发明的实施方案
下面参照图1~图9说明本发明有关调制的实施例,图1是本发
明的调制装置的基本构成图,图2是本发明的调制装置的方框构成图,
图3是图2中所示的编码部周围的方框构成图,图4是为说明图2中
所示的调制装置的编码操作的流程图。图5是为说明本发明的调制装
置为满足RLL(1,7)规则的DSV控制流程图,图6是为说明本发
明的调制装置为满足RLL(1,8)规则的DSV控制流程图,图8是
表示在本发明的调制装置中所使用的4个编码表“S(k)=0”~“S
(k)=3”的各内容的图,S(k)是表的状态,D(k)是输入数据字,
C(k)是输出码字,用十进制和二进制表示。另外,S(k+1)是表示
下次取的表的状态。
满足(1,7)RLL或(1,8)RLL限制的以6位为单位的输出
码字的种类如图7所示。作为以该码字种类为基础的编码表的一例,
可构成图8中所示的4个编码表(编码表序号S(k)=“0”~“3”)。
S(k)=“0”~S(k)=“3”表示在4个编码表中分别分配的编码表
选择序号。另外,图8中的S(k+1)表示选择进行下次编码采用的编
码表的编码表选择序号。数据字D(k)和码字C(k)的分配可以改
变配置,使编码规则不乱,并且对解调没有妨碍。例如图15中所示
的编码表进行改变图8的表的数据字D(k)和码字C(k)分配的配
置,这样对数据字D(k)和码字C(k)的分配可以改变配置使编码
规则不乱,本发明的实施即使是对图8的编码表以外的构成,也是有
效的。
另外,在满足本发明的DSV控制规则的同时,为使例如8位的
数据字分配在12位的码字位中,本发明可以很容易类推为将由4的
整数倍的位构成的数据字变换为6的整数倍码位的编码表的构成,很
明显这也包含在本发明中。
首先参照图1对本发明的调制装置1进行说明。通过图中未画出
的离散化装置将应进行调制的图像、声音变换为二进制系列的数字信
息信号,在格式化部11进行附加错误校正码及扇区结构化等所谓格
式化后,变为每个4位的源码系列,加到4-6调制器12上。
作为一例,4-6调制器12采用图8中所示的编码表13,进行下
述的编码处理,并且在附加规定的同步字之后,在变换电路14上进
行NRZI变换,作为记录信号传送给记录驱动电路15,记录在记录媒
体2上或由传输编码装置31进行传输编码,传送给传输媒体3。
图2是表示更详细说明图1的4-6调制器12操作的构成例的方
框图。输入数据字(源码)D(k)分别加在码字选择分支有无检测电
路121、编码表地址运算部122、及同步字生成部123上。在码字选
择有无检测电路121上用D(k)和状态S(k),检测是否有DSV极
性不同的备选码字。以该检测结果和D(k)为基础,进行编码表地
址运算,从多个的编码表13将备选编码作为C(k)0、C(k)1,使
前者传送给码字存储器“0”124,后者传送给码字存储器“1”125。
在码字存储器“0”124、码字存储器“1”125上,连接DSV运
算存储器“0”126、DSV运算存储器“1”127,每当码字C(k)0、
C(k)1输入到码字存储器“0”124、码字存储器“1”125中时,进
行CDS计算,更新所存储的DSV值。此处,当通过码字选择分支有
无检测电路121检测出是有选择分支的源码D(k)时,通过绝对值
比较部128,比较在DSV存储器“0”126、DSV存储器“1”127中
所存储的DSV绝对值,在存储器控制部129上,选择在DSV绝对值
小的码字存储器中所存储的码字,作为输出码字向外部输出,同时将
未被选择的码字存储器、DSV运算存储器的内容,替换在选择的码字
存储器、DSV运算存储器的内容中。
图3是详细表示图2的编码表周围的图,图4是详细表示上述内
容的流程图,在本说明中,说明了码字存储器为2个,当由码字选择
分支有无检测电路121检测出是具有选择分支的D(k)时,立即将
输出码字输出的情况,但是当码字存储器不限于2个,检测出具有选
择分支的D(k)时,并不需要立即将输出码字输出,还要看有几个
存储器、有几个可以选择的源码,然后选择DSV最小的码字串进行
输出,本发明这种方法是有效的。在图3中,最大游程长度设定130
