Изобретение относится к способу преобразования последовательности m-битовых информационных слов в модулированный сигнал, где m - целое число, при котором для каждого принятого информационного слова вырабатывается n-битовое информационное слово, где n - целое число, превышающее m, а выработанные кодовые слова преобразуются в модулированный сигнал, причем последовательность информационных слов преобразуется в последовательность кодовых слов в соответствии с правилами преобразования, так что соответствующий модулированный сигнал удовлетворяет предварительно определенному критерию.
Изобретение также относится к способу изготовления носителя записи, на котором записывается сигнал, сформированный согласно упомянутому способу.
Изобретение также относится к кодирующему устройству для осуществления заявленного способа, причем это устройство содержит преобразователь m бит в n бит (m-n-преобразователь) для преобразования m-битовых информационных слов в n-битовые кодовые слова, и средство для преобразования n-битовых кодовых слов в модулированный сигнал.
Изобретение, кроме того, относится к устройству записи, в котором используется кодирующее устройство указанного типа.
Также изобретение относится к сигналу.
Изобретение, кроме того, относится к носителю записи, на котором записывается упомянутый сигнал.
Изобретение также относится к декодирующему устройству для преобразования сигнала в последовательность m-битовых информационных слов, это устройство содержит средство преобразования для преобразования сигнала в последовательность битов, имеющих первое и второе логическое значение, причем эта битовая последовательность содержит n-битовые кодовые слова, соответствующие частям информационного сигнала, а также это устройство содержит средство преобразования для преобразования последовательности кодовых слов в последовательности информационных слов, при этом зависящее от кодового слова информационное слово соотнесено с каждым кодовым словом, подлежащим преобразованию.
И, наконец, изобретение относится к устройству считывания, в котором используется декодирующее устройство указанного типа.
Подобные способы, устройства, носитель записи и аналогичный сигнал описаны в книге K.A. Schouhamer Immink, "Coling Techniques for Didital Recorders" (ISBN 0-13-140047-9). В этом источнике описана так называемая система с EFM-модуляцией, используемая для записи информации на так называемых компакт-дисках. EFM-модулированный сигнал формируется путем преобразования последовательности 8-битовых информационных слов в последовательность 14-битовых кодовых слов, причем в кодовые слова вводится три бита слияния. Кодовые слова выбираются таким образом, что минимальное число d "нулевых" битов, расположенных между "единичными" битами, равно 2, а максимальное их число k равно 10. Это ограничение также определяется как dk-ограничение. Последовательность кодовых слов преобразуется посредством операции интегрирования по модулю 2 в соответствующий сигнал, образованный разрядными элементами, имеющими высокое или низкое значение сигнала, причем бит "1" представлен в модулированном сигнале переходом от высокого уровня к низкому уровню сигнала или наоборот. Бит "0" соответствует отсутствию изменения в значении сигнала при переходе между двумя разрядными элементами. Биты слияния выбираются таким образом, что даже в областях перехода между двумя кодовыми словами dk-ограничение удовлетворяется, а в соответствующем сигнале так называемое текущее цифровое значение суммы остается существенно постоянным. Текущее цифровое значение суммы в конкретный момент понимается как разность между числом разрядных элементов с высоким значением сигнала и числом разрядных элементов с низким значением сигнала, вычисленная для части модулированного сигнала, предшествующей указанному моменту. Существенно постоянное текущее цифровое значение суммы означает, что частотный спектр сигнала не содержит частотных компонентов в низкочастотной области. Такой сигнал также определяют как сигнал, не содержащий постоянной составляющей. Отсутствие низкочастотных компонентов в таком сигнале создает преимущества, когда сигнал считывается с носителя записи, на котором сигнал записан на дорожке записи, так как в этих условиях возможно непрерывное управление трекингом, на которое не влияет записанный сигнал. При записи информации существует постоянная потребность в повышении плотности информации на носителе записи.
Возможное решение указанной проблемы состоит в сокращении числа разрядных элементов на информационное слово в модулированном сигнале. Однако при этом возникает другая проблема, связанная с тем, что в результате сокращения числа разрядных элементов на информационное слово снижается число однозначно определенных битовых комбинаций, которые могут представлять информационные слова, вследствие чего менее строгие ограничения могут накладываться на модулированный сигнал, например ограничения относительно низкочастотных составляющих модулированного сигнала.
Следует отметить, что в заявке на Европейский патент ЕР-А-392506 раскрыт способ преобразования m бит в n бит. Каждому возможному m-битовому информационному слову ставятся в соответствие несколько n-битовых информационных слов. Для текущего m-битового информационного слова должно выбираться одно из предоставленных в распоряжение n-битовых кодовых слов, причем выбор зависит от комбинации конечных битов предыдущего кодового слова для обеспечения соответствия ограничениям длины прогона и контроля текущего цифрового значения суммы. Для каждой из возможных комбинаций конечных битов представляется набор допустимых начальных фрагментов для осуществления выбора. При следующем преобразовании должно выбираться кодовое слово, имеющее одну из допустимых начальных частей.
Задачей изобретения является создание средств для сокращения числа разрядных элементов на информационное слово, препятствующих сокращению числа однозначно определенных битовых комбинаций.
В соответствии с первым аспектом изобретения, указанный результат достигается способом, определенным выше, отличающимся тем, что кодовые слова распределены в пределах по меньшей мере одной группы первого типа и по меньшей мере одной группы второго типа, причем формирование каждого из кодовых слов, принадлежащих к группе первого типа, устанавливает первый тип состояния кодирования, определяемый связанной с ним группой, формирование каждого из кодовых слов, принадлежащих к группе второго типа, устанавливает второй тип состояния кодирования, определяемый связанной с ним группой и информационным словом, связанным со сформированным кодовым словом, и, когда одно из кодовых слов ставится в соответствие с принятым информационным словом, то это кодовое слово выбирается из набора кодовых слов, который зависит от состояния кодирования, установленного при формировании предыдущего кодового слова, причем наборы кодовых слов, принадлежащие к состояниям кодирования второго типа, не имеют общих кодовых слов, что позволяет одно и то же кодовое слово группы второго типа увязывать с множеством информационных слов, среди которых соответствующее информационное слово различается по обнаружению соответствующего набора, членом которого является следующее кодовое слово.
В соответствии со вторым аспектом изобретения, кодирующее устройство характеризуется тем, что содержит средство установления состояния кодирования при выработке кодового слова преобразователем, причем средство установления состояния кодирования обеспечивает установление первого типа состояния кодирования для каждого из вырабатываемых кодовых слов, принадлежащих к группе первого типа, причем это состояние определяется соответствующей ему группой, и для установления второго типа состояния кодирования для каждого из вырабатываемых кодовых слов, принадлежащих к группе второго типа, причем это состояние определяется соответствующей ему группой и информационным словом, связанным с вырабатываемым кодовым словом, и m - n-битовый преобразователь, содержащий средство для выбора кодового слова, соответствующего информационному слову, из набора кодовых слов, который зависит от состояния кодирования, причем набор кодовых слов, принадлежащий к кодовым состояниям второго типа, не содержит общих кодовых слой, благодаря чему обеспечивается то, что одно и то же кодовое слово группы второго типа соотносится с множеством информационных слов, среди которых соответствующее информационное слово различается по обнаружению соответствующего набора, членом которого является последующее кодовое слово.
В способе кодирования и кодирующем устройстве, соответствующим изобретению, комбинация одного и того же кодового слова с кодовыми словами из дизъюнктивных наборов кодовых слов (т.е. наборов, не содержащих общих кодовых слов), устанавливает различные однозначно определенные битовые комбинации, так что более чем одно информационное слово может быть представлено однозначным образом с помощью одного и того же кодового слова в комбинации со следующим кодовым словом. Для этого за кодовым словом из группы второго типа всегда следует кодовое слово, из которого всегда можно однозначно установить, к какому набору принадлежит это следующее кодовое слово. Поэтому для кодовых слов из каждого из дизъюнктивных наборов всегда можно установить достаточное число битовых комбинаций для представления всех информационных слов.
