PL179264B1

PL179264B1 - Sposób i urzadzenie do dekodowania sygnalu cyfrowego PL PL

Info

Publication number: PL179264B1
Application number: PL95334663A
Authority: PL
Inventors: Jun Yonemitsu; Ryuichi Iwamura; Yasushi Fujinami; Katsuji Igarashi; Yoshiyuki Akiyama
Original assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-03-01
Filing date: 1995-02-28
Publication date: 2000-08-31
Also published as: AU1824595A; US5745505A; CN1124062A; TW265493B; EP0696799A1; CN1143267C; WO1995024037A1; KR960702154A; KR100384087B1; CN1332442A; MX9504156A; BR9505853A; CN1082227C; PL178386B1; EP0696799A4; PL311310A1; CA2160913A1; CA2160913C; AU681259B2

Abstract

7. Urzadzenie do dekodowania sy- gnalu cyfrowego, zakodowanego z wyko- rzystaniem dwóch ciagów kodowych, za- opatrzone we wzmacniacz wejsciowego sygnalu cyfrowego z korekcja bledów, odtworzonego z nosnika zapisu oraz uklad demodulacji EFM (8/14 M) polaczony z ukladem kodu korekcji bledów, zna- mienne tym, ze wzmacniacz wielkiej cze- stotliwosci (201) polaczony jest z ukladem demodulacji EFM (203) poprzez uklad detekcji i wydzielania identyfikatora syn- chronizacji/formatu (202), a uklad demo- dulacji EFM (203) jest dolaczony do pa- mieci (204) polaczonej ze sterownikiem pamieci (206), przy czym z pamiecia (204) polaczony jest uklad korekcji ble- dów (205) swym wejsciem i wyjsciem. FIG. 10 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do dekodowania sygnału cyfrowego, zwłaszcza do systemu kodująco-dekodującego sygnały cyfrowe z wprowadzaniem kodu korekcyjnego.

Znane sposoby dekodowania przyporządkowane są istniejącym technikom kodowania sygnałów akustycznych lub sygnałów mowy i stanowią procesy odwrotne względem zastosowanych metod kodowania. Przykładem znanego kodowania jest przyjęty standard płyt kompaktowych CD. Zgodnie z tym standardem sygnał foniczny przetwarzany jest w sygnał cyfrowy, który to sygnał jest kodowany i zapisywany. Zgodnie ze znanym formatem CD sygnału, jedna ramka zawiera subkod o długości jednego bajtu, dane właściwe o długości 24 bajtów oraz pierwszy kod korekcji błędów o długości 4 bajtów, jak również drugi kod korekcji błędów CIRC - kod Reeda-Solomona z przeplotem poprzecznym, o długości 4 bajtów, co łącznie daje 33 bajty. Ponadto, w nagłówku ramki wprowadzony jest sygnał synchronizacji ramki. W wyniku tego, zawartość kodów korekcji błędów, które zajmują łącznie przestrzeń danych z wyłączeniem subkodów, czyli redundancja, wynosi 8 bajtów/32 bajty, czyli 25%. Jeden blok złożony jest z 98 ramek i nazywa się sektorem. Dane właściwe w tym jednym sektorze mają długość 2352 bajty. W subkodzie o długości odpowiadającej dwóm ramkom, w nagłówku jednego z sektorów, zapisane są indywidualne wzory, tak że istnieje możliwość odróżnienia nagłówka sektora.

Znane urządzenie kodująco/dekodujące CD, w torze kodowania jest zaopatrzone w szeregowe połączenie zespołu kodowania CIRC, zespołu wprowadzania subkodu, zespołu modulacji EFM (8/14 M), zespołu wprowadzania sygnału synchronizacji ramki, do którego jest dołączony zespół mechanicznej głowicy zapisującej, którego działanie powoduje zapis sygnału cyfrowego zgodnie ze standardem CD. Zakodowany sygnał cyfrowy, zapisany na płycie CD i następnie z niej odtworzony, doprowadzony zostaje do toru dekodowania, w którym realizuje się proces przeciwstawny do procesu kodowania, dekodując sygnały. Sygnał odczytany z płyty zostaje doprowadzony do zespołu detekcji i wydzielania sygnału synchronizacji ramki, poprzez wzmacniacz częstotliwości radiowej. Następnie odbywa się demodulacja sygnału w zespole demodulacji EFM, (8/14 M) i detekcja subkodu w zespole wydzielania subkodu w nagłówku jednej ramki, przeznaczonej do wprowadzenia do zespołu dekodującego CIRC. Zespół detekcji i wydzielania subkodu wyróżnia nagłówek sektora przez wykrycie kodów indywidualnych wzorów nagłówka sektora. Znajdujący się na wejściu zespołu dekodowania CIRC, blok opóźniania symboli o numerach parzystych, opóźnia o jedną ramkę symbol spośród tych 32 symboli, o numerze parzystym. Dołączony do niego blok odwracania parzystości dokonuje inwersji parzystości. Następny blok dekodowania pierwszego kodu korekcji błędu wykorzystuje ten kod w celu skorygowania błędu. Umożliwia to przesłanie danych o długości 28 bajtów, do włączonego następnie eliminatora przeplotu, dla likwidacji przeplotu. Dołączony dalej blok dekododowania drugiego kodu korekcji błędu wykorzystuje ten kod do skorygowania ewentualnego błędu. Umożliwia to przesłanie 24 bajtów do dołączonego następnie deszyfratora, za którym włączony jest blok opóźniania próbek o numerach nieparzystych, w którym opóźnia się o dwie ramki część próbek o numerach nieparzystych ze zdeszyfrowanych danych, dając na wyjściu jedną część ramki z danymi o długości 24 bajtów.

Ciągi kodowe kodów korekcji błędów oraz dane właściwe, zapisane na płycie, uporządkowane są w określonych zależnościach względem siebie. Zależności te przedstawiono w postaci następujących równań:

i = (k/32) + (kmod2) / j = K mod 32

......(1) w których i oznacza numer ciągu kodowego pierwszego kodu korekcji błędu, / - numer symbolu w pierwszym kodzie korekcji błędu, K - numer symbolu zapisanego na płycie, a mod oznacza nadmiar w dzieleniu. Wówczas symbol oznacza się jako Dk. Ułamki mniejsze od jednej dziesiątej, przy dzieleniu zaokrąglane są w dół.

Jak to opisano, kod CIRC wykorzystywany w płytach CD jest kodem korekcji błędów, który jest efektywny zarówno przy błędach przypadkowych, jak i błędach seryjnych. Jednak,

179 264 kiedy sygnał cyfrowy ma być zapisywany z dużą gęstością, to często zdarza się, że nie ma możliwości skorygowania błędu. Poza tym, kiedy zachodzi potrzeba zapisywania dużych rozmiarów danych na płycie, stosunek długości kodu korekcji błędu, do ogólnego rozmiaru danych, czyli redundancja, jest już określony. Tak więc ograniczony jest rozmiar możliwych do zapisania danych.

Ponadto, w standardzie CD, nie jest dostępna żadna informacja wyróżniająca kolejność ramek. Tak więc występuje problem polegający na tym, że kiedy określona ramka nie może być odczytana spójnie, w wyniku błędu seryjnego, nie ma sposobu określenia liczby uszkodzonych ramek, co powoduje, że drugi kod korekcji błędu nie może zostać skorygowany i korekcja w ogóle nie jest możliwa.

Ponadto, w opisie patentowym JP, 4 - 339 368, A, przedstawiono sposób transmisji rekordu sygnału cyfrowego nadającego się do detekcji nieskasowanych bloków jako bloków błędnych, nawet gdy nieskasowane części pozostają w wielokrotnych jednostkach bloku po zapisaniu kasującym jednocześnie poprzedni zapis. Co najmniej jeden redundancyjny znak parzystości znaków korekcji błędu generowany z grupy danych w obrębie jednego dowolnego bloku zostaje wprowadzony w inny blok i zarejestrowany, przy czym rozdziela się je na maksymalną ilość n długości bloku. Nawet gdy niekasowana część mająca długość (η - 1) bloku występuje, to może być wykryta jako błąd i może być wyeliminowana błędna detekcja i błędna korekcja znaków wynikająca z nieskasowanych bloków.

W opisach patentowych JP, 6 - 1605, B2 oraz JP, 61 - 182 627, A przedstawiono sposób transmisji i zapisu sygnału cyfrowego, dla redukcji skutku niewystarczającego kasowania w czasie rejestracji lub po niej, przez nałożony zapis przy zastosowaniu przeplotu towarzyszącego opóźnieniu bloku do kodu detekcji błędu w zakresie wielkości opóźnienia ramki pomiędzy danymi. W układzie wytwarzającym adres pamięci, licznik dzielenia częstotliwości przez 41 i licznik numeru bloku kieruje adres odczytu danych do obszaru wytwarzania kodu korekcji błędów i dwóch pamięci ROM dla wytwarzania adresów zapisu danych adresowych. Zawartości tych dwóch pamięci ROM są sumowane w sumatorze dla wytwarzania określonych adresów i odczytu odpowiednich danych oraz wytwarzania kodów. Dalsze adresy są również wytwarzane przez wspomniane pamięci ROM i drugi sumator, aby zapamiętać je w tych pozycjach. Dane zostają odczytane z pamięci przy zastosowaniu zliczania liczb 0 - 5 504 z licznika dzielącego częstotliwość przez 5 504, jako adresy i zarejestrowane na dyskietce. W wyniku tego, możliwe jest zastosowanie przeplotu towarzyszącego opóźnieniu bloku do kodu detekcji błędu lub kodu korekcji błędu w granicach wielkości opóźnienia ramki pomiędzy danymi.

