AT404652B - Verfahren zum umkodieren für das übertragen oder aufzeichnen einer datenimpulsfolge, demodulator zum dekodieren einer bei diesem verfahren hergeleiteten folge von impulsblöcken und aufzeichnungsträger mit einer nach diesem verfahren erhaltenen folge von impulsblöcken - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Umkodieren für das Übertragen oder Aufzeichnen einer Datenimpulsfolge, bei dem diese Datenimpulsfolge in Datenimpulsblöcke aufgeteilt wird, die je eine Anzahl m unmittelbar aufeinanderfolgender Datenimpulse enthalten, und aus diesen Datenimpulsblöcken neue Impulsblöcke hergeleitet werden, in denen die Information durch zwei verschiedene Impulswerte '1' oder '0' ausgedrückt ist, und bei dem diese neuen Impulsblöcke danach der Übertragung oder Aufzeichnung unterworfen werden, wobei diese neuen Impulsblöcke je einen Block von Informationsimpulsen und einen Block von Trennimpulsen enthalten und hierbei die Anzahl m der Informationsimpuise und die Anzahl Π2 der Trennimpulse zusammengenommen größer ist als die Anzahl m der Impulse der Datenimpulsblöcke wobei bei dieser Herleitung der der Übertragung oder Aufzeichnung zu unterwerfenden neuen Impulsblöcke aufeinanderfolgende Blöcke von Informationsimpulsen durch jeweils nur einen Block von Trennimpulsen getrennt werden, und wobei die Bedingung erfüllt ist, daß zwei aufeinanderfolgende, einen ersten Impulswert '1' aufweisende Impulse durch eine Mindestanzahl d unmittelbar aufeinanderfolgender, einen zweiten Impulswert '0' aufweisender Impulse getrennt werden und in den neuen Impulsblöcken die Anzahl der unmittelbar aufeinanderfolgenden Impulse des zweiten Impulswertes '0' auf einen vorgewählten Maximalwert k begrenzt wird (nachfolgend d,k-Bedingung genannt).

Weiters betrifft die Erfindung einen Demodulator zum Dekodieren einer gemäß diesem Verfahren hergeleiteten Folge von neuen Impulsblöcken sowie einen Aufzeichnungsträger für magnetisches oder laseroptisches Auslesen, mit einer mit diesem Verfahren mit einem erfindungsgemäßen Demodulator dekodierbaren Folge von neuen Impulsblöcken.

Bei der digitalen Übertragung oder in magnetischen und optischen Aufnahme-ZWiedergabesystemen liegt die zu übertragende bzw. aufzunehmende Information meistens in Form einer Folge von Zeichen vor. Diese Zeichen bilden zusammen das (oft binäre) Alphabet. Für den Fall, daß es sich um ein binäres Alphabet handelt (dieses Alphabet wird insbesondere durch die Zeichen '1' und '0' dargestellt), kann das eine Zeichen, beispielsweise die '1', entsprechend dem NRZ-Mark-Kode auf einer Magnetplatte, einem Magnetband oder einer sogenannten optischen Platte als Übergang zwischen zwei Zuständen von Magnetisierung oder Fokus festgelegt werden. Das andere Zeichen, die '0', wird durch das Fehlen eines derartigen Überganges festgelegt. Diese Zeichen entsprechen den vorgenannten Impulsen.

Infolge bestimmter Systemanforderungen bestehen in der Praxis für die Folgen von Impulsen bzw. Zeichen, die auftreten dürfen, Beschränkungen. So wird in manchen Systemen die Anforderung gestellt, daß die Folge von Impulsen bzw. Zeichen selbsttaktend ist. Dies bedeutet, daß die Folge der zu übertragenden bzw. aufzunehmenden Impulse bzw. Zeichen genügend Übergänge aufweisen muß, um ein Taktimpulssignal, das zur Detektion und Synchronisation notwendig ist, aus der Impulsfolge zu erzeugen. Eine andere Anforderung kann sein, daß bestimmte Impulsfolgen im Informationssignal vermieden werden sollen, weil diese Folgen für spezielle Zwecke, beispielsweise als Synchronisationsfolgen, Vorbehalten werden. Eine Nachahmung der Synchronisationsfoige durch das Informationssignal beeinträchtigt die Eindeutigkeit des Synchronisationssignals und damit die Eignung zu diesem Zweck. Eine weitere Anforderung kann sein, die Übergänge nicht zu schnell aufeinander folgen zu lassen, um die Intersymbolinterferenz zu beschränken.

Im Fall von magnetischer oder optischer Aufzeichnung kann diese Anforderung auch mit der Informationsdichte auf dem Aufzeichnungsträger in Zusammenhang gebracht werden, denn wenn bei einem bestimmten Mindestabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Übergängen auf dem Aufzeichnungsträger das entsprechende minimale Zeitintervall Tmin des aufzuzeichnenden Signals vergrößert werden kann, wird die Informationsdichte in demselben Ausmaß vergrößert. Auch die minimale Bandbreite Bmln, die erforderlich ist, hängt mit dem minimalen Abstand Tmin zwischen Übergängen (Bmin = 1/2 Tmin) zusammen.

Wenn Informationskanäle benutzt werden, die keinen Gleichstrom übertragen, wie dies meistens bei magnetischen Aufzeichnungskanälen der Fall ist, führt dies zur Anforderung, daß die Impulsfolgen im Informationskanal einen möglichst geringen (oder überhaupt keinen) Gleichstromanteil aufweisen.

Ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art ist aus der Literaturstelle Tang, D.T., Bahl, L.R., "Block codes for a dass of constained noiseless Channels", Information und Control, Heft 17, Nr. 5, Dezember 1970, Seiten 436-461, bekannt. Dieser Artikel bezieht sich auf Blockkodierungen, wobei von d-, k- oder (d,k)-begrenzten q-wertigen Blöcken von Zeichen ausgegangen wird und die Blöcke den nachfolgenden Anforderungen entsprechen: (a) d-begrenzt: zwei Typ-Ί '-Zeichen werden durch eine Folge von mindestens d aufeinanderfolgenden

Typ-O’-Zeichen getrennt; (b) k-begrenzt: die maximale Länge einer Folge von aufeinanderfolgenden Zeichen vom Typ Ό’ ist k.

Eine Datenimpulsfolge wird in unmittelbar aufeinanderfolgende Blöcke von je m Datenimpulsen aufgeteilt. Diese Blöcke von m Datenimpulsen werden zu Blöcken von n Informationsimpulsen umkodiert, wobei n > m ist. Dadurch, daß n > m ist, ist die Anzahl der Kombinationen mit n Informationsimpulsen (2m) größer 2

AT 404 652 B als die Anzahl der möglichen Blöcke von Datenimpulsen (2m). Wird beispielsweise die Anforderung "d-begrenzt" an die zu übertragenden bzw. aufzuzeichnenden Informationsimpulsblöcke gestellt, so wird die Abbildung der 2m Blöcke von Datenimpulsen auf ebenfalls 2m Blöcke von Informationsimpulsen (aus einer möglichen Anzahl von 2n Blöcken) derart gewählt, daß nur auf diejenigen Blöcke von Informationsimpulsen abgebildet wird, die die gestellte Anforderung (mindestens d Nullen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Einsen) erfüllen.

In der Tabelle 1 auf Seite 439 der vorstehend genannten Literaturstelle ist dargestellt, wie viele unterschiedliche Blöcke von Informationsimpulsen abhängig von der Blocklange n und der gestellten Anforderung an die Größe d möglich sind. So gibt es 8 Blöcke von Informationsimpulsen mit einer Länge n = 4 unter der Bedingung, daß der minimale Abstand d = 1 ist. Daher könnten Blöcke von Datenimpulsen mit einer Länge m = 3 (23 = 8 Datenworte) durch Blöcke von Informationsimpulsen mit einer Blocklänge n = 4 wiedergegeben werden, wobei in den BLöcken der Informationsimpulse zwei aufeinanderfolgende Typ '1' -Zeichen durch mindestens ein Typ Ό'-Zeichen getrennt sind. Die Kodierung lautet dann für dieses Beispiel (das nachfolgend verwendete Zeichen <—> kennzeichnet die Abbildung des einen Blocks auf den anderen und umgekehrt): 000 <-> 0000 001 <—> 0001 010 <—> 0010 011 <—> 0100 100 <—> 0101 101 <—> 1000 110 <—> 1001 111 <—> 1010

Bei geschlossenen Informationsworten kann jedoch in manchen Fällen nicht ohne weiteres die gestellte Anforderung (im vorliegenden Beispiel die d-Bedingung) erfüllt werden. Im genannten Artikel wird vorgeschlagen, zwischen den BLöcken von Informationsimpulsen Trennimpulse einzufügen. Im Fall der d-begrenzten Kodierung ist ein Block von Trennimpulsen mit d Impulsen vom Typ '0' ausreichend. Im obenstehend angegebenen Beispiel mit d = 1 reicht nur ein Trennimpuls (nur eine '0') aus. Jeder Block von drei Datenimpulsen wird dann durch die Kodierung zu einem neuen Impulsblock mit 5 (= 4 + 1) Impulsen.

