitové bloky dát s dĺžkou 11+1, 19+1, resp. 84+1 bitov, pričom prídavný bit slúži na výstup zo spúšťacieho stavu S. Z (11+1)bitového bloku dát vznikne kódovaním (1+2*7+1) = 16-bitové slovo v kóde RLL, z (19+1) bitov bude (1+2*12+1) = 26 bitov a z (84+1) bitov bude (1+2*53+1) = 108 bitov. Takto sa po každom bloku dát získava neprítomnosť jednosmerného napätia za cenu dlhších kódových slov a za cenu zhoršenej účinnosti kódovania (E11+1 = 12/16 < E1V7 = 11/(2x7); E19+1 = 20/26 < E19/12 = 19/(2x12); E84+i = 85/108 < E84/53= 84/(2x53).However, it is also possible to apply the entire state machine to each individual block. It would then be advantageous to select bit blocks of data with a length of 11 + 1, 19 + 1, respectively. 84 + 1 bits, the additional bit being output from the start state S. From (11 + 1) the data bit block is coded (1 + 2 * 7 + 1) = 16-bit word in RLL, z (19 + 1) ) bits will be (1 + 2 * 12 + 1) = 26 bits, and (84 + 1) bits will be (1 + 2 * 53 + 1) = 108 bits. Thus, after each block of data, the absence of DC voltage is obtained at the cost of longer code words and at the cost of impaired coding efficiency (E 11 + 1 = 12/16 <E 1V7 = 11 / (2x7); E 19 + 1 = 20/26 <E 19/12 = 19 / (2x12), and E 84+ = 85/108 <E 8 4/53 = 84 / (2x53).

Stavové automaty s ekvivalentnými vlastnosťami možno vytvoriť zámenou vstupných podmienok TO, T1 a T2 v stavových prechodoch.State machines with equivalent properties can be created by reversing the input conditions TO, T1 and T2 in state transitions.

Pre oblasť používania rádiového prenosu platia osobitné okrajové podmienky. V systémoch s viacerými rovnako oprávnenými vysielačmi,' pri ktorých vysielanie správ rádiom nie je navzájom skoordinované, môžu vzniknúť kolízie rádiových správ. Od takýchto systémov sa preto požaduje, aby sa správy narušené kolíziou dali rozpoznať. Okrem toho by sa správy s vyššou úrovňou príjmu prekrývané správami s nižšou úrovňou príjmu mali dať prijímať s dostatočným odstupom rušenia. Najmä počas príjmu jednej rádiovej správy by mala iná, neskoršie prichádzajúca rádiová správa so silnejšou úrovňou príjmu viesť k tomu, aby sa bežný príjem dal rozpoznať ako rušený a prerušil sa a aby bolo možné prijať novú, prekrývajúcu silnejšiu správu. Na tento účel sa predSpecific boundary conditions apply to the field of use of radio transmission. In systems with multiple equally authorized transmitters in which the transmission of messages by radio is not coordinated with each other, radio message collisions may occur. Such systems are therefore required to be able to recognize conflict-disturbed messages. In addition, messages with a higher level of income overlapped with messages with a lower level of income should be capable of being received with sufficient interference. Especially during the reception of one radio message, another, later incoming radio message with a stronger reception level should result in normal reception being recognized as disturbed and interrupted and a new, overlapping stronger message can be received. To this end, before

31903/T vlastné dáta predradí sled SYNC, ktorý v rádiovom prijímači slúži na to, aby sa prijímač nastavil na intenzitu signálu prijímanej správy a aby sa pomocou binárneho sledu signálov získal krokový takt pre tú časť informácie, ktorá bude nasledovať.The 31903 / T own data is preceded by a SYNC sequence that is used in the radio receiver to adjust the receiver to the signal strength of the received message and to obtain a step cycle for the portion of the information that follows following the binary signal sequence.