W opisie patentowym JP, 60 - 143 486, A przedstawiono system korekcji błędów, w którym osiąga się wysoką jakość korekcji zarówno dla błędów sekwencji sygnałów, jak i przypadkowych sygnałów, przez korekcję błędów w danych, które odtwarzają w jednostce sektora z nośnika zapisu. W systemie korekcji, każde słowo jest poddane przeplotowi w każdej z 11-tu ramek. Ponadto, nawet jeśli ciągłe błędy sekwencji sygnałów są obserwowane w 11-tu ramkach, to błąd występujący jest wyrażony tylko przez błąd jednego słowa, ze względu na system przeplotu. Tak więc wszystkie błędy mogą być skorygowane przez dwie parzystości P i Q. Na przykład, nawet jeśli ciągłe błędy sekwencji sygnałów w kierunku kolumny są obserwowane w słowie 1-szej i 11-tej ramki, tylko jedno słowo zostaje wyrażone jako błąd w odpowiednim systemie korekcji, który startuje od odpowiednich słów 1-szej i 11 -tej ramki. Ponadto, korekcja jest dokonana przez dwie parzystości P i Q odpowiedniego systemu korekcji. Tak więc wszystkie błędy sekwencji sygnałów, które występują w słowach 1-szej i 11-tej ramki, mogą być skorygowane. Innymi słowy, jeśli nie występują błędy w 88-ej ramce, ani przed nią, ani za nią to wszystkie błędy mogąbyć skorygowane przez parzystości P i Q systemu korekcji.

Ponadto, w opisie patentowym JP, 60 - 143 485 przedstawiono system korekcji błędów, w którym osiąga się wysoką jakość korekcji zarówno dla błędów sekwencji sygnałów, jak i przypadkowych sygnałów, przez dodawanie pary parzystości do drugiego systemu korekcji i korekcję błędów danych. System ten zawiera pierwszy system korekcji, który startuje od słowa pierwszej ramki w kierunku przecinającym się z kierunkiem rzędu i składa się z wielu

179 264 słów danych w każdej z 11-tu ramek i dwóch parzystości w różnym kierunku od drugiego systemu korekcji. Dane, które tworzą pierwszy system korekcji zawierają dane wspomnianych wielu słów drugiego systemu korekcji, które już zostały rozmieszczone oraz dwie parzystości. Ponadto, dwie parzystości są dodane do pierwszego systemu korekcji w każdej z 11-tu ramek. W ten sposób jak drugi system korekcji, formatowany jest pierwszy system korekcji, który startuje od słowa 256-ej ramki. Tak jak dla drugiego systemu korekcji, przeplatanie jest kontynuowane przez powracanie do pierwszej ramki, gdy 256-ta ramka zostaje osiągnięta na drodze przeplatania.

Sposób dekodowania sygnału cyfrowego według wynalazku jest stosowany do dekodowania cyfrowego sygnału odczytanego z nośnika zapisu danych, z wprowadzoną pierwszą parzystością otrzymaną z użyciem przynajmniej pierwszego ciągu kodowego wejściowego sygnału cyfrowego i drugą parzystością otrzymaną z użyciem drugiego ciągu kodowego. Sygnał ten poddaje się detekcji i wydziela się sygnał synchronizacji, poddaje się demodulacji EFM (8/14 M), przeprowadza się detekcję obydwu ciągów kodowych i przeprowadza się korekcję błędów z zastosowaniem przeplotu. Sposób tego rodzaju charakteryzuje się tym, że zakodowany sygnał cyfrowy poddaje się zabiegowi pierwszej korekcji błędów w kierunku drugiego ciągu kodowego, z użyciem drugiej parzystości i tworzy się pierwszy skorygowany sygnał, następnie próbki tego pierwszego skorygowanego sygnału poddaje się przeplataniu, a utworzony skorygowany sygnał z przeplotem poddaje się zabiegowi drugiej korekcji błędów w kierunku pierwszego ciągu kodowego, z użyciem pierwszej parzystości i tworzy się drugi skorygowany sygnał, z którego następnie eliminuje się przeplot i tworzy się zdekodowany sygnał.

Korzystnym jest, że długość kodowa pierwszego i drugiego ciągu kodowego, pierwsza i druga parzystość oraz długość ograniczenia przeplotu, są większe niż w przypadku standardu płyty kompaktowej.

W korzystnym rozwiązaniu, drugi ciąg kodowy jest pozbawiony zakładek obejmujących zadaną liczbę elementów pierwszego ciągu kodowego.

W innym korzystnym rozwiązaniu, drugi ciąg kodowy zawiera zakładki obejmujące zadaną liczbę elementów pierwszego ciągu kodowego.

Korzystnym jest, że wykrywa się informację identyfikacyjną stosowaną do rozróżniania formatu sygnału wybranego spośród formatów o tej samej długości kodowej, liczbie parzystości i o różnych długościach ograniczenia przeplotu, i na podstawie tej informacji identyfikacyjnej steruje się procesem korekcji błędów.

Korzystnym jest, że wykrywa się numer identyfikacyjny wprowadzony do pierwszego ciągu kodowego, i na podstawie numeru identyfikacyjnego steruje się procesem korekcji błędów.

Urządzenie według wynalazku jest stosowane do dekodowania sygnału cyfrowego, zakodowanego z wykorzystaniem dwóch ciągów kodowych i jest ono zaopatrzone we wzmacniacz wejściowego sygnału cyfrowego z korekcją błędów, odtworzonego z nośnika zapisu oraz układ demodulacji EFM (8/14 M) połączony z układem kodu korekcji błędów. Urządzenie to charakteryzuje się tym, że wzmacniacz wielkiej częstotliwości jest połączony z układem demodulacji EFM poprzez układ detekcji i wydzielania identyfikatora synchronizacji/formatu, a układ demodulacji EFM jest dołączony do pamięci połączonej ze sterownikiem pamięci, przy czym z pamięcią połączony jest układ korekcji błędów swym wejściem i wyjściem.

Korzystnym jest, że wejście sterownika pamięci jest połączone z wyjściem sygnału rozróżniania formatu układu detekcji i wydzielania identyfikatora synchronizacji/formatu.

Korzystnym jest, że układ korekcji błędów jest zaopatrzony w inwerter połączony, poprzez blok opóźniający symbole nieparzyste, z blokiem dekodowania pierwszego kodu Cl, który poprzez blok przeplatania jest połączony z blokiem dekodowania drugiego kodu C2, który poprzez eliminator przeplotu jest połączony z blokiem opóźniającym symbol zerowy i symbole parzyste.

Rozwiązanie według wynalazku zapewnia sposób i urządzenie do dekodowania sygnału cyfrowego, zapewniające większe możliwości korekcji błędów i zmniejszenie redundancji,

179 264 przy stosowaniu prostej struktury podczas kodowania i dekodowania sygnału cyfrowego przy wprowadzaniu kodu korekcji błędów. Przy kodowaniu sygnału cyfrowego przez wprowadzanie kodu korekcji błędów, długość kodu, liczba parzystości korekcyjnej i długość ograniczenia przeplotu wzrastają do poziomu powyżej standardu płyty kompaktowej. W wyniku tego, zmniejszona zostaje redundancja w stosunku do standardu płyty kompaktowej i następuje zwiększenie przestrzeni dla zapisywanych danych, tak że istnieje możliwość poprawy możliwości korygowania błędów przy zachowaniu prostoty struktury, i możliwe jest wyeliminowanie redundancji, jeżeli sygnał cyfrowy jest kodowany i dekodowany z wykorzystaniem kodu korekcji błędów.