Ein Nachteil dieser Kodierungsart ist, daß der Anteil der niedrigen Frequenzen (einschließlich Gleichstrom) am Frequenzspektrum des Stromes der neuen Impulsblöcke, die zur Übertragung oder Aufzeichnung in einem Kanal vorgesehen sind und welche der Kürze der Ausdrucksweise wegen nachfolgend auch einfach Kanalimpulse genannt werden, ziemlich hoch ist. Ein weiterer Nachteil ist, daß die Kodewandler (Modulator, Demodulator) und insbesondere die Demodulatoren kompliziert sind.

In Zusammenhang mit dem erstgenannten Nachteil ist im Artikel Patel, A.M., "Charge-constrained byte-oriented (0,3) code", IBM Technical Disclosure Bulletin, Heft 19, Nr. 7, Dezember 1976, Seiten 2715-2717, angegeben, daß der Gleichstromanteil von (d.k)-begrenzten Kodierungen dadurch beschränkt werden kann, daß die neuen Impulsblöcke, d.h. die Blöcke der Kanalimpulse, durch ein sogenanntes invertierendes bzw. nichtinvertierendes Glied verbunden werden. Das Vorzeichen des Beitrages des augenblicklich vorliegenden Blockes der Kanalimpulse zum Gleichstromanteil wird damit derart gewählt, daß der Gleichstromanteil der vorhergehenden Blöcke von Kanalimpulsen verringert wird. Es handelt sich hier jedoch um eine (d,k)-begrenzte Kodierung, deren Blöcke von Informationsimpulsen ohne Beeinträchtigung der (d.k)-Bedingung unmittelbar aufeinanderfolgen können, wodurch das Hinzufügen von Trennimpulsen aus diesem Grund überflüssig ist.

Die Erfindung hat zur Aufgabe, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das die Niederfrequenzspektrumeigenschaften des aus den neuen Impulsblöcken abzuleitenden Signals verbessert und den Einsatz eines einfachen Demodulators ermöglicht.

Das erfindungsgemäße Verfahren der eingangs angeführten Art ist dadurch gekennzeichnet, daß nach der Umwandlung der Datenimpulsblöcke in Informationsimpulsblöcke für die Bildung der neuen Impulsblök-ke jeweils mehrere, unterschiedliche Trennimpulsblöcke gleicher Länge gebildet werden, von denen in einer ersten Auswahl jene ausgewählt werden, die jeweils zusammen mit den benachbarten Informationsimpulsblöcken die d,k-Bedingung erfüllen, daß der Gleichstromanteil für jede Kombination dieser Trennimpulsblöcke mit den Informationsimpulsblöcken festgestellt wird, und daß daraus in einer weiteren Auswahl diejenige Kombination mit dem niedrigsten Wert des Gleichstromanteils gewählt wird.

Mit diesen Maßnahmen wird der vorstehenden Zielsetzung in vorteilhafter Weise entsprochen, und es wird für die Übertragung der Aufzeichnung ein Signal mit günstigen Niederfrequenzspektrumeigenschaften bzw. mit minimalem Gleichstromanteil verfügbar. 3

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Hierbei ist es im Hinblick auf eine exakte Synchronisation, um beim Demodulieren des übertragenen bzw. aufgezeichneten Signals eindeutig zwischen Informationsimpulsen und Trennimpulsen unterscheiden zu können, von besonderem Vorteil, wenn diejenigen Kombinationen von Trennimpulsblöcken und Informationsimpulsblöcken bei der ersten Auswahl ausgeschieden werden, für die die ermittelte Summe der Anzahl der den zweiten Impulswert '0' aufweisenden, dem jeweiligen Trennimpulsblock unmittelbar vorhergehenden Informationsimpulse und der Anzahl der unmittelbar folgenden Ό'-Trennimpulse und die ermittelte Summe der Anzahl der einem den ersten Impulswert '1' aufweisenden Trennimpuls unmittelbar folgenden O'-Trennimpulse und 'O'-Informationsimpulse einen vorgewählten Wert s haben, und daß weiters eine Anzahl der neuen Impulsblöcke in unmittelbar aufeinanderfolgende Gruppen von je p Blöcken angeordnet und ein Block von Synchronisationsimpulsen zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgende Gruppen eingefügt wird, wobei der Block der Synchronisationsimpulse einen Block von Synchronisationsinformationsimpulsen aufweist, in dem mindestens zweimal unmittelbar aufeinanderfolgend eine Impulsfolge vorliegt, die zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen mit dem ersten Impulswert '1' eine dem vorgewählten Wert s gleiche Anzahl s von Impulsen mit dem zweiten Impulswert '0' aufweist, und weiterhin einen Block von Synchronisationstrennimpulsen aufweist, und dieser Block der Synchronisationstrennimpulse in bezug auf den Block der Synchronisationsimpulse in analoger Weise wie die Trennimpulsblöcke in den neuen Impulsblöcken hergeleitet wird. Aus Sicherheitsgründen wird dabei vorzugsweise der vorgewählte Wert s gleich dem Maximalwert k, auf den die Anzahl der in den neuen Impulsblöcken unmittelbar aufeinanderfolgenden Impulse des zweiten Impulswertes '0' begrenzt wird, gewählt. Für die Minimierung des Gleichstromanteils hat es sich auch als vorteilhaft erwiesen, wenn bei der Auswahl der jeweiligen Kombination als neuer Impulsblock, der der Übertragung oder Aufzeichnung zugeführt wird, der gespeicherte Gleichstromanteil des vorhergehenden neuen Impulsblocks ermittelt wird, und daß die Summe dieses gespeicherten Gleichstromanteiles und des Gleichstromanteiies jedes neuen Impulsblocks ermittelt wird, und nur die Größe dieser Summe, nicht aber deren der Polarität des Gleichstromanteiles entsprechendes Vorzeichen berücksichtigt wird. Auch ist es für die Gleichstromanteil-Minimierung günstig, wenn jeweils mindestens zwei neue Impulsblöcke in einer Folge gebildet werden und benachbarte Folgen von neuen Impulsblöcken mindestens einen neuen Impuisblock gemeinsam haben.

Das vorliegende Verfahren ermöglicht in vorteilhafter Weise den Einsatz von einfach aufgebauten Demodulatoren zur Dekodierung von erfindungsgemäß hergeleiteten Folgen von neuen Impulsblöcken, und eine günstige Ausbildung eines solchen Demodulators ist gekennzeichnet durch eine Reihenschaltung einer Detektiereinrichtung zum Detektieren des Synchronisationsmusters in der Folge von neuen Informationsimpulsen, einer von der Detektiereinrichtung synchronisierten Aufteilanordnung zum Aufteilen der Folge der neuen Impulsblöcke in einzelne Impulsblöcke, die je eine vorgewählte Anzahl m + n2 Impulse umfassen, einer an die Aufteilanordnung angeschlossenen Trenneinrichtung zum Trennen der die Informationsimpulse enthaltenden Blöcke aus den neuen Impulsblöcken, und einer an die Trenneinrichtung angeschlossenen Wandlereinrichtung zum Umwandeln der Informationsimpulsblöcke in Blöcke von Datenimpulsen. Von besonderem Vorteil hinsichtlich eines Aufbaus des Demodulators mit einfachem digitalen Bausteinen ist es, wenn die Eingänge der Wandlereinrichtung entsprechende Eingänge von UND-Toren sind, an die Informationsimpulse, die mindestens einer bestimmten Impulsstelle des Informationsimpulsblocks zugeordnet sind, parallel zugeführt sind, und daß die Ausgänge der UND-Tore mit den Eingängen von ODER-Toren verbunden sind, wobei an den Ausgängen der ODER-Tore parallel die dekodierten Datenimpuise abgeben werden.

Schließlich ist ein hinsichtlich der eindeutigen Synchronisierung beim Auslesen und somit Unterscheiden von Informations- und Trennimpulsen sowie eines minimalen Gleichstromanteils im aufgezeichneten Signal vorteilhafter erfindungsgemäßer Aufzeichnungsträger dadurch gekennzeichnet, der maximale Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pegelübergängen, die Impulszellen mit dem ersten Impulswert '1' entsprechen, gleich der Länge einer maximalen Anzahl k + 1 Impulszellen ist, welche maximale Anzahl k +1 gleich dem um 1 vermehrten Maximalwert k der Anzahl der in den neuen Impulsblöcken unmittelbar aufeinanderfolgenden Impulszellen mit dem zweiten Impulswert '0' ist, daß der minimale Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pegelübergängen gleich der Länge einer Anzahl d + 1 von Impulszellen ist, welche Anzahl d +1 gleich dem um 1 vermehrten Minimalwert d der Anzahl der in den neuen Impulsblök· ken unmittelbar aufeinanderfolgenden und Impulszellen mit dem ersten Impulswert '1' trennenden Impulszellen mit dem zweiten Impulswert '0' ist, und daß Doppel-Folgen mit je der maximalen Anzahl k + 1 von Impulszellen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pegelübergängen vorgesehen sind, und diese Doppel-Folgen zusammen mit SynchronisationstrennimpuisenSynchronisationsimpulsblöcke bilden, die voneinander durch gleiche Anzahlen von neuen Impulsblöcken getrennt sind.