是对在(1,7)RLL中有限制还是将k限制在8以上的控制信号,输
出到码字选择分支有无检测电路上的装置,其操作的详细情况将在后
面叙述。另外,在该图中,最小游程重复检测131是监视最短反转的
重复数的装置,其操作详细情况在后面叙述。
下面参照图9,对以4位为单位的输入数据字D(k)用(1,7)
RLL限制进行编码的情况进行具体说明。输入数据字D(k)、D
(k+1)……以“4、5、6、7、8(十进制)”为例。在编码的初始状
态,通过省略说明的同步字插入等的操作,决定编码表的初始选择号,
例如选择编码表S(k)=“0”。当该编码表S(k)=“0”中输入输
入数据字D(k)=4时,则输出输出码字C(k)=18(十进制),并
且,选择下个编码表选择序号S(k+1)=“1”。接着当在所选择的编
码表S(k)=“1”中,输入输入数据字D(k)=5时,则输出输出码
字C(k)=2(十进制),并且,选择下个编码表选择号S(k+1)=“2”。
以下同样,当在编码表S(k)=“2”中,输入输入数据字D(k)=6
时,则输出输出码字C(k)=18,并选择编码表选择号S(k+1)=“3”,
接着当在编码表S(k)=“3”中,输入输入数据字D(k)=7时,则
输出输出码字C(k)=21,选择编码表选择号S(k+1)=“0”。而且
当在编码表S(k)=“0”中输入输入数据字D(k)=8时,则输出输
出码字C(k)=21,选择编码表选择号S(k+1)=“1”。
结果,作为输入数据字D(k)的“4、5、6、7、8(十进制)”,
编码为作为输出码字C(k)的“010010、000010、010010、010101、
010101(二进制)”依此输出,从而,将上述5个输出码字C(k)依
次直接结合的一系列的输出码字串为
010010000010010010010101010101,
可以得到满足(1,7)RLL限制的输出码字串。
在该例中,未出现存在选择分支的源码,这样,通过图1到图3
中所示的调制装置,利用图8中形成的编码表,通过将每4位的源码
D(k)、及输出前一个码字时所输出的S(k+1)延迟1个字(源码
中的4位长)的S(k),可以对满足(1,7)RLL限制的码字串依次直
接结合得到。
下面参照图5,对码字选择分支有无检测电路121的操作进行详
细说明。图5表示(1,7)RLL时的选择分支有无运算电路121操作
的流程图。看一看步骤201的条件1,检测前一个进行编码的码字C
(k-1)的LSB一侧的零游程,当为4时(在步骤201上为是时),
即在图8的编码表上C(k-1)为二进制010000时,S(k)=3、D(k)
为0~3时(条件1-1、在步骤202上为是时),作为C(k)0,从S
(k)=3的表中选择码字,作为C(k)1,选择S(k)=1的码字,从
选择分支有无检测电路121中输出“有选择分支”的检测信号(步骤
206)。在S(k)=2、D(k)在7以上时(条件1-2,在步骤203为
是时),作为C(k)0,从S(k)=2的表中选择码字,作为C(k)1,
选择S(k)=1的码字,从选择分支有无检测电路121输出“有选择
分支”的检测信号(步骤207),当步骤201、步骤202及步骤203
上分别为否时,C(k)0、C(k)1都是在D(k)、S(k)上选择的
码字“无选择分支”(步骤208),判断结束。
同样,在条件2(步骤204)中C(k-1)的LSB一侧的零游程为
5时,或者在条件3(步骤205)中C(k-1)的LSB一侧的零游程为
1或2时,也根据图5的流程图的判断,检测是否有选择分支。
看一看步骤204的条件2,检测前一个进行编码的码字C(k-1)
的LSB一侧的零游程,当为5时(在步骤204上为是时),即在图8
的编码表中C(k-1)为二进制100000时,S(k)=3、D(k)为0~1
时(条件2-1,在步骤209上为是时),作为C(k)0从S(k)=3的
表中选择码字,作为C(k)1选择S(k)=1的码字,从选择分支有
无检测电路121输出“有选择分支”的检测信号(步骤210)。当在
S(k)=2、D(k)在10以上时(条件2-2,在步骤211上为是时),
作为C(k)0从S(k)=2的表中选择码字,作为C(k)1选择S(k)
