JPS60128752A - デジタル変調方式 - Google Patents

デジタル変調方式

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JPS60128752A
JPS60128752A JP58236233A JP23623383A JPS60128752A JP S60128752 A JPS60128752 A JP S60128752A JP 58236233 A JP58236233 A JP 58236233A JP 23623383 A JP23623383 A JP 23623383A JP S60128752 A JPS60128752 A JP S60128752A
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理 斉藤
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M5/00Conversion of the form of the representation of individual digits
    • H03M5/02Conversion to or from representation by pulses
    • H03M5/04Conversion to or from representation by pulses the pulses having two levels
    • H03M5/14Code representation, e.g. transition, for a given bit cell depending on the information in one or more adjacent bit cells, e.g. delay modulation code, double density code
    • H03M5/145Conversion to or from block codes or representations thereof

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  • Theoretical Computer Science (AREA)
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  • Dc Digital Transmission (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、磁気記録媒体などに情報イぎ号の記録再生す
るに好適なデジタル変調方式に1向する。
近年、デジタル技術の発展にともない、磁気記録再生装
置においても、このデジタル技術がとり込れられ、音声
信号やデータイ占号などの10:a1g号倉デジタ/L
/変調して記録(号生されるようになってきた。
デジタ/l/変調方式としては数多く従業されているが
、デジタル記録に際しては1.P+生されたデジタル情
報イぎ号からクロック信号を丹現することができ、かつ
、高WI反に記録することがでさる方式であることが好
ましく、このために、従来はM FM(モディファイド
FM)方式や3PM方式などか一般に採用されていた。
これら方式はPCM(パルス符号変調)化されたIn”
i’! イg号のビットパターンケ所定の規則に従って
友換才るものであって、MFM方式は、かかるビットバ
ー・ターン中のn l nビットではそのビットセルの
中央で反転し、0”ビットでは反転せず、かつ、連続せ
る0”ビットのビットセルの境界で反転するようにした
ものである。そこで、いま、ビットセルの間隔をTとし
、M Ii’ M方式の反転間隔葡考えると、最小反転
間隔Tm1nは、l”または0”ビットが連続する場合
であって、′l″□ム。二′1゛ であり、最大反転間隔Ill。laXは、”1°′ビツ
トと“′0“ビットとが交互に続く場合であって、’l
’n1aX ”” 2 ’1’ である。また、このほかに、′+111.IIQI+、
″0゛と絖くビットパターン(”1,0.0”と表わ−
f−o以下同じ)、あるいは、0,0.1″のビットパ
ターンのときには、反転間隔は1.5Tとなり、結局、
R4Fへ1力式では、T、1.5Tおよび2Tの35の
反転間隔を生ずる信号パターン(すなわち、信号波形)
が得られる。
一方、3PM方式は、ビットパターンを3ビツト毎に1
つのグループ(以下、ビットグループという)に区分し
、各ビットグループを6ビツトで表わされるコードに一
対一に対応させるものである。かかるビットグループの
ビットパターンとしては、23=8種類あり、各ビット
パターン毎に異なる6ビツトのコード(すなわち、パタ
ーン)を対応させている。かがるビットパターンの変換
規則に次の表1に示す。
表 1 表1のパターン俊挨にもとづいて情報信号は6ビノトコ
ードの時系列イを号に変換されるが、この場合、この時
系列信号においては、2つの1”ビット間に少1.cく
とも2つの0”ビットがあるように−する。そこで、た
とえば、情報信号において、”0.l、1”と”1,0
.1”とが連続するような場合、これらケ6ピットパタ
ーンに変換すると、先行の6ピソトコードの1”ビット
である11□ビツトと後続の6ビツトパターンの1”ビ
ットでめるP、ビットとの間に1つの°°0”ビットし
か存在しないから、このような場合、先行の6ビノトパ
ターンのP1ビットと後続の6ビツトパターンのP、ビ