Это обеспечивает возможность определения большого числа однозначно определенных битовых комбинаций с кодовыми словами, имеющими относительно небольшое число битов на кодовое слово. В случае, когда кодовые слова распределены по наборам и группам, так что число уникальных битовых комбинаций превышает число различных информационных слов, можно использовать остальные битовые комбинации для того, чтобы воздействовать определенным образом на свойства модулированных сигналов.
Как вариант, возможно использовать лишь столько битовых комбинаций, сколько имеется информационных слов. В этом случае остальные битовые комбинации позволяют устанавливать конкретные дополнительные требования, предъявляемые к кодовым словам.
Для одного или более наборов, однако, является предпочтительным присваивать пару кодовых слов из соответствующего набора для каждого из ряда информационных слов, и затем при преобразовании выбирать любое из имеющихся кодовых слов из пары в соответствии с конкретным критерием, для того чтобы оказывать воздействие на конкретные свойства модулированного сигнала. Способ, которым это осуществляется, характеризуется тем, что последовательность информационных слов преобразуется в соответствии с правилами преобразования в последовательность кодовых слов, так что соответствующий модулированный сигнал по существу не содержит частотных компонентов в низкочастотной области спектра частот, причем модулированный сигнал содержит некоторое число последовательных разрядных элементов, имеющих одно и то же минимальное значение сигнала d+1 и максимальное значение сигнала k+1, причем наборы кодовых слов содержат пары кодовых слов для каждого из по меньшей мере ряда информационных слов, при этом низкочастотные компоненты в модулированном сигнале исключаются за счет выбора кодовых слов из пары кодовых слов при преобразовании информационных слов.
Преимущество заданного варианта осуществления изобретения состоит в том, что, несмотря на снижение числа разрядных элементов на информационное слово, можно в значительной степени снизить содержание низкочастотных компонентов в модулированном сигнале.
Другой вариант осуществления характеризуется тем, что слова синхронизации вводятся в последовательность кодовых слов, причем синхрослова имеют битовые комбинации, которые не встречаются в битовой последовательности, образованной кодовыми словами, при этом используются синхрослова с различными битовыми комбинациями, зависящие от состояния кодирования, а предварительно определенные состояния кодирования устанавливаются для преобразования следующего информационного слова после введения синхрослова, при этом синхрослова различаются между собой на основе логических значений битов в определенных позициях точно так же, как различаются между собой наборы кодовых слов, принадлежащие к состояниям кодирования второго типа.
Преимуществом данного варианта является то, что в случае, когда за кодовым словом группы следует синхрослово, информационное слово устанавливается битовой комбинацией, образованной кодовым словом и синхрословом, аналогично случаю, когда за кодовым словом группы второго типа должно следовать кодовое слово.
Последний вариант осуществления имеет также преимущество, заключающееся в том, что кодовое состояние устанавливается всякий раз, после выработки синхрослова, так что ограничения, накладываемые на битовую последовательность при переходах от синхрослова к следующему кодовому слову, всегда можно выполнить.
Сигнал, получаемый в кодирующем устройстве, соответствующем изобретению, обладает тем преимуществом, что он может декодироваться весьма простым способом.
Вариант осуществления для декодирующего устройства, в котором это реализовано, отличается тем, что средства преобразования выполнены с возможностью преобразования информационного слова также в зависимости от логических значений битов в битовой последовательности, расположенных в предварительно определенных позициях относительно кодового слова.
Изобретение будет пояснено со ссылками на чертежи, представленные на фиг. 1-17, на которых изображено следующее:
Фиг. 1 - последовательность информационных слов, соответствующая последовательность кодовых слов и модулированный сигнал.
Фиг. 2 и 3 - таблицы, в которых установлено соотношение между информационными словами и кодовыми словами.
Фиг. 4 - значения различных параметров при преобразовании последовательности информационных слов в последовательность кодовых слов.
Фиг.5а и 5b - низкочастотные части спектра частот различных сигналов.
Фиг. 6 и 8 - различные варианты выполнения кодирующих устройств.
Фиг. 7 - вариант выполнения схемы выбора для использования в кодирующем устройстве по фиг. 6.
Фиг. 9 - возможные битовые комбинации соответствующих кодовых слов.
Фиг. 10 - видоизменение кодирующего устройства по фиг. 6 для обеспечения ввода синхрослов.
Фиг. 11 - декодирующее устройство.
Фиг. 12 - носитель записи.
Фиг. 13 - увеличенный фрагмент носителя записи по фиг. 12.
Фиг. 14 - устройство записи.
Фиг. 15 - устройство считывания.
Фиг. 16 - фрагменты модулирующего сигнала и соответствующие им кодовые слова.
Фиг.17 - схематичное представление распределения кодовых слов по группам и наборам.
На фиг. 1 представлены три последовательных m-битовых информационных слова, в данном случае это 8-битовые информационные слова 1. Три информационных слова 1 имеют соответствующие значения "24", "121" и "34". Эта последовательность трех информационных слов 1 преобразуется в три последовательных n-битовых кодовых слова, в данном случае это 16-битовые кодовые слова 4. Правила преобразования, используемые для выбора кодовых слов, как общепринято при канальном кодировании, направлены на создание модулированного сигнала, удовлетворяющего предварительно определенному критерию для передачи сигнала посредством канала, например оптического диска. Например, модулированный сигнал должен иметь ограничение по содержанию низких и высоких частот, что обеспечивается ограничением допустимого числа последовательных битов одного и того же значения. Кодовые слова 4 образуют битовую последовательность, состоящую из битов, имеющих логическое значение "0", и из битов, имеющих логическое значение "1". Преобразование информационных слов таково, что в битовой последовательности минимальное число битов с логическим значением "0", расположенных между двумя битами с логическим значением "1", равно d, а максимальное их число равно k, где d = 2, а k = 10. Такую битовую последовательность часто определяют как RLi-последовательность (т.е. последовательность с ограниченной длиной прогона) с dk-ограничением. Отдельные биты кодовых слов будут дальше обозначаться как x1,..., х16, где x1 обозначает первый бит (слева) кодового слова, а х16 обозначает последний бит кодового слова.
Битовая последовательность, образованная кодовыми словами 4, преобразуется в модулированный сигнал 7 с помощью операции интегрирования по модулю 2. Этот модулированный сигнал содержит три фрагмента 8 информационного сигнала, представляющих кодовые слова 4. Фрагменты информационного сигнала содержат разрядные элементы 11, которые могут иметь высокое значение H сигнала или низкое значение L сигнала. Число разрядных элементов на фрагмент информационного сигнала равно числу битов соответствующего кодового слова. Каждый бит кодового слова, имеющий логическое значение "1", изображен в модулированном сигнале 7 переходом от разрядного элемента с высоким значением сигнала к разрядному элементу с низким значением сигнала или наоборот. Каждый бит кодового слова, имеющий логическое значение "0", указан в модулированном сигнале 7 отсутствием изменения в значении сигнала при переходе между разрядными элементами.
Кроме того, требуется, чтобы спектр частот модулированного сигнала 7 не имел значительных низкочастотных компонентов. Иными словами, модулированный сигнал 7 не должен содержать постоянной составляющей.
Ниже будет детально описан способ, соответствующий изобретению, в котором осуществляется формирование модулированного сигнала.