=0的码字,从选择分支有无电路121中输出“有选择分支”的检测信
号(步骤212)。当在步骤204、步骤209及步骤211上分别为否时,
C(k)0、C(k)1都是由D(k)、S(k)所选择的码字“无选择分
支”(步骤208),判断结束。
看一看步骤205的条件3,检测前一个进行编码的码字C(k-1)
的LSB一侧的零游程,当为1或2时(在步骤205上为是时),即在
图8的编码表中C(k-1)为二进制010010、010100、000010、000100、
001010、100100、101010、或100010时,S(k)=2、D(k)为0~1
时(在步骤213上为是时),作为C(k)0从S(k)=2的表中选择
码字,作为C(k)1,选择S(k)=0的码字,从选择分支有无检测
电路121输出“有选择分支”的检测信号(步骤214)。当在步骤205
及步骤213上分别为否时,C(k)0、C(k)1都是由D(k)、S(k)
所选择的码字“无选择分支”(步骤208),判断结束。
看一看步骤215的条件4,检测前一个进行编码的码字C(k-1)
的LSB一侧的零游程,当为1时(在步骤215上为是时),即为010010、
000010、001010、101010或100010时,S(k)=2、D(k)为12或13
或二进制101010时(在步骤216上为是时),下面连接的码字的MSB
(最高位)为1时(在步骤217上为是时),作为C(k)0选择S(k)
=2的码字,作为C(k)1选择S(k)=0的码字,从选择分支有无检
测电路121输出“有选择分支”的检测信号(步骤218)。当在步骤
215、216及217上分别为否时,C(k)0、C(k)1都是由D(k)、
S(k)所选择的码字“无选择分支”(步骤208),判断结束。
当C(k-1)为010000、S(k)=3、D(k)在3以下时,可以与
S(k)=1的码字交换,无论选择哪一个最大的0连续都在7以内,可
见不会使(1,7)RLL规则紊乱,另外,当C(k-1)为010000时,
下次取的码字为S(k)=2或3,通过编码表13限定编码的进行,并
且,在S(k)为1、2、3的编码表中包含的码字是各自独立的,即不
存在相同的码字,所以在解码时不会产生问题。
同样,在C(k-1)为100000,即LSB一侧的零游程为5时也一
样不会使(1,7)RLL紊乱,并在解码时不会产生问题。
C(k-1)的LSB一侧的零游程为1或2的码字是取S(k)=1或
2或3的码字,在S(k)=0的编码表中包含的码字存在与S(k)=2
或3中所包含的码字相同的码字。但是,在S(k)=0的码字中,D(k)
=0或1的码字000001是在其他表中不存在的唯一码字,即使与S(k)
=2的码字交换,在解码时也不会产生问题。
同样,C(k-1)的LSB一侧的零游程为1的码字是下个取S(k)
=1或2或3的码字,在S(k)=0的编码表中包含的码字存在与S(k)
=2或3所包含的码字相同的码字。但是在S(k)=0的码字中,D(k)
=12或13的码字000000是在其他表中不存在的唯一码字,并且如果
下个码字的最高位为1,则可以维持k=7,及使与S(k)=2的码字交
换,在解码时也不会产生问题。
如以上说明,通过图5的码字交换可进行DSV控制,可以从在
所交换的码字中包含的1的奇偶的不同来进行说明。即当C(k-1)为
100000、S(k)=3、D(k)=0时,C(k)0为101001,C(k)1为
001001。当在NRZI交换之前的极性已经为1时,前者为001111,最
终位是1,变为0,而后者为111000,最终位为1,变为1。图10表
示了这一情况,a)为前者,b)为后者。上段为C(k-1)、C(k)、C
(k+1),下段为NRZI变换后的码字。从图10可以看出,通过交换
C(k),使NRZI变换后的极性改变,DSV值改变。从而通过选择DSV
变小的码型,可以抑制DC成分。
下面参照图6,对具有(1,8)RLL限制的码字调制法进行说明。
是(1,7)RLL还是(1,8)RLL可通过图3的最大游程长度设定130