Przedmiot wynalazku jest objaśniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie strukturę pierwszego ciągu kodowego o pojedynczej długości kodowej, fig. 2 - schemat objaśniający przeplot w formacie L, fig. 3 - schemat objaśniający przeplot w formacie S, fig. 4 - strukturę sektora przy stosowaniu sposobu dekodowania sygnału cyfrowego według wynalazku, fig. 5(A) i 5(B) - schematycznie porządek zapisu na płycie i porządek pierwszego ciągu kodowego, fig. 6 - schematycznie porządek zapisu na płycie i porządek pierwszego ciągu kodowego, fig. 7 - schemat blokowy urządzenia do kodowania sygnału cyfrowego, który jest następnie dekodowany zgodnie z wynalazkiem, fig. 8 strukturę zespołu kodowania kodu korekcji błędu w formacie L urządzenia do kodowania sygnału cyfrowego z fig. 7, w postaci schematu blokowego, fig. 9 - strukturę zespołu kodowania kodu korekcji błędu w formacie S urządzenia do kodowania sygnału cyfrowego z fig. 7, w postaci schematu blokowego, fig. 10 - schemat blokowy urządzenia do dekodowania sygnału cyfrowego, według wynalazku, fig. 11 - proces korekcji błędu seryjnego, objaśniony na podstawie wykresu, fig. 12 - strukturę zespołu dekodowania kodu korekcji błędu w formacie L urządzenia do dekodowania sygnału cyfrowego z fig. 10, w postaci schematu blokowego, fig. 13 - strukturę zespołu dekodowania kodu korekcji błędu w formacie S urządzenia do dekodowania sygnału cyfrowego z fig. 10, w postaci schematu blokowego, fig. 14 - strukturę pierwszego ciągu kodowego o pojedynczej długości kodowej w konwencjonalnej płycie kompaktowej, fig. 15 - strukturę sektora w konwencjonalnej płycie kompaktowej, fig. 16 schemat blokowy urządzenia kodująco/dekodującego współpracującego z konwencjonalną płytą kompaktową, fig. 17 - strukturę zespołu kodowania kodu korekcji błędu w forze kodowania sygnału cyfrowego urządzenia współpracującego z konwencjonalną płyta kompaktową, fig. 18 - strukturę zespołu dekodowania kodu korekcji błędu w forze dekodowania sygnału cyfrowego urządzenia współpracującego z konwencjonalną płytą kompaktową, a fig. 19 przedstawia schematycznie porządek zapisu na płycie i porządek pierwszego ciągu kodowego dla konwencjonalnej płyty kompaktowej.

Na wstępie zostanie objaśniony cel zastosowania przeplotu. Przeplot służy do rozprowadzenia błędów seryjnych tak, aby rozciągały się na długości kilku symboli na płycie, i aby błędy seryjne można było traktować jak błędy przypadkowe, w kierunku drugiego ciągu kodowego. W omówionym dalej przykładzie wykonania długość pierwszego ciągu kodowego ustawiana jest na 136 symboli, co stanowi znacznie więcej w porównaniu z 32 symbolami dla standardu CD. Ponieważ standard CD ogranicza się do 32 symboli ciągu kodowego, to dla osiągnięcia wspomnianego celu, symbole wybierane są dla każdych 4 ramek pierwszego ciągu kodowego jako drugi ciąg kodowy. Kiedy pierwsze ciągi kodowe rozmieszczone są w kierunku poziomym, duży kąt między pierwszym ciągiem kodowym i drugim ciągiem kodowym określany jest jako oznaczający głęboki stopień przeplotu. W opisanym przykładzie wykonania, ponieważ pierwszy ciąg kodowy jest długi, to wspomniany cel można osiągnąć bez stosowania głębokiego przeplotu.

Przeplot w kodzie CIRC (kodzie Reeda-Solomona z przeplotem poprzecznym) wykorzystywanym w standardzie CD jest poprostu płytki. Zatem uważa się, że drugi ciąg kodowy C2 stanowi ciąg kodowy C2' przedstawiony na fig. 19. W tym przypadku, ciąg kodowy C2' stanowi przeplot takiego rodzaju, że między sąsiednie symbole wstawiane są 33 symbole, przy czym symbol DO znajduje się przy nagłówku, jak to przedstawiono na fig. 19. Przy takiej strukturze pobiera się jeden symbol dla każdego z kolejnych pierwszych ciągów kodowych Cl. Ponieważ pierwszy ciąg kodowy Cl jest długi, to długość przestrzeni między każdymi

179 264 symbolami w ciągu kodowym C2* jest w rzeczywistości większa od niego, a wspomniany cel osiąga się jak przy głębokim przeplocie w standardzie CD.

Przy stosowaniu takiego przeplotu, symbole DO i Dl oraz D66 i D67 itd. stają się symbolami sąsiednimi w ciągu kodowym C2' i również symbolami sąsiednimi na płycie. To samo może odbywać się nawet, kiedy pierwszy ciąg kodowy Cl jest długi. Pierwotnym celem przeplotu jest rozprowadzenie błędów na kilka symboli w ciągu drugiego ciągu kodowego C2. Tak więc nie jest godne zalecenia, aby porządek symboli na płycie był zgodny z porządkiem symboli w ciągu kodowym C2', co powoduje, że zdolności korekcyjne ciągu kodowego C2* pogarszają się. W opisanych przykładach wykonania, porządek symboli na płycie nie jest zgodny z porządkiem symboli ciągu kodowego C2'.

Obecnie, dla objaśnienia zasady kodowania sygnałów cyfrowych, przyporządkowanej do sposobu dekodowania według wynalazku, zostanie przedstawiony przykład w zakresie sposobu kodowania sygnału cyfrowego. W sposobie tym format, w którym zwiększona jest długość ograniczenia przeplotu oraz poprawione są możliwości korekcji błędów, oznacza się jako format L, natomiast format, w którym długość ograniczenia przeplotu jest mniejsza, i zminimalizowane są możliwości korekcji błędów do stopnia wystarczającego do zwiększenia szybkości przetwarzania, nazywa się formatem S.

Na figurze 1 przedstawiono strukturę pierwszego ciągu kodowego Cl w całości, przy czym długość kodu wynosi 136 symboli, dane zawierają 116 symboli, 8 symboli na końcu stanowi środek parzystości pierwszego ciągu kodowego Cl, a 12 symboli w środku stanowi parzystość drugiego ciągu kodowego C2. W nagłówku kodu znajduje się symbol synchronizacyjny dla przeprowadzania detekcji synchronizacji, i na przykład, identyfikator formatu o długości 1 bitu, za symbolem synchronizacyjnym. Ten format identyfikatora ID określa, o który z dwóch formatów chodzi, czy o format L, czy o format S. Pojedyncza długość kodowa pierwszego ciągu kodowego C2 uważana jest za jedną ramkę. Identyfikator ID ramki, wprowadzany jest do jednego symbolu w nagłówku danych za identyfikatorem ID formatu. W tym przypadku identyfikator formatu włączony jest w pierwszy ciąg kodowy Cl. Zatem przy korekcji pierwszego ciągu kodowego Cl można skorygować również jego błąd.

Na figurze 2 przedstawiono przeplot w formacie L. W tym formacie L, drugi ciąg kodowy C2 ma długość kodową wynoszącą 128 symboli, i przepleciony jest ze 128 symbolami pierwszego ciągu kodowego Cl. Przy korekcji błędu z wykorzystaniem ogólnego symbolu parzystości z drugim ciągiem kodowym C2, możliwe jest skorygowanie błędu w 12-tu symbolach drugiego ciągu kodowego C2. Odpowiada to 12-tu pierwszym ciągom kodowym Cl, tak że istnieje możliwość korekcji błędów seryjnych w obszarze 1632 symboli.

Na figurze 3 zamieszczono przeplot w przypadku formatu S. Pierwszy ciąg kodowy Cl jest zupełnie taki sam, jak format L. Drugi ciąg kodowy C2 ma długość 128 symboli, podobnie, jak format L. Drugi ciąg kodowy C2 przepleciony jest tak, że może być nałożony z 43-cim ciągiem z pierwszych ciągów kodowych Cl. Jego długość ograniczenia wynosi jedną trzecią formatu L. Kiedy możliwa jest korekcja błędu w obszarze 12-tu symboli drugiego ciągu kodowego C2 również w formacie L, to możliwe jest skorygowanie błędu seryjnego w czterech częściach pierwszego ciągu kodowego Cl, mianowicie możliwe jest skorygowanie 544 symboli.

Redundancja w tym formacie wynosi 14,7% w porównaniu z 25% dla standardu CD. Poza tym, w standardzie CD pierwsze i drugie ciągi kodowe Cl i C2 mają liczbę parzystości złożoną z czterech symboli. Natomiast w formacie stosowanym w rozwiązaniu według wynalazku, pierwszy i drugi ciąg kodowy Cl i C2 mają liczbę parzystości złożoną, odpowiednio, z 8 symboli i 12-tu symboli. Ponieważ kody te są tak zwanymi kodami dalekosiężnymi LDC (Long - Distance Codę), to możliwości korekcji znacząco zwiększają się w porównaniu ze standardem CD.

Struktura sektora w tym formacie została przedstawiona na fig. 4. Osiemnaście ciągów kodowych Cl stanowi jeden sektor. Część danych, z wyłączeniem parzystości, obejmuje 2088 symboli. Poza 2088 symboli, identyfikator ID ramki zawiera 18 symboli, nagłówek sektora zawiera 18 symboli, kod detekcji błędu EDC zawiera cztery symbole. Pozostałych 2048 symboli stanowią dane właściwe. Tak więc, kiedy jeden symbol składa się z jednego bajtu,

179 264 to jeden sektor zawiera 2 kB. Liczby zapisywane są w identyfikatorze ID ramki w porządku 0,1, 2, 3 17, od ramki nagłówkowej sektora. Powtarza się to dla każdego z sektorów.