ットを′0”ビットにし、がっ、先行の6ピントパター
ンのP2ピット?″l ++にする。
さらに、かがる3PM方式では、変換後の情報信号は+
+ 1+tビツトの中央部で反転し、110″ビツトで
はそれか続く限り反転しない。
このように、JPM方式は、元の3ビツトのビットグル
ープ?i:6ビットパターンに変換するものであり、凡
のピントパターンのビット間隔は■゛であるから、3T
間に6ビツトが存在することになる。したがって、3P
M方式で得られる情報信号のビットの間隔はT/2であ
る。
そこで、3PM方式による反転間隔tみると、最小反転
間隔Tm1nは、2つの1”ビット間に2つのO”ビッ
トがある場合であるから、Tm1n=3 X T/ 2
= 1.5 Tであり、また、最大反転間隔’l”ma
xは、上記表1および、先の規則から、変換前のビット
グループ”0,0.0”(あるいは、”0,1.1”あ
るいは’1,1.0”)、1,0.1”が交互に連なる
場合であり、この場合、2つの゛°1′ビット間に11
個の0”ビットがあるから、Tmax = 12 X 
’1/2 = 6 ’f:である。このほかに、’l’
 m l nとT m a x との間に、”/2だけ
順次異なる8柚知の反転間隔があり、結果、3PM力式
は、全部で10独知の反転同1イΔがある。
ところで、デジタル信号を日已録するに際しては、(1
) 高′tf!i度に記録できること。
(2)トラック上の隣接磁化ピークの干渉による反転位
置r示す再生波形のピークシフトがないこと。
(3) (’J、生デジタル信号からクロックパルスを
抽出する、いわゆる、セルフクロックが容易であること
(4)処理回路の構成が1拍単であること。
などが必侠でおる。
まず、記録密度については、最小反転間隔’I’min
が太さい程太さい。したがって、31−’M方式はMi
’ I〜1刀式Vこ比べて1.5倍の記録が度?得るこ
とができ、尚密度B10鯨に有利である。次に、再生波
形のピークシフト景は、最大反転間隔’J’max/最
小)x llbx間1′1゛叫nが大きい程太きい。こ
の比は、MlI’〜1方式では2.31’M方式では4
であるから、(り生dk形りピークシフト景の点からみ
ると、MP+v1力式の力か重刷である。また、セルフ
ロックは最大反転間隔’I’l’1laXが小さい程容
易であり、セルフロッキング回路がm51Jfi−とな
る。したがって、3PM方式はセルフロッキング回路が
O殺になる。
さらに、BPM力式は符号化回路、復号化回路が複雑で
あるし、また、反転間隔の種類が多いだけに再生波形の
波形等化回路も後紺となる。
近年、記録密度tより向上させることの要望が高まって
いることから、デジタル袈調方式として3PM方式がこ
の安望ヲ満足されることになるが、この反面、BPlV
l方式は、上記のように、再生波形のピークシフト+回
路構成などの点で問題がある。
そこで、比較的記録密度奮尚くすることができ、しかも
、再生波形のピークシフトが少なく、かつ、回路構成を
簡略化可能とするために、18報価号の連続するnピッ
)71−ビットグループとし、これン(2n−1)ビッ
トのパターンに変換し、各ビットパターン間にマージン
ビットを付加することにより、コード変換された情報信
号の2つの″1″ビット間に少なくとも2つのNO”ビ
ットが4+任するよ°うにした変調方式が提案された。
第1図はかかる質両方式による変調回WrF示すブロッ
ク図であって、lは入力端子、2は符号変換器、3はマ
ージンビット付加器、4はNRZI笈、A詣である。
同区1にt、)l、’て、入力端子lからNRZ(No
nReturn Zero)i調された情報1ぎ号(以
下、1〜1LZ1.、、号という)が符号変換器2に供
給される。
符号変換器2は、1N几Z信号の連続するnビットをビ
ットグループとし、各ビットグループヲ(2n −1)
ビットパターンに敦換するものである。
符号変換器2の出力4g号はマージンビット付加器3で
(2n−1)ビットパターン間係に2ビツトのマージン
ビットが付加され、さらに、Ni1ZI変調イiiiで
IN +i 2+ 1変1韓され、出力y−子5から記
録ヘッド(ズホせず)Vこ供給されて記録媒体に記録さ
れる。
ところで、1q Jc Z4g号におけるn個のビット
からなるヒツトグループのビットパターンは、2n種知
メる。こJしに対して、(2n−1)個のビット7J)
らなるビットパターンは、2 種類るる。そこで、iN
 1t Z、情号を符号変換器2で符号変換するiコN
1cIt@、2”” (ni4%=+J) (2n−1
) ヒy )パターンのうち、2n種類の(2n−1)
ビ・ントノくターンとしては、「ビットパターン中に少
なくとも1つの′l”ビラトラ含み、かつ、2つ以上の
l”ビットを含むときには、各″1′°ビット間に少な
くとも2つ以上の′0”ビットが存在する」という条件
を満足するものである。n≧3のとき、この条件を満足
する(2n−1)ビットノくターンは2n種類以上存在
する。
情報信号のコード変換前のビットグループ(nビット)
のビットパターンとコード袈挾後の(2n−1)ビット
パターンのビットパターンとの関係は、(n、2n−1
)変換表で表わされるカー、−列として、n = 4の
場合の(4,7)変換表を次の表2に示す。
表 2 符号変換器2は、(n、2n−1)変換表に従ってパタ
ーン裂換が可能なように、ゲート回路を組み合わせて構
成されるが、パターン変換前後のビットパターンの対応
の仕方によってゲート素子数が異なるから、ゲート素子
数がより少なく、回路規模が最゛も小さくなるように、