Es kann erwähnt werden, daß die GB 1 407 163 A ein Verfahren zum Umkodieren beschreibt, bei dem die Polarität des Ausgangssignals nur dann gewechselt wird, wenn im Eingangssignai zwei gleiche Impulse 4

AT 404 652 B nacheinander auftreten. Um zu verhindern, dafi bei längeren Folgen von Impulswechseln im Eingangssignal (z.B. 0101010 etc.) keine Polaritätswechsel im Ausgangssignal auftreten, werden, wenn z.B. ein solcher Block von sieben oder mehr Impulsen vorkommt, Polaritätswechsel in Abständen von 1* Impulsen vorgenommen.

Weiter bezieht sich die GB 1 440 280 A auf eine Kodiereinrichtung, bei der die Kodierung des jeweils vorliegenden Impulses in Abhängigkeit vom vorhergehenden und vom nachfolgenden Impuls erfolgt.

Schließlich beschreibt die GB 1 569 076 A ein Kodierungssystem, bei dem die Blöcke von (2N-1) Impulsen in Blöcke mit jeweils 2N Impulsen umkodiert werden. Die benützbaren Blöcke von 2N Impulsen werden so gewählt, daß nachteilige Bitkombinationen(z.B. die Kombinationen mit Impulsen, die alle den gleichen Wert besitzen) vermieden werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnung noch weiter erläutert. Dabei zeigen: Fig.1 einige Impulsfolgen zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels des bei der Erfindung angewendeten Kodierungsformats; Fig.2 einige weitere Ausführungsbeispiele des Formats der Kodierung für den Kanal, in dem die Übertragung oder Aufzeichnung erfolgt, wie dies bei der Verringerung des Gleichstromanteils benutzt werden kann; Fig.3 ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig.4 eine Darstellung eines Blocks von Synchronisationsimpulsen zur Verwendung beim erfindungsgemäßen Verfahren; Fig.5 in einem Schaltschema (Fig.5a) bzw. Verdrahtungsschema (Fig.5b) ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Demodulators zum Dekodieren der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kodierten Datenimpulse; Fig.6 ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung zum Dedektieren einer Folge von Synchronisationsimpulsen; und Fig.7 ein Ausführungsbeispiel eines Rahmenformats zur Verwendung beim erfindungsgemäßen Verfahren.

In Fig.1 sind einige Impulsfolgen zur Erläuterung des Verfahrens zum Umkodieren einer Folge von Datenimpulsen (Fig.la) in eine Folge von neuen Impulsblöcken (Fig.lb) gezeigt. Die Folge der Datenimpulse ist in aufeinanderfolgende, geschlossene Blöcke BD aufgeteilt. Jeder Block BD von Datenimpulsen weist m Datenimpulse auf. Als Beispiel wird für die nachfolgende Erläuterung (vgl. auch Fig.la) m = 8 gewählt. Für jeden anderen Wert von m gilt jedoch Entsprechendes. Ein Block von m Datenimpulsen BDi( enthält im allgemeinen eine von 2m möglichen Impulsfolgen.

Derartige Impulsfolgen eignen sich weniger gut dazu, unmittelbar optisch oder magnetisch aufgezeichnet zu werden, und zwar aus verschiedenen Gründen. Wenn nämlich zwei Datenzeichen vom Typ Ί’, die auf einem Aufzeichnungsträgr beispielsweise als Übergang von der einen Magnetisierungsrichtung in die andere oder als Übergang zu einer Vertiefung aufgezeichnet werden, unmittelbar aufeinander folgen, dürfen diese Übergänge wegen der gegenseitigen Beeinflussung nicht zu dicht beisammen liegen. Die Informationsdichte wird dadurch beschränkt. Zugleich wird die minimale Bandbreite ΒπΙη vergrößert, die erforderlich ist, um den Impulsstrom zu übertragen bzw. aufzuzeichnen, wenn der minimale Abstand Tmin zwischen aufeinanderfolgenden Übergängen (Bmin = 1/2 Tmin) gering ist. Eine andere Anforderung, die oft an Systeme für Datenübertragung und optische bzw. magnetische Aufzeichnung gestellt wird, ist, daß die Impulsfolge genügend Übergänge aufweisen soll, um aus dem übertragenen Signal ein Taktimpuissignal zu gewinnen, mit dem Synchronisation herbeigeführt werden kann. Ein Datenwort mit m Nullen, dem im ungünstigen Fall ein Datenwort vorhergeht, das auf eine Anzahl Nullen endet, und wobei ein Datenwort folgt, das mit einer Anzahl Nullen anfängt, würde die Taktimpulsextraktion gefährden.

An Informationskanäie, die keinen Gleichstrom übertragen, wie magnetische Aufzeichnungskanäle, wird außerdem die Anforderung gestellt, daß der aufzuzeichnende Datenstrom einen möglichst geringen Gleichstromanteil aufweist. Bei optischer Aufzeichnung ist es wegen der Servoregelungen erwünscht, daß der niederfrequente Teil des Datenspektrums optimal unterdrückt wird. Außerdem wird die Demodulation vereinfacht, wenn der Gleichstromanteil gering ist.

Aus den oben genannten und anderen Gründen wird eine sogenannte Kanalkodierung auf die Datenimpulsfolgen angewendet, bevor diese über den Kanal übertragen bzw. aufgezeichnet werden.

Bei der eingangs erwähnten Blockkodierung werden die Blöcke von Datenimpulsen, die je m Impulse erhalten, als Blöcke von Informationsimpulsen kodiert, die je m Informationsimpulse enthalten. In Fig.1 ist dargestellt, wie der Datenimpulsblock BD;; in einen Block von Informationsimpulsen Bl,; umgewandelt wird. Als Beispiel wird hier für m =14 gewählt. Dadurch, daß m größer ist als m, werden nicht alle Kombinationen, die mit m Impulsen gebildet werden können, auch benutzt; diejenigen Kombinationen, die nicht zum zu benutzenden Kanal passen, werden nicht benutzt. In dem angegebenen Beispiel brauchen also von den gut 16.000 möglichen Impulsblöcken nur 256 Impulsblöcke für die erforderliche eins-zu-eins Abbildung von Datenimputsblöcken auf Impulsblöcke selektiert zu werden. Daher können an die neuen Impulsblöcke einige Anforderungen gestellt werden. Eine Anforderung ist, daß zwischen zwei aufeinanderfolgenden Informationsimpulsen von einem ersten Typ, dem Typ '1', innerhalb desselben Blocks Blj von ni 5

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Informationsimpulsen mindestens d unmittelbar aufeinanderfolgende Informationsimpulse von einem zweiten Typ, dem Typ '0', liegen. In der Tabelle I auf Seite 439 des vorstehend genannten Artikels von Tang und Bahl, in "Information and Control", ist dargestellt, wie viele binäre Worte es abhängig vom Wert von d gibt. So ergibt sich aus der Tabelle, daß es, wenn m = 14 gewählt wird, 277 Worte mit mindestens zwei (d = 2) Bits vom Typ '0' zwischen aufeinanderfolgenden Bits (vom Typ '1') gibt. Bei der Kodierung von Blöcken von 8 Datenimpulsen, von denen 28 = 256 Kombinationen auftreten können, als neue Impulsblöcke mit 14 Informationsimpuisen kann die Anforderung d = 2 daher problemlos erfüllt werden.

Ein AneinanderschlieBen der Informationsimpuls-Blöcke Bl| ist jedoch nicht ohne weiteres möglich, wenn die d-Begrenzung nicht nur innerhalb eines Blocks Bl| von ni Impulsen, sondern auch über die Grenze zweier aufeinanderfolgender Blöcke BI|,BI|+i hinweg verlangt wird. Dazu wird im genannten Artikel vorgeschlagen (Seite 451), zwischen die Blöcke der Informationsimpulse einen oder mehrere Trennimpuise aufzunehmen. Es ist leicht ersichtlich, daß, wenn zumindest eine Anzahl von Trennimpulsen vom Typ '0' aufgenommen wird, die gleich d ist, dann die Anforderung einer d-Begrenzung für die ganze Folge von Informationsimpulsen erfüllt ist. In Fig.1 ist dargestellt, daß ein neuer Impulsblock BC< aus dem Block Blj von Informationsimpulsen und einem Block BSj von Trennimpulsen besteht. Der Trennimpuls-Block BSj weist Π2 Impulse auf, wodurch der neue Impulsblock BC< insgesamt m + n2 Impulse aufweist. Als Beispiel wird hier - sofern nachstehend nichts anderes angegeben ist - für n2 - 3 gewählt.