Во-первых, к кодовым словам предъявляется требование, состоящее в том, что для кодовых слов должно выполняться dk-ограничение. На фиг. 17 схематично представлен набор всех возможных кодовых слов, удовлетворяющих упомянутому dk-ограничению в области, заключенной в рамку 170. Кодовые слова подразделены по меньшей мере на одну группу первого типа и по меньшей мере на одну группу второго типа. Если кодовое слово получается из одной из групп первого типа, устанавливается состояние кодирования, которое зависит исключительно от группы первого типа, к которой принадлежит полученное кодовое слово. Если получается одно из кодовых слов группы второго типа, то устанавливается состояние кодирования, которое зависит как от группы второго типа, так и от информационного слова, представленного полученным кодовым словом. В описываемом примере осуществления можно различить две группы первого типа, т.е. первую группу G-11, которая содержит кодовые слова, оканчивающиеся на а бит, имеющих логическое значение "0", где а - целое число, равное 0 или 1, и вторую группу G12 кодовых слов, оканчивающихся на b битов, имеющих логическое значение "0", где b - целое число, меньшее или равное 9 и большее или равное 6.
На фиг. 17 кодовые слова, принадлежащие группе G11, находятся в рамке 171. Кодовые слова, принадлежащие группе G1, находятся в рамке 172.
Состояние кодирования, устанавливаемое первой группой G1 первого типа, будет далее обозначаться как S1. Состояние кодирования, устанавливаемое второй группой G2 первого типа, будет далее обозначаться как S4. В варианте осуществления, описываемом здесь, известна одна группа второго типа. Эта группа содержит кодовые слова, заканчивающиеся на с бит, имеющих логическое значение "0", где с - целое число, большее или равное 2 и меньшее или равное 5. Эта группа будет далее обозначаться как группа G2. На фиг. 17 кодовые слова группы G2 находятся в рамке 173. В описываемом примере два состояния кодирования, т.е. S2 и S3 могут быть установлены комбинацией кодового слова и соответствующего информационного слова.
Когда информационные слова преобразуются в кодовые слова, кодовое слово, принадлежащее к набору кодовых слов, зависящему от состояния "кодирования, присваивается информационному слову, подлежащему преобразованию. Наборы кодовых слов, принадлежащие к состоянию кодирования S1, S2, S3 и S4, будут далее обозначаться как V1, V2, V3 и V4 соответственно. Кодовые слова наборов V1, V2, V3 и V4 находятся в рамках 174, 175, 176 и 177. Кодовые слова в наборах выбираются так, что каждая битовая последовательность, которая может быть сформирована кодовым словом из группы, которая установила состояние кодирования, и произвольным кодовым словом из набора, установленного этим состоянием кодирования, удовлетворяет dk-ограничению. В случае, когда состояние кодирования S4 установлено выработкой предыдущего полученного кода и состояние кодирования указывает, что предыдущее кодовое слово оканчивается битовой последовательностью с значением логических "0" большим или равным 5 и меньшим или равным 9, набор V4 кодовых слов, который установлен состоянием кодирования S4, должен обязательно содержать кодовые слова, начинающиеся максимум с 1 бита, имеющего значение логического "0". По этой причине кодовые слова, начинающиеся с большего числа битов, имеющих значение логического "0", будут иметь переходные области между предыдущим выработанным кодовым словом и кодовым словом, которое должно быть получено, и в этих областях число последовательных битов, имеющих значение логического "0", не всегда будет меньше или равно 10 и, следовательно, не удовлетворяет dk-ограничению. Аналогично, набор V1 содержит только кодовые слова, начинающиеся с числа битов с логическим значением "0", большого или равно 2 и меньшего или равного 9.
Наборы V2 и V3 кодовых слов, принадлежащие к состояниям кодирования S2 и S3, содержат только кодовые слова, начинающиеся с числа битов, имеющих значение логического "0", большего или равного 0 и меньшего или равного 5. Кодовые слова, удовлетворяющие этому условию, распределены по двум наборам V2 и V3, так что наборы V2 и V3 не содержат вообще общих кодовых слов. Наборы V2 и V3 будут далее определяться как дизъюнктивные наборы. Распределение кодовых слов по наборам V2 и V3 предпочтительно таково, что на базе логических значений ограниченного числа p битов можно определить, к какому набору принадлежит кодовое слово. В вышеописанном примере битовая комбинация х1. х13 используется для этой цели. Кодовые слова из набора V2 распознаются по битовой комбинации х1.х13 = 0.0. Кодовые слова из набора V3 распознаются из комбинации х1.х13, которая не равна 0.0. Различение осуществляется среди кодовых слов состояния кодирования S1 (группа G11) при выработке кодовых слов, устанавливающих состояние кодирования S2 или S3 (группа G2) при выработке, и кодовых слов, устанавливающих состояние кодирования S4 (группа G12) при выработке. Набор V1 содержит 138 кодовых слов из группы G11, 96 кодовых слов из группы G2 и 22 кодовых слова из группы G12. Очевидно, что число различных кодовых слов в наборе V1 меньше, чем число различных 8-битовых информационных слов.
Поскольку за кодовыми словами из группы G2 всегда следует кодовое слово из набора V2 или кодовое слово из набора V3 и, кроме того, на основе кодового слова, следующего за кодовым словом из группы G2, когда можно установить, какому набору принадлежит это кодовое слово, то кодовое слово из группы G2, за которым следует кодовое слово из набора V2, можно однозначно отличить от того же самого кодового слова из группы G2, но за которым следует кодовое слово из набора V3. Иными словами, когда кодовое слово ставится в соответствие информационному слову, каждое кодовое слово из группы G2 может быть использовано дважды. Каждое кодовое слово из группы G2 вместе со случайным кодовым словом из набора V2 формирует уникальную битовую комбинацию, которая неотделима от битовой комбинации, образованной тем же самым кодовым словом и случайным кодовым словом из того же самого набора V3. Это означает, что 138 уникальных кодовых комбинаций (кодовых слов) из группы G11 могут быть использованы для набора V1, 22 уникальные битовые комбинации (битовые комбинации (кодовые слова) из группы G12 и 2* 96 уникальных битовых комбинаций (кодовых слов из группы G2 скомбинированных с последующими кодовыми словами) из группы G2. Это позволяет получить всего 352 используемые уникальные битовые комбинации. Число уникальных битовых комбинаций, образованных с кодовыми словами из наборов V2, V3 и V4, равно соответственно 352, 351 и 415.
Для примера на фиг. 17 показано кодовое слово 178, принадлежащее группе G2. Это означает, что следующее кодовое слово принадлежит либо набору V2 или набору V3. Кодовое слово 178 и следующее кодовое слово обеспечивает однозначное определение двух различных информационных слов.
Согласно фиг.17, кодовое слово 178, за которым следует кодовое слово из набора V2, например кодовое слово 179, определяет информационное слово, отличное от определяемого кодовым словом 178, за которым следует кодовое слово из набора V3, например кодового слова 180. Кодовое слово 179 принадлежит к группе G11, результатом чего является то, что за кодовым словом 179 всегда следует кодовое слово из набора V1, независимо от информационного слова, кодируемого следующим, так что кодовое слово 179 обеспечивает определение не более чем единственного информационного слова. То же самое справедливо для кодового слова 180. Преобразование информационных слов осуществляется следующим образом.
Предположим, что кодовым словом, полученным последним, является кодовое слово 178 из группы G2, следующее кодовое слово будет тогда принадлежать либо набору V2, либо набору V3, в зависимости от информационного слова, подлежащего преобразованию. Предположим, что это информационное слово определяет кодовое слово 179, это означает, что следующее кодовое слово принадлежит к набору V1. То, какой код из набора V1 используется, определяется информационным словом, подлежащим преобразованию. В данном примере это кодовое слово 181. Кодовое слово 181 принадлежит к группе G12, так что следующее кодовое слово будет принадлежать к набору V4.