ビットパターンの対応づけ會なす必要がある。
N)i、Z信号のビットグループに対応した(2n−1
)ビットコードが、上記の条件から、各11111ピッ
ト間に少なくとも2つの“′0″が存在するものであっ
ても、符号変換器2によって(20−1)・ビットが時
系列に配列されると、AMする2つの(2n−1)ビッ
トパターンによっては[l”ビット間で少なくとも2つ
の゛°0″ビットが仔仕する」ということと反する祁分
が生する。たとえば、n = 4として表2を参照する
と、ビットパターン″’o、o、o、o”に対応した7
ビツトパターンにビットパターン’0,0.O,1”に
対応した7ビツトパターンが続く場合、先行の7ビツト
パターンの1″のPoビットの次に後続の7ビツトパタ
ーンの°°l”のP6ビノトが続き、これら2つの″1
″ビット間には0”ビットか存在しない。
マージンビット旬加器iは、符号変換器2によるパター
ン俊換吹の・1d号t′Cおいて°、いがなる・1固所
IA: tvい−Cも谷″lIIビット間に少なくとも
2つの”0“ビットか存在するように、(zn−1)ビ
ット間iJノに2つのピントからなるマージンビット1
伺加1−るものである。
マージンビットは次の米作を(両足するように選定さ牙
1.ゐ。いま、先行する(2n−1)ピッドパ′−7カ
゛P・・−・、P・・−3,・・・・・・# ”1 r
 PD p これに1父りりじ1″る( 2 +i −
1)ビットパターンがQ2n−2゜(J2n−3,・・
・・・、QI、Qoで勘って、)’2n z HP2n
 3 、 ””” + ”i、”Or Ml p Mo
 r Q” ”eQ2n 3 y ””” + Q 1
 z Qgのように、2ビツトのマージンビットMl、
 MOが相加されるとすると、 のい1′れρ)であるとさ、 へ11− M。 −・0 ・・ (2) Pt=Po=Qzn−2=Q2n−3−0”、
または、のとき、 M、==”l”、M。= ”0” (3) p、=−”l”かつPo = Qzn−2= 
Qzn−s=″O”のとき M1=1“Mo= Ill
” 但し、Pl = P、 = Q2 n−2= Q2 n
−3= ”O”のときは、(2)ではなく、(3)に含
めてもよい。
としてマージンビットM、 、 1vioy<設定する
。N )もZI変調器4は(2n−1)ビットコードV
Cマージンビットが相加されたピントパターンt、その
°1”ビットの中央で反転し、N O11ビツトで反転
しないように変調する。
ところで、マージンビット付加器3v出力(g号のビッ
トパターンは、2つの1“ビットfkjJ I/こ少な
くとも2つの0”ビットが存在し、したがって、2つの
l”ビット間に存在′する0”ビットの最低数は2であ
るから、N 1% Z 1 !:祠容器4ら出力される
1’J几ZI信号すの最小反転間隔Tm i nは、元
のNRZ信号aの1ビツトの長さiTとすると、 l11m、n−3、、T 2n+1 となり、この値が大きいほど記録密度が大きくなる。ま
た、最大反転間隔Tmaxは、選択される(2 I+ 
−1)ビットパターンにおける2つのl”ビット間の゛
O″ビットの最大数′kmとすると、’l’max =
 (m+ 1 ) ・□ T2O,+1 となり、この賊か小さいほど復調時に再生信号からクロ
ツク1d号忙抽出するセルフクロックが容易となり、ま
た、反転間隔の種類も少なくなって再生波形の成形等化
回路の構成が18′j略化される。さしに、’il’m
axとTyr+inの比、すなわち、が小さいほどピー
クシフト2&が小さくなる。
たとえは、n = 4とすると、Tm1n = 1.3
3 Tとなり、先に述べた3PM方式の1.5 Tより
もう\さいが、MFM方式のTよりも大きく、記録密度
の点でMFM方式よりも有利である。また、上記表2お
よび上記のマージンビットの条件(1)から、マージン
ビット付加器3の出力信号の先行する7ビツトパターン
の最終ビットP。が1”で、次に続く7ピツトパターン
の最後から2番目のビットP1のみがl”のとき、ブー
ジンビットM、 、 Moは共に0”であって、このと
き、これら2つの”l”ビット間に最大数の°0”ビッ
トが存在し、その数mは7である。したがって、最大反
転間隔Tmax = 3.55 Tとなり、itFM方
式の2 Tより太きいが、BPM力式の6 Tよりも小
さく、また、反転間隔の種類も6撞類と、3PM方式の
10拙類よりも少なくて再生回路が簡単となる。さらに
、’l’max / Trr++nは2.67であって
、3PR4方式の3.67よリモ小さくごピークシフト
に対して有利であり、回路構成もM I!’ M方式よ
りも多小犬きくなる程度である。
以上のように、この(n、2n−1)ビットノくターン
変換による従来のデジタル変調方式は、MF M方式や
3 P IVI方式に比べて多くの長所を有している。
ところで、このような変調方式で変調された情報イ―号
は、さらりこ同期信号がフレーム毎に付加されて記録さ
れるが、この際、この同期信号のビットパターン(すな
わち、同期パターン)は、情報(8号中のビットパター
ンと区別できるように考慮されていないため、杓生時に
同期信号ケ検出するとき、情報悟号中に同ル」パターン
と同一のビットパターンかめると、このビットパターン
を同期信号と誤認し−C検出し、この同期信号(すなわ
ち、擬似同期信号)で同期状態に入り、もはや、情報信
号の1反訳が不能となる欠点があった。また、記録媒体
に記録されるへき配録信号の直流成分について考旋、さ
れでいないためtこ、Tmax / ’l’mlnが太
きいときには、V)主回路において、デジタル情報1i