确定,或者从初始设定确定是哪一个。另外,(1,8)RLL时的编码
表可以使用与图8的(1,7)RLL相同的编码表。
(1,8)RLL时,由于最大游程长度容许比(1,7)RLL长1
位,所以条件与图5相比是不同的。图6中,条件1是当C(k-1)的
LSB一侧的零游程为4或5时(步骤301上为是时),选择S(k)=3
的表,并且当D(k)为0~3时(条件1-1,步骤302上为是时)可
以在C(k)0中选择S(k)=3的码字,在C(k)1中选择S(k)=1
的码字(步骤303)。另外,当LSB一侧的零游程为4或5时(步骤
301上为是时),选择S(k)=2的表,并且当D(k)为7以上时(条
件1-2,步骤304上为是时)可以在C(k)=0中选择S(k)=2的码
字,在C(k)1中选择S(k)=1的码字(步骤305)。当在步骤301、
步骤302及步骤304上分别为否时,C(k)0、C(k)1都是由D(k)、
S(k)所选择的码字“无选择分支”(步骤306),判断结束。
同样,条件2是当C(k-1)的LSB一侧的零游程为1时(步骤
307上为是时),选择了S(k)=2时如果D(k)=12或13(步骤308
上为是时),可以在C(k)0中选择S(k)=2的码字,在C(k)1
中选择S(k)=0的码字(步骤309)。当在步骤307及步骤308上分
别为否时,C(k)0、C(k)1都是由D(k)、S(k)所选择的码字
“无选择分支”(步骤306),判断结束。
另外,条件3是在C(k-1)的LSB一侧的零游程为3以下时(步
骤310上为是时),S(k)=2,D(k)是0或1时(步骤311上为是
时),可以在C(k)0中选择S(k)=2的码字,在C(k)1中选择
S(k)=0的码字(步骤312)。当在步骤310及步骤311上分别为否
时,C(k)0、C(k)1都是由D(k)、S(k)所选择的码字“无选
择分支”(步骤306),判断结束。
条件4是在C(k-1)的LSB一侧的零游程为2时(步骤313上
为是时),S(k)=2,D(k)为12或13时(步骤314上为是时),
下面所选择的码字的MSB为1时(步骤315上为是时),可以在C
(k)0中选择S(k)=2的码字,在C(k)1中选择S(k)=0的码
字(步骤316)。当在步骤313、步骤314及315上都是否时,C(k)
0、C(k)1都是由D(k)、S(k)所选择的码字“无选择分支”(步
骤306),判断结束。
如上所述,根据图6的条件判断,可以生成满足(1,8)RLL规
则的抑制DC成分的码字。
在k=9的RLL规则的编码时,在步骤301的判断中除了零游程
为6的情况外,还加上满足k=9时,执行步骤303、步骤305。另外,
不需要步骤315的判断,下个的码字在任何情况下都可以在C(k)=0
中选择S(k)=2的码字,在C(k)1中选择S(k)=0的码字。
在k=10的RLL规则的编码时,在图6的步骤301的判断中除了
零游程为6的情况外,还在步骤313上可以选择零游程为3,不需要
步骤315的判断,下个的码字在任何情况下都可以在C(k)=0中选
择S(k)=2的码字,在C(k)=1中选择S(k)=0的码字。
在k=11时,还在步骤313上,零游程为4时也可以选择,不需
要步骤315的判断,下个码字在任何情况都可以在C(k)0中选择S
(k)=2的码字,在C(k)=1中选择S(k)=0的码字。
在k=12时,还在步骤313上,零游程为5时也可以选择,不需
要步骤315的判断,下个码字在任何情况都可以在C(k)0中选择S
(k)=2的码字,在C(k)=1中选择S(k)=0的码字。
如上所述,通过采用本发明的编码表,可以实现具有(1,7)RLL
限制或者k=8以上12以下任何数的RLL限制的可生成码的调制方法
或调制装置。
根据上述的DVS控制,将4位的数据字变换为6位的码字的调
制方法或调制装置,具有多个可以预先选择的比特码型,容易构成例
如从8位的数据字变换为12位的码字,或从4的整数倍的位构成的
数据字变换成6的整数倍构成的码字的编码表,这也包含在本发明中。
下面参照图2至图4,根据上述的码字选择对DSV控制方法加
