Prístroj, spôsob a program na moduláciu/demoduláciu s následným limitovaním minimálnej dĺžky série

Je ešte 22 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Problém: ako zaznamenávať a prehrávať dáta pri vysokej linkovej hustote. Prostriedky na vyriešenie tohto problému: Jednotka na určovanie/vkladanie kontrolného bitu DSV (11) vkladá kontrolné bity DSV na vykonanie kontroly DSV do vstupného dátového reťazca a vysiela dátový reťazec obsahujúci kontrolné bity DSV do modulačnej jednotky (12). Modulačná jednotka (12) konvertuje dátový reťazec so základnou dátovou dĺžkou 2 bity na kód s premenlivou dĺžkou so základnou kódovou dĺžkou 3 bity podľa konverznej tabuľky a vysiela kód získaný na konverziu do kódovacej jednotky NRZI (13). Konverzná tabuľka, ktorú používa modulačná jednotka (12), obsahuje substitučné kódy na obmedzenie počtu po sebe nasledujúcich výskytov minimálnej série na vopred určenú hodnotu a substitučné kódy na udržanie limitu dĺžky série. Okrem toho táto konverzná tabuľka uplatňuje konverzné pravidlo, podľa ktorého zvyšok po delení počtu jednotiek prvku v dátovom reťazci dvoma s hodnotou 0 alebo 1 sa bude vždy rovnať zvyšku po delení počtu jednotiek prvku v kóde pochádzajúcom z konverzie dátového reťazca dvoma.