j′弓の87Nか低く、糸全体のエラーレートが非粘り
こ大きくなるという欠点があった。
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を除き、同ル」1
6号笛(+lIi夫に情報信号から分la可能と1−る
とともに、高いS/Nでエラーレートを太幅に抑制する
ことができるようにしたデジタル変調方式全提供するに
ある。
この目的を達成するためVこ、本発明は、(’+2n−
1)ビットパターン変換されたデジタル情@信号の(2
n−1)ビット間毎に挿入さ−れるマージンビット金、
デジタル情報信号の直流成分が減少するように、かつ、
テジタル情報化号のビットパターンに同期パターンが生
じないように、設定するようにした点に特隊がある。
以下、本発明の実施例7図曲りごついて読切する。
第2図は本発明によるデジタル変調方式の一実施例を示
すブロック図でおって、6は擬似同期(m号検出器、7
は加減n器、8は入力端子、9は加算器であり、第1図
に対応する部分には同一符号?つけている。
第2図において、入力端子lから符号変換器2に情報(
i号に対するN几Z (、(号aが供給される。
符号変換器2は、供給されたN l(Z 4g号aのn
(但し、nは正の整数)ビットのビットパターンを(2
n−1)のビットパターンに変換する。すなわt)、N
1tZ信号aはnビットのグループに区分され、各グル
ープのビットパターンが(2n−1)ビットのビットパ
ターンに変換される。
この(2n−1)ビットのビットパターンは、次の宋・
Fl” ’c Wt、V足するものが選はれる。すなわ
ち、(20−1)ビットのビットパターンは2 種唄あ
るか、その中で、 (1)2つのl”ビット間に少なくとも2つの“0”ビ
ットがイエ4佳し、 (2) N0″ヒツトの連続個ti、k(但し、端部に
′“0″ビツトが連続している場合には、その”0”ビ
ットの個数に2を加えた数)が少ない。
2n柚類が選ばれる。上記条件(2)のかっこ内につい
て、さらに具体的には、いま、(2n−1)ビットのビ
ットパターンが、 P2n−2、P2n−3、−、P3. P2. P、、
 P。
と−4″ると、IJ、 = II l” IJ 、 =
 )l 、 = po= ff Q 11ならば、この
ビットパターンのN0”ビットの連続個数には、3+2
=5となる。このように選択された(2n−1)ビット
のビットパターンとN l(Z (M号aに存在する2
 n i類のnビットのビットパターンとが1対1に対
応され、このビットパターンの対応にしたがって、符号
変換器2はN1−tZ佃信号の1グループ毎のビットパ
ターン?r(2n−1)ビットのビットパターンに変換
する。そして、隣り合う(zn t)ビットパターン間
には、後述するマージンピッ)(=1加のために2ビツ
ト分の間隔がある。
符号変換器2の出力信号は、加算器9で入力端子8から
の一定の2つの(2n−1)ビットパターンからなる同
期信号が付加され、マージンビット付加器3と擬似回期
(fin検出器6に%、給される。
擬似同期信号検出器6は、加算器9の出力信号(以下、
(2n−1)ビットパターン信号という)bの同期信号
部分以外の部分に、同期信号のビットパターンと同一の
ビットパターンが有れば、これが擬似同期信号であると
して検出し、検出信号Cをマージンビット付加器3に供
給する。
ところで、同期信号は、(zn−1)ビットパターン1
6号のlフレームの識別基準として挿入さ」シ1こもの
であり、符号変換器2での1NitZ佃号aの11ビツ
トパターンに対応した(2n−1)ビットパターンのい
ずれとも異なり、しかも、連続したN0”の開数がこの
(2n−1)ビットパターン夫々の連続したN0”ビッ
トの個数のうちの最大Q)市Il数4八梠えプエい2つ
の(2n−1)ビットパターンの組み合わせとなるよう
に設定されている。
しかし、このように同jす」信号のビットパターン會迅
定しても、実1〉、tには後述するように、マージンビ
ット相加器3で(2n−1)ビーット毎に2ビツトのマ
ージンビット忙付加したとさ、データ部分の仕、峰の連
に4c ’1−る( 2 (2n −1) + 2 )
 (U (以下、これ2を個とする)のビットk :引
tg シた場合、これらビットVこよるビットパターン
が同期(i号のビットパターンに一致づ−る場合もある
一方、(2n −1)ビットパターン信号すにマージン
ビット7、(相加した16−号を)しのへ1モZ信号a
Vc逆変換する場合、(2n −1)ビットパターン信
号すにマージンビットを付加した信号からt個のビット
からなる同期信号のビットパターンを抽出し、これにも
とづいて(2n−i)ビットパターン信号すにマージン
ビットを付加した個号會(2n−1)ビットづつ区分し
、これf、nビットのビットパターンに変換して元のN
几Z信号を復元する。
ところが、上記のように、(2n−1)ビットパターン
信号すにマージンピッ)?il−付加した信号のデータ
部分に同期信号と同一ビットパターンが存在すると、こ
れt同期イM号と誤検出し、これにもとづいて(2n−
1)ビットパターン信号すにマージンビットを付加した
信号ケ1\RZ信号に変換してしまい、元のN1−tZ
佃信号は全く異なるN)4Z信号が得られることになる
。もちろん、次の正しい同期信号が検出されると、それ
以降は正しいNRZ信号が復元されるが、それまでは、
N 、ttZイg号が復元されない。
(2n−1)ビットパターン信号すのデータ部分からか
かる誤った同期信号(すなわち、擬似同期信号)のビッ