以说明。在说明中采用图5中所示的(1,7)RLL的调制过程,即使
是k=8以上12以下任何数的RLL限制的码字,也可以通过像图6所
示那样判断是否有选择分支,同样进行DSV控制。
首先,在图4中,初始表设定(步101)可以通过决定在码字上
附加的同步字等后续的S(k)来设定,然后输入4位的源码D(k)
(步102),通过S(k)和D(k)不同,按图8的编码表进行编码。
在该过程中,根据前一个编码的C(k-1),运算LSB一例的零游程
长度,并根据图5的条件,判断是否有码字的选择分支(步103)。
在图2、图3中,C(k-1)从码输出装置输入,也可以通过前一个输
入数据、及保持状态S(k)求出。
当在编码表中不存在可以选择的码字时(在步103上“否”时),
在码字存储器“0”124、码字存储器“1”125中,将从编码表输出的
码字作为C(k)0、C(k)1(步107)、分别附加在码字存储器“0”
124、码字存储器“1”125中,运算CDS,更新DSV存储器126、DSV
存储器127(步108)。
当在编码表中存在可以选择的码字时,(步103上为“是”时),
从码字选择分支有无检测电路121输出表示存在选择分支的信号,通
过绝对值运算电路对DSV存储器0、1的绝对值进行运算,从码字存
储器通过输出装置输出绝对值小的码系列(步104),然后在选择的
码字系列中更换未选择的码字存储器的内容,同时在采用DSV运算
存储器的值中更换未采用的值(步105)。然后,如图5、图6的说
明所述,作为备选码字,对可以选择的码字从由S(k)决定的一个编
码表和另一个编码表中进行选择,以C(k)0、C(k)1进行输出(步
106)。然后在码字存储器“0”124、码字存储器“1”125中,使从
编码表输出的码字作为C(k)0、C(k)1(步107),分别对备选码
字C(k)0、C(k)1计算CDS,更新DSV存储器“0”、“1”,在
码字存储器“0”、“1”中附加C(k)0、C(k)1,更新DSV存储
器126、DSV存储器127(步108),
通过使以上操作一直进行到编码结束(步109),抑制DC成分
的码字生成结束。
下面对本发明的最短位反转连续时的位操作进行说明。最短位的
反转在传输通路的频率特性低时,存在难以相位同步的情况,对于这
样的传输通路,在本发明中通过下述的方法可以阻止最短位反转的连
续。
根据图8的编码表,最短位反转的连续通过010101的重复或
101010的重复产生。010101的重复在S(k)=0或S(k)=3之后,
D(k)=7连续时产生。这时,通过最小游程重复计数器,在S(k)=0、
D(k)=7之后,例如D(k+1)=7、D(k+2)=7时,选择D(k+1)
=13。由于本来该码字是S(k+2)=3的码字,所以在C(k+1)=000000
后,为使RLL规则不乱,选择S(k)=1的码字,从而可以检测并解
码010101重复的发生。
例如当k=9至12时,S(k)=0、D(k)=7之后,例如D(k+1)
=7、D(k+2)=7时,选择D(k+1)=13(选择C(k)=000000),
输出S(k+2)=1。这时,由于D(k+2)为7,所以输出C(k+2)=4
即二进制00100。解码时,在000000之后检测出000100时,可知产
生了最小游程重复限制的码字替换,D(k+1)、D(k+2)都可以正
常解码。在k=8时,例如使D(k+2)变为从10到15的任何数,同
样可以解码。
当101010重复时,在S(k)=2、D(k)=12时,码字为101010、
S(k+1)=2,此后,D(k+1)=12时,码字为101010、S(k+2)=2、
D(k+2)=12,输出101010的码字。这时,通过使S(k+1)变为“0”,
101010可以变换成000000,通过下述的解调方法,可以无问题地进
行解调。如上所述,根据本发明,可以阻止最小反转的重复。
参照图3再次说明以上的操作。最小游程重复监视131一边监视
S(k)和D(k),一边对造成最小反转重复的D(k)和S(k)进行
计数(最小游程重复计数)。将该信息发送给码字选择分支有无检测
电路,通过上述方法阻止最小游程的重复。