Text

Pozerať všetko

Vynález sa týka modulačného prístroja a spôsobu modulácíe, demodulačného prístroja a spôsobu demodulàcie ako aj media na prezentáciu programu používaného v operáciách záznamu dát na záznamové médium s vysokou záznamovou hustotou a prehrávaní dát zaznamenaných na záznamovom médiu s vysokou záznamovou hustotou.Keď sa dáta prenášajú cez prenosovú linku alebo zaznamenávajú na Záznamové médium ako napriklad magnetický disk, optický disk alebo magneto optický disk, dáta sa modulujú do kódu vyhovujúceho prenosovej linke alebo záznamovému médiu pred prenosom alebo záznamom. Ako technika modulácie je známe blokové kódovanie. V blokovom kódovaní sa dátový reťazec blokuje do jednotiek, z ktorých každá obsahuje m x i bitov. Každá z jednotiek, ktorá sa ďalej označuje ako dátové slovo, sa potom konvertuje na kódové slovo obsahujúce n x i bitov podľa vhodného kódovacieho pravidla. Pre i l je toto kódové slovo kódom s pevnou dĺžkou. V prípade, keď má i viacero hodnôt, z ktorých každá je vybraná z intervalu od 1 do imax, teda maximálneho i, výsledné kódové slovo je kódom s premenlivou dĺžkou. Vo všeobecnosti sa kód, ktorý je výsledkom blokového kódovania, vyjadruje ako kód s premenlivou dĺžkou (d, k m, n r).Tu sa i nazýva obmedzením dĺžky a r je imax, obmedzenie maximálnej dĺžky. d je minimálny počet núl objavujúcich sa medzi dvoma po sebe nasledujúcimi jednotkami. d sa označuje ako minimálna séria núl. Na druhej strane kje maximálny počet núl objavujúcich sa medzi dvoma po sebe nasledujúcimí jednotkami. k sa označuje ako maximálna séria núl.Pri operácii s cieľom zaznamenať kód s premenlivou dĺžkou získaný z opísaného blokového kódovania na Záznamové médium, ako je napríklad optický disk alebo magnetooptický disk, na kompaktný disk (CD) alebo minidisk (MD), kód s premenlivou dĺžkou prechádza moduláciou NRZI (Non Retum to Zero Inverted invertované bez návratu k nule), pri ktorej sa interpretuje každá l kódu s variabilnou dĺžkou ako inverzia,kým O sa interpretuje ako neinverzia. Po dokončení modulácie NRZI sa kód s premenlivou dĺžkou zaznamenáva. Kód s premenlivou dlžkou po dokončení modulácie NRZI sa označuje ako sled záznamovej vlny. V prípade magnetooptického disku vyhovujúceho starším špecifikáciám ISO predpisujúcim nie až takú veľkú záznamovú hustotu sa sledy bitov po dokončení záznamovej modulácie zaznamenávajú tak, ako sú, bez toho,aby podstúpili moduláciu NRZI.Nech zápisy Tmin a Tmax označujú minimálnu a maximálnu periódu sledu záznamovej vlny. V tomto prípade, aby sa sled záznarnovej vlny zaznamenal pri vysokej záznamovej hustote V smere lineárnej rýchlosti,je výhodná dlhá minimálna inverzná perióda alebo veľká minimálna séria d. Navyše z hľadiska synchronizácie je vhodné mať krátku maximálnu inverznú periódu Tmax alebo malú maximálnu sériu k. Aby sa splnili tieto požiadavky, bolo navrhnutých viacero modulačných techník.Konkrétnejšie, pre optický disk, magnetický disk alebo magnetooptický disk sú navrhnuté alebo skutočne používané modulačné techniky na generovanie kódu s premenlivou dĺžkou RLL (l - 7), ktorý sa vyjadruje aj ako (l, 7 m, n r) a kódu s premenlivou dlžkou RLL (2 - 7), tiež vyjadrovaného ako (2, 7 m, n r), ako aj kódu s pevnou dĺžkou RLL (l - 7), tiež vyjadrovaného ako (l, 7 m, n l), používaného v ISO špecifikácii M 0. Pre diskové prístroje, ktoré sú v súčasnosti predmetom výskumu a vývoja, ako napríklad optický disk a magnetooptický disk s vysokou záznamovou hustotou, sa bežne používa kód RLL (Run length Limited Code - kód s obmedzenou dĺžkou série) s minimálnou sériou d s hodnotou l.Nasleduje príklad konverznej tabuľky kódu s premenlivou dĺžkou RLL (l 7).Symbol x použitý v konverznej tabuľke má hodnotu l pre ďalší nasledujúci kanálový bit s hodnotou O, alebo má hodnotu 00 pre ďalší nasledujúci kanálový bit s hodnotou l. Obmedzenie maximálnej dlž kyrje 2.Parametre kódu s premenlivou dĺžkou RLL (l - 7) sú (l, 7 2, 3 2). Minimálna inverzná perióda Tmin,ktorú možno vyjadriť ako (d l) T, sa teda rovná 2 (l l) T, kde T je bitová medzera v slede záznamovej vlny. Minimálna inverzná perióda Tmin, ktorú možno vyjadriť aj ako (m/n) x 2 Tdata, sa teda rovná 1,33( 2/3 x 2) Tdata, kde Tdata je bitová medzera v dátovom reťazci. Maximálna inverzná perióda Tmax, ktorú možno vyjadriť ako (k l) T, sa teda rovná (7 l) T 8 T 8 x (m/n) Tdata 8 x 2/3 Tdata 5,33 Tdata. Šírka