То, каким должно быть кодовое слово, вновь определяется информационным словом, подлежащим преобразованию. В данном примере это кодовое слово 182. Кодовое слово 182 принадлежит к группе G2. Это означает, что, в зависимости от информационного слова, соответствующего кодовому слову 182, следующее кодовое слово должно быть выбрано либо из набора V2 или из набора V3. То, какое из кодовых слов из набора V2 или V3 должно использоваться, зависит от информационного слова, подлежащего преобразованию. В данном примере за кодовым словом 182 следует кодовое слово 183. Кодовое слово 183 принадлежит к группе G2, так что, в зависимости от информационного слова, соответствующего кодовому слову 183, следующее кодовое слово должно быть взято либо из набора V2, либо V3. То, какое из кодовых слов набора используется, вновь зависит от информационного слова, подлежащего преобразованию. В этом случае это кодовое слово 184. Описанным выше способом любая случайная последовательность информационных слов может быть однозначно преобразована в последовательность кодовых слов.
Выше было дано пояснение относительно числа имеющихся кодовых слов, распределенных за счет подразделения кодовых слов в группы первого и второго типа, которые устанавливают состояние кодирования. Эти состояния кодирования сами по себе устанавливают набор кодовых слов, из которого должно выбираться кодовое слово для преобразования следующего информационного слова. Поэтому важно, чтобы наборы кодовых слов, из которых должен осуществляться выбор, не имели общих кодовых слов в случае состояний кодирования, устанавливаемых кодовыми словами из группы второго типа. В результате можно присвоить то же самое кодовое слово из набора кодовых слов различным информационным словам, при условии, что кодовые слова, следующие за одним и тем же кодовым словом, должны принадлежать к различным наборам, которые не имеют общих кодовых слов. Специалисту в данной области техники должно быть ясно, что упомянутое подразделение кодовых слов на наборы и группы для получения кодовых слов, которым могут быть поставлены в соответствие более одного информационного слова, может быть применено и к кодовым словам, имеющим различное случайное число битов. Также не является необходимым, чтобы последовательность кодовых слов удовлетворяла конкретному dk-ограничению. Допустимы иные ограничения, например такие, как описано в EP-A 0319101 (PHN 12.339).
Как объяснено выше, большое число уникальных битовых комбинаций вытекает из того факта, что более чем одна уникальная битовая комбинация может быть установлена с кодовыми словами из групп второго типа (G2). В общем случае, подразделение кодовых слов на группы и наборы будет выбираться так, чтобы число имеющихся уникальных битовых комбинаций было больше, чем число различных информационных слов. Этот избыток уникальных битовых комбинаций обеспечивает возможность наложения дополнительных ограничений на процедуру преобразования.
Одну из возможностей обеспечивает использование только такого количества уникальных битовых комбинаций, сколько имеется различных информационных слов. В этом случае избыток уникальных кодовых комбинаций позволяет наложить специфические дополнительные ограничения на кодовые слова.
Однако предпочтительным является в случае одного или более наборов присвоить пару из двух кодовых слов из связанного набора каждому из ряда информационных слов и затем выбирать любое из имеющихся кодовых слов пары соответственно определенному критерию преобразования, так чтобы иметь возможность воздействовать на специфические свойства модулированного сигнала.
Весьма привлекательной возможностью является воздействие на низкочастотную составляющую модулированного сигнала. Это воздействие предпочтительно состоит в минимизации постоянных составляющих. Это может быть осуществлено путем определения цифрового суммарного значения в конце каждой части информационного сигнала и выбора таких кодовых слов при преобразовании информации, чтобы цифровое суммарное значение, определяемое в конце каждого информационного фрагмента составляло бы в его окрестности определенное опорное значение. Это может быть осуществлено путем присваивания ряду информационных слов пары кодовых слов, которые вызывают различные изменения цифрового суммарного значения. Предпочтительно, каждая пара кодовых слов содержит не более чем два кодовых слова, для которых изменения цифровых суммарных значений имеют противоположные знаки. Для заданного уровня сигнала в конце последнего фрагмента информационного сигнала может тогда выбираться такое кодовое слово, для которого цифровое суммарное значение будет близко к опорному значению после получения кодового слова.
Другой возможностью выбора кодовых слов является выбор кодового слова, для которого, при заданном уровне сигнала в конце полученного последним кодового слова, знак изменения цифрового значения суммы, обусловленного соответствующим кодовым словом, будет противоположным знаку разности между цифровым значением суммы до получения данного кодового слова и опорным значениям. Выбор кодового слова при возможности выбора из двух кодовых слов, оказывающих противоположное влияние на цифровое значение суммы, может тогда быть просто осуществлен на основе значения сигнала в конце каждого фрагмента информационного сигнала и знака разности между цифровым значением суммы, соответствующим этому концу, и опорным значением.
На фиг. 2 представлено в качестве иллюстрации для каждого из наборов V1, V2, V3 и V4 кодовое слово, связанное с каждым из возможных информационных слов. На фиг. 2 первый (левый) столбец указывает значения слов для всех возможных информационных слов. Во втором, четвертом, шестом и восьмом столбцах показаны кодовые слова, относящиеся к информационным словам, из соответствующих наборов V1, V2, V3 и V4. Третий, пятый, седьмой и девятый столбцы показывают с помощью соответствующих цифр 1, 2, 3 и 4 какое из состояний кодирования S1, S2, S3 и S4 установлено соответствующим кодовым словом. На фиг. 2 для каждого из наборов V1, V2, V3 и V4 использовано не более чем 256 имеющихся кодовых слов. На фиг. 3, аналогично фиг.2, представлены кодовые слова наборов, не показанных в таблице на фиг.2, для 88 информационных слов, с которыми соотнесены пары из двух кодовых слов. Кодовые слова, представленные на фиг. 3, будут далее называться альтернативными кодовыми словами. Присвоение кодовых слов информационным словам таково, что изменение цифрового значения суммы, вызванное альтернативными кодовыми словами, противоположно изменению цифрового значения суммы, вызванного кодовыми словами по фиг. 2, которые присвоены значениям слов от "0" до "87" включительно.
Следует отметить, что все наборы по фиг. 3 содержат одинаковое количество кодовых слов. Для специалиста в данной области техники должно быть очевидно, что это не является обязательным. В равной мере допустимо, чтобы эти наборы были неодинаковыми по величине.
Кроме того, можно видеть, что присвоение кодовых слов информационным словам выбирается так, что соотношение между, с одной стороны, комбинацией кодового слова и битами х1 и х13 следующего кодового слова и, с другой стороны, информационными словами, является однозначно определенным, так что декодирование может быть осуществлено исключительно на базе принятого кодового слова и битов х1 и х13 следующего кодового слова. Для присвоения кодовых слов это означает, что если кодовое слово появляется в различных наборах, то одни и те же кодовые слова в различных наборах представляют те же самые информационные слова. Например, информационное слово, имеющее значение "2" слова представляется как "0010000000100100" в наборах V0 и V2, показанных на фиг.2 и как "1000000000010010" в наборах V2 и V3.
Нет необходимости замечать, что не требуется, чтобы кодовые слова из различных наборов представляли те же самые информационные слова. Однако это означает, что состояние кодирования должно быть восстановлено при декодировании для воссоздания исходного информационного слова.
Преобразование последовательности информационных слов в последовательность кодовых слов будет пояснено ниже со ссылками на фиг. 4.