Um eine möglichst zuverlässige Taktimpulserzeugung zu erzielen, kann auch vorgesehen werden, daß die maximale Anzahl vom Typ Ό'-lmpulsen, die ununterbrochen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Typ-'1'-Impulsen innerhalb nur eines Blocks Bl von Informationsimpulsen auftreten darf, auf einen bestimmten Wert k beschränkt ist. Im vorliegenden Beispiel mit m = 8 und m = 14 können also aus den 277 Worten, die der Bedingung d = 2 entsprechen, beispielsweise diejenigen Worte eliminiert werden, die für k einen sehr großen Wert aufweisen. Es stellt sich heraus, daß k auf 10 beschränkt werden kann. Daher wird dann eine Folge von 28 (allgemein 2m) von Datenimpulse-Blöcken von je 8 (allgemein m) Impulsen auf eine Folge von ebenfalls 28 (allgemein 2m) Blöcken von Informationsimpulsen abgebildet, die auch durch die Anforderung ^1 = 2 und k = 10 (allgemein "d, k - begrenzt oder ”d,k - Bedingung aus 2U (allgemein 2) möglichen Informationsimpuls-Blöcken selektiert sind. Die Zuordnung jedes der Datenimpuls-Blöcke BD| zu nur einem der Informationsimpuls-Blöcke Bl| ist an sich noch eine freie Wahl. Im genannten Artikel von Tang und Bahl ist in mathematisch geschlossener Form die Umwandlung von Datenimpulsen in Informationsimpulse eindeutig bestimmt. Wenngleich diese Umwandlung im Grunde brauchbar ist, wird, wie nachstehend noch erläutert werden wird, eine andere Zuordnung bevorzugt

Ein Aneinanderschließen der außerdem k-begrenzten Kanalimpulsworte ΒΙ( ist, ebenso wie dies für nur d-begrenzte Impuisblöcke gilt, nur möglich, wenn Trennimpulsblöcke zwischen den Informationsimpuls-Biöcken Bl| vorgesehen sind. Dazu können grundsätzlich dieselben Trennimpulsblöcke BSi von je Π2 Bits benutzt werden, weil die Anforderungen "d-begrenzt” und "k-begrenzt” nicht gegensätzlich, sondern vielmehr komplementär sind. Sollte daher die Summe der Anzahl der Impulse vom Typ ’O', die einem bestimmten Trennimpulsblock BSi vorangeht, der Anzahl der Impulse, die dem Trennimpulsblock BS| folgt, und der Π2 Impulse des Trennimpulsblocks BSi selbst den Wert k überschreiten, so muß mindestens ein Impuls mit dem Impulswert '0' des Trennimpulsblocks durch einen Impuls mit dem Impulswert '1' ersetzt werden, damit die Folge von Nullen in Folgen aufgeteilt wird, die je höchstens k Impulse lang sind.

Außer zur Gewährleistung dessen, daß die Anforderungen der d,k-Bedingung erfüllt werden, können die Trennimpulsblöcke BSi derart bemessen werden, daß diese außerdem zum Minimieren des Gleichstromanteiles benutzt werden können. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, daß zwar für manche Aneinanderreihungen von Informationsimpuls-Blöcken Blt ein bestimmtes Format des Trennimpuis-Blocks BSi vorgeschrieben wird, daß aber in einer Vielzahl von Fällen entweder keine Anforderungen oder nur beschränkte Anforderungen an das Format des Trennimpuls-Blocks BSi gestellt werden. Der auf diese Weise geschaffene Platz wird zum Minimieren des Gleichstromanteiles benutzt.

Das Entstehen und das Anwachsen des Gleichstromanteiles kann wie folgt erklärt werden. Der Informationsimpuls-Block Blt nach Fig.lb wird beispielsweise in Form eines NRZ-Mark-Formats auf dem Aufzeichnungsträger festgelegt. Bei diesem Format wird eine '1' durch einen Übergang am Anfang der betreffenden Impulszelle festgehalten und eine '0' als "kein Übergang" aufgezeichnet. Die im Informationsimpuls-Block Bl| dargestellte Impulsfolge nimmt dann eine Form an, die durch WF bezeichnet ist und in der diese Impulsfolge auf dem Aufzeichnungsträger aufgezeichnet wird. Diese Folge hat einen Gleichstroman- 6

AT 404 652 B teil, weil bei der betreffenden Folge der positive Pegel den negativen Pegel in der Länge übertrifft. Ein Maß, das oft für den Gleichstromanteil angewandt wird, ist der sogenannte DSV, der digitale Summenwert ("digital sum value"). Der DSV ist unter der Voraussetzung, daß die Pegel der Wellenform WF + 1 bzw. -1 sind, dann gleich dem laufenden Integral der Wellenform WF und ist in dem in Rg.1 b dargestellten Beispiel + 6T, wobei T die Länge nur eines Impulsintervalls ist. Wenn derartige Aufeinanderfolgen wiederholt werden, wird der Gleichstromanteil anwachsen. Dieser Gleichstromanteil führt im allgemeinen zu einer Basiszeilenbewegung und verringert den effektiven Rauschabstand und damit die Zuverlässigkeit der Detektion der aufgezeichneten Signale.

Der Trennimpuls-Block BS( wird wie folgt zum Beschränken des Gleichstromanteiles benutzt. Zu einem bestimmten Augenblick wird ein Datenimpuls-Block BD| angeboten. Dieser Datenimpuls-Block wird beispielsweise mittels einer in einem Speicher gespeicherten Tabelle in einen Informationsimpuls-Block Bl umgewandelt. Daraufhin wird eine Anzahl möglicher jeweils (ni + 2) Impulse enthaltender neuer Impuls-Blöcke BC; erzeugt. Diese Blöcke BQ enthalten alle denselben Block von m Informationsimpulsen (Impulszellen 1 bis einschließlich 14, Fig.lb), ergänzt um die möglichen Impulskombinationen der n2 Trennimpulse (Impulszellen 15, 16 und 17, Fig.lb). Daher entstehen in dem Beispiel nach Fig.lb 2"* = 8 mögliche neue Impulsblöcke. Von jedem der neuen Impulsblöcke werden daraufhin die folgenden Parameter in einer im Grunde beliebigen Reihenfolge ermittelt: a) Es wird ermittelt, ob für den betreffenden möglichen neuen Impuls-Block in Anbetracht des vorhergehenden Impuls-Blocks die d-Bedingung und die k-Bedingung nicht in Widerspruch mit dem Format des betreffenden Trennimpuis-Blocks stehen. b) es wird ermittelt, wie groß der digitale Summenwert = DSV für den betreffenden möglichen neuen Impuls-Block ist. Für die möglichen neuen Impulsblöcke, die einander in der Anforderung der d- und k-Bedingung nicht widersprechen, wird ein Anzeigesignal erzeugt. Die Wahl der Kodierungsparameter gewährleistet, daß mindestens für einen der möglichen Informationsimpuls-Blöcke ein derartiges Anzeigesignal erzeugt wird. Zum Schluß wird aus den möglichen neuen Impulsblöcken, für die ein Anzeigesignal erzeugt wurde, beispielsweise jeder neue Impulsblock gewählt, der im Absolutwert den kleinsten DSV hat. Eine bessere Methode ist jedoch, den DSV der vorhergehenden neuen Impulsblöcke zu speichern und aus den neuen Impulsblöcken, die in Betracht kommen, als nächster übertragen zu werden, denjenigen Block zu wählen, der den gespeicherten DSV im Absolutwert abnehmen läßt. Das auf diese Weise gewählte Impulswort wird übertragen bzw. aufgezeichnet.

Ein Vorteil dieser Vorgangsweise ist, daß die für andere Zwecke bereits notwendigen Trennimpulse auf einfache Weise außerdem zum Beschränken des Gleichstromanteiles benutzt werden können. Ein weiterer Vorteil ist, daß der Eingriff im zu übertragenden Signal auf die Trennimpulsblöcke beschränkt ist und sich nicht bis an die Informationsimpulsblöcke erstreckt (abgesehen von der Polarität der zu übertragenden bzw. aufzuzeichnenden Wellenform). Die Demodulation des ausgelesenen aufgezeichneten Signals braucht sich dann nur auf die Informationsimpulse zu beziehen. Die Trennimpulse können außer Betracht bleiben.

Einige weitere Ausführungsbeispiele sind in Fig.2 veranschaulicht. Fig.2a zeigt auf schematische Weise eine Reihe von neuen Impulsblöcken BC1-1, BC|, BQ+i.....die eine vorgegebene Anzahl (m + n2) Impulse enthalten. Die neuen Impulsblöcke BQ-1 usw. enthalten Informationsimpulsblöcke von je m Impulsen und Trennimpulsblöcke..., BSj-2, BS,-i, BS|, BSi+i,... von je n2 Impulsen.