Obecnie zostanie opisany przypadek, w którym symbol o numerze nieparzystym opóźniany jest podczas kodowania tak, że rozmieszczenie symboli w drugim ciągu kodowym C2 sygnału cyfrowego nie jest zgodne z rozmieszczeniem symboli na płycie. Na fig. 5(A) przedstawiono zależność między pierwszym ciągiem kodowym Cl, drugim ciągiem kodowym C2 i właściwymi danymi zapisanymi na płycie. Dane zapisywane są w kierunku poziomym tak, że pierwszy ciąg kodowy Cl zostaje skorygowany. Podobnie, numer porządkowy pierwszego ciągu kodowego Cl oznaczony jest symbolem i, jak na fig. 19, numer porządkowy symbolu wewnątrz kodu oznaczony jest symbolem j, a symbol na płycie jest oznaczony przez Dk. Symbole i i j reprezentowane są przez równania:

i = (K/136) + (kmod2) j = 68 -(k mod 2) + ( (k mod 136) /2) ......(2)

A dokładniej, symbol o numerze nieparzystym, w którym współczynnik k jest liczbą parzystą, umieszczony jest w pierwszej połowie pierwszego ciągu kodowego C2, natomiast symbol o numerze parzystym, w którym współczynnik k jest liczbą nieparzystą, umieszczony jest w drugiej połowie następnego kodu z pierwszych ciągów kodowych Cl. Przy takim opóźnieniu, porządek danych na płycie nie jest zgodny z porządkiem danych kodu drugiego ciągu kodowego C2, tak że może być zminimalizowany wpływ błędu seryjnego. Takie opóźnienie może być aktualizowane przez wykorzystanie bloku opóźniającego 306 przedstawionego na fig. 8. W przedstawionym przykładzie, symbole są rozmieszczone z rozdzieleniem ich między dwa pierwsze ciągi kodowe C2. Jednak podział nie ogranicza się tylko do podziału na dwie części. Kod może być korzystnie rozdzielony na cztery części, jak to pokazano na fig. 6. W takim przypadku symbole i i j są reprezentowane równaniami:

i = (k/136) + (k mod 2) j = 34 (k mod 4) + ( (k mod 136) /4) ......(3)

W tego rodzaju operacji jest możliwe skonfigurowanie struktury danych tak, aby porządek danych na płycie nie był zgodny z porządkiem drugiego ciągu kodowego C2.

Na figurze 5(A) opóźniony jest symbol o numerze nieparzystym, lecz opóźniony może być również symbol o numerze parzystym. Zależności między pierwszym ciągiem kodowym Cl, drugim ciągiem kodowym C2 i danymi właściwymi zapisanymi na płycie są takie, jak przedstawiono na fig. 5(B).

Kiedy symbol o numerze nieparzystym jest opóźniony, jak to pokazano na fig. 5(A), pozostaje część, w której sąsiednie symbole drugiego ciągu kodowego C2 są zgodne co do rozmieszczenia z symbolami na płycie (na przykład symbole D270 i D271). W przypadku fig. 5(B), gdzie opóźniony jest symbol o numerze parzystym, nie powstaje takie zjawisko, czego wynikiem może być poprawa zdolności korygowania błędów. W odniesieniu do przypadku przedstawionego na fig. 5(B), symbole i,j mogą być wyrażone w równaniach:

i = (k/136) - (k mod 2) + 1 j = 68 (k mod 2) + ( (k mod 136) /2) ......(4)

Na figurze 7 przedstawiony jest schemat blokowy urządzenia do kodowania sygnału cyfrowego, które jest omówione dla objaśnienia zasady kodowania sygnałów, które są dekodowane w przyporządkowany sposób w urządzeniu do dekodowania według wynalazku. Urządzenie do dekodowania sygnału cyfrowego wybiera albo format L, albo format S, za pomocą sygnału przełączania formatu. Dla wprowadzenia formatu, dane do których wprowadzany jest identyfikator ID ramki, wprowadza się do nagłówka tej ramki.

Jak przedstawiono na figurze 7, do wejścia pamięci 101 doprowadza się sygnał wejściowy. Do układu korekcji błędów 102 przesyłany jest albo pierwszy ciąg kodowy Cl, albo

179 264 drugi ciąg kodowy C2, w tym porządku, i dodawany jest do niego kod korekcji błędów, a następnie odbywa się ponowne jego wpisanie do pamięci 101. Następnie ciąg kodowy zostaje przesłany do układu modulacji EFM 104. Generacja adresu zapisu i adresu odczytu w tych pamięciach sterowana jest zgodnie z wybranym formatem za pomocą sygnału przełączania formatu przez układ sterowania pamięci 103. Do układu modulacji EFM 104 dołączony jest układ wprowadzania identyfikatora synchronizacji/formatu 105, do którego jest dołączony zespół mechanicznej głowicy zapisującej 100, do zapisywania sygnału na płycie 107.

Na figurze 8 przedstawiono strukturę zespołu kodowania kodu korekcji błędu w formacie L urządzenia do kodowania sygnału cyfrowego z fig. 7. W tym przypadku przetwarzane są dane wejściowe za pomocą pamięci 101 i układu korekcji błędów 102, w przypadku formatu L z fig. 5 (A). Wprowadzane dane są przetwarzane w taki sposób, że 116 symboli aO do al 15 zbieranych jest w jedną grupę. Na początku, symbol o numerze parzystym jest w bloku opóźniającym 301 opóźniany o jedną długość kodową. Następnie symbole są przeplatane za pomocą bloku przeplatania 302, tak że te symbole rozmieszczane są ponownie w porządku drugiego ciągu kodowego C2 przedstawionego na fig. 2, a następuje obliczenie i wprowadzenie parzystości korekcyjnej w bloku kodowania 303 drugiego ciągu kodowego C2. Następnie, po przywróceniu symboli ponownie do porządku pierwotnego za pomocą eliminatora przeplotu 304, następuje obliczenie parzystości korekcyjnej pierwszego ciągu kodowego Cl i wprowadzenie do bloku kodowania 305 pierwszego ciągu kodowego Cl, przy czym symbol o numerze nieparzystym zostaje opóźniony w bloku opóźniającym 306. Następnie, tylko parzystości symboli korekcyjnych pierwszego i drugiego ciągu kodowego Cl i C2 odwracane są w inwertorze 307, tak że wyprowadzanych jest 136 symboli bO do b!35. Symbole te zapisywane są na płycie 107 w porządku bO, bl, b2,.... Format L z fig. 5(B) można realizować przez wykorzystanie bloku opóźniającego 306 dla symboli bl, b3, b5 .....bl33, bl35 zamiast wykorzystywania tego samego bloku opóźniającego 306 dla symboli bO, b2, b4,.... bl32, bl34, jak przedstawiono w związku z opisem fig. 8.

Na figurze 9 przedstawiono przypadek formatu S. Przykład przedstawiony na fig. 9 różni się od przypadku formatu L tylko strukturą bloku przeplatania 402 i eliminatora przeplotu 404. Blok opóźniający 401 ma taką samą strukturę, jak blok opóźniający 301 z fig. 8. Blok kodowania 403 drugiego ciągu kodowego C2 ma tę samą strukturę, jak blok kodowania 303 drugiego ciągu kodowego C2 z fig. 8. Blok kodowania 405 pierwszego ciągu kodowego Cl ma tę samą strukturę jak blok kodowania 305 pierwszego ciągu kodowego Cl z fig. 8. Blok opóźniający 406 również ma taką, samą strukturę, jak blok- opóźniający 306 z fig. 8. Inwerter 407 ma tę samą strukturę, co inwerter 307 z fig. 8. Wartość opóźnienia g(x) bloku przeplatania 402 przeplotu i wartość opóźnienia f(x) eliminatora przeplotu 403 reprezentowane są następującymi równaniami:

f (x) - x mod 43 g(x) = 42-f (12 7-x) (5)

Daje to porządek drugiego ciągu kodowego C2, jak przedstawiono na figurze 3.

Dane przesłane z pamięci 101 do układu modulacji EFM 104 są zmodulowane zgodnie z kodem kanałowym 8/14 M i we włączonym dalej układzie wprowadzania identyfikatora synchronizacji/formatu 105 wprowadzany jest ten identyfikator ID wybranego symbolu synchronizacji i wybranego formatu. Następnie dane są przesyłane do zespołu mechanicznej głowicy zapisującej 100 realizującej zapis fizyczny, tak że można realizować wytwarzanie płyty 107.

Ponieważ sposób kodowania sygnału cyfrowego w przedstawionym przykładzie opiera się na założeniu, że sygnał cyfrowy wykorzystywany jest do zapisu i odtwarzania danych komputerowych, danych skomprymowanych lub podobnych, to przyjmuje się, że część, w której błąd nie może zostać skorygowany, nie rozciąga się w szerokim zakresie w momencie wystąpienia braku możliwości korekcji błędu. Drugi ciąg kodowy C2 jest wprowadzany za pośrednictwem urządzenia przeplatającego, tak że dane są zapisywane na płycie 107 w porządku pierwotnym, mianowicie w porządku symboli od aO do al 15. Ustawianie danych

179 264 w pierwotnym porządku odbywa się w eliminatorze przeplotu. Poza tym, wykorzystywany jest blok opóźniający 301, tak że wartość opóźnienia symbolu o numerze parzystym staje się równa ilości symboli o numerach nieparzystych.

