JPH0528018B2 - - Google Patents
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- JPH0528018B2 JPH0528018B2 JP59011579A JP1157984A JPH0528018B2 JP H0528018 B2 JPH0528018 B2 JP H0528018B2 JP 59011579 A JP59011579 A JP 59011579A JP 1157984 A JP1157984 A JP 1157984A JP H0528018 B2 JPH0528018 B2 JP H0528018B2
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- cds
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/38—Synchronous or start-stop systems, e.g. for Baudot code
- H04L25/40—Transmitting circuits; Receiving circuits
- H04L25/49—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems
- H04L25/4906—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems using binary codes
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
- Dc Digital Transmission (AREA)
Description
〔発明の技術分野〕
この発明は、2進データのブロツクコーデイン
グ符号化方式に関し、特に、たとえば、2進デー
タを磁気テープ等の記録媒体に記録再生をおこな
うのに適した伝送路符号に変換する符号化方式に
関するものである。 〔従来技術〕 一般に、情報を伝送路を介して伝達する場合、
その伝送路を効率よく、また情報の劣化をできる
だけ発生させない状態で使用するために、情報源
の形や伝送路の再生により、色々な変調方式が提
案され実用化されている。 一方、伝送路の特性により、変調方式に要求さ
れる条件は変化する。一般に、帯域通過特性を有
する伝送路が多い。例えば、磁気記録再生系が一
例として挙げられる。 特に、回転ヘツド方式VTR(Video Tape
Recolden)などの、磁気記録再生装置において
は、記録信号あるいは、再生信号は、ロータリー
トランスを通過するため、低域成分が遮断され
る。電磁変換をおこなうトランスジユーサの特性
や、各種損失等の要因により、伝送路は、帯域通
過特性を有している。 このような帯域通過特性をもつ伝送路は、前記
装置に限らず、トランスを介する伝送路ならび
に、ある種の光デイスク装置においてもあてはま
る。一般に光デイスク装置においては、低周波数
のヘツドトラツキング用信号が、主信号と周波数
多重されて記録されるため、主信号ならびにトラ
ツキング信号は、再生時、周波数分割がおこなわ
れ、主信号の伝送路としては、帯域通過形特性と
なる。 ここでは、この発明の説明に際し、以下、
VTRなどの磁気記録再生系を伝送路とした場合
を例に説明する。 このような帯域通過特性をもつ磁気記録再生系
に記録、再生をおこなう伝送路符号としては、直
流成分を含まず、しかも、変調出力信号の周波数
スペクトラムが伝送帯域内に集中するような符号
が適している。さらに、再生系では、再生信号か
らクロツクを再生する必要がある。しかし、再生
信号には、シツター成分が含まれていることが多
いため、信号検出の時間窓(以下ウインドウ幅と
呼ぶ)が広いことも重要な要素である。 さらに、直流成分が含まれないのみならず、低
域スペクトラムが、より少ない事も重要である。
これは、VTRなどにおいては、ヘツド巾が、ト
ラツクピツチよりも大きい状態で記録再生がおこ
なわれ、そのため、再生時隣接トラツクよりの妨
害が、再生データの品質を悪化させる。この妨害
を軽減するため、アジマス記録がおこなわれる
が、アジマス記録の効果は、高域周波数帯域でし
か効果がないため、記録信号に、低域スペクトラ
ムがより少ない事が必要である。 直流成分を含まない従来のブロツクコーデイン
グの一例として8−10変換符号がある。これは英
IBAで発明された符号で、IBA変調符号とも呼ば
れている。この8−10変換符号について、第1図
および第2図を用いて説明する。 第1図において、1は入力端、2はブロツク化
器、3は8−10変換器、4は並列−直列変換器、
5は伝送路、6は直列−並列変換器、7は10−8
変換器、8は送出器、9は出力端である。 第2図において、10はデータ列に対応するデ