还在码字选择分支有无检测电路上连接有最大游程长度设定
130,进行最大游程的设定,即设定是进行(1,7)PLL调制,还是
进行k=8以上12以下的某个调制。该设定可以通过图中未画出的系
统控制器等装置进行转换。
下面对本发明的解调方法和解调装置进行说明。图11是本发明
的最佳解调装置一实施例。输入码字的位串由NRZI解调装置501进
行NRZI解调,通过同步检测电路502检测同步字,被NRZI解调的
信号及同步字通过变换为并行6位的定时信号的字时钟,由串行/并行
变换器503构成每6位的码串C(k)。然后输入到字寄存器504中,
进行1字延迟的码字C(k-1)输入到码字判断信息的检测装置505,
运算并输出下述的判断信息。判断信息和输入码字Ck输入到状态运
算器506中,输出表示在4个编码表中由哪个编码表进行编码的状态
S(k),并根据在地址生成部507由C(k-1)和S(k)所指定的地
址,从例如图12中所示的解码表508中输出输出数据字。
判断信息如图12所示,表示进行0、1、2三种情况,根据LSB
一侧的零游程长度不同,下个码字由哪个编码表进行编码。即,通过
了解前一个码字C(k-1)和现在的码字是用哪个编码表进行的编码,
就可使C(k-1)解调为D(k-1)。
(式1)
if(判断信息==0)[
if(C(k)是在0的编码表中的码字)
S(k)=0;
elseif(C(k)是在1的编码表中的码字)
S(k)=1;]
if(判断信息==1)[
if(C(k)是在1的编码表中的码字)
S(k)=1;
elseif(C(k)是在2的编码表中的码字)
S(k)=2;
elseif(C(k)是在3的编码表中的码字‖1)
S(k)=3;
elseif(C(k)==0&&C(k-1)==32)
S(k)=3;
elseif(C(k)==0&&C(k-1)==42)
S(k)=2;]
if(判断信息==2)[
if(C(k)是在3的编码表中的码字‖9‖5‖2)
S(k)=3;
elseif(C(k)是在2的编码表中的码字‖10‖8)
S(k)=2;
elseif(C(k)==21)
S(k)=0;]
if(D(k-1)==2)[
if(C(k)为4)
D(k-1)为7
]
式1是从C(k)和判断信息求出S(k)的运算,由C语言描述。
通过本运算,从判断信息和C(k)、C(k-1)可求出S(k),通过
图13的解调表可以将C(k-1)解调为D(k-1)。在本运算中,包括
(1,7)RLL时、k=从8到12时、设定k=比9大的最小游程长度的
限制时所有的解调运算。因此,即使是(1,7)RLL,对k=从8到12
时DSV的控制方法即选择图5、图6的某一个时,解调装置都可由同
一装置进行正常解调。
例如,如图14所示,当010000 001001 000001 000101 010001
组成的码字串输入到图11中所示的解调装置时,C(k-1)=010000的
判断信息由于LSB一侧的零游程长度为4,所以如图12所示,判断
信息为2。另外,下个码字C(k)是连着001001(十进制9)的,相
当于式1最初的条件判断,所以可知S(k)是3。这样在图13的解
调表的C(k-1)上,010000一行的S(k)为3,所以求出D(k-1)为15。
即,从k时刻的C(k)所生成的编码表的状态信息(序号)S(k),可
解码与k-1时刻的C(k-1)对应的D(k-1)。同样,001001是判断
信息为0,接着的码字000001是在编码表的S(k)=0中,所以通过
图13的解码表可求出D(k-1)为0。同样,000001是D(k-1)为1,
000101可求出D(k-1)为2。001001由于是DSV控制,所以虽然是
由图5的条件1-1进行交换的码字,但从以上说明可知可以正常进行
解码。
如上面所述,根据本发明,在将连续的2进制数的数据系列变换
成以4位为单位的输入数据字之后,可以变换为满足(1,7)RLL规
则或k=8以上12以下的任何数的RLL规则的以6位为单位的输出码
字串,另外,由于在输出码字串上不必加冗余位就可以进行DSV控
制,所以具有可提供能有效抑制输出码字串的DC成分的调制装置及
其解调装置的优点。