Sled SYNC sa skladá z taktovacieho sledu a spúšťacieho sledu. Taktovací sled je kroková frekvencia definovaná ako postupnosť alternujúcich úrovní signálu. Taktovací sled treba voliť tak dlhý, aby prijímač na konci taktovacieho sledu dosiahol ustálený prevádzkový stav. Po taktovacom slede nasleduje spúšťací sled. Definovaný je ako postupnosť signálov, ktorá sa dá jednoznačne odlíšiť od toku dát RLL. Keďže pri opisovanom spôsobe kódovania nejestvujú žiadne vyhradené kódové slová s prípustnou dĺžkou priebehu RLmax = 4, je dĺžka priebehu spúšťacieho sledu väčšia ako pri kóde RLL, t. zn. RLmax > 4. Možnosti konštrukcie sledu SYNC sú znázornené na obrázkoch 4a a 4b.The SYNC sequence consists of a clock sequence and a start sequence. The clock sequence is a step frequency defined as a sequence of alternating signal levels. The clock sequence must be selected so long that the receiver reaches a steady state at the end of the clock sequence. The clock sequence is followed by the start sequence. It is defined as a sequence of signals that can be clearly distinguished from the RLL data stream. Since in the described coding method there are no reserved code words with a permissible waveform length RLmax = 4, the runtime length of the trigger sequence is greater than that of the code RLL, t. no. RLmax> 4. SYNC sequence design options are shown in Figures 4a and 4b.

Rozlíšiteľnosť sledov SYNC od toku dát RLL je daná piatimi po sebe nasledujúcimi nulami (obr. 4a), resp. sledom piatich jedničiek (obr. 4b). Disparita na konci sledu SYNC je nulová, takže sa tok dát kódovaný stavovým automatom dá hladko pripojiť.The distinguishability of SYNC sequences from the RLL data stream is given by five consecutive zeros (Fig. 4a), respectively. sequence of five ones (Fig. 4b). The disparity at the end of the SYNC sequence is zero so that the state-coded data stream can be seamlessly connected.

Stavový automat na dekódovanie príjmu je znázornený na obr. 5. Slúži na to, aby sa binárny kód opäť preložil naspäť do zdrojového kódu. Princíp funkcie možno porovnať s princípom funkcie stavového automatu znázorneného na obr. 3 a slúžiaceho na vytváranie binárneho kódu, pričom predmetný stavový automat môže rozpoznávať aj sled SYNC.The reception decoding state machine is shown in FIG. 5. It is used to translate the binary code back into the source code. The function principle can be compared with the function principle of the state machine shown in FIG. 3 and used to generate a binary code, wherein the state machine can also recognize the SYNC sequence.

Počínajúc spúšťacím stavom sleduje sa pomocou snímacích operátorov 0 a I najprv striedanie bitov v taktovacej frekvencii, ktoré pravidelne strieda stavy medzi BO (za bit 0) a B1 (za bit 1). Akonáhle sa pravidelné striedanie bitov preruší dvoma po sebe nasledujúcimi bitmi, prebehne v stupni TS test, či je k dispozícii definovaný spúšťací sled. Až dovtedy, kým sa v stupni TS nerozpozná platný spúšťací sled, sa predpísané kroky opakujú.Beginning with the trigger state, the scan operators 0 and I are first monitored for the alternation of bits at the clock frequency, which periodically alternates states between BO (per bit 0) and B1 (per bit 1). As soon as the regular bit rotation is interrupted by two consecutive bits, the TS step tests whether a defined trigger sequence is available. Until a valid trigger sequence is detected in step TS, the prescribed steps are repeated.

31903/T31903 / T

Po rozpoznaní spúšťacieho sledu sa na rozpoznávanie dát najskôr prejde do stavu DO s disparitou D = 0, ktorá sa skladá z výberu binárneho kódu dát. Aby sa počiatočný stav disparity (D- alebo D+) mohol rozpoznať, určí sa pomocou operátorov 0, resp. I najprv prvý bit použitý ako spúšťací bit na stanovenie spúšťacej parity. Tým sa prejde do stavu zápornej (D-) alebo kladnej (D+) disparity. Potom sa prečítajú príslušné ďalšie dva bity ako sled bitov a pomocou stavových prechodov sa preložia do ternárnych číslic. Tieto stavové prechody sú:After recognition of the trigger sequence, the data recognition is first entered into a DO state with a disparity of D = 0, which consists of selecting a binary data code. In order to recognize the initial state of disparity (D- or D +), it is determined by the operators 0 and 10 respectively. First, the first bit used as the trigger bit to determine the trigger parity. This enters a state of negative (D-) or positive (D +) disparity. Then the other two bits are read as a sequence of bits and translated into ternary digits using state transitions. These status transitions are:

0l(D-/D+) zapíš ternárnu číslicu TO = 0,0l (D- / D +) write ternary digit TO = 0,

IO(D-/D+) zapíš ternárnu číslicu T1 = 1, ll(D-) zapíš ternárnu číslicu T2 = 2,.IO (D- / D +) write the ternary digit T1 = 1, II (D-) write the ternary digit T2 = 2 ,.

00(D+) zapíš ternárnu číslicu T2 = 2.00 (D +) write the ternary digit T2 = 2.

Ďalej sú definované stavové prechody OO(D-), resp. II(D+). Ak sa tieto stavové prechody musia použiť na základe sledu bitov zadaného v binárnom kóde, vznikol stav s disparitou, ktorá je väčšia ako zadaná maximálna disparita Dmax = 2. To značí, že dátové slovo je rušené (napr. prekrytím). Preto sa následkom týchto stavových prechodov ako počiatočné dáta zapíše pokyn {} koniec správy a stavový automat prejde do stavu TS, aby preskúšal, či je k dispozícii nový spúšťací sled.Furthermore, the OO (D-) state transitions, respectively, are defined. II (H +). If these state transitions have to be used based on a sequence of bits entered in the binary code, a state with a disparity greater than the specified maximum disparity Dmax = 2 has occurred. This indicates that the data word is disturbed (eg, by overlap). Therefore, as a result of these state transitions, the end of the message is written as initial data, and the state machine enters a TS state to check if a new trigger sequence is available.

Ak je v toku dát iba ešte jeden bit, značí to koniec dát,, ktoré treba dekódovať. V takomto prípade sa stavový automat prevedie pomocou operátorov I, resp. 0 do koncového stavu E. Napokon sa ternárne číslo transformuje naspäť do zdrojového kódu.If there is only one bit in the data stream, this indicates the end of the data to be decoded. In this case, the state automaton is converted by means of operators I and II respectively. Finally, the ternary number is transformed back into the source code.

Na zjednodušenie realizovateľnosti sa navrhuje variant, pri ktorom sled SYNC končí jednoducho kladnou, resp. zápornou disparitou a kódovanie zdrojového toku dát sa začína v stave D-, resp. D+. Tým ša pri realizácii spôsobu kódovania ušetrí spúšťací stav S a pri dekódovaní stav DO,In order to simplify the feasibility, a variant is proposed in which the SYNC sequence simply ends in a positive or negative sequence. the negative disparity and the coding of the data stream begins in the D- and D-state respectively. D +. This saves the trigger state S while implementing the encoding method and the DO state when decoding,

31903/T31903 / T

V obrázkoch 6, 7 a 8 sú znázornené: netto prebytok kódovania, netto účinnosť kódovania a percentuálna odchýlka od neprítomnosti jednosmerného napätia kódu RLL ako funkcie dĺžky kódového slova.Figures 6, 7 and 8 show: net coding excess, net coding efficiency, and percentage deviation from the absence of DC voltage RLL as a function of codeword length.