Der Gleichstromanteil wird bei diesem Ausführungsbeispiel über mehrere Blöcke gleichzeitig ermittelt, beispielsweise wie auch in Fig.2a dargestellt über zwei neue Impulsblöcke BC) und BCi+i .Die Ermittlung des Gleichstromanteiles erfolgt auf entsprechende Weise wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig.1 in dem Sinn, daß für jeden Superblock SBQ die möglichen Formate der Superblöcke erzeugt werden, d.h. die Blöcke der Informationsimpulse für Block BQ und Block BQ+i werden mit allen möglichen Kombinationen, die mit den πς Trennimpulsen des Blocks BS| und des Blocks BS^v gebildet werden können, ergänzt. Aus dieser Menge wird daraufhin diejenige Kombination gewählt, die den Gleichstromanteil minimiert. Ein Vorteil dieser Vorgangsweise ist, daß der restliche Gleichstromanteil einen gleichmäßigeren Charakter aufweist, weil über mehr als nur einen neuen Impuisblock im voraus ersichtlich ist, welcher Eingriff optimal ist. Eine günstige Abwandlung dieses Verfahrens unterscheidet sich dadurch, daß der Superblock SBC) (Fig.2a) nach durchgeführter Minimierung des Gleichstromanteils um nur einen neuen Impulsblock BCi verschoben wird. Dies bedeutet, daß der neue Impulsblock BQ (in Fig 2a), der einen Teil des Superblocks SBC; bildet, verarbeitet wird und der folgende Superblock SBCI+1 (nicht dargestellt) die Blöcke BQ+i und BQ+2 (nicht dargestellt) enthält, wodurch die obenstehend dargesteltte Minimierung des Gleichstromanteils durchgeführt wird. Der Block BQ+i bildet also einen Teil des Superblocks SBQ sowie des nachfolgenden Superblocks SBCj+i. Es ist dabei durchaus möglich, daß die (einstweilige) Wahl für die Trennimpulse des Blocks BSi+i im Superblock des SBQ von der endgültigen Wahl im Supberblock SBQ+i abweicht. Dadurch, daß jeder 7

AT 404 652 B neue Impulsblock BC mehrere Male (in diesem Beispiel zweimal) verwendet wird, wird der Gleichstroman-teii und damit der Rauschanteil weiter verringert.

Fig.2b veranschaulicht ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem der Gleichstromanteil über mehrere Blöcke gleichzeitig (SBC) ermittelt wird, beispielsweise, wie in Fig.2b dargestellt wird, über vier neue Impulsblöcke BCj(1>, BCj,2), BCjt3> und BCj<4). Diese neuen Impulsblöcke enthalten je eine bestimmte Anzahl nt Informationsimpulse. Die Anzahl der Trennimpulse, die in den Trennimpulsblöcken BSj(1>, BSj<2), BSj(3) und BSj<4> enthaltensind, ist jedoch nicht für jeden neuen impulsblock BCf dieselbe. Beispielsweise kann die Anzahl der Informationsimpulse 14 betragen, und die Anzahl der Trennimpulse kann für die Blöcke BSj(1>, BSj<2>, BSj<3) je 2 und für den Block BSj(4) 6 betragen. Das Ermitteln des Gleichstromanteiles erfolgt auf entsprechende Weise, wie für das Ausführungsbeispiel nach Fig.2a beschrieben worden ist.

Ein weiterer Vorteil dieser Methode - zusätzlich zu dem bereits genannten Vorteilen, die auch in diesem Fall gelten · ist, daß die Verfügbarkeit eines relativ langen Blocks BS von Trennimpulsen die Möglichkeiten zur Beschränkung des Gleichstromanteiles vergrößert. Insbesondere ist der restliche Gleichstromanteil einer Folge von Kanalimpulsen, wobei jeder Kanal neue Impuls-Block BC eine gleiche Anzahl von beispielsweise 3 Trenn-Impulsen aufweist, größer als der restliche Gleichstromanteil einer Folge von Kanalimpulsen deren Trennimpuls-Blöcke im Durchschnitt 3 Trenn-Impulse aufweisen, jedoch verteilt in 2-2-2-6 Impulse.

Es sei bemerkt, daß die beschriebenen Zeitfolgen von Funktionen und zugehörenden Zuständen in universellen sequentieller. Logikschaltungen verwirklicht werden können, wie handelsüblichen Mikroprozessoren mit zugeordneten Speichern und mit zugeordneten peripheren Einrichtungen. Ein Flußdiagramm für eine derartige Realisierung ist in Fig. 3 dargestellt. Zu den Bezeichnungen der Blöcke, die die Funktionen und die Zustände des Verfahrens zum Kodieren in zeitlicher Folge erläutern, gehören die folgenden der Einfachheit halber tabellarisch zusammengefaßten Erläuterungen. In der Spalte A ist dabei das Bezugszei-chen, in der Spalte B die logische Bezeichnung des jeweiligen Blocks und in der Spalte C der erläuternde Text zum betreffenden Block angegeben. ; a B c 1 DSV :=0 acc i : =0 Der digitale Summenwert (DSV) der vorhergehenden Kanal neuen impuls-Blöcke erhält 8· Anfang den Wert Null. Das erste Daten-impulsbloCk BO bekommt die Nummer i = 0. Es wird fortgefahren mit Block 2; 2 BD. 1 Aus einem Speicher wird der Datenimpuls-Block BDi von m Impulsen mit der Nummer i gewählt. Es wird fortgesetzt mit Block 3; 3 BI. (BD.) Der Datenimpuls-Block mit der Nummer i (BO^) wird mittels einer im Speicher gespeicherten Tabelle in einen Informationsimpuls-Block Bli von n^ Impulsen (BI^) umgewandelt; es wird fortgefahren mit Block 4; *» j:=0 Ein Parameter j wird anfangs auf einen Wert 0 gesetzt; der Parameter j ist die Nummer eines der QKanal neuen Impuls-Blocke von + n? Inoulsen, der möq licherweise zur Übertragung bzw. Aufzeichnung in Betracht kommt; es wird fortgefahren mit Block S; 17 8

AT 404 652 B A B C (Fortsetzung) 5 ^: = j +1 Oer Parameter j wird um 1 erhöht; es folgt der Block 6. 6 j«LQ? Wenn von allen Q mögl ichen Kanal neuen Impuls-Blöcken die relevanten Parameter ermittelt sind, wird mit dem Vorgang fortgefahren, der durch den Block 13 bezeichnet Ist. Dies ist beim Block 6 mit der Verbindung N angegeben. Wenn j ^ Q Ist, wird bei Block 7 fortgesetzt; 7 Bcf.TBI .+BSJ 1 1 Der J.-te mögl iche Kanal neue Impuls-Block BC^ wird dadurch gebildet, daß der Informationsimpuls-81ock· ?' BIj. mit der j-ten Kombination des Trennimpuls-Blocks BSJ ergänzt wird; es folgt Block 8; 8 DSVJ=? Der DSV des j.-ten mögl ichen Kanal neuen Impuls-Biotits wird ermittelt; es wird fortgefahren mit Block 9; 9 >kJ" ? max Es. wird getestet, ob der j.-te mögliche neuer * Impulse-Block beim Anschließen an den vorhergehenden neuen Impuls-Block BC._j die Anforderung der k- Bedingung erfüllt. Wird diese Anforderung ei— füllt, dann wird fortgefahren mit dem Vorgang, der durch den Block 10 angegeben Ist (Verbindung N). Wird diese Anforderung nicht erfüllt, so wird fortgefahren mit dem Vorgang, der durch den Block 11 angegeben ist (Verbindung Y). 10 < ? mt n Es wird getestet, ob der j.-te mögliche neue-Impuls-Block beim Anschl ießen an den-vorhergehenden Kanal neuen jTmpuls-Block BC^_- die Anforderung der d-Bedingung erfüllt. Wird diese Anforderung erfüllt, so wird fortgefahren mit dem Vorgang, der durch den Block 12 angegeben Ist (Verbindung N). Wird.diese Anforderung nicht erfüllt, so wird fortgefahren mit dem Vorgang, der durch den Block 11 angegeben Ist (Verbindung Y); 9

AT 404 652 B A B C (Fortsetzung) 11 DSV^: =Max Dem DSV des j.-ten neuen Inpuls-Blocks wird ein derart hoher Wert (Max) erteilt/ daß dieser neue Impuls-Block bestimmt nicht gewählt werden kann; es folgt der Block 12; 1 2 DSC^WJ)+ DSVacc Der DSV des J.-ten neue« Impuls-Blocks (05V wird zum gespeicherten DSV (DSV ) der vorhzr-gehenden neuen Impuls-Blocke addiert, um einen, neuen gespeicherten Wert des DSV (DSV^^) zu erhalten; es folgt die Rückkehr zum Block 5. 13 min/DSV/= DSV^' Dejr minimale Wert des DSV der Q möglichen neuen Impuls-Blöcke wi rd ermittelt; es stellt sich heraus/ daß dies der DSV des £.-ten neuen-Impuls-Blocks ist. Es wird fortgefahren mit dem Block 1k; t*i sc? Der <f.-te neue Impuls-Block wird aus den Q mog-llchen Blöcken gewählt; es wird fortgesetzt bei Block 15; 15 DSV :=DSv(?) acc Der gespeicherte Wert des DSV(DSVacc> wird dem gespeicherten Wert des DSV des gewählten -ten Informat ions'impuls-Blocks gleichgesetzt;; es folgt Block 16; 16 i:=i+1 Die Nummer der Blöcke der Daten- und Infor-mationsinpulso., wird um 1 erhöht. Es*wird zuruckgekehrt zu Block 2; der Zyklus wird nun abermals für den folgenden, den (t+l).-ten Block Datenimpulse, durchlaufen.