detekčného okna Tw, ktorú možno vyjadriť aj ako (m/n) Tdata, sa teda rovná 0,67 ( 2/3) Tdata.V slede kanálových bitov po dokončení modulácie RLL (l - 7) zobrazenej v tabuľke l sa po generačnej frekvencií zodpovedajúcej perióde 2 T, ktorá sa rovná minimálnej invermej perióde Tmin, najčastejšie pozorujú generačné frekvencie zodpovedajúce periódam 3 T a 4 T. Skutočnosť, že sa generuje veľa okrajových informácií v krátkych intervaloch, napríklad 2 T a 3 T, je V mnohých prípadoch výhodná na generovanie signálu hodín.Keďže sa však ďalej zvyšuje záznamová linková hustota, minimálna séria sa tentoraz stáva problémom. Teda ak sa po sebe generujú minimálne série 2 T, sled záznamovej vlny má tendenciu podliehať deformácii v nej generovanej. Je to tak preto, lebo výstup 2 T vlnyje menší ako výstupy iných vĺn, a teda je ľahko ovplyvniteľný faktormi ako rozostrenie a tangenciálne naklonenie. Okrem toho pri vysokej linkovej hustote je záznam po sebe nasledujúcich minimálnych znakov (2 T) tiež ľahko ovplyvniteľný rušením, napríklad šumom. Preto operácia prehrávania dát bude tiež mať sklon podliehať chybám. V tomto prípade sa v mnohých prípadoch pozoruje vzorec chýb v reprodukcii dát ako posuny v čelných a zadných okrajoch minimálneho znaku. V dôsledku toho sa zvyšuje dĺžka generovanej bitovej chyby.Ako je opísané, ked sa dáta prenášajú cez prenosovú linku alebo zaznamenávajú na Záznamové médium,dáta sa pred prenosom alebo záznamom modulujú na kód vyhovujúci prenosovej linke alebo uiznamovému médiu. Ak kód pochádzajúci z modulácie obsahuje jednosmemý komponent, ľahko sa generujú rôzne chybové signály, ako napríklad chyby trasovania generované v ovládání serve diskovej mechaniky majú sklon k variáciám alebo nepokoju. Z tohto dôvodu je teda žiaduce vynaložiť čo najviac snahy na zabránenie tomu,aby modulovaný kód obsahoval jednosmemý komponent.Aby sa zabránilo tomu, aby modulovaný kód obsahoval jednosmemý komponent, navrhla sa kontrola DSV (Digital Sum Value - hodnota digitálnej sumy). DSV je súčet zistený sčítaním hodnôt sledu bitov (symbolov dát), pričom hodnoty 1 a -l sa priraďujú pre l a O v slede, ktoré sú výsledkom modulácie NRZI(teda úrovňového kódovania) sledu kanálových bitov. DSV je indikátorom jednosmemého komponentu obsiahnutého v slede kódov. Zníženie absolútnej hodnoty DSV prostredníctvom kontroly DSV je ekvivalentné potlačeniu magnitúdy jednosmemého komponentu obsiahnutého v slede kódov.Kontrola DSV sa nepoužíva na modulačný kód generovaný V súlade s tabuľkou premenlivej dĺžky RLL(l - 7) uvedenou ako tabuľka l. Kontrola DSV pre taký pripad sa uskutočňuje výpočtom DSV sledu zakódovaných bitov (sledu kanálových bitov) po modulácii na vopred určený čas a vložením vopred určeného počtu kontrolných bitov DSV do sledu zakódovaných bitov (sledu kanálových bitov).Pri akejkoľvek rýchlosti sú kontrolné bity DSV v zásade redundantné bity. Ak sa má brať do úvahy efektívnosť konverzie kódu, je žiaduce znížiť počet kontrolných bitov DSV na čo najmenšiu hodnotu.Navyše ak sa vkladajú kontrolné bity DSV, je tiež žiaduce urobiť minimálnu sériu d a maximálnu sériu k nezmenenú, Je to preto, lebo mena v (d, k) bude mať vplyv na charakteristiky záznamu a prehrávania.Akoje opísané, pri operácii záznamu kódu RLL pri vysokej linkovej hustote alebo pri operácii prehrávania kódu RLL zaznamenaného pri vysokej linkovej hustote vzniká problém, že vzorec po sebe nasledujúcich minimálnych sérií spôsobí ľahké generovanie dlhej chyby.Okrem toho v prípade kódu RLL, napríklad kódu RLL (l- 7), kontrola DSV vyžaduje vloženie kontrolných bitov DSV do ľubovoľnej časti reťazca kódových slov (sledu kanálových bitov). Keďže kontrolné bity DSV sú však v zásade redundantné bity, je žiaduce znížiť počet vkladaných kontrolných bitov DSV na najmenšiu možnú hodnotu. Aby sa však udržala minimálna séria a maximálna séria na konštantných hodnotách,počet kontrolných bitov DSV je najmenej 2. Je teda žiaduce znížiť počet kontrolných bitov DSV na ešte menšiu hodnotu.Predložený vynález rieši uvedene problémy. Cieľom predloženého vynálezu je umožniť vykonávanie kontroly DSV s cieľom získať vysoko efektívne kontrolné bity na kóde RLL (d, k m, n), kde minimálna séria d l, teda kód RLL (l, 7 2, 3), aby sa znížil počet po sebe nasledujúcich minimálnych sérií, pričom sa zachová minimálna séria a maximálna séria.Dokument US 5477222 opisuje signál rozdelený