Predmetný spôsob kódovania a dekódovania možno realizovať jednoducho a priestorovo úsporne. To má dôležitú úlohu najmä pri výrobkoch v oblasti, kde sa požadujú nízke náklady. Tento spôsob vytvára z ternárneho toku dát binárne kódy ľubovoľnej dĺžky, ktoré sa dajú jednoduchým spôsobom dekódovať späť do ternárneho toku dát. Pri okrajových podmienkach RLLmax = 4 a DMax = 2 je pritom účinnosť kódovania blízko teoretického optima 79,248%. Navyše sa pri tejto metóde vystačí bez pamäťovo náročných tabuliek kódových slov a dĺžka vytváraných kódových slov je principiálne neobmedzená. Pomocou konštantného pomeru C2(2n)/C2(2n-2) sa dá kódové slovo pri rozličných dĺžkach kódového slova systematicky konštruovať.The present coding and decoding method can be implemented in a simple and space-saving manner. This is particularly important for products in the low cost area. This method creates binary codes of any length from the ternary data stream, which can be easily decoded back into the ternary data stream. At the boundary conditions RLLmax = 4 and D M ax = 2, the coding efficiency near the theoretical optimum is 79.248%. Moreover, this method suffices without memory-intensive code word tables and the length of the code words to be created is in principle unlimited. Using a constant ratio of C 2 (2n) / C 2 (2n-2), the codeword can be systematically constructed at different codeword lengths.

Claims (9)

1. Spôsob kódovania a dekódovania tokov dát, pri ktorom sa na kódovanie z tokov zdrojových dát vytvára binárny kód a na dekódovanie sa binárny kód spätne mení na toky zdrojových dát, vyznačujúci sa tým, že na kódovanie tokov dát sa tok zdrojových dát transformuje na ternámy tok dát a z ternárneho toku dát sa pomocou stavových prechodov vytvorí binárny kód, pričom binárny kód má maximálnu dĺžku priebehu štyroch po sebe nasledujúcich rovnakých diskrétnych stavov signálu a maximálnu disparitu dvoch diskrétnych odchýlok od strednej úrovne dvoch stavov signálu alebo od nulovej úrovne, a že binárny kód sa na dekódovanie pomocou príslušných stavových prechodov premení na ternámy tok dát a transformuje sa na tok zdrojových dát.A method of encoding and decoding data streams, wherein binary code is generated for encoding from source data streams, and for decoding, the binary code is back-converted to source data streams, characterized in that for encoding data streams, the source data stream is transformed into the binary code has a maximum waveform length of four consecutive discrete signal states and a maximum disparity of two discrete deviations from the middle level of the two signal states or from the zero level, and that the binary code for decoding by appropriate state transitions, it is transformed into a real data stream and transformed into a source data stream. 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že stavové prechody priraďujú jednotlivé číslice ternárneho zápisu toku dát vždy dvom binárnym miestam binárneho kódu.Method according to claim 1, characterized in that the state transitions associate individual digits of the ternary notation of the data stream in each case to two binary locations of the binary code. 3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že definícia stavových prechodov závisí od bežnej disparity toku dát.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the definition of the state transitions depends on the normal data flow disparity. 4. Spôsob podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým, že na vytváranie spúšťacej disparity sa používa spúšťací bit alebo disparita predchádzajúceho sledu bitov.Method according to claim 3, characterized in that the trigger bit or the disparity of the previous bit sequence is used to generate the trigger disparity. 5. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že tok zdrojových dát je k dispozícii ako binárny zdrojový kód a v blokoch so zadanou dĺžkou sa transformuje na ternámy tok dát.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the source data stream is available as binary source code and transforms into a regular data stream in blocks of a specified length. 6. Spôsob podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým, že dĺžka bloku binárneho zdrojového kódu je 11, 19 alebo 84.The method of claim 5, wherein the length of the binary source code block is 11, 19 or 84. 31903/T31903 / T 7. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že sa pred tok dát transformovaný do binárneho kódu predradí sled SYNC.Method according to any one of the preceding claims, characterized in that a SYNC sequence is preceded before the data stream transformed into the binary code. 8. Spôsob podľa nároku 7, vyznačujúci sa tým, že sled SYNC má taktovací sled s postupnosťou alternujúcich hladín signálu a spúšťací sled s dĺžkou priebehu po sebe nasledujúcich rovnakých stavov signálu väčšou, ako je maximálna dĺžka priebehu toku dát.The method of claim 7, wherein the SYNC sequence has a clock sequence with a sequence of alternating signal levels and a trigger sequence with a sequence of successive equal signal states greater than the maximum data stream length. 9. Spôsob podľa nároku 7 alebo 8, vyznačujúci sa tým, že spúšťací sled končí definovanou disparitou, obzvlášť nulovou disparitou alebo jednoducho kladnou alebo zápornou disparitou.Method according to claim 7 or 8, characterized in that the trigger sequence results in a defined disparity, in particular a zero disparity or simply a positive or negative disparity.
SK408-2002A 2001-05-21 2002-03-22 Method for coding and decoding a data stream SK4082002A3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10124934 2001-05-21
DE10148275A DE10148275A1 (en) 2001-05-21 2001-09-28 Method for coding and decoding data streams