Das beschriebene Flußdiagramm wird auf das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 angewandt. Für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 gelten, unter Berücksichtigung der dabei bereits beschriebenen Modifikationen, entsprechende Flußdiagramme.

Um beim Demodulieren des übertragenen oder aufgezeichneten Stromes von Kanalimpulsen zwischen den Informationsimpulsen und den Trennimpulsen einen Unterschied machen zu können, werden in den Kanalsimpuls Strom Blöcke von (Π3 +ru) Synchronisationsimpulsen aufgenommen, und zwar Π3, Synchronisationsinformationsimpulse und ru Synchronisationstrennimpulse. Es wird beispielsweise immer nach einer bestimmten Anzahl von Informations- und Trennimpuls-Blöcken ein Block von Synchronisationsimpulsen eingefügt. Nach Detektion dieses Wortes läßt sich dann eindeutig ermitteln, an welchen Impulsstellen Informationsimpulse und an welchen Impulsstellen Trennimpulse vorhanden sind. Es muß daher vermieden werden, daß das Synchronisationswort durch bestimmte Impulsfolgen in den Informations- und Trennimpuls-Blöcken nachgeahmt werden kann. Dazu kann beispielsweise ein einzigartiger, d.h. nicht in Informa-tions- und Trennimpulsfolgen auftretender Block von Synchronisationsimpulsen gewählt werden. Folgen, die 10

AT 404 652 B nicht die Anforderung der d- und k-Bedingung erfüllen, sind dafür weniger interessant, weil die Informationsdichte oder die selbsttaktenden Eigenschaften dann beeinträchtigt werden. Innerhalb der Gruppe von Folgen, die die Anforderungen der (d, k)-Bedingung erfüllen, ist die Wahl jedoch sehr beschränkt.

Es wird daher eine andere Vorgangsweise vorgeschlagen. Der Block von Synchronisationsimpulsen weist beispielsweise mindestens zweimal unmittelbar aufeinanderfolgend eine Folge auf, die zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen vom Typ "1" s Impulse vom Typ "0" aufweist. Vorzugsweise ist s gleich k. In Fig. 4 ist ein Synchronisationsimpuls-Block SYN gezeigt. Der Block enthält zweimal unmittelbar aufeinanderfolgend eine Folge 10000000000 (eine ”1” mit nachfolgenden 10 Nullen), die mit SYNP,, bzw. SYNP2 bezeichnet ist. Diese Folge kann auch in dem Strom von Kanalimpulsen auftreten, und zwar für Folgen mit k=10. Um zu vermeiden, daß die Folge Jedoch zweimal unmittelbar aufeinanderfolgend außerhalb des Synchronisationsimpuls-Blocks SYN auftritt, wird das erwähnte Anzeigesignal unterdrückt, wenn die Summe der Anzahl der Trennimpulse und der Anzahl der unmittelbar aufeinanderfolgenden Informationsimpulse vom Typ "0", die unmittelbar einem Impuls vom Typ "1" vorangehen, welcher letztgenannte Impuls einen Teil des Trennimpuls-Blocks bildet, gleich k ist und auch gleich ist der Summe der Anzahl von unmittelbar aufeinanderfolgenden Informationsimpulsen vom Typ "0”, die dem genannten Impuls vom Typ "1" des Trennimpuls-Blocks folgen. Die andere bereits angegebene Möglichkeit wäre, zweimal eine Folge 100000000000 (eine "1" nachfolgenden 11 Nullen) zu benutzen. Der Synchronisationsimpuls-Block SYN weist weiterhin ebenfalls einen Block SYNS von Synchronisationstrennimpulsen auf, dessen Funktion der obenstehend beschriebenen Funktion des Blocks von Trennimpulsen zwischen den Blöcken von Informationsimpulsen entspricht. (Daher dienen sie zum Erfüllen der Anforderungen der (d, k)-Bedingung und des beschränkten Gleichstromanteiles). Die Maßnahmen, die getroffen wurden, um zu vermeiden, daß das Synchronisationsmuster in der Folge von Kanalimpulsen nachgeahmt wird, indem es zweimal unmittelbar nacheinander auftritt, vermeiden ebenfalls, daß dieses Muster dreimal vor oder nach dem Block von Synchronisationsimpulsen auftritt.

Das obenstehend beschriebene Verfahren, das auch als Modulieren oder Kodieren bezeichnet wird, ist in umgekehrter Richtung, d.h. beim Demodulieren oder Dekodieren stark vereinfacht. Die Beschränkung des Gleichstromanteiles ist ohne Beeinflussung der Informationsimpuls-Blöcke erreicht worden, sodaß zum Demodulieren die Information in den Trennimpulsblöcken irrelevant ist. Weiterhin ist die Wahl, die modulatorseitig getroffen wird, welcher m Impulse lange Datenimpuis-Block welchem nt Impulse langem Informationsimpuls-Block zugeordnet wird, von Bedeutung nicht nur für den Modulator, sondern auch für den Demodulator. Von dieser Wahl hängt nämlich ab, wie kompliziert der Demodulator ist. Bei Systemen für magnetische Aufzeichnung sind die Komplexität des Modulators und des Demodulators von gleicher Bedeutung, weil im allgemeinen beide im Gerät vorhanden sind. Bei Systemen für optische Aufzeichnung ist der Aufzeichnungsträger vom "read-only"-Typ ("Festwert"),wodurch das Verbrauchergerät nur einen Demodulator zu erhalten braucht. Im letzteren Fall ist es also besonders wichtig, den Demodulator möglichst einfach zu gestalten, und zwar gegebenenfalls sogar auf Kosten des Aufwandes beim Modulator.

In Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel eines Demodulators dargestellt, der aus Blöcken von 14 Informationsimpulsen die Blöcke von 8 Datenimpulsen demoduliert. Fig. 5a zeigt das Blockschaltbild des Demodulators und Fig. 5b schematisch einen Teil der Verdrahtung. Der Demodulator enthält UND-Tore 17-0 bis 17-51 mit je einem oder mehreren Eingängen. Jedem der Eingänge, die gegebenenfalls Invertierend ausgebildet sind, wird einer der 14 Impulse der Informationsimpuls-Blöcke zugeführt. In Fig. 5b ist unter der Spalte C, angegeben, wie dies realisiert ist. Die Spalte 1 stellt die am wenigsten signifikante Impulsstelle Ci des 14 Impuls-Informationsblocks dar, die Spalte 14 die signifikanteste Impulsstelle Ci 4, und die dazwischenliegenden Spalten 2 bis 13 stellen die übrigen ihrer Impulsstelle entsprechend signifikanten Impulsstellen dar.Die Zeilen 0 bis 51 beziehen sich auf die Rangordnung der UND-Tore, d.h. die Zeile 0 bezieht sich auf das Eingangsformat des UND-Tores 17-0, die Zeile 1 bezieht sich auf das Eingangsformat des UND-Tores 17-1 usw. Ein Zeichen 1 in der i.-ten Spalte und j.-ten Zeile bedeutet, daß das j.-te UND-Tor an einem nichtinvertierenden Eingang den Inhalt der i.-ten Impulsstelle Ci angeboten bekommt. Ein Zeichen 0 in der i.-ten Spalte in der Zeile j bedeutet, daß das j.-te UND-Tor an einem invertierenden Eingang den Inhalt der i.-ten Impulsstelle (Ci) angeboten bekommt. Daher ist, gemäß Zeile 0, ein invertierender Eingang des UND-Tores 17-0 mit der 1.-ten Impulsstelle (Ci) und ein nicht-invertierender Eingang mit der 4.-ten Impulsstelle (C4) verbunden; ferner ist, gemäß Zeile 1, ein nicht-invertierender Eingang des UND-Tores 17-0 mit der 3. Impulsstelle (Cs) verbunden.usw.