トパターンを検出するのが、擬似同期信号検出器6であ
る。
マージンビット付加器3は、(2n−1)ビットパター
ン信号すの(2n−1)ビット毎に2ピツ)l/)マー
ジンビットr付加する。マージンビット相加器3の出力
信号はN RZ I変調器4で震調され、出力端子5が
ら図示しないヘッドーテープポに供給されて記録される
マージンビットは、h’= 1図に示した従来技術と同
様に、1m1n、 ’l’In!IX/ ’1’+ni
n、ピークシフトなどに’t 1.’Jj、シー〔設定
されると同時に、先の擬似同期(,3号の消滅、LJC
成分の減少も考謄、して設定される。
まり”、振似同ル」信号の消滅について説明する。
マージンビット付加器3は、擬似同期信号検出66¥6
がし検出信号Cが供給されると、この検出信号Cか得ら
れた(2n−1)ビットパターン信号1)のぼ↓域(す
なわち、同期信号と同一ビットパターンの2(2i1−
1)ビット中)のマージンビットか付加される部分に、
最後光で同期信号と異なるビットパターンとなるような
マージンビットを付加する。
この点について、n = 4とし、第3図および第4図
を用いてさらに詳しく説明する。
いま、入力端子8がら供給される同期信号の夫々の7ピ
ツトパターン全、 ” 1.O,0,O,−0,0,O” および、 O,0,O,0,O,O,l ” とすると、マージンビット付加器3において、これら7
ビツトパタ一ン間VC2ビツトのマージンビットが付加
され、同期信号は16ビツトパターンで表わされる。こ
のマージンビットは、この16ピツトパターンの2つの
″lI+ビット間の連続せる0”ビットの個数が、マー
ジンビット付加器3の出力信号の同期信号部分以外の部
分での2つのl”ビット間の連続せる0”ビットの1面
数のうちの最大個数を越えないように、設定されるもの
であって、同期信号の7ビツトパターンが上記のような
場合、”0.1”、”i、o”のいずれでもよいが、こ
こでは、’0.1″のビットパターンとする。かかるマ
ージンビットが付加された16ビノトパターンの同期信
号を第3図に示す。
このように、同期信号が16ビツトのビットパターンに
設定されると、マージンビット付加器3の出力信号dの
データ部分で、これと同じビットパターン7J噌まれツ
バ鬼うにしなければならない。
いよ、このようなビットパターンとなる可能が4うる部
分が、7ビツトパタ一ン佃号すに存在するものとする。
この部分は、第4図(ト)に示すように、マージンビッ
トが付加される部分′l″Mを’o、o”のビットパタ
ーンとしたときに、第3図に示す同期48号のビットパ
ターンと全く等しくなる16ビツトのビットパターンで
ある。このような16ビツトのビットパターンは、部分
゛l′1にo、o”のマージンヒツトが相加されると、
全く同期信号のビットパターンに等しくなる。
1鑓似同ルJ ’n44:挾出器6は7ビツトパタ一ン
信号b(1)4ilS分Ill Mを甘めだ16ピツト
パターンづつを常に監祝し、」1犯のような同期(g号
と同一のビットパターンが検出されると、最後の16ビ
ツト目で検出信号C(第4図(ハ))を発生する。かか
る擬似同期信号検出器6としては、たとえば、ビット転
送する16ビツトのレジスタとアンドゲートとで構成す
ることができる。
一方、マージンビット性力l器3においては、供給され
た7ビツトパタ一ン伯号bil 3ビツト分以上遅延す
る。この遅延された7ビツトパタ一ン16号會第4図C
)に示す。そして、この遅延された7ビツトパタ一ン化
号の一=U分Ill 、の始端を検出し、これが検出さ
れると擬似同期信号検出器6から検出信号Cが供給され
たか否かの判定上行ない、この検出信号C(i4図Q3
))が供給されていると、この部分子、に′l、0”の
マージンビット(第4図(1)) ) ’e付加する。
このように、マージンビットを付加された16ビツトパ
ターンは、第4図(10に示すように、もはや同期信号
のビットパターン(第3図)とは一致せず、マージンビ
ット相加器3から出力信号dとしてN 1(Z i変調
器4に供給される。
伏似同期イd号6から検出信号Cが供給されないときに
は、マージンビット付加器3は、前後する(2r+−1
)ビットパターンの間に、これら前後する( 2 n 
−1)ビットパターンと、NRZI変調器4の出力信号
、すブエわち1N几Zl変調信号とに応じた2ビツトの
マージンビj)が付加される。
次に、かかるマージンビットについて説明1−る。
先Vこ述べたように、符号変換器2からの(2n−1)
ビットパターンは、2つの″lIIビット間に少なくと
も2うの0”ビットを含んでいる。
しかし、前侯する2つの(2n−1)ビットパターンの
境界では、必ずしも2つのn 1 ++ビット間に少な
くとも0”ビットが存在するとは限らない。マージンビ
ットは、まずこれを満すように付加するものである。第
2に、マージンビットは、NRZlH[j信号が磁気テ
ープに記録するのに適するように、すなわち、再生出力
が小さい低周波成分や再生不能な直流成分がN )L 
Z l (g号に含まれないようにするものである。
第1の点については、(211−1)ビットパターンに
係わらず、マージンビットを0.θ′とすればよい。し
かし、このようにすると、第2の点について不都合とな
る場合もある。
そこで、この実施例では、加減算器7ケ設けてNRZI
信号をデジタル加減算し、この加旗算櫃DSとNRZI
領号の状態ST(”l”または0″)とをも用い、マー
ジンビットを決定するものである。
いマ、付加すべきマージンビットの2つのビットi f