Ten przykład zostanie objaśniony z powołaniem się na figurę 8. Symbol aO jest opóźniony o 127 ramek w bloku przeplatania 302, a następnie opóźniany o jeszcze jedną ramkę w drugim bloku opóźniającym 306. Zatem, kiedy symbol aO jest wyprowadzany jako symbol bO, pozycje danych są opóźnione łącznie o 128 (= 127 + 1) ramek. Poza tym pozycja symbolu a2 jest opóźniona o 126 ramek przez blok przeplatania 302, a następnie dodatkowo zostaje opóźniona o jedną ramkę przez eliminator przeplotu 304. Ten sam symbol zostaje jeszcze dodatkowo opóźniony o jedną ramkę w drugim bloku opóźniającym 306. Zatem, kiedy symbol a2 jest wyprowadzany jako symbol b2, jest opóźniony łącznie o 128 (= 126 + 1 + 1) ramek. To samo dotyczy innych symboli, a więc symboli a4, a6, ...... all2 i all4. Wartość opóźnienia symbolu o numerze nieparzystym, reprezentowanego przez liczbę parzystą na fig. 8, wynosi 128 ramek. Jednocześnie, symbol o numerze parzystym, reprezentowany liczbą nieparzystą na fig. 8, jest opóźniony w następujący sposób. Kiedy nie jest wykorzystywany blok opóźniający 301, symbol al jest opóźniony o 57 ramek, za pomocą układu przeplotu 302. Symbol al jest opóźniony dodatkowo o 70 ramek, przez eliminator przeplotu 304. W konsekwencji, kiedy symbol al jest wyprowadzany na wyjściu jako symbol b5, to jest opóźniony łącznie o 127 (57 + 70) ramek. Symbol a3 jest opóźniany o 56 ramek w bloku przeplatania 302. Symbol a3 w eliminatorze przeplotu 304 jest opóźniony o 71 ramek. W wyniku tego, kiedy symbol a7 jest wyprowadzony na wyjściu jako symbol b7, jest opóźniony łącznie o 127 (56 + 71) ramek. To samo dotyczy innych symboli, na przykład symboli a5, a7,...... al 13 i al 15. Wartość opóźnienia symbolu o numerze parzystym wynosi 128 ramek.

Różnica w wartości opóźnienia między symbolem o numerze nieparzystym i symbolem o numerze parzystym odpowiada jednej ramce. Dla eliminacji tej wartości opóźnienia wykorzystuje się blok opóźniający 301. Kiedy zespół opóźniający jest zestawiony w przedstawiony sposób, to pierwotny porządek danych jest zgodny z porządkiem danych zapisanych na płycie. Tak więc, można zapobiec poszerzaniu się części, dla której korekcja jest niemożliwa, w porównaniu z przypadkiem, kiedy pierwotny porządek danych zostaje przetasowany, jak w standardzie CD.

Jednak można nie wykorzystywać bloku opóźniającego 301. W tym przypadku, porządek danych zapisanych na płycie zgadza się z porządkiem danych pierwszego ciągu kodowego Cl. Jakkolwiek porządek danych zapisanych na płycie nie jest całkowicie zgodny z pierwotnym porządkiem danych, to pierwotny porządek danych zostaje w pewnym stopniu zachowany, w odróżnieniu od przypadku, kiedy pierwotny porządek danych zostaje przetasowany, jak w przypadku standardu CD. Zatem można zapobiec ekspansji tej części, której korekcja nie jest możliwa. Oczywiście, zakłada się, że nie stosuje się bloku opóźniającego 507 w urządzeniu do dekodowania, kiedy nie jest zastosowany blok opóźniający 301 w urządzeniu do kodowania.

Urządzenie do dekodowania sygnału cyfrowego, według wynalazku, przedstawiono na fig. 10. Sygnał odczytany z płyty 107 przechodzi przez wzmacniacz wielkiej częstotliwości 201 i następnie dla wykrycia i wydzielenia identyfikatora synchronizacji/formatu, przez układ detekcji i wydzielania identyfikatora synchronizacji/formatu 202. Następnie rozpoznaje się sygnał określając, czy jest on w formacie L, czy w formacie S. Następnie sygnał rozpoznania formatu jest przesyłany do sterownika pamięci 206. Dane pobrane z identyfikatora synchronizacji/formatu w układzie detekcji i wydzielania identyfikatora synchronizacji/formatu 202 zostają zdemodulowane w układzie demodulacji EFM 203 i wprowadzone do pamięci 204.

Za pomocą sterownika pamięci 206 sprawdza się, czy dane są w formacie L, czy w formacie S, na podstawie sygnału wyróżnienia formatu na wyjściu układu detekcji i wydzielania identyfikatora synchronizacji/formatu 202. Zależnie od wyniku detekcji, sterownik pamięci 206 steruje adresami zapisowymi i odczytowymi pamięci 204. Dane wprowadzone do pamięci 204 są ponownie ustawiane w porządku kodowym pierwszego ciągu kodowego Cl i zostają przesłane do układu korekcji błędów 205. Następnie, skorygowany kod zostaje wpisany ponownie do pamięci 204. Kod, który był poddawany korekcji kodowej pierwszym cią

179 264 giem kodowym Cl, zostaje odczytany w porządku drugiego ciągu kodowego C2. Kod w dalszym ciągu jest poddawany korekcji, w układzie korekcji błędów 205 w taki sam sposób i ponownie zostaje wpisany do pamięci 204. Z pamięci 204 wyprowadzane są dane po korekcji błędów. Sterowanie realizowane jest za pomocą sterownika pamięci 206.

Dodatkowo, stosowane są środki zaradcze zapobiegające przypadkowi, w którym w wyniku błędu seryjnego występuje utrata ramek o kolejnych numerach. Kiedy kod po korekcji błędów pierwszego ciągu kodowego Cl zostaje wpisany do pamięci 204, to do sterownika pamięci 206 w nagłówku kodu zostaje wyprowadzony identyfikator ramki. Sterownik pamięci 206 kontroluje ciągłość identyfikatora ramki.

Na figurze 11 objaśniono, w jaki sposób kod po korekcji pierwszego ciągu kodowego Cl zostaje wpisany do pamięci 204. Ramkę, o identyfikatorze ramki równym 1, przyjęto jako ramkę 1-szą. Założono, że do pamięci zostały wpisane ramki 4-ta, 5-ta, 6-ta i 7-ma, a następnie w wyniku błędu seryjnego te cztery kolejne ramki zostały utracone, tak że nie ma możliwości skorygowania pierwszego ciągu kodowego Cl, a ten sam kod może być skorygowany w ramce 12.

W tym przypadku, kiedy ramka 12 jest wpisywana niezwłocznie po ramce 4-tej do pamięci 204, drugi ciąg kodowy C2 ulega zawieszeniu na okres czterech symboli, tak że kod ten nie może zostać skorygowany. Dla zapobieżenia temu, stosuje się określone środki zaradcze. Kiedy zostaje wyliczona różnica między ramką 7-mą, bezpośrednio poprzedzającą błąd seryjny, i ramką 12-tą, bezpośrednio następującą po błędzie seryjnym, to jest możliwe stwierdzenie, że liczba straconych ramek wynosi cztery. Identyfikator ramki wpisany w nawiasach na fig. 11 reprezentuje ramki stracone podczas wystąpienia błędu seryjnego.

Następnie, cztery części ramki z obszaru pamięci są wykorzystywane tak, że ramka 12-ta zostaje wpisana począwszy od piątej ramki. Przy takiej operacji, w drugim ciągu kodowym C2 może być generowany i korygowany błąd czterosymbolowy. W ten sposób sterownik pamięci 206, w sposób ciągły kontroluje identyfikator ramki, w celu odpowiedniego przełączania adresów, do których wpisywany jest pierwszy ciąg kodowy Cl, tak że ten pierwszy ciąg kodowy Cl może być korygowany nawet wtedy, gdy w wyniku błędu seryjnego nastąpi utrata kilku ramek.

Na figurze 12 przedstawiono strukturę zespołu dekodowania kodu korekcji błędu w formacie L urządzenia do dekodowania z fig. 10 dla objaśnienia procesu, w którym dane w formacie L, przedstawionym na fig. 5(A) są przetwarzane w pamięci 204 i układzie korekcji błędów 205. W przypadku danych wejściowych, jako jedna grupa przetwarzanych jest 136 symboli, od symbolu bO do bl35. Na wstępie następuje odwrócenie parzystości pierwszego i drugiego ciągu kodowego Cl i C2 w inwerterze 501, a symbol o numerze parzystym zostaje opóźniony w bloku opóźniającym 502 o długość jednego kodu. Następnie, pierwszy ciąg kodowy Cl korygowany jest w bloku dekodowania 503 pierwszego ciągu kodowego Cl, i zostaje poddany procesowi przeplatania w bloku przeplatania 504. Następnie drugi ciąg kodowy C2 jest korygowany w bloku dekodowania 505 drugiego ciągu kodowego C2.