Столбец IW показывает сверху вниз значения слов для последовательности из m-битовых информационных слов. Для каждого из информационных слов, для которого значение слова включено в столбец IW, показан ряд данных. Столбец SW представляет состояние кодирования, установленное после получения кодового слова, причем это кодовое слово было получено в результате преобразования предыдущего информационного слова. Это кодовое слово далее будет называться предшествующим кодовым словом. Состояние кодирования в столбце SW, указывает, какой из наборов V1, V2, V3 и V4 кодовых слов должен быть использован для преобразования информационного слова. Столбец LB показывает сигнальное значение модулированного сигнала в конце фрагмента информационного сигнала, причем этот фрагмент соответствует кодовому слову, полученному при преобразовании предшествующего информационного слова. Это сигнальное значение будет далее называться текущим значением информационного сигнала. В столбце DSV показано цифровое значение суммы, которое соответствует текущему значению модулированного сигнала.
В столбце CW представлены кодовые слова, присвоенные информационным словам столбца IW согласно столбцам по фиг.2 и 3. В случае, когда пара кодовых слов присваивается информационному слову, показаны два кодовых слова пары, причем верхнее кодовое слово пары соответствует таблице по фиг.2, в то время как нижнее кодовое слово пары соответствует таблице по фиг. 3. Столбец dDSV показывает изменение цифрового значения суммы, обусловленное кодовым словом, в предположении, что текущее значение модулированного сигнала должно было иметь значения "H".
Столбец DSVN показывает новое цифровое значение суммы для соответствующего кодового слова, каким оно должно быть для случая, когда выработано соответствующее кодовое слово. Столбец LBN представляет посредством логической "1", что значение сигнала в начале и в конце фрагмента информационного сигнала, принадлежащего кодовому слову, различно. Логический "0" показывает, что значения сигнала в начале и в конце соответствующего фрагмента информационного сигнала одинаковы. Значения сигнала в начале и в конце фрагмента информационного сигнала различны, если соответствующее кодовое слово содержит нечетное число битов "1", что соответствует нечетному числу изменений уровней сигнала в фрагменте информационного сигнала. При четном числе битов "1" в кодовом слове значение сигнала в начале и в конце фрагмента информационного сигнала одно и то же. В столбце SWN показано состояние кодирования, которое было установлено в случае, когда получено соответствующее кодовое слово.
Кроме того, столбец CS показывает звездочкой * какое кодовое слово действительно получено для соответствующего информационного слова.
Первое (верхнее) слово из последовательности кодовых слов, показанных в столбце IW, имеет значение слова "2". Допустим, что состояние кодирования (столбец SW) соответствует S1 в начале преобразования последовательности информационных слов и что модулированный сигнал начинается с высокого уровня H сигнала, причем цифровое значение суммы DSV равно 0. В этом случае соответствующее значение DSVN равно -6 для верхнего кодового слова, в то время как значение DSVN для нижнего кодового слова пары равно +10. Если используется критерий, состоящий в том, что вырабатывается кодовое слово, для которого значение DSVN является максимально близким к опорному значению 0, то выдается верхнее из двух кодовых слов пары для информационного слова, имеющего значение слова "2". Это означает, что состояние кодирования для следующего информационного слова (значение слова "8") становится S2. В конце фрагмента информационного сигнала, соответствующего полученному кодовому слову, значение сигнала соответствует L, и значение сигнала в начале следующего информационного фрагмента поэтому равно L, как показано в столбце LB. Значение dDSV для верхнего кодового слова пары, принадлежащей к информационному слову, имеющему значение слова "8", равно -6. Это значение -6 применимо к случаю, когда значение сигнала в начале соответствующего фрагмента информационного сигнала должно быть H. Поскольку это значение сигнала в рассматриваемой ситуации равно L, то изменение цифрового значения суммы, обусловленное кодовым словом, равно не -6, а +6. Это означает, что DSVN становится равным 0. Для нижнего кодового слова пары значение DSVN равно -18. Значение DSVN для верхнего кодового слова является ближайшим к 0, так что выдается верхнее кодовое слово. После этого должно быть преобразовано информационное слово, имеющее значение слова "100". Не более чем одно кодовое слово ставится в соответствие с этим информационным словом, так что выбор, зависящий от DSVN, для этого информационного слова невозможен. Аналогично описанному выше, преобразуются информационные слова, имеющие значения слов "230", "0", "61" и "255". Каждый раз, когда должно осуществляться преобразование информационного слова, которому соответствует пара кодовых слов, из пары выбирается то кодовое слово, для которого значение является наиболее близким к нулю. Благодаря этому уровень напряжения постоянной составляющей поддерживается на существенно постоянном уровне, и частотный спектр модулированного сигнала не будет содержать низкочастотных компонентов. Хотя набор кодовых слов не представляется для каждого информационного слова, тем не менее воздействие на цифровое значение суммы будет возможным для 88/256 из всех информационных слов, преобразуемых в среднем. На практике для этого достаточно обеспечить, чтобы низкочастотная составляющая отсутствовала в модулированном сигнале.
Предпочтительно включать в кодовые слова пары кодовых слов, для которых изменение в цифровом значении суммы наибольшее. С одной стороны, преимуществом такого подхода является то, что цифровое значение суммы может быть изменено для максимума. С другой стороны, это означает, что изменение в цифровом значении суммы относительно мало для кодовых слов, не принадлежащих паре, и что влияние этих кодовых слов на цифровое значение суммы относительно мало.
На фиг. 5а представлен низкочастотный фрагмент частотного спектра модулированного сигнала, полученного при осуществлении способа, соответствующего изобретению. На фиг. 5b показан соответствующий низкочастотный фрагмент частотного спектра EFM-модулированного сигнала. Как видно из фиг. 5а и 5b, частотные спектры двух сигналов по существу сходны. По существу одинаковы и dk-ограничения для EFM-модулированного сигнала и для модулированного сигнала, полученного при осуществлении способа, соответствующего изобретению. Число разрядных элементов на информационное слово в EFM-модулированном сигнале равно 17, в то время как оно равно 16 в модулированном сигнале, соответствующем изобретению. Это означает, что при реализации способа, соответствующего изобретению, обеспечивается повышение информационной плотности около 7% по сравнению с EFM-модулированным сигналом, без увеличения низкочастотного содержимого и без ухудшения характеристик dk-ограничения.
На фиг. 6 представлен пример осуществления кодирующего устройства 140, согласно изобретению, с помощью которого может быть осуществлен вышеописанный способ. Кодирующее устройство предназначено для преобразования m-битовых информационных слов 1 в n-битовые кодовые слова 4, причем число различных состояний кодирования может быть представлено S-битами. Кодирующее устройство содержит преобразователь 60 для преобразования (m+n+1)-битовых входных сигналов в (n+s+t)-битовые выходные сигналы. Преобразователь своими m входами соединен с шиной 61 для приема m-битовых информационных слов. Аналогично n выходов преобразователя соединены с шиной 62 для выдачи n-битовых кодовых слов. Кроме того, устройство имеет средство установления состояния, которое может содержать буферную память 64, шину 58, S-битовую шину 63 и схемы в преобразователе 60, S входов которого соединены с S-битовой шиной 63 для приема кода состояния, указывающего текущее состояние кодирования. Слово состояния выдается буферной памятью 64, например в форме S-бистабильных ячеек. Буферная память 64 имеет S входов, соединенных с шиной 58 для приема кода состояния для запоминания в буферной памяти. Для выдачи кодов состояния, запоминаемых в буферной памяти, используются S выходов преобразователя 60, которые соединены с шиной 58.
Кодирующее устройство содержит средство для преобразования n-битовых кодовых слов в модулирующий сигнал, которое может включать в себя параллельно-последовательный преобразователь 66 и схему модулятора 68.
Шина 62 соединена с параллельными входами параллельно-последовательного преобразователя 66, который преобразует кодовые слова 4, принимаемые по шине 62, в последовательный код, который должен подаваться по сигнальной линии 67 на схему модулятора 68, которая преобразует битовую последовательность в модулированный сигнал, выдаваемый в сигнальную линию 70. Схема модулятора 68 может представлять собой схему обычного типа, например, так называемый интегратор по модулю 2.