vl、 、 Moとし、これに先行する(2n−1)ビ
ットパターンを、 P2O2,P2O3* ”・・” s P2 m ”+
 + ”O””” (1)後続の(2n−1)ビットパ
ターンt、Q102 、 Q10”’−3+ ””” 
r Qt * Ql r QO”””(2)とすると、
これら(2n−1)ビットパターンとマージンビットと
は次のように配列される。
P2O2e P2O−3,””” + ”2* ”1+
 POh Ml+ MOp Q102 。
Q103. ””” # Qt l Ql # Q。
そこで、このように、2つの(2n−1)ビットパター
ン間に2ビツトのマージンビットを付加するようにする
と、2つの″1″ビット間に少なくとも2つの0”ビッ
トが存在するという条件のいずれかのときには、2つの
l“ビット間に少なくとも2つの0”ビットが存在しな
げればならないことから、必ずM、=Mo−’“0″で
たけれはならない。
これ以外の状42gとしては、 (イ) l; =PO;Q2++ 2. ”” Q10
3 =″0”幹、P、−u 111かつPo= Q21
+−2= Q2 n−3= ” O”e−IPl−Po
−Q10−2=″0”かつQ10−3−II l II
の3つの状態葡考励、1れはよい。これらの状態に′t
dいても、M、 = M。== ” Q” とすれは、
2つの61”ビット間(tL必ず2つの″01′ビット
が存在するか、このマージンビットによってNRZI信
号の直−し成分が増加してしまうことがある。このため
に、0)、(ロ)、(ハ)の状態においては、N几Z 
l 信′rj’xもとυCして、その直θlL成分が増
加しないようにマージンビットが設定される。
なお、設定されるマージンビットは、IV11=M6 
=″0”、または、M、=”l”でM。=″0″、また
は、Ml−0”でM。=″1″のいずれかであることは
いうまでもない。
ところで、加減算器7は、N it Z l変調化けの
状態5TIJ′−l”のときには値lか加算さ」t、ま
た、状態S’ll’fJ″−″0”のときには値lが減
算される。加減算器7の加減算タイミングは、マージン
ビット付加器3v出カー1J @ dのビットのタイミ
ングに一致しており、したかつて、加減算器7の加減値
1)Sが正であるときには、N几ZI叢−61呂号の平
均値、すなわち直流J水分が正に、また、IJsが負の
ときには、直流分が負になること【衣わしている。
そこで、 には、そのままでは、lJSがそのままの符号を保って
増大し、直流成分か増加することになるから、M、 、
 M(1゛のいずれかをビにして、N a Z l K
a+r!I化号の状態ST奮反転させなければならない
これにλ11 して、 には、一般に、状態STt反転させる必要はない。
しかし、マージンビット7付加したことにより、(2n
−i)ビットパターンの0”ビットの連続する開数k(
但し、(2n=1)ビットパターンの両端に0”ビット
が連続する場合には、その個数に2(=マージンビット
のビット個数)葡〃1」えた数値)の最大値mxmえる
ように、連続する0”′ピントの個数が太さくなること
もある。このような場合には、マージンビットの”’+
 1 Mgのいずjlか一方t″1”ビットにする。
いま、式(1)の先行する(2n−1)ビットパターン
の中で、最下位のl I+ビットがP+であり、また、
式(2)の佼続の(2n−1)ビットパターンの中で、
最上位の1”ビットがQlであるとすると、l’+!1
1 =rvio−″0″としたとき、P+ビットとQj
ビット間に)″OI+ビットの1固緘は、上記はフの状
態のとき、 i+(2n−2−j )+2 上記(ロ)の状態のとき、i = lだから(2n−2
−j )+3 上記(ハ)の状態のとき、j = 2 n −3だから
、i+3 である。したがって、式(4)を満足しているときであ
っても、 上記(イ)の状態で、i+(2n−2−j)+2)mの
どき、 ・・・・・・・・・・・・(5)上記(ロノの
状態で (2n−2−j )+3)nl のとき、・・
・・・・・・・・・・(6) 上記(ハ)の状態で i +3 )mのとき、・・・・
・・・・・・・・(7)M、、Moのいずれか一方を1
°′とする。
式(3)あるいは式(5)、 (6)、 (7)の条件
のもとに、上記状態(イ)、(ロ)、(ハ)において、
M、 、 p<oのいずれを”l”にするかは次のよう
にして決める。
まず、上記f1)の状態の場合には、Ml、 Moのい
ずれft″l”にしてもよい。
次に、上記(ロ)の状態の場合には、P、=″l”であ
り、かつ、2つの”l”ビット間に必ず2つの゛0′″
ビットがなければならないことがら、Mr =II O
”、Mo=”1” とする。
また、上1尼(ハ)の状態の場合には、同様にして(1
2n−3二11 、 I+であることがら、1νi、 
二11111 、Mo==、 N o″とする。
以上のことをまとめると、M、 、 Mgは次のように
収矩さ)する。
(1)次の宋トド(1)〜(■)のいJれか1つk $
<足する上さ、 へ4.=z辺。 = N OI+ と設定される。
米作(+) Po−”l”′ (1リ Qzn−2: ″ l ” (l:l) Ps =Po = Q2 n−2= Q2
 n−3=r′0−かっi十(2n−2−j )+2≦
m であって、(υS≧0かっsT= 0″)または(IJS(Oかっめ=”l”)11v) 
Pt=″1”がつPo =Q211−2 ==Q2n−
3−″0”かつ、(211−2−j )+3≦m であって、(DS≧OかっsT=”0”)または(JJ
S(Oかっ51p=n1+n)M P+ = Po =