do prúdu dáta bitov signálu binámeho kanálu, kde prúd bitov zdrojového signálu je rozdelený do n-bitových zdrojových slov, pričom prístroj obsahuje obvod konverzie uspôsobený na konverziu zdrojových slov na príslušné m-bitové kanálové slová. Obvod konverzie je ďalej uspôsobený na konverziu n-bitových zdrojových slov na príslušné m-bitové slová tak, aby konverziakaždého n-bitového zdrojového slova zachovávala paritu, ako je uvedené na obr. l. V dokumente US 5477222 je základný kód doplnený o substitučný kód, ktorý zabezpečuje, že sa dosiahne určité kódové obmedzenie. Pre tieto určité sekvencie kódových slov, ktoré by normálne vznikli konverziou použitím základného kódu, sú substítuované použitím konverzie zo substitučných kódov.Ďalším cieľom predloženého vynálezu je zabrániť rozširovaníu demodulačnej chyby pomocou konverznej tabuľky s naj jednoduchšou možnou konfiguráciou.Prostriedky na vyriešenie týchto problémovModulačný pristroj podľa nároku l sa vyznačuje tým, že premenlivý kód má ďalšie obmedzenie k 7 a že konverzia základného kódu, ktorá chýba v konverznej tabuľke, sa poskytne konverziou substitučného kódu.Médium na prezentáciu programu podľa nároku 24 sa vyznačuje tým, že premenlivý kód má ďalšie obmedzenie k 7 a že konverzia základného kódu, ktorá chýba v konverznej tabuľke, sa poskytne konverziou substitučného kódu.Demodulačný pristroj podľa nároku 25 sa vyznačuje tým, že premenlivý kód má ďalšie obmedzenie k 7a že konverzia základného kódu, ktorá chýba v konverznej tabuľke, sa poskytne konverziou substitučného kódu.Spôsob demodulácie podľa nároku 28 zahŕňa- prvé substitučné kódy na limitovanie počtu po sebe nasledujúcich výskytov uvedenej minimálnej série d a- druhé substitučné kódy na udržanie uvedeného limitu dĺžky série k, premenlivý kód má obmedzenia d l, m 2 a n 3, sa vyznačuje tým, že premenlivý kód má ďalšie obmedzenie k 7 a že konverzia základného kódu, ktorá chýba V konverznej tabuľke, sa poskytne konverziou substitučného kódu.Médium na prezentáciu programu podľa nároku 29 sa vyznačuje tým, že premenlivý kód má ďalšie obmedzenie k 7 a že konverzia základného kódu, ktorá chýba v konverznej tabuľke, sa poskytne konverziou substitučného kódu.Podľa modulačného prístroja podľa nároku l, spôsobu modulácie podľa nároku 23, média na prezentáciu programu modulácie podľa nároku 24, demodulačného prístroja podľa nároku 25, spôsobu demodulácie podľa nároku 28 a média na prezentáciu programu demodulácie podľa nároku 29, sa konverzné spracovanie vykonáva na základe konverznej tabuľky uplatňujúcej pravidlo konverzie, podľa ktorého zvyšok po deleni počtu jednotiek prvku v dátovom reťazci dvoma s hodnotou 0 alebo l sa bude vždy rovnať zvyšku po deleni počtu jednotiek prvku V reťazci kódových slov vzniknutých konverziou dátového reťazca dvoma, a konverzné kódy uvedenej konverznej tabuľky obsahujú- prvé substitučné kódy na limitovanie počtu po sebe nasledujúcich výskytov uvedenej minimálnej série d a- druhé substitučné kódy na udržanie uvedeného limitu dĺžky série k, premenlivý kód má obmedzenia d l, m 2 a n 3, pričom premenlivý kód má ďalšie obmedzenie k 7 a pričom konverzia základného kódu, ktorá chýba v konverznej tabuľke, sa poskytne konverziou substitučného kódu.Prehľad obrázkov na výkresochUskutočnenia predloženého vynálezu boli opísané s odkazom na nasledujúce diagramy, kdeObrázok l je blokový diagram zobrazujúci typickú konfiguráciu uskutočnenia realizujúceho modulačný prístroj poskytnutý predloženým vynálezom.Obrázok 2 je vysvetľujúci diagram použitý na opísanie spracovania vykonávaného jednotkou na určovanie/vkladanie kontrolného bitu DSV l 1 použitý v modulačnom prístroji zobrazenom na obrázku l.Obrázok 3 je blokový diagram zobrazujúci typickú konfiguráciu modulačnej jednotky 12 použitej v modulačnom prístroji zobrazenom na obrázku l.Obrázok 4 je diagram uvádzajúci príklad spracovania vykonávaného modulačnou jednotkou 12 zobrazenou na obrázku 3.Obrázok 5 je blokový diagram zobrazujúci typickú konfiguráciu uskutočnenia realizujúceho demodulačný pristroj poskytnutý predloženým vynálezom.Obrázok 6 je blokový diagram zobrazujúci typickú konfiguráciu demodulačnej jednotky lll použitej v demodulačnom prístroji zobrazenom na obrázku 5.Obrázok 7 je vysvetľujúci diagram použitý na opísanie spracovania vykonávaného demodulačnou jednotkou lll zobrazenou na obrázku 6.Obrázok 8 je