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SK4082002A3 true SK4082002A3 (en) 2003-01-09

Family

ID=26009367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK408-2002A SK4082002A3 (en) 2001-05-21 2002-03-22 Method for coding and decoding a data stream

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP1261137B1 (en)
CZ (1) CZ20021174A3 (en)
HU (1) HUP0201495A2 (en)
PL (1) PL353149A1 (en)
SK (1) SK4082002A3 (en)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE466725B (en) * 1990-07-18 1992-03-23 Goeran Krook PROCEDURES TO LIMIT THE BANDWIDTH OF AN APPROPRIATE BINARY SIGNAL
US5271016A (en) * 1990-12-24 1993-12-14 Eastman Kodak Company Shift-correcting code system with efficient symbol-to-channel bit transformation
US6198413B1 (en) * 1999-07-01 2001-03-06 International Business Machines Corporation Partitioned DC balanced (0,6) 16B/18B transmission code with error correction

Also Published As

Publication number Publication date
EP1261137B1 (en) 2008-10-01
EP1261137A2 (en) 2002-11-27
HUP0201495A2 (en) 2003-08-28
CZ20021174A3 (en) 2003-03-12
EP1261137A3 (en) 2004-12-15
PL353149A1 (en) 2002-12-02
HU0201495D0 (en) 2002-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5625644A (en) DC balanced 4B/8B binary block code for digital data communications
US7561808B2 (en) System and method of using variable pulses for symbology
EP0808028B1 (en) Pulse modulating method, pulse modulator, and pulse demodulator
JP3590209B2 (en) Modulation coding method
CN1713626B (en) Voltage level coding system and method
EP0824817B1 (en) Apparatus and method for communicating data word blocks together with control words
KR100336496B1 (en) Method and apparatus for encoding MB810 line code with the characteristics of minimum bandwidth and DC-free
JP2016514430A (en) Transcoding method for multi-wire signaling incorporating clock information into signal state transitions
JPH11500887A (en) Transition controlled digital encoding and signal transmission system
EP0094293B1 (en) An arrangement for encoding and decoding information signals
SK12512001A3 (en) Method of converting a stream of databits of a binary information signal into a stream of databits of a constrained binary channel signal, a device for coding, a signal comprising a stream of databits of a constrained binary channel signal, a record carrier and device for coding
US6317469B1 (en) Method and apparatus for utilizing a data processing system for multi-level data communications providing self-clocking
JP3240341B2 (en) Information conversion method and recording / reproducing device
EP0124959A2 (en) Group coding method for serial data transmission
US9077441B2 (en) System and method of using variable pulses for symbology
US7064683B1 (en) Speed optimized encoder with running disparity constraint
SK4082002A3 (en) Method for coding and decoding a data stream
EP0949785B1 (en) Method and device for transmitting a DC balanced multilevel code
JP2004518241A (en) Method for converting a series of M-bit information words into a modulated signal
JP3043067B2 (en) Method and apparatus for limiting the bandwidth of a binary signal
JP2003536315A (en) Device for encoding a stream of data bits of a binary source signal into a stream of data bits for a binary channel signal, a memory means, a device for recording information, a record carrier, a device for encoding, and a device for reproducing
Béal et al. Variable-length codes and finite automata
van Wijngaarden et al. Efficient error control schemes for modulation and synchronization codes
Glass et al. The slope line code for digital communication systems
JP4491579B2 (en) Communication method