Der Demodulator enthält ferner 8 ODER-Tore 18-1 bis 18-8, deren Eingänge an die Ausgänge der UND-Tore 17-0 bis 17-51 angeschlossen sind. In Fig. 5b ist unter der Spalte A| angegeben, wie dies verwirklicht ist. Die Spalte Ai bezieht sich auf das UND-Tor 18-1, die Spalte Az bezieht sich auf das UND-Tor 18-2 usw., und die Spalte As bezieht sich auf das UND-Tor 18-8. Ein Buchstabe A in der i.-ten Spalte der j.-ten Zeile gibt an, daß der Ausgang des UND-Tores 17-j mit dem Eingang des ODER-Tores 18-i 11

AT 404 652 B verbunden ist. Für die UND-Tore 17-50 und 17-51 ist der Anschluß wie folgt modifiziert. Ein invertierender Ausgang des UND-Tores 17-50 sowie des UND-Tores 17-51 sind je mit einem Eingang eines weiteren UND-Tores 19 verbunden. Ein Ausgang des ODER-Tores 18-4 ist mit einem weiteren Eingang des UND-Tores 19 verbunden.

Die Ausgänge der ODER-Tore 18-1, 18-2, 18-3 und 18-5 bis 18-8 und ein Ausgang des UND-Tores 19 sind je mit einem Ausgang 20-i verbunden. An diesem Ausgang ist daher in paralleler Form der dekodierte Block (BD;) von 8 Datenimpulsen verfügbar.

Der Demodulator nach Fig. 5a kann auch mit einem sogenannten FPLA ("field programmable logic array"), beispielsweise dem Signetics Bipolar-FPLA vom Typ 82S100/82S101, ausgebildet werden. Die Tabelle nach Fig. 5b bildet dafür die Programmierungstabelle.

Der Demodulator nach Fig. 5 ist durch seine Einfachheit für Systeme für optische Aufzeichnung vom "read-only"-Typ durchaus geeignet.

Der Block der Synchronisationsimpulse kann mit einer Einrichtung detektiert werden, die in Fig. 6 dargestellt ist. Das übertragene oder ausgelesene aufgezeichnete Signal wird einer Eingangsklemme 21 zugeführt. Das Signal liegt im NRZ-M(ark)-Format vor. Dieses Signal wird unmittelbar einem ersten Eingang eines ODER-Tores 22 und über ein Verzögerungsglied 23 einem zweiten Eingang des ODER-Tores 22 zugeführt. Am Ausgang des ODER-Tores 22, das mit dem Eingang eines Schieberegisters 24 verbunden ist, ist dann ein sogenanntes NRZ-I-Signal verfügbar. Das Schieberegister 24 enthält Teile mit je einem Abgriff, deren Anzahl der Anzahl der Impulse entspricht, die der Synchronisationsimpuls-Block aufweist. Beim vorstehend erläuterten Zahlenbeispiel muß das Schieberegister 23 Teile aufweisen, um die Folge 10000000000100000000001 enthalten zu können. Jeder Abgriff ist mit einem gegebenenfalls invertierenden Eingang eines UND-Tores 25 verbunden. Wdftn die Synchronisationimpuisfolge an den Eingängen des UND-Tores 25 vorhanden ist, wird an einem Ausgang 26 dieses UND-Tores 25 ein Signal erzeugt, das als Anzeigesignal zum Detektieren des Synchronisationsmusters dienen kann. Mit Hilfe dieses Signals wird der Strom von Impulsen in Blöcke von (ni + ¾) Impulse aufgeteilt. Diese Blöcke von Kanalimpulsen werden nacheinander in ein weiteres Schieberegister geschoben. Die signifikantesten m Impulse werden parallel ausgelesen und den Eingängen der UND-Tore 17 zugeführt, wie in Fig. 5a angegeben ist. Die am wenigsten, signifikanten Π2 Impulse sind zum Demodulieren irrelevant.

Das kodierte Signal wird beispielsweise auf einem optischen Aufzeichnungsträger aufgezeichnet. Das Signal hat eine Form, die durch WF in Fig. 1b gegeben ist. Auf dem Aufzeichnungsträger wird das Signal in einer spralförmigen Informationsstruktur angebracht. Die Informationsstruktur weist eine Folge einer Anzahl Superblöcke auf, beispielsweise von dem Typ, der in Fig. 7 dargestellt ist. Ein Superblock SB' enthält einen Block von Synchronisationsimpulsen SYN|, der wie in Fig. 4 dargestellt aufgebaut ist, und eine Anzahl (33 in diesem Ausführungsbeispiel) von neuen Impulsblöcken BCi, BC2, ... BC33) von je (m +02) Impulsen. Ein Impuls vom Typ ”1" wird durch einen Übergang im Aufzeichnungsträger dargestellt, beispielsweise einen Übergang zu einer Vertiefung; ein Impuls vom Typ "0” wird auf dem Aufzeichnungsträger durch das Fehlen eines Überganges dargestellt. Die spiralförmige Informationsspur ist in Elementarzeilen, die Impulszellen, aufgeteilt. Diese Impulszellen bilden auf dem Aufzeichnungsträger eine räumliche Struktur, die einer Aufteilung in der Zeit (Periodenzeit nur eines Impulses des Stromes von Kanalimpulsen entspricht.

Unabhängig vom Inhalt der Informations- und Trennimpuise kann am Aufzeichnungsträger eine Anzahl von Besonderheiten erkannt werden. Die k-Bedingung bedeutet für den Träger, daß der Maximalabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Übergängen k +1 Impulszellen beträgt. Die längste Vertiefung (bzw. "Nicht"-Vertiefung) hat also eine Länge von (k +1) Impulszellen. Die d-Bedingung bedeutet, daß der minimale Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Übergängen d +1 beträgt. Die kürzeste Vertiefung (bzw. der kürzeste Teil zwischen zwei Vertiefungen) hat daher eine Länge von (d + 1) Impulszellen. Ferner tritt in regelmäßigen Abständen eine Vertiefung mit der maximalen Länge auf, mit einem nachfolgenden (oder vorhergehenden) nicht vertieften Teil mit ebenfalls der maximalen Länge. Diese Struktur bildet einen Teil des Blocks der Synchronisationsimpulse. ln einer bevorzugten Ausführungsform ist k®10, d = 2 und enthält ein Superblock SB| 588 Kanalimpulszellen. Der Superblock SB| enthält einen Synchronisationsimpuls-Block von 27 Impulszellen und 33 "neue" Impuls-Blöcke von je 17 (14 + 3) Impulszellen.

Ein Modulator, ein Übertragungskanal, beispielsweise ein optischer Aufzeichnungsträger, und ein Demodulator können zusammen einen Teil eines Systems bilden, beispielsweise eines Systems zur Umwandlung von analoger Information (Musik, Sprache) in digitale Information, die auf einem optischen Aufzeichnungsträger aufgezeichnet wird. Die Information, die auf diesem Aufzeichnungsträger (bzw. eine Kopie davon) aufgezeichnet ist, kann durch Verwendung einer Anordnung wiedergegeben werden, die zum Wiedergeben der Art der Information geeignet ist, die auf dem Aufzeichnungsträger festgelegt ist. 12

Claims (8)