 Q2 n−z = ”0”かっQzn−a=−″1″
かつ、i−+−3≦m であって、(1)S2Oかつs’r=″0”)または(
1)S(QがつST=″1′”)(「)次の条件(1)
 −1Iv)のいずれが1つr調定するとき、 M、 == I+ 1−Mo==″0”と設定される。
タミ件(1) Pt=Po”’Q2n−2−JJ211
−3=”O”、かつ、i+(2n−2−j )+2)m (if) P+ =po=Qzn−2=Q2n−3= 
”O”、かつ、i + (2n−2−j )+2≦m であって、(1)S2OがつS’l’=”1”)または
(US(0がつST=”0”) Oil) P1=Po=Q2n−2−”0”がつQ2 
n−3= ” l ”かつ、i+3〉口1 11v) P 1=Po =Q2 n−2= ”0”か
つQ2n−3=″1”。
かつ、i−+−3≦m であって、(1)S2OかつS’l’=″1”)または
、(IJS<OかつST=″0”)Oll)次の条件(
ト)、 (H)のいずれが1つ全勇足するとひ1 、Vl、 := II O”、Mo=″l”と設定さi
する。
n1Lu) P、=”l”かつPo=(Jzn−2=Q
2n−3:k”Q”。
かつ、(2n−2J)+3:)m (Ill 1:’、 = ’=l”かつPO=Q2 n
−2=Q2 n−3=”O”。
かつ、(2o−2J)+3≦m であって、(L)S≧0カッS’1l−==”l”)ヨ
タばCL)S<0かつsT=”o”)し但し、P、 =
 Po=Q21−2=Q2n−3= ”O”かつ、!+
(2n−2−j )+2 ) mのときVCは、上記(
illでなく、叫)としてもよい。〕こりように、マー
ジンビット付加器3では、加減界稙υSi考應し、この
加減算値Dsの絶対値が増加しないようにマージンビッ
トが付加される。
このために、加減算値DSの時間的変位は充分小さくな
る。第5図は従来のデジタル変調方式におけるNRi 
I変調イぎ号の加試算直の時間的変位を示し、第6図は
本発明によるデジタル変調方式における同じく加減算値
の時間的変位を示している。
この実施例におけるi’+nin、 Trnaxは、2
つのl”ビット間の最小のO“ビットの数は2.縦大の
110 I+ビットの数はrnであるから、第1図に示
した従来技術と同様に、夫々 3・□・’I’、(m−1−1)□パ1゛2n+1 2
n+1 (但し、Tは元のN几Z信号aのビット長)であり、し
たがって、ピークシフト量、セルフクロックの容易性、
反転間隔の種類も、上記従来技術と同等である。
これらの図からも明らかなように、本発明によるデジタ
ル変調方式では、上記加減算値の時間的変位を充分小さ
く抑えられることから、第7図に示すように、記録信号
(1’、1RZLiin1百号)の低周波成分が充分に
抑圧され、低周波成分が低いS/Nでしか再生されず、
また、直流成分が再生不能なイ臓気記・禄イ与生装置#
、 K対しては、記録、再生系に:IOいて、谷1法子
回路の回路設計は、これら低周波j成分やiIa?it
 I戎分笛考1帳する必要がな(て容易となt)、回路
11:4成も111」酪化される。
さらに、擬1以同期信号の発生確率を充分抑えることが
できるため、擬似同期信号による誤った釘止や諷調td
けることかでさる。なお、記録糸において、第2図に示
すように、擬似同期信号検出器6jP加減昇2診7を必
要とするが、再生糸の同期1dけ俣出乙において、捩似
同期イd号勿検出する手洩τ必女としないから、全体と
しての回路栴成の1見、11化は回jltrさオする。
フ、(オd、上記大流・向゛Cは、マージンビット相加
後の回り」信号足、[2(2n−1)+2Eビツトのビ
ットパターンとしたか、これに限られるものでは7にい
。こりビットパターン長か長い程、一般に」に1μ同J
iJJ I占号の発生確率は低下するが、これが余り民
いと付号冗艮度か請人する。したがって、同期化けのビ
ットパターンは、そのビットの配列とパターン長による
擬似同期信号の発生確率と符号冗長度とを考慮して最良
のものが設定される。
以上説明したように、本発明によれは、擬似同期信号の
発生確率が大幅に低減化され、低周波成分や直流成分が
光分に抑圧されて回路4t4成か著しく簡略化されると
ともに、誤復調が防止でき、磁気記録再生に際しては、
S/Nの著しく艮好な丹生信号會得ることができるもの
であって、上記従来技術にない優れた機能のデジタル変
調方式を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のテジヌル変調方式葡示すブロック図、第
2図は本発明によるデジタル変調方式の一実施例を示す
ブロック図、第3図は同期1g号のビットパターンの一
例?示すパターン図、巣4図は第2図における擬似同期
(g号の1尿去動作領説明するためのタイミングチャー
ト、第5図は従来のデジタル変調方式によるNRZI佃
号の信号算値の時間的変位4下すグラフ図、第6図は本
発明VこよるNルZ1信号の加減算1直の時間的変位4
下すグラフ図、第7図は本発明によるN)l、Zl信号
の周板数スペクトル図である。 ■・・・・・・入力端子、2・・・・・・符号変換器、
3・・・・・・マージンビット付加器、4・・・・・・
NRZI変調器、5・・・・・・出力端子、6・・・・
・・擬似同期信号検出器、7・・・・・・加減算器。 第5図 時間 第7図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1) N it Z (g号inビット毎に区分して
    一連のnビットパターンからなる信号とし、各nビット