Кроме того, кодирующее устройство содержит средство выбора для выбора, в качестве кодового слова, любого из кодовых слов пар в соответствии с предварительно определенным критерием, относящимся к низкочастотному содержимому модулированного сигнала. Средство выбора может включать в себя шину 75 и схему выбора 76, и, в дополнение к кодовым словам и к словам состояния, преобразователь выдает в шину 75 на каждую принятую комбинацию информационного слова и слова состояния информацию, которая
- указывает, присвоено ли для соответствующего слова состояния кодовое слово или пара кодовых слов, поставленные в соответствие информационному слову,
- указывает для каждого из этих кодовых слов изменение dDSV цифрового значения суммы, обусловленного кодовым словом, когда это изменение должно быть для высокого значения сигнала в начале фрагмента информационного сигнала, соответствующего этому кодовому слову,
- указывает, является ли число "единичных" битов в кодовом слове нечетным или четным.
Для переноса информации в схему выбора 76 шина 75 соединяется с входами схемы выбора 76.
Основываясь на этой информации, схема селекции 76 вырабатывает сигнал выбора, который индицирует, должно ли кодовое слово, выдаваемое в шину 62, для текущего информационного слова, преобразовываться в соответствии с соотношениями, представленными в таблицах по фиг. 2, или в соответствии с соотношениями, представленными в таблицах по фиг. 3. Этот сигнал выбора подается на преобразователь 60 по сигнальной линии 77.
Преобразователь 60 содержит средство для выбора кодового слова из одного из множества наборов кодовых слов, которое может содержать ПЗУ, в котором хранятся таблицы кодовых слов, показанные на фиг. 2 и 3, с адресами, определяемыми комбинацией кода состояния и информационного слова, подаваемыми на входы преобразователя. В ответ на сигнал обнаружения выбираются адреса ячеек памяти с кодовыми словами, соответствующими таблице, показанной на фиг. 2, или адреса ячеек памяти с кодовыми словами, соответствующими показанным в таблице 3.
В примере, представленном на фиг. 6, слова состояния запоминаются в памяти 60. Как вариант, можно получать с помощью логических схем только слова состояния из кодовых слов, доставленных в шину 62.
Вместо использования ПЗУ, преобразователь может также содержать схему комбинаторной логики, образованную логическими схемами. Синхронизация осуществляемых таким устройством операций может быть обеспечена обычным образом с помощью синхронизирующих тактовых сигналов, которые могут быть сформированы обычным генератором тактового сигнала (не показан). На фиг. 7 показано возможное выполнение схемы выбора 76, содержащей средство для определения текущего цифрового значения суммы, которое может содержать арифметические схемы 82 и 86 и буферную память 83. Сигнальные линии, образующие шину 75, разделены на под-шину 80 и под-шину 81. Значение dDSV переносится по под-шине 80 для кодового слова из таблицы по фиг. 2, которое присваивается в ответ на принятую комбинацию слова состояния и информационного слова. По под-шине 81 переносится значение dDSV для кодового слова из таблицы по фиг. 3 в случае, когда эта таблица содержит кодовое слово для соответствующей комбинации слова состояния и информационного слова. Под-шина 80 соединена с первым входом арифметической схемы 82. На второй вход арифметической схемы 82 поступает по шине 85 значение DSV, запомненное в буферной памяти 83. Кроме того, вход управления арифметической схемы получает сигнал управления по сигнальной линии 84, этот сигнал указывает, имеет ли значение сигнала в начале фрагмента информационного сигнала, соответствующего его кодовому слову, высокое значение H или низкое значение L. Сигнал в сигнальной линии 84 получают, например, с помощью бистабильной ячейки, состояние которой постоянно адаптируется при выработке кодового слова, причем эта адаптация происходит в ответ на сигнал, указывающий, является ли число битов с "единичным" логическим значением в выработанном кодовом слове нечетным или оно четное. Этот сигнал формируется преобразователем 60 и выдается по одной из сигнальных линий, образующих шину 75. Арифметическая схема 82 является схемой обычного типа, осуществляющей вычитание или суммирование значения dDSV, полученного по шине 80, и значения DSV, полученного по шине 85 в ответ на сигнал управления.
Схема выбора 76 содержит еще одну арифметическую схему 86, которая, подобно арифметической схеме 82, суммирует значение dDSV, полученное по шине 81, со значением DSV, полученным по шине 85, или вычитает эти значения в ответ на сигнал управления в сигнальной линии 84. Результаты операций, выполненных арифметическими схемами 82 и 86, подаются по шине 87, 88 соответственно на схему принятия решения 89 и схему мультиплексирования 90. Эти результаты представляют, если пара кодовых слов была присвоена текущему слову состояния, изменения нового цифрового значения суммы DSVN которые были бы получены при выработке двух различных кодовых слов пары. Схема принятия решения 89 представляет собой схему обычного типа, которая определяет, в ответ на значения DSVN, полученные по шинам 87 и 88, какое из двух принятых значений является ближайшим к опорному значению, причем схема 89 вводит сигнал решения, соответствующий этому результату, в сигнальную линию 91. В случае выбора из двух кодовых слов пары сигнал решения указывает, какое из двух кодовых слов должно быть выработано. Этот сигнал решения подается в сигнальную линию 77 через схему И 92. В случае, когда имеется не пара кодовых слов, а только одно кодовое слово, то сигнал в сигнальной линии 77 должен указывать, что должно преобразовываться информационное слово, выработанное в соответствии с таблицами, как показано на фиг. 2. Для реализации этого на второй вход схемы И 92 подается сигнал, поступающий из шины 75, причем этот сигнал указывает, что имеется или более одного кодового слова, или пары кодовых слов для представленной комбинации слова состояния и информационного слова.
Сигнальная линия 77 также соединена с управляющим входом схемы мультиплексирования 90. В зависимости от сигнала на управляющем входе, схема мультиплексирования 90 пропускает значения DSVN, принятые по шинам 87 и 88 на выход, принадлежащий к выдаваемому кодовому слову. Выход схемы мультиплексирования 90 связан с входом буферной памяти 83. Загрузка буферной памяти контролируется обычным способом, так чтобы значение DSVN, прошедшее на выход схемы мультиплексирования, запоминалось в буферной памяти 83 при выработке выбранного кодового слова.
В случае, когда набор кодовых слов имеется для данного информационного слова в упомянутой конфигурации кодирующего устройства, то из пары выбирается то кодовое слово, для которого цифровое значение суммы является ближайшим к предварительно определенному опорному значению, когда выработано соответствующее кодовое слово. Другая возможность выбора кодовых слов из пары кодовых слов состоит в выборе того кодового слова, для которого знак изменения цифрового значения суммы, обусловленного выработкой кодового слова, противоположно знаку цифрового значения суммы в начале выработки кодового слова.
На фиг. 8 представлен пример осуществления кодирующего устройства, согласно изобретению, в котором кодовые слова вырабатываются на основе указанного критерия. Кодирующее устройство вновь выполнено для преобразования m-битовых информационных слов 1 в n-битовые кодовые слова 4, причем число различных состояний кодирования может быть представлено S битами. Кодирующее устройство содержит преобразователь 50 для преобразования (m+S+1)-битовых сигналов в (n+s)-битовые выходные сигналы. При этом m входов преобразователя соединены с шиной 51 для приема m-битовых информационных слов. Аналогично, n выходов преобразователя соединены с шиной 52 для выработки n-битовых кодовых слов. Кроме того, s входов соединены с s-битовой шиной 53 для приема слова состояния, которое показывает мгновенное состояние кодирования. Слово состояния выдается буферной памятью, содержащей, например, s бистабильных ячеек. Буферная память 54 имеет s входов, соединенных с шиной для приема слова состояния, подлежащего загрузке в буферную память. Для выдачи слов состояния, загружаемых в буферную память, используются выходов преобразователя 50.