Kod jest poddawany eliminacji przeplotu w eliminatorze przeplotu 506. Następnie symbol o numerze nieparzystym zostaje opóźniony o długość jednego kodu za pomocą drugiego bloku opóźniającego 507, w celu otrzymania danych wyjściowych w postaci symboli aO do al 15. W tym przypadku blok przeplatania 504 jest taki sam, jak blok przeplatania 302 z fig. 8, a eliminator przeplotu 506 jest taki sam, jak eliminator przeplotu 304 z fig. 8. Należy zauważyć, że format L przedstawiony na fig. 5(B) może być realizowany przez wykorzystanie bloku opóźniającego dla symboli bO, b2, b4......bl32 i bl34 zamiast wykorzystywania tego samego bloku dla symboli bl, b3, b5......bl33 i bl35 z fig. 12.

Na figurze 13 przedstawiono przykład układu dla formatu S. Układ dekodowania kodu korekcji błędu dla formatu S różni się od takiego układu dla formatu L tylko strukturą bloku przeplatania 604 i eliminatora przeplotu 606. Inwerter 601 jest taki sam, jak inwerter 501 z fig. 12. Blok opóźniający 602 jest taki sam jak blok opóźniający 502 z fig. 12. Blok dekodowania 603 pierwszego ciągu kodowego Cl jest taki sam jak blok dekodowania 503 pierwszego ciągu kodowego Cl. Blok dekodowania 605 drugiego ciągu kodowego C2 jest taki sam

179 264 jak blok dekodowania 505 drugiego ciągu kodowego C2. Drugi blok opóźniający 607 jest taki sam jak blok opóźniający 507 z fig. 12. Ponadto, wartość opóźnienia g(x) bloku przeplatania 604 jest taka sama jak odpowiednia wartość dla analogicznego bloku przeplatania 402 z fig. 9. Wartość opóźnienia f(x) eliminatora przeplotu 606 jest taka sama jak odpowiednia wartość dla analogicznego eliminatora przeplotu 404 z fig. 9.

Można zauważyć, że proces w każdym z bloków opóźniających i w blokach przeplatania przedstawionych na fig. 8 i 9 może w rzeczywistości być realizowany, kiedy układ sterowania pamięci 103 steruje adresem zapisu, adresem odczytu, momentem zapisu, momentem odczytu pamięci 101. W ten sposób w każdym z bloków opóźniających i blokach przeplatania przedstawionych na fig. 12 i 13 proces może w rzeczywistości być realizowany przy sterowaniu przez sterownik pamięci 206 adresem zapisu, adresem odczytu, momentem zapisu i momentem odczytu pamięci 204. Na przykład, kiedy dane DO, D2, D3 ... odtwarzane z płyty 107 są zapamiętywane odpowiednio na pozycjach, które odpowiadają pozycjom i, j przedstawionym na fig. 5(A) w charakterze adresu zapisowego pamięci i następuje potem odczyt w kierunku poziomym, mianowicie, kiedy są odczytywane dane D136, D138......D270, Dl, D3 ...

... D133, i D135, które odpowiadają i = 1, to przetwarzaniu opóźnionemu poddawana jest symbol o numerze parzystym w bloku opóźniającym 502 z fig. 12. Poza tym przełączanie na format L i format S jest realizowane przez wybór sposobu przełączania układu sterowania pamięci 103 i sterownika pamięci 206.

W przedstawionej strukturze możliwości korekcji błędów są znacznie poprawione w odniesieniu do błędu przypadkowego i błędu seryjnego, przez zwiększenie długości kodowej i liczby parzystości korekcji błędu oraz zwiększenie długości ograniczenia przeplotu, w porównaniu ze standardem CD. Poza tym ilość danych właściwych, możliwych do zapisania, zwiększa się przez zmniejszenie redundancji w porównaniu ze standardem CD. Tak więc, kiedy sygnał cyfrowy jest kodowany przez wprowadzanie kodu korekcji błędu, to można osiągnąć poprawę możliwości korygowania błędów i zmniejszenie redundancji, przy wykorzystaniu prostych rozwiązań strukturalnych.

Poza tym w przedstawionej strukturze, formaty o tej samej długości kodowej i tej samej liczbie parzystości korekcji błędów oraz różnych długościach ograniczenia przeplotu, przygotowywane są tak, że ich rozróżnianie odbywa się z zastosowaniem identyfikatora formatu. W wyniku tego, wspomniana struktura może odpowiadać wielu formatom, bez potrzeby komplikowania urządzenia do dekodowania według wynalazku. Przy rozróżnianiu z wykorzystaniem identyfikatora formatu, można dokonywać mieszania wielu formatów na jednej płycie z umożliwieniem jej zapisywania i odczytywania.

Ponadto, we wspomnianej strukturze, wartość opóźnienia symbolu o numerze nieparzystym i symbolu o numerze parzystym dobrane są tak, że porządek drugiego ciągu kodowego C2 nie jest zgodny z porządkiem danych na płycie, co zapobiega pogorszeniu możliwości korekcji błędu seryjnego. Poza tym, przy wprowadzeniu identyfikatora ramki, kiedy następuje utrata kolejnych kilku ramek, w wyniku błędu seryjnego, ta liczba ramek może być dokładnie stwierdzona, tak że błąd w drugim ciągu kodowym C2 może zostać skorygowany bez kłopotu.

W przedstawionych przykładach, długość pierwszego ciągu kodowego Cl, mianowicie długość ramki, ustawiona jest na 136 symboli, a parzystości pierwszego i drugiego ciągu kodowego Cl i C2 ustawione sąna 8 i 12 symboli. Długość ograniczenia przeplotu ustawiona jest na 128 symboli. Jednak długość ramki, długość parzystości i długość ograniczenia przeplotu nie są do tych wartości ograniczone. Długość można dobrać zależnie od potrzeby. Na przykład, nawet jeżeli długość ograniczenia przeplotu formatu S stanowi połowę długości odpowiadającego mu formatu L, to działa ona, jak w przypadku przedstawionych przykładów wykonania. Ponadto, we wspomnianych przykładach parzystość pierwszego ciągu kodowego Cl jest umieszczona na końcu kodu, a parzystość drugiego ciągu kodowego C2 umieszcza się w środku kodu, lecz możliwości ich rozmieszczenia nie są do tego ograniczone. Parzystości mogą być rozmieszczone w dowolnym miejscu kodu.

Na przykład w formacie L długość pierwszego ciągu kodowego Cl, mianowicie długość jednej ramki, może być ustawiona na 176 symboli, a parzystość pierwszego ciągu

179 264 kodowego Cl i parzystość drugiego ciągu kodowego C2 mogą być ustawione odpowiednio na 8 symboli i 14 symboli.

Długość ograniczenia przeplotu może być ustawiona na 138 ramek. Parzystość pierwszego ciągu kodowego Cl i parzystość drugiego ciągu kodowego C2 mogą być umieszczone na końcu kodu. Ponadto, można wybrać format L i format S. Do wyróżnienia wybranego formatu wykorzystywany jest identyfikator formatu, lecz format L i format S mogą występować niezależnie. Tak więc w zakres wynalazku wchodzi ten format spośród dwóch, który został przyjęty na wstępie. W tym przypadku identyfikator formatu nie jest konieczny.

W opisanym przykładzie identyfikator formatu jest wprowadzony do jednego bitu po symbolu synchronizacji. Możliwe położenie identyfikatora formatu do tego się nie ogranicza. Na przykład, identyfikator formatu może być wprowadzany do nagłówka sektora. Poza tym, identyfikator ramki ustawiany jest tak, że jest powtarzany cyklicznie w bloku jednego sektora. Zamiast tego, identyfikator ramki może być powtarzany cyklicznie w bloku kilku sektorów. W odróżnieniu od tego, ramki na przykład od 0 do 255 mogą być powtarzane niezależnie od sektorów.

W przedstawionym przykładzie wykonania opisano przypadek, w którym w charakterze nośnika zapisu sygnału cyfrowego przewiduje się stosowanie przeznaczonej wyłącznie do odczytu płyty optycznej, na przykład kompaktowej lub temu podobnej. Rozwiązanie według wynalazku nie jest do tego ograniczone. Korzystne jest stosowanie niniejszego wynalazku w urządzeniach do dekodowania sygnału cyfrowego, które wykorzystują nośnik zapisywalny, na przykład płyty magnetooptyczne, płyty magnetyczne, taśmy magnetyczne.

Dla lepszego wyjaśnienia rozwiązania według wynalazku, na figurze 14 rysunku przedstawiono znany format CD sygnału cyfrowego. Jedna ramka zawiera subkod o długości jednego bajtu, dane właściwe o długości 24 bajtów oraz pierwszy ciąg kodowy Cl stanowiący kod korekcji błędu o długości 4 bajtów, jak również drugi ciąg kodowy C2 stanowiący drugi kod korekcji błędów, kod CIRC - kod Reeda-Solomona z przeplotem poprzecznym, o długości 4 bajtów, co łącznie daje 33 bajty. Ponadto, w nagłówku ramki wprowadza się sygnał synchronizacji ramki. W wyniku tego, zawartość kodów korekcji błędów, które zajmują łącznie przestrzeń danych z wyłączeniem subkodów, czyli redundancja, wynosi 8 bajtów/32 bajty, czyli 25%.