ータクロツク信号(第2図A)、11は入力デー
タ列(第2図B)、12は変調出力に対応する変
調クロツク信号(第2図C)、13は変調出力信
号列(第2図D)である。各信号の番号は、第1
図に示した符号に対応している。 第1図において、入力端1に供給した入力デー
タ列11は、ブロツク化器2で8ビツト毎に区切
られ、語のデータ語となる。これを第2図で示す
と次のようになる。データクロツク信号10に従
つて読み込まれた入力データ列はan.0〜an.7の8
ビツトで区切られ、第nブロツクのデータ語とな
る。第1図において、8−10変換器3は、8ビツ
トのデータ語を、後述する規則に従つて10ビツト
の符号語に変換する。この時、第nブロツクのデ
ータ語に対応する符号語をbn.0〜bn.9の10ビツト
とすると、第2図に示したようになる。第2図に
おいて、14は一語長を表わしている。10ビツト
の符号語は、並列−直列変換器4で変調クロツク
信号12に従つて直列のデータ列とし、伝送路5
へ送出する。 復調では、第1図に示したように、伝送路5か
ら再生した信号を直列−並列変換器6で10ビツト
の符号語にもどし、10−8変換器7で符号語に対
応した8ビツトのデータ語を復調する。復調され
たデータ語は、送出器8で直列データ列に変換さ
れて出力端9より送出される。 10ビツトの語長をもつ符号語は、全部で1024
(210)語あるが、IBA変調符号では、この1024語
の符号語のうち、「1」と「0」とをそれぞれ5
ビツトずつ含む符号語だけを使用するものであ
る。このような組合せの符号語は、252(10C5)語
あり、これに対し8ビツトのデータ語は、256
(28)語あるので、上記符号語で足りない4語分
は、「1」を4ビツト含む符号語と、6ビツト含
む符号語を各2語用いる。以上説明したように、
IBA変調符号は、8ビツトのデータ語を、直流成
分を持たない10ビツトの符号語に変換するもので
ある。 ここで反転間隔について定義しておく。データ
語の二進情報「1」、「0」に対して波形の高
(H)レベルと低(L)レベルを割当てる(いわ
ゆる、NRZL変調)。このときのデータ語のビツ
トセル間隔をTとし、同様に符号語のビツトセル
間隔をrとする。波形が一方のレベルから他方の
レベルへ変化することを反転と呼び、反転から次
の反転までの間隔を反転間隔、各反転間隔の組合
せを反転パターンと呼ぶことにする。また、反転
間隔は、データ語のビツトセル長Tで表わすもの
とする。第2図を例とすれば、r=0.8Tとなる。 さて、前記のIBA変調茲号における反転間隔に
ついて説明する。変調出力の最小反転間隔Tmin
は、1rつまり0.8Tとなる。また、最大反転間隔
Tmaxは、符号語間のつながりも含めれば11r=
8.8Tとなる。全ての反転間隔は、K・r=0.8・
K・T(K=1.2.….11)となり、全部で11種類
ある。IBA変調符号では、このように反転間隔の
種類が多いこと、特に、最大反転間隔Tmaxが大
きいことにより、その周波数スペクトラムが広く
分散する。そのため、伝送に必要な帯域幅が広く
なり、又、再生クロツクの作成が困難になり、か
つ不安定になる欠点があつた。 ここで、変調信号が直流成分を含まないために
必要な条件を明確にしておく。 今、ある信号を時間の関数g(t)で表現する。
関数g(t)が積分値有界形の関数であれば、関
数g(t)で表わされる信号は、直流成分を含ま
ないと言える。即ち、次式を満足すればよいこと
になる。 |∫g(t)dr|K1 ……(1) (ただし、K1は任意定数) 関数g(t)として、二進信号を考えたときに
第(1)式を満足させる符号は「二進平衡符号」と呼
ばれている。次に、符号語の持つ蓄積電荷量Qに
ついて説明する。既に述べたように、この発明で
は、二進信号「1」,「0」に信号波形の高レベル
と低レベルを割当てた場合を考えている(いわゆ
るNRZL符号である)。符号語のデイジツトY1の
値が、Y1=1のときに電荷q1=+1、Y1=0の
ときに電荷q1=−1を持つものとし、この各デイ
ジツトY1の持つ電荷量q1を1語内で積算したも
のを蓄積電荷量Qkと呼び、この蓄積電荷量Qkは
Code Digital Value(CDS)と呼ばれ、次式のよ
うに表わされる。 Qk=o-1 Σ1=0 q1 ……(2) (ただし、Kは第Kブロツクの符号語を表わ
す) この各符号語での蓄積電荷量Qkを順次変調出
力に従つて積算したものを蓄積電荷量の積算値
Snと呼び、この蓄積電荷量の積算値SnはSn=
ΣSnと表わされる。 又、各符号語のi番目ビツトまでの蓄積電荷量
の積算値は、Digital Sum Valve(DSV)と呼ば
れ、次式のように表わされる。 S′i=Sn+i Σi=1 qi ……(3) 以下の説明では、蓄積電荷量が零となる符号語
を、Zero Disparity Codeと呼び、ZDCと表わ
し、