Шина 52 соединена с параллельными входами параллельно-последовательного преобразователя 56, который преобразует кодовые слова, выдаваемые по шине 52, в последовательную битовую последовательность, которая должна быть подана посредством сигнальной линии 57 на схему модулятора 58, которая преобразует битовую последовательность в модулированный сигнал 7, выдаваемый в сигнальную линию 40. Схема модулятора 58 может быть обычной схемой, например интегратором по модулю 2. Модулированный сигнал 7 поступает на схему обычного типа для выработки текущего цифрового суммарного значения модулированного сигнала 7. Схема 59 вырабатывает сигнал Sdsv, который зависит от определенного цифрового суммарного значения, причем сигнал Sdsv указывает, должно ли кодовое слово преобразовываться согласно соотношениям, указанным в таблице 2, или указанное информационное слово должно преобразовываться соответственно соотношениям, указанным в таблице 3. Преобразователь 50 может быть аналогичен преобразователю 60, за исключением того факта, что в преобразователе 50 должны запоминаться только кодовые слова и связанные слова состояния. Информация, выдаваемая на схему принятия решения 76 преобразователем 60 по шине 75, является избыточной для устройства, показанного на фиг. 8.
Для синхронизации выполняемых операций устройство содержит тактовый, генератор 41 обычного типа, предназначенный для формирования тактовых сигналов для управления параллельно-последовательным преобразователем 58 и для управления загрузкой буферной памяти 54.
Предпочтительно, модулированный сигнал 7 содержит части синхросигнала, имеющие сигнальную комбинацию, которая не может встретиться в случайной последовательности фрагментов информационного сигнала. Сложение может быть осуществлено путем ввода синхрослов в последовательность n-битовых кодовых слов. На фиг. 9 представлены два 26-битовых синхрослов 100 и 101, которые наиболее подходят для использования в комбинации с кодовыми словами, показанными на фиг. 2 и 3. Эти синхрослова содержат по две последовательности из 10 битов, имеющих значение логического "0", разделенные битом с логическим значением "1". Только логическое значение бита в первой позиции кодового слова (х1) отличается для двух синхрослов 100 и 101. Какое из двух кодовых слов следует ввести, зависит от состояния кодирования, определенного кодовым словом, находящимся непосредственно перед вводимым синхрословом. В случае, когда определено состояние кодирования S1, вводится синхрослово 101, начинающееся с трех битов с логическим значением "0". Поскольку кодовые слова, определяющие состояние кодирования S1, оканчиваются на один бит с чаще всего с логическим значением "0", dk-ограничение при d=2 и k=10 удовлетворяется, когда осуществляется переход от кодового слова к синхрослову.
В случае, когда состояние кодирования соответствует S4, вводится синхрослово 100. Поскольку кодовые слова, устанавливающие состояние кодирования S4, оканчиваются как минимум шестью и как минимум девятью битами с логическим значением "1", то dk-ограничение при d=2 и k=10 вновь удовлетворяется при переходе от кодового слова к синхрослову.
В случае, когда установлено состояние кодирования S2, вводится синхрослово 101. В этом синхрослове комбинация битов х1.х13 равна 0.0. В случае, когда установлено состояние кодирования, S3, вводится синхрослово 100. В этом синхрослове комбинация битов х1.х13 равна 1.0. В синхрослове, следующем за кодовым словом, устанавливающим состояние кодирования S2, эта битовая комбинация х1.х13 всегда равна 0.0, а для синхрослова, следующего за кодовым словом, устанавливающим состояние S3, битовая комбинация х1.х13 всегда равна 1.0, так что соответствующее информационное слово всегда определяется однозначно на основе кодового слова и следующего за ним кодового слова.
Синхрослово 100 и 101 оба оканчиваются на бит, имеющий логическое значение "1", что означает, что кодовое слово, следующее за любым из этих синхрослов, должно выбираться из набора V1, для обеспечения того, что при переходе от синхрослова к следующему кодовому слову всегда удовлетворяется dk-ограничение при d=2 и k=10. Это означает, что состояние кодирования 1 устанавливается при каждой выработке кодового слова.
На фиг. 10 представлена модификация кодирующего устройства, показанного на фиг. 6, согласно которой синхрослова могут вводиться так, как описано выше. На фиг. 10 элементы, одинаковые с показанными на фиг. 6, обозначены теми же позициями. Устройство содержит средство синхронизации для введения синхрослов в битовую последовательность, причем указанное средство синхронизации может содержать память 103, параллельно-последовательный преобразователь 105, коммутирующий блок 106 и схему управления 107. Видоизменение затронуло память 103, имеющую две области памяти, в которых хранятся соответствующие из кодовых слов 100 и 101. Память 103 содержит схему адресации для адресации каждой из двух областей памяти в зависимости от кода состояния, используемого для адресации входов памяти 103 посредством шины 63. Синхрослово, хранящееся на адресуемой ячейке памяти, подается на параллельно-последовательный преобразователь 105 по шине 104. Последовательный выход преобразователя 105 соединен с первым входом управляемого электронными средствами коммутирующего блока 106. Сигнальная линия 67 соединена со вторым входом коммутирующего блока 106. Кодирующее устройство управляется схемой управления 107 обычного типа, которая поочередно приводит кодирующее устройство в первое или второе состояния. В первом состоянии предварительно заданное число информационных слов преобразуется в кодовые слова, которые поступают в последовательном режиме на интегратор 68 по модулю 2 через коммутирующий блок 106. При переходе из первого во второе состояние преобразование информационных слов прерывается и синхрослово, определяемое словом состояния, выдается памятью 103 и поступает на интегратор 68 по модулю 2 через параллельно-последовательный преобразователь 104 и коммутирующий блок. Кроме того, при переходе от второго к первому состоянию и под управлением схемы управления 107 буферная память загружается словом состояния, которое соответствует состоянию кодирования S1, и затем возобновляется преобразование информационных слов в кодовые слова до тех пор, пока кодирующее устройство вновь не будет переведено во второе состояние схемой управления 107.
Для введения синхрослов кодирующее устройство, показанное на фиг. 8, может быть адаптировано аналогично показанному на фиг. 10.
На фиг. 11 показан пример выполнения декодирующего устройства 150, согласно изобретению, обеспечивающего обратное преобразование модулированных сигналов, полученных одним из способов, описанных выше, в последовательность информационных слов. Декодирующее устройство содержит средство преобразования для преобразования сигнала в битовую последовательность, которое может содержать дифференциаторы 110 по модулю 2 для преобразования модулированного сигнала в битовую последовательность, в которой бит, имеющий логическое значение "1", представляет переход от разрядного элемента, имеющего значение сигнала L, к разрядному элементу, имеющему значение сигнала H, или наоборот, и в котором каждый разрядный элемент, имеющий логическое значение "0" представляет два последовательных разрядных элемента, имеющих одно и то же значение сигнала. Битовая последовательность, получаемая таким образом, подается на два последовательно соединенных сдвиговых регистра, каждый из которых имеет длину, соответствующую длине n-битового кодового слова. Содержимое сдвиговых регистров 111 и 112 выдается на соответствующие шины 113 и 114 через параллельные выходы. Декодирующее устройство содержит преобразователь 115 (n+p) битов в m битов. Все n битов, представленные в сдвиговом регистре 112, подаются на входы преобразователя 115 по шине 114. Из n битов, присутствующих в сдвиговом регистре 11, p битов, вместе с n битами в сдвиговом регистре 114, однозначно определяют информационное слово. Преобразователь 115 может содержать память с просмотровой таблицей, которая содержит m-битовое слово для каждой разрешенной битовой комбинации, образованной n-битовым кодовым словом и предварительно определенными p битами части битовой последовательности, следующей за этим кодовым словом. Преобразователь, однако, может быть реализован также с помощью логических схем.
Преобразования, выполняемые преобразователем 115, могут быть синхронизированы с помощью схемы синхронизации 117, так чтобы каждый раз, когда полное кодовое слово загружается в сдвиговый регистр 112, информационное слово выдается на выходы преобразователя, причем это информационное соответствует битовой комбинации, подаваемой на входы преобразователя 115.
Предпочтительно, детектор 116 синхрослов соединен с шинами 113 и 114 и обеспечивает обнаружение битовой комбинации, соответствующей синхрословам, используемым для синхронизации.
На фиг. 16 представлен пример сигнала, который может быть получен в соответствии со способом, соответствующим изобретению, описанным выше. Сигнал содержит последовательность q последовательных фрагментов информационного сигнала 160, где q - целое число, причем эти фрагменты сигнала представляют q информационных слов. Между фрагментами информационного сигнала введены фрагменты синхросигнала, один из которых, обозначенный позицией 161, показан на фиг. 16. Несколько фрагментов информационного сигнала показаны детально. Каждый из фрагментов 160 информационного сигнала содержит n разрядных элементов, в данном случае 16, которые имеют первое (низкое) значение L сигнала или второе (высокое) значение H сигнала. Поскольку битовая последовательность, образованная кодовыми словами и представленная модулированным сигналом, удовлетворяет dk-ограничению, число последовательных разрядных элементов, имеющих одно и то же сигнальное значение, как минимум должно быть равно d+1, а как максимум должно быть равно k+1. Вследствие выбора кодовых слов, которые зависят от цифрового суммарного значения, текущее значение разности между числом разрядных элементов, имеющих первое сигнальное значение, и разрядных элементов, имеющих второе сигнальное значение, для произвольной позиции в сигнале, по существу постоянно для части сигнала, предшествующей этой позиции. Каждый фрагмент информационного сигнала, соответствующий кодовому слову из группы первого типа, однозначно определяет информационное слово. Как показано на фиг. 16, например, фрагмент 160с информационного сигнала соответствует кодовому слову "0100000001000010". Это кодовое слово однозначно определяет информационное слово, имеющее значение слова "121". Каждый фрагмент информационного сигнала, представляющий кодовое слово из группы второго типа, однозначно представляет, вместе с соседним фрагментом сигнала, информационное слово.
Фрагмент 160а информационного сигнала, показанный на фиг.16, соответствует кодовому слову "00010000000100100". Это кодовое слово может определять как информационное слово, имеющее значение слова "24", и информационное слово, имеющее значение слова "34". Какая информация в действительности определяется этим кодовым словом, определяется логическими значениями в первой и тринадцатой позициях битов непосредственно следующей части битовой последовательности. Если логические значения этих битов оба равны 0, то определяется информационное слово, имеющее значение слова "24". Если эти биты не равны "0", то определяется информационное слово, имеющее значение слова "34". На фиг. 16 значения битов на первой и тринадцатой позициях за кодовым словом, определяемым фрагментом 160а информационного сигнала, оба равны "0", так что определяется информационное слово, имеющее значение слова "24". Кодовое слово, определяемое фрагментом 160b информационного сигнала, идентично кодовому слову, определяемому фрагментом 160а информационного сигнала. За кодовым словом, представленным фрагментом 160b информационного сигнала, непосредственно следует синхрослово, первый бит которого имеет логическое значение "1", так что теперь определяется информационное слово, имеющее значение слова "34".
На фиг. 12 для примера представлен носитель записи 120, соответствующий изобретению. Показанный на чертеже носитель записи представляет собой носитель с оптическим детектированием. Носитель записи может также быть с магнитным считыванием. Носитель записи содержит информационные комбинации, упорядоченные на дорожках 121. На фиг. 13 представлен сильно увеличенный фрагмент 122 одной из дорожек. Информационная комбинация на фрагменте дорожки 121, показанная на фиг. 13, содержит первые части 123, например в форме оптически детектируемых меток, и вторые части 124, например в виде промежуточных областей, лежащих между метками. Первые и вторые части чередуются в направлении дорожки 125. Первые части 123 обладают первыми детектируемыми свойствами, а вторые части 124 обладают вторыми свойствами, развивающимися от первых детектируемых свойств. Первые части 123 представляют разрядные элементы 12 модулированного двоичного сигнала 7, имеющие один сигнальный уровень, например низкий уровень сигнала. Вторые части 124 представляют разрядные элементы 11, имеющие другой сигнальный уровень, например, высокий уровень H сигнала. Носитель записи 12 может быть получен путем генерирования сначала модулированного сигнала и затем создания носителя записи с информационной комбинацией. Если носитель записи является носителем с оптическим детектированием, то он может быть получен методом изготовления эталонного шаблона и получения с него копий, известным как таковой, с использованием модулированного сигнала.
На фиг. 14 показано устройство записи, предназначенное для записи информации, в котором использовано кодирующее устройство, соответствующее изобретению, например кодирующее устройство 140, показанное на фиг. 6. В устройстве записи сигнальная линия для подачи модулированного сигнала соединена со схемой управления 141 записывающей головки 142, относительно которой перемещается носитель записи 143, предназначенный для записи. Может быть использована записывающая головка 142 обычного типа, обеспечивающая введение меток, имеющих детектируемые изменения, на носитель записи 143. Может быть использована обычная схема управления 141, генерирующая управляющий сигнал для записывающей головки в ответ на модулированный сигнал, подаваемый на схему управления 141, так чтобы записывающая головка 142 вводила комбинацию меток, которая соответствует модулированному сигналу.
На фиг. 15 показано устройство считывания, в котором использовано декодирующее устройство, соответствующее изобретению, например, декодирующее устройство 153, показанное на фиг. 11. Считывающее устройство содержит считывающую головку обычного типа, обеспечивающую считывание с носителя записи, соответствующего изобретению, причем носитель записи содержит информационную комбинацию, которая соответствует модулированному сигналу. Затем головка считывания 150 формирует аналоговый сигнал считывания, модулированный в соответствии с информационной комбинацией, считанной головкой считывания 150. Схема детектирования 152 преобразует этот считанный сигнал обычным образом в двоичный сигнал, который подается на схему декодирования 153.
Изобретение относится к способу преобразования m-битовых информационных слов в модулированный сигнал. Для каждого информационного слова последовательности вырабатывается n-битовое кодовое слово. Выработанные кодовые слова преобразуются в модулированные сигналы. Кодовые слова распределены в одной группе (G11, G12) первого типа и в одной группе (G2) второго типа. Набор (V1, V2, V3, V4) кодовых слов зависит от состояний кодирования (S1, S2, S3, S4). В способе кодирования число уникальных битовых комбинаций может быть определено кодовыми словами в последовательности. Технический результат изобретения заключается в создании средств для сокращения числа разрядных элементов на информационное слово. 7 с. и 30 з.п.ф-лы, 17 ил.
| Фотоэлектрические преобразователи информации /Под ред | |||
| Л.Н.ПРЕСНУХИНА | |||
| - М.: Машиностроение, 1974, с | |||
| Приспособление для съемки жилетно-карманным фотографическим аппаратом со штатива | 1921 |
|
SU310A1 |
| РЕШАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО | 0 |
|
SU392506A1 |
| US 5365231 A, 15.11.1994 | |||
| РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ СЧЕТНЫХ ИМПУЛЬСОВ | 0 |
|
SU193153A1 |
| МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА СИГНАЛОВ С ФАЗОВОЙ МАНИПУЛЯЦИЕЙ | 0 |
|
SU319101A1 |