    パターンを対応する(2n−1)ビットの(2n−1)
    ビットパターンに変換し、複数の(2n−1)ビットパ
    ターンからなる同期信号を付加して各(2n −1)ビ
    ットパターン間係に2ビツトのマージンビットを相加し
    、さらに、NルZj変調するようにしたデジタル変―方
    式において、前記(2n −1)ビットパターンから1
    よる信号から同期信はと同一ビットパターンの擬似同期
    化号ビットパターンの有無k 40足し、該擬似同期信
    号ビットパターン中に相加される前記マージンビットt
    、該擬似回期ビットパターンが拍滅するように設定し、
    かつ、該擬似同ルj(、j号ビットパターン以外の部分
    に付加される6’+I記マージンビツトを、前記N几Z
    1i調によって得られるIN几Zl&調イぎ号に応じて
    設定し、該N几ZI変調信号の低域成分および直流成分
    を抑圧することができるようにしたことを特徴とするデ
    ジタル変調方式。 (2、特許請求の範囲第(1)項において、前記(2n
    −1)ビットパターンは2つの1”ピント間に少なくと
    も2つの”0”ピントラ含み、連続せる0”ビットの個
    数の最大値k(但し、(2n−1)ビットパターンの端
    部にO”ビットが連続するときには、その個数に2全加
    えた値)が小さい方から2n種類のビットパターンであ
    り、かつ、前記マージンビットはM1. Mo”の2ビ
    ツトからなり、該マージンビットに先行する(2n−1
    )ビットパターンを、 P2rl 2 、P2 n 3 r ””” r Pl
     r Poとし、後続する(2n−1)ビットパターン
    葡、Q 2n 2r Q2n 3m ””・・+ Q+
     e Q。 としたときに、前記マージンビット″M+ 、 Mo 
    ” ’(Ill’次のように設定したことを特徴とする
    デジタル変調方式。 (I)次の(1)〜Mの条件のいずれか1つ* rlt
    taすとき、 M+ = Mo = ” O” 条件(1) Po=″l” (if) Q 2 n−2= ” l”(冊 P+ =
     Po =Q2n−2= Q2nLa = ” 0”。 かつ、P+(2n−2−j )+2≦mで、アチて、(
    i、+s≧0がつ5T==”Q”)。 または(DS(0かつS’J’=″l”)aVノ P、
     = u l uかつP 0 =Q2 n−2=Q2 
    n−a =”O’:かつ、(2n−2−j )+3≦n
    1 であって、(DS≧0かッ5T=Ilo”)または(1
    )S(Oかつs’r=″1” )(■) PI=Po=
    見2i−2=″0″かっQz n −3= ” 1 ”
    。 かつ、1+3≦m でhって、(DB≧OかッS’l’=”ON)または(
    DS<0がつシIl’=”l”)(損 次の(1)〜4
    V)の条件のいずれが1っk 7R足するとき、 M+ −” 1″、Mo=″0” と設定する。 条件(1) Pt=Po=Qzn−2=Q2n−a=”
    o″、カつ、P+(2n−2−j )+2:)m (If) P1=Po =Qzn−2=Qzn−3−″
    0“、かつP+(2n−2−J )+2≦m であって、(IJs≧0かつs’i’=″l”)または
    (DS(oがつST、=”0″)(!tD P 1 =
    P o =Q2n−2=″′0”′かつQz、−3−n
     、 ++。 かつ、P+3)m h) P+=Po=Q2n−2−0″かつQz n 、
    =1+ 1 Tlかつ、P+3≦In であって、(L)S≧0かつS T = ” 1”)ま
    たは(DS(0かつS ’l’ =″0”)(2)次の
    (i)、 (ii)の条件のいずれか1つk i+&a
    足するとき、 M、 = ” Q” Mo= II lI+に設定する
    。 条件(1) PI=”1″かつP o = Qz n−
    2= Qz n−3=″0″、かつ(2n−2−j )
    +3) m(II) Pt=”i”かつP。= Qz 
    n−2= Qz n−3−” 0 ”。 かつ、(2n−2−j )+3≦Tn でありて、(1)S≧0かっS ’l”= nt″)ま
    たは(DS(Oがつs’r=”o”)但し、(+) P
    l=PO=Q2.−2=Q、2n−a−0”かっ、P+
    (2n−2j)+2〉m のとき、M、=″0”、 1V1o−1” としてもよ
    い。 (11) 前記先行する(2.n−1)ビットパターン
    の破下位のN 1 IIピッ)iP+とし、Hit記佐
    続する(2n−1)ビットパターンの最上位″lIIビ
    ット 葡(↓jとし、これら添数字’h JO値をil記不等
    式のi、jとする。 θII)STは前記1N几ZI変調して得られる1d号
    の、前記(2n−1)ビット パターンのビットタイミングにおけ る′1”、0” の状態を表わし、D Sは、5T===″′l”のときに値lを加昇し、s’
    r=″0”のときは値1 を減算するようにした、上記Nl(、Zl変調された信
    号のデジタル加減算 値である。 0v) nlは、上記選択された21棟類の(2n−1
    )ビットパターンの夫々が有 する上記最大の0“′ビットの連続 せる個数にのうちの最も大きい個数 である。
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