Ponadto, w przypadku formatu zgodnego ze standardem CD, jak to pokazano na fig. 15, jeden blok złożony jest z 98 ramek i nazywa się sektorem. Dane właściwe w tym jednym sektorze mają długość 2352 bajty. W subkodzie o długości odpowiadającej dwóm ramkom, w nagłówku jednego z sektorów, zapisane są indywidualne wzory nagłówka sektora SO i SI, tak że istnieje możliwość odróżnienia nagłówka sektora. Kod korekcji błędów CIRC jest czynnikiem, który łączy dwa stopnie kodów Reeda-Solomona, mianowicie dwa ciągi kodowe Cl i C2, z przeplotem.

Strukturę tego znanego urządzenia koduj ącego/dekodującego CD przedstawiono na fig. 16. W torze kodowania tego urządzenia, część sygnału złożona z sześciu próbek każdego z kanałów L i R, czyli 24 bajty, tworzy jeden blok cyfrowych danych fonicznych, a dane są wprowadzane do zespołu kodowania CIRC 1.

Układ połączeń zespołu kodowania CIRC 1 został przedstawiony na fig. 17. Wejściowy blok opóźniania próbek o numerach parzystych 21 i dołączony do niego blok szyfrującomieszający 22 opóźniają o dwie grupy ramek próbki o numerach parzystych, zmieniając ich rozmieszczenie. Ma to na celu interpolowanie części uszkodzonej, za pomocą danych sąsiednich, która to część nie może zostać skorygowana, i zatarcie niekorzystnego wrażenia akustycznego.

Dołączony do bloku szyfrująco-mieszającego 22 blok kodowania 23 drugiego kodu korekcji błędu, w postaci ciągu kodowego C2, oblicza 4 bajty parzystości tego kodu dodawane do 24 bajtów kodu pierwotnego. Blok przeplotu 24 zapewnia przeplot, którego maksymalne opóźnienie sięga 108 ramek. Blok kodowania 25 pierwszego kodu korekcji błędu w postaci pierwszego ciągu kodowego Cl oblicza parzystość tego kodu o długości 4 bajtów, przeznaczoną do wprowadzenia do danych o długości 28 bajtów, obejmujących kod pierwotny

179 264 i parzystość pierwszego ciągu kodowego Cl, tak że ogólna długość obszaru danych wynosi 32 bajty.

Blok opóźnienia symboli o numerach nieparzystych 26 opóźnia o inną, jedną część ramki, tylko symbol o numerze nieparzystym. Powodem tego opóźnienia jest to, że kiedy w zakresie dwóch bajtów pojawia się błąd przypadkowy, oddziałuje on na tylko jeden symbol, w jednym ciągu kodów, pierwszego ciągu kodowego Cl. Inwerter 27 dokonuje odwrócenia parzystości w celu zapobieżenia sytuacji nie wykrycia błędu, kiedy wszystkie dane będą zerowe.

Jak przedstawiono na figurze 16, do zespołu kodowania CIRC 1 jest dołączony zespół wprowadzania subkodu 2, który wprowadza subkod o długości jednego bajtu do sygnału wyjściowego kodowania CIRC dla każdego z 32 bajtów. W tym momencie wprowadzane w postaci subkodów są również wspomniane kody indywidualnych wzorów nagłówka sektora SO i SI, wskazujące nagłówek sektora. Kody modulowane są zgodnie z modulacją EFM (8/14 M) za pomocą włączonego dalej zespołu modulacji EFM (8/14 M) 3. Następnie do nagłówka ramki wprowadzany jest sygnał synchronizacji ramki w zespole 4, a przetworzony wyjściowy sygnał cyfrowy doprowadzony zostaje do zespołu mechanicznej głowicy zapisującej 5, którego działanie powoduje wytworzenie płyty 6, z zapisanym na niej zgodnie ze standardem CD sygnałem cyfrowym.

W torze dekodowania realizowany jest proces przeciwstawny do procesu kodowania, proces dekodowania sygnałów. Sygnał odczytany z płyty 6 zostaje doprowadzony do zespołu detekcji i wydzielania sygnału synchronizacji 8, poprzez wzmacniacz wielkiej częstotliwości 7. Następnie odbywa się demodulacja sygnału w zespole demodulacji EFM 9, którego wyjście jest dołączone do zespołu detekcji i wydzielania subkodu 10. W tym zespole 10 poddaje się detekcji i wydziela subkod w nagłówku jednej ramki, przeznaczonej do wprowadzenia do zespołu dekodowania kodu CIRC 11. Zespół detekcji i wydzielania subkodu 10 wyróżnia nagłówek sektora przez wykrycie kodów indywidualnych wzorów nagłówka sektora SO i S1. Schemat połączeń zespołu dekodowania CIRC 11, do którego wprowadzona zostaje jedna część ramki złożona z 32 bajtów, przedstawiony bardziej szczegółowo na fig. 18.

Blok opóźniania symboli o numerach parzystych 31 opóźnia o jedną ramkę symbol o numerze parzystym, spośród 32 symboli. Dołączony jest do niego blok odwracania parzystości 32, w którym dokonuje się inwersji parzystości. Blok dekodowania pierwszego ciągu kodowego Cl wykorzystuje ten kod w celu skorygowania błędu. Umożliwia to przesłanie danych o długości 28 bajtów, nie licząc parzystości pierwszego ciągu kodowego Cl, do dołączonego następnie eliminatora przeplotu 34, w którym przeprowadza się likwidację przeplotu. Blok dekodowania 35 drugiego ciągu kodowego C2 wykorzystuje ten kod do skorygowania ewentualnego błędu. Umożliwia to przesłanie 24 bajtów, nie licząc parzystości drugiego ciągu kodowego C2, do następnie dołączonego deszyfratora 36. Za deszyfratorem 36 włączony jest blok opóźniania próbek o numerach nieparzystych 37, który opóźnia o dwie ramki część próbek o numerach nieparzystych ze zdeszyfrowanych danych, dając na wyjściu jedną część ramki z danymi o długości 24 bajtów.

Obecnie objaśnione będą zależności między ciągami kodowymi, to znaczy pierwszym i drugim ciągiem kodowym Cl i C2 i danymi właściwymi, zapisywanymi na płycie, z wykorzystaniem fig. 18 i 19. W kierunku poziomym na fig. 19 rozmieszczony jest ciąg kodowy Cl, w którym w tym porządku, za pomocą tego kodu Cl jest korygowany błąd. Zakładając, że dane oryginalne są zapisane w porządku DO, Dl i D2, na początku dane DO, Dl, D2 ... są wprowadzane równolegle do bloku opóźniania symboli o numerach parzystych 31. W bloku opóźniania symboli o numerach parzystych 31, ponieważ symbole o numerach parzystych, na przykład symbole Dl, D3, D5 . . . są opóźnione o jedną ramkę w określonym momencie przy wejściu bloku dekodowania 33 pierwszego ciągu kodowego Cl, to część jednoramkowa symboli w ciągu kodowym pierwszego ciągu kodowego Cl przedstawionym na fig. 19 jako rozciągająca się w kierunku poziomym, na przykład D32, Dl, D34, D3 ... D29, D62 i D32, wprowadzana jest równolegle. Tak więc zależności między odczytem danych z płyty i ciągiem pierwszego ciągu kodowego Cl wykazują strukturę zygzakowatą, jak to pokazano na fig. 19.

179 264

Za eliminatorem przeplotu 34, ponieważ dane wyjściowe bloku dekodowania 33 pierwszego ciągu kodowego Cl są opóźniane najwyżej o 108 ramek, to na wejściu bloku dekodowania 35 drugiego ciągu kodowego C2 ciąg symboli pobieranych po jednym dla każdych czterech ciągów z pierwszych ciągów kodowych Cl stanowi dane wejściowe, podobnie jak drugi ciąg kodowy C2 przedstawiony na fig. 19 strzałką przerywaną. W wyniku tego, przy korekcji błędu z wykorzystaniem drugiego ciągu kodowego C2, konieczne jest odczytanie z płyty symboli w częściach po 108 ramek w pierwszym ciągu kodowym Cl. W przypadku niniejszego zgłoszenia, ramka pierwszych ciągów kodowych Cl niezbędnych do korekcji błędu w drugim ciągu kodowym C2, nazywa się długością ograniczenia przeplotu. W przypadku standardu CD, długość ograniczenia przeplotu liczy 108 ramek.

Jak to opisano, rozwiązanie według wynalazku zapewnia sposób i urządzenie do dekodowania sygnału cyfrowego, umożliwiające poprawę możliwości korekcji błędów w odniesieniu do błędów przypadkowych i błędów seryjnych oraz zmniejszenie redundancji w porównaniu ze standardem CD, dla zwiększenia ilości zapisywanych danych właściwych, przez zwiększenie długości kodu i liczby parzystości korekcji błędów oraz zwiększenie długości ograniczenia przeplotu w porównaniu ze standardem CD.