bloková schéma použitá ako referencia na vysvetlenie operácií uskutočnených jednotkou na odstraňovanie kontrolného bitu DSV l 12 použitou v demodulačnom prístroji zobrazenom na obrázku 5.Obrázok 9 je blokový diagram zobrazujúci ďalšiu typickú konfiguráciu uskutočnenia realizujúceho modulačný prístroj poskytnutý predloženým vynálezom.Obrázok 10 je blokový diagram zobrazujúci ďalšiu typickú konfiguráciu uskutočnenia realizujúceho demodulačný prístroj poskytnutý predloženým vynálezom.Obrázok ll je diagram zobrazujúci príklad kódu na záznam s vloženými synchronízačnými signálmi a kontrolnými bítmi DSV.Podrobný opis výhodných uskutočneníPred vysvetlením niektorých výhodných uskutočnení predloženého vynálezu, aby sa vyjasnili vzťahy spájajúce prostriedky predloženého vynálezu opisané v nárokoch s uskutočneniamí, v nasledujúcom opise charakterizujúcom vynález je každý prostriedok nasledovaný typickou realizáciou uvedenou v zátvorkách vo forme prostriedok (realizovaný napríklad typickým uskutočnenímľ. Zaiste nie je potrebné zdôrazňovať, že typické uskutočnenie sa nemá vykladať V obmedzujúcom zmysle. To znamená, že prostriedok nemusí byť nevyhnutne obmedzený na typické uskutočnenie spojené s týmto prostriedkom.Modulačný prístroj podľa nároku l sa vyznačuje tým, že premenlivý kód má ďalšie obmedzenie k 7 a že konverzia základného kódu, ktorá chýba v konverznej tabuľke, sa poskytne konverziou substitučného kódu.Podľa nároku 10 sa modulačný prístroj podľa nároku 10 ďalej vyznačuje tým, že má aj prostriedok na vkladanie synchronizačného signálu (realizovaný napríklad jednotkou vkladania synchronizačného signálu 212 zobrazenou na obrázku 9) na vkladanie synchronizačného signálu obsahujúceho jedinečný vzorec nezahmutý v uvedených konverzných kódoch uvedenej konverznej tabuľky na ľubovoľnú pozíciu v uvedenom reťazci kódových slov.Podľa nároku 21 sa modulačný prístroj podľa nároku l ďalej vyznačuje tým, že má prostriedok kontroly DSV (realizovaný napríklad jednotkou na určovanie/vkladanie kontrolného bitu DSV 11 zobrazenou na obrázku 1) na kontrolovanie DSV vstupných dát a dodávanie uvedených DSV uvedeným konverzným prostriedkom.Podľa nároku 22 sa modulačný prístroj podľa nároku 1 ďalej vyznačuje tým, že uvedený konverzný prostriedok obsahujeprvý prostriedok detekcíe kódov (realizovaný napríklad jednotkou detekcíe kódu limitujúceho po sebe nasledujúci výskyt minimálnych sérií 33 zobrazenou na obrázku 3) na detekciu uvedených prvých substitučných kódov na limitovanie počtu po sebe nasledujúcich výskytov uvedených minimálnych sérií d adruhý prostriedok na detekciu kódu (realizovaný napríklad ako prostriedok na detekciu kódu zabezpečujúceho maximálnu sériu 34 zobrazený na obrázku 3) na detekciu uvedených druhých substitučných kódov na udržiavanie limitu dĺžky série.Demodulačný prístroj podľa nároku 25 sa vyznačuje tým, že premenlivý kód má ďalšie obmedzenie k 7 a že konverzia základného kódu, ktora chýba V konverznej tabuľke, sa poskytne konverziou substitučného kódu.Podľa nároku 26 sa demodulačný prístroj podľa nároku 25 ďalej vyznačuje tým, že má prostriedok na odstraňovanie bitov (realizovaný napríklad jednotkou na odstraňovanie kontrolného bitu DSV 112 zobrazenou na obrázku 5) na odstraňovanie nadbytočných bitov vkladaných vo vopred určených intervaloch do uvedeného kódu.Výhodné uskutočnenia predloženého vynálezu sú opisané nasledovne. Aby bolo toto vysvetlenie ľahšie pochopiteľne, v nasledujúcom opise bude pole bitov O a l dát pred konverziou, teda predkonverzný dátový reťazec, reprezentovaný ako sled bitov uzatvorených v zátvorkách ( ), ako napríklad (00001 1). Na druhej strane pole bitov O a l kódu pochádzajúceho z konverzie, teda reťazec slov po konverzii, je reprezentovaný ako sled bitov ohraničený párom symbolov , ako napríklad 000100100. Tabuľky 2 a 3 sú príkladmi konverznej tabuľky na konverziu dát na kód v súlade s predloženým vynálezom.

MPK / Značky

MPK: H03M 5/14, G11B 20/14

Značky: minimálnej, prístroj, spôsob, dĺžky, serie, následným, program, limitovaním

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/34-288035-pristroj-sposob-a-program-na-modulaciu-demodulaciu-s-naslednym-limitovanim-minimalnej-dlzky-serie.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Prístroj, spôsob a program na moduláciu/demoduláciu s následným limitovaním minimálnej dĺžky série</a>

Podobne patenty