1. AT 404 652 B Der Wandler enthält insbesondere einen Analog-Digital-Wandler zum Umwandeln des aufzuzeichnenden analogen Signals (Musik, Sprache) in ein digitales Signal eines bestimmten Formats (Quellenkodierung). Ferner kann der Wandler einen Teil eines Fehlerkorrektursystems enthalten. Im Wandler wird das digitale Signal in ein Format umgewandelt, mit dem die Fehler, die insbesondere beim Auslesen des Aufzeichnungsträgers auftreten, in der Anordnung zum Wiedergeben der Signale korrigiert werden können. Das digitale fehlergesicherte Signal wird daraufhin dem obenstehend beschriebenen Modulator (Kanalkodierung) zum Umwan-, dein in ein an die Kanaleigenschaften angepaßtes digitales Signal zugeführt. Zugleich wird das Synchronisationsmuster zugeführt, und das Signal wird in ein geeignetes Rahmenformat gebracht. Das auf diese Weise erhaltene Signal wird dazu benutzt, ein Steuersignal, beispielsweise für einen Laser, zu erzeugen (NRZ-Mark-Format), mit dem eine spiralförmige Informationsstruktur in Form einer Folge von Vertiefungen mit bestimmten Langen auf dem Aufzeichnungsträger angebracht wird. Der Aufzeichnungsträger bzw. eine Kopie davon kann mit einer Anordnung zum Wiedergeben der dem Aufzeichnungsträger entnommenen Informationsimpulse ausgelesen werden. Die Anordnung enthält dazu einen bereits detailliert beschriebenen Demodulator, den Dekoderteil des Fehlerkorrektursystems und einen Digital-Analog-Wandler zum Rückgewinnen einer Wiedergabe des analogen Signals, das dem Wandler angeboten wird. Patentansprüche 1. Verfahren zum Umkodieren für das Übertragen oder Aufzeichnen einer Datenimpulsfolge, bei dem diese Datenimpulsfolge in Datenimpulsblöcke (BDj) aufgeteilt wird, die je eine Anzahl (m) unmittelbar aufeinanderfolgender Datenimpulse enthalten, und aus diesen Datenimpulsblöcken (BD,) neue Impulsblöcke (BCi) hergeleitet werden, in denen die Information durch zwei verschiedene Impulswerte ('1' oder '0') ausgedrückt ist, und bei dem diese neuen Impulsblöcke (BQ) danach der Übertragung oder Aufzeichnung unterworfen werden, wobei diese neuen Impulsblöcke (BCj) je einen Block (BL) von Informationsimpulsen und einen Block (BS|) von Trennimpulsen enthalten und hierbei die Anzahl (m) der Informationsimpulse und die Anzahl (na) der Trennimpulse (BSi) zusammengenommen größer ist als die Anzahl (m) der Impulse der Datenimpulsblöcke (BD|), wobei bei dieser Herleitung der der Übertragung oder Aufzeichnung zu unterwerfenden neuen Impulsblöcke (BCj) aufeinanderfolgende Blöcke (BL) von Informationsimpulsen durch jeweils nur einen Block (BSj) von Trennimpulsen getrennt werden, und wobei die Bedingung erfüllt ist, daß zwei aufeinanderfolgende, einen ersten Impulswert (Ί') aufweisende Impulse durch eine Mindestanzahl (d) unmittelbar aufeinanderfolgender, einen zweiten Impulswert ('0') aufweisender Impulse getrennt werden und in den neuen Impulsblöcken (BCj) die Anzahl der unmittelbar aufeinanderfolgenden Impulse des zweiten Impulswertes ('0') auf einen vorge-wählten Maximalwert (k) begrenzt wird (nachfolgend d,k-Bedingung genannt), dadurch gekennzeichnet, daß nach der Umwandlung der Datenimpulsblöcke (BD;) in Informationsimpulsblöcke (BL) für die Bildung der neuen Impulsblöcke (BCj*) jeweils mehrere, unterschiedliche Trennimpulsblöcke (BS*) gleicher Länge gebildet werden, von denen in einer ersten Auswahl jene ausgewählt werden, die jeweils zusammen mit den benachbarten Informationsimpulsblöcken (BL. Bli+1) die d,k-Bedingung erfüllen, daß der Gleichstromanteil (DSV) für jede Kombination dieser Trennimpulsblöcke (BS1) mit den Informationsimpulsblöcken (BL) festgestellt wird, und daß daraus in einer weiteren Auswahl diejenige Kombination mit dem niedrigsten Wert des Gleichstromanteils (DSV) gewählt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß diejenigen Kombinationen von Trennimpulsblöcken und Informationsimpulsblöcken bei der ersten Auswahl ausgeschieden werden, für die die ermittelte Summe der Anzahl der den zweiten Impulswert (Ό’) aufweisenden, dem jeweiligen Trennimpulsblock unmittelbar vorhergehenden Informationsimpulse und der Anzahl der unmittelbar folgenden ’O'-Trennimpulse und die ermittelte Summe der Anzahl der einem den ersten Impulswert ('1') aufweisenden Trennimpuls unmittelbar folgenden Ό'-Trennimpulse und O'-Informationsimpulse einen vorgewählten Wert (s) haben, und daß weiters eine Anzahl der neuen Impulsblöcke (BQ) in unmittelbar aufeinanderfolgende Gruppen von je p Blöcken angeordnet und ein Block (SYNj) von Synchronisationsimpulsen zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgende Gruppen eingefügt wird, wobei der Block (SYNt) der Synchronisationsimpulse einen Block von Synchronisationsinformationsimpulsen aufweist, in dem mindestens zweimal unmittelbar aufeinanderfolgend eine Impulsfolge (SYNPi, SYIMP2) vorliegt, die zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen mit dem ersten Impulswert ('1') eine dem vorgewählten Wert (s) gleiche Anzahl (s) von Impulsen mit dem zweiten Impulswert (’O') aufweist, und weiterhin einen Block (SYNS) von Synchronisationstrennimpulsen aufweist, und dieser Block (SYNS) der Synchronisationstrennimpulse in bezug auf den Block der Synchronisationsimpulse in analoger Weise wie die 13 AT 404 652 B Trennimpulsblöcke (BS,) in den neuen impulsblöcken (BC|) hergeleitet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgewählte Wert (s) gleich dem Maximalwert (k), auf den die Anzahl der in den neuen Impulsblöcken (BQ) unmittelbar aufeinanderfolgenden Impulse des zweiten Impulswertes ('0') begrenzt wird, gewählt wird.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Auswahl der jeweiligen Kombination als neuer Impulsblock (BQ1), der der Übertragung oder Aufzeichnung zugeführt wird, der gespeicherte Qieichstromanteil (DSV1) des vorhergehenden neuen Impulsblocks ermittelt wird, und daß die Summe (DSVacc) dieses gespeicherten Gleichstromanteiles und des Gleichstromanteiles jedes neuen Impulsblocks ermittelt wird, und nur die Größe dieser Summe, nicht aber deren der Polarität des Gleichstromanteiles entsprechendes Vorzeichen berücksichtigt wird.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mindestens zwei neue Impulsbiöcke (BQ) in einer Folge (SBC); SBQ) gebildet werden und benachbarte Folgen (SBQ; SBQ) von neuen impulsblöcken (BQ) mindestens einen neuen Impulsblock gemeinsam haben.
6. 6. Demodulator zum Dekodieren der gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 hergeleiteten Folge von neuen Impulsblöcken, gekennzeichnet durch eine Reihenschaltung einer Detektiereinrich-tung zum Detektieren des Synchronisationsmusters in der Folge von neuen Informationsimpuisen, einer von der Detektiereinrichtung synchronisierten Aufteilanordnung zum Aufteilen der Folge der neuen Impulsblöcke in einzelne Impulsblöcke, die je eine vorgewählte Anzahl (m + Π2) Impulse umfassen, einer an die Aufteilanordnung angeschlossenen Trenneinrichtung zum Trennen der die Informationsimpulse enthaltenden Blöcke aus den neuen Impulsblöcken, und einer an die Trenneinrichtung angeschlossenen Wandlereinrichtung (17-20; Fig. 5a) zum Umwandeln der Informationsimpulsblöcke in Blöcke von Datenimpulsen.
7. 7. Demodulator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingänge der Wandlereinrichtung (17-20) entsprechende Eingänge von UND-Toren (17) sind, an die Informationsimpulse, die mindestens einer bestimmten Impulsstelle (Ci, Cz, ...Cu) des Informationsimpulsblocks zugeordnet sind, parallel zugeführt sind, und daß die Ausgänge der UND-Tore (17) mit den Eingängen von ODER-Toren (18) verbunden sind, wobei an den Ausgängen der ODER-Tore (18) parallel die dekodierten Datenimpulse abgeben werden.
8. 8. Aufzeichnungsträger für magnetisches oder laseroptisches Auslesen, mit einer mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5 erhaltenen, mit einem Demodulator nach Anspruch 6 oder 7 dekodierbaren Folge von neuen Impulsblöcken, mit Folgen von Impulszellen, die je einen Impuls enthalten, dessen Wert durch einen Pegelübergang oder einen fehlenden Pegelübergang am Anfang der betreffenden Impulszelle dargestellt ist, dadurch gekennzeichnet daß der maximale Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pegelübergängen, die Impulszellen mit dem ersten Impulswert (Ί') entsprechen, gleich der Länge einer maximalen Anzahl (k +1) Impulszellen ist, weiche maximale Anzahl (k +1) gleich dem um 1 vermehrten Maximalwert (k) der Anzahl der in den neuen Impulsblöcken (BQ) unmittelbar aufeinanderfolgenden Impulszellen mit dem zweiten Impulswert ('0') ist, daß der minimale Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pegelübergängen gleich der Länge einer Anzahl (d + 1) von Impulszellen ist, welche Anzahl (d+1) gleich dem um 1 vermehrten Minimalwert (d) der Anzahl der in den neuen Impulsblöcken (BQ) unmittelbar aufeinanderfolgenden und Impulszellen mit dem ersten Impulswert (T) trennenden Impulszellen mit dem zweiten Impulswert (’O') ist, und daß Doppel-Folgen (SYNPi, SYNP2) mit je der maximalen Anzahl (k+1) von Impulszellen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pegelübergängen vorgesehen sind, und diese Doppel-Folgen (SYNPi, SYNP2) zusammen mit Synchronisationstrennimpulsen (SYNS) Synchronisationsimpulsblöcke (SYN) bilden, die voneinander durch gleiche Anzahlen von neuen Impulsblöcken (BQ) getrennt sind. Hiezu 5 Blatt Zeichnungen 14