Ponadto, rozwiązania według wynalazku zapewniają kompatybilność z wieloma formatami, bez komplikowania urządzenia dekodującego, przy generacji formatów o tej samej długości kodowej i liczbie parzystości korekcyjnej, a o różnych długościach ograniczenia przeplotu, przy rozróżnianiu formatów za pomocą identyfikatora formatu, i zapewniające możliwość mieszania wielu formatów na jednym nośniku dla zapisu i odczytu, przy rozróżnianiu formatów za pomocą identyfikatora formatu.

Ponadto, w urządzeniu według wynalazku zapobiega się pogorszeniu możliwości korekcji błędu seryjnego przez takie zestawienie urządzenia, że porządek drugiego ciągu kodowego C2 nie jest zgodny z porządkiem danych na płycie, przy nieoczywistym innowacyjnym dobraniu wartości opóźnienia. Poza tym, rozwiązania według wynalazku zapewniają stwierdzanie liczby ramek i korekcji błędu w drugim ciągu kodowym C2, bez problemów, nawet w przypadku utraty kilku kolejnych ramek, wskutek błędu seryjnego, przez wprowadzenie identyfikatora ramki.

Sposób i urządzenie według wynalazku, do dekodowania sygnału cyfrowego, nadaje się do stosowania w urządzeniu odtwarzającym DVD.

179 264 ο i

3

42

FIG. 3

KOD CI 136 SYMBOL)

12 58 o SEKTORA 18 I i DANE ' 1008

DANE

1040 | EDO 4

ID RAMKI

FIG. 4

179 264

FIG. 1

FIG. 2

179 264

KOD Cl 136 SYMBOLI

68 (A)

KOD Cl 136 SYMBOL)

68 (B)

KOD

FIG. 5

179 264

KOD Cl

FIG. 6

KOD 02

KOD Cl

Ib. RAMKI

PARZYSTOŚĆ 02 PARZYSTOŚĆ Cl

FIG. 11

179 264

FIG. 7

179 264

	_ sos
aO 0-------------L\| 127 ή----ί	~j~I-i-------------o bl)
a2 0-----------------Η 126 1----1 i 1---L	1 \|--------------0 03
a4 o--1 125 F--H 2 I----[_	i \|--o b4
a6 o--------------4 124 F·--1 3 H---L i i i	1 \|--------------o b6
¹ , ¹ । . a!12o---1 71 1---I-I 56 1----L	i । i \|--------------o bl 12
al 14 o--1 70 μ-------_;;--------1 57 \|---£	1 μ----------ob!14
----L_58_J------------£	1 Fi-->©—obi 16
„ ------------^L	I__________ ¹ i F—>--obl32
^LZ —O®--ΐ	1 I--[>--o bl34
Λ ----4 68 \|--'----	--O---o bl
303 _]ϋ--	--Oj—o b3
al o-----[h 1 \|--1 57 H------------------1 70 1---	--o b5
a3 O--------i 1 \|--I-I 56 \|---\| 71 \|-- ¹ 1 1 1	-----o b7 1 1
^{1 1} 1 l al 13 o--1 i H--1 1 1---1 126 ]---	1 1 --obi 17
aH5o---h i H-----—-----------H 127 \|------------	--------obi 19
< i ( ------------------	--O—⁰¹³¹²¹
301 302 304
305~ Cl _____	-----4>--o bl33
—	----1-04—°^bl35~^--307
FIG. 8

179 264

aO o-------------	402		404,	30S ______ . b 1 L_____________λ bn
			J 4/1\ L		______1 Ί L	-- f> h9
a z o	•teu2sr			1 tU) r			1—£—Γ -1 1 I-	kJ Uł-
a4 o				UW r			i__L_n 4 1 1-	U U‘i ———————n hfi
ao o 1 1 ol 1 9	I			τ iw r 1			1 ¹ Γ 1 1 J 1 L	kJ uu 1 1 ________________r, hi 1 9
UL Ił- u	igl7ŁlF			U^Mg IraSnl			1, ¹ r -1 1 l~	U Ul Ił- ______ _ zs H114
a 11 ± L>·· ..... 401		—			heto·			4 1 r J 1 L	O Mil i __Lb^ λ kii a
	403	C2		\|wgH\|			Π- ¹ r i 1 -1—i—L			1 1 h1 99
------------------1			।__Ł_r			—obl34
		toto¹»		1_±_i—
						O DX h9
al o--- a3 o--- 1 1 al 1 9/7_____	7=^=T		—		π				u uo Λ kC
-1 1 L		LŁliiUJ					U U _Λ k-7
l__L_T 1 . ł -1 i 1-		1 WJ-			1112121 1 1		l 1		u u 1 1 1 hi 1 7
	ί ¹ r							O Dli 1 λ ki 1 Λ
		—
405 -	Cl	1 1		1 1 —ob!33 ---ob!35

FIG. 9

179 264

205

5ΌΑΕ ROZRÓŻNIANIA FORMATU

FIG. 10

179 264

179 264 bO ob2 ob4 ob6 οι i bll2obll4 obl 16 οι i

bl32obl34obl 0b3 ob5 ob7 οι i

bll7a bll9ob!21o i

I bl33o bl35o

601 602

FIG. 13

179 264

SYĆWAt SYNCHRONIZACJI RAMKI

FIG. 14

MMKI

FIG. 15

179 264

ό

179 264

FIG. 17

179 264

FIG. 18

179 264

FIG. 19

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób dekodowania sygnału cyfrowego, w którym odczytany z nośnika zapisu danych sygnał cyfrowy z wprowadzoną pierwszą parzystością otrzymaną z użyciem przynajmniej pierwszego ciągu kodowego wejściowego sygnału cyfrowego i drugą parzystością otrzymaną z użyciem drugiego ciągu kodowego, poddaje się detekcji i wydziela się sygnał synchronizacji, poddaje się demodulacji EFM (8/14 M), przeprowadza się detekcję obydwu ciągów kodowych i przeprowadza się korekcję błędów z zastosowaniem przeplotu, znamienny tym, że zakodowany sygnał cyfrowy poddaje się zabiegowi pierwszej korekcji błędów w kierunku drugiego ciągu kodowego, z użyciem drugiej parzystości i tworzy się pierwszy skorygowany sygnał, następnie próbki tego pierwszego skorygowanego sygnału poddaje się przeplataniu, a utworzony skorygowany sygnał z przeplotem poddaje się zabiegowi drugiej korekcji błędów w kierunku pierwszego ciągu kodowego, z użyciem pierwszej parzystości i tworzy się drugi skorygowany sygnał, z którego następnie eliminuje się przeplot i tworzy się zdekodowany sygnał.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że długość kodowa pierwszego i drugiego ciągu kodowego, pierwsza i druga parzystość oraz długość ograniczenia przeplotu, są większe niż w przypadku standardu płyty kompaktowej.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że drugi ciąg kodowy jest pozbawiony zakładek obejmujących zadaną liczbę elementów pierwszego ciągu kodowego.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że drugi ciąg kodowy zawiera zakładki obejmujące zadaną liczbę elementów pierwszego ciągu kodowego.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wykrywa się informację identyfikacyjną stosowaną do rozróżniania formatu sygnału wybranego spośród formatów o tej samej długości kodowej, liczbie parzystości i o różnych długościach ograniczenia przeplotu, a na podstawie tej informacji identyfikacyjnej steruje się procesem korekcji błędów.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wykrywa się numer identyfikacyjny wprowadzony do pierwszego ciągu kodowego, a na podstawie numeru identyfikacyjnego steruje się procesem korekcji błędów.
7. Urządzenie do dekodowania sygnału cyfrowego, zakodowanego z wykorzystaniem dwóch ciągów kodowych, zaopatrzone we wzmacniacz wejściowego sygnału cyfrowego z korekcją błędów, odtworzonego z nośnika zapisu oraz układ demodulacji EFM (8/14 M) połączony z układem kodu korekcji błędów, znamienne tym, że wzmacniacz wielkiej częstotliwości (201) połączony jest z układem demodulacji EFM (203) poprzez układ detekcji i wydzielania identyfikatora synchronizacji/formatu (202), a układ demodulacji EFM (203) jest dołączony do pamięci (204) połączonej ze sterownikiem pamięci (206), przy czym z pamięcią (204) połączony jest układ korekcji błędów (205) swym wejściem i wyjściem.
8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że wejście sterownika pamięci (206) jest połączone z wyjściem sygnału rozróżniania formatu układu detekcji i wydzielania identyfikatora synchronizacji/formatu (202).
9. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że układ korekcji błędów (205) jest zaopatrzony w inwerter (501; 601) połączony poprzez blok opóźniający (502; 602) symbole nieparzyste, z blokiem dekodowania pierwszego kodu Cl (503; 603), który poprzez blok przeplatania (504; 604) jest połączony z blokiem dekodowania drugiego kodu C2 (505; 605), który poprzez eliminator przeplotu (506; 606) jest połączony z blokiem opóźniającym (507; 607) symbol zerowy i symbole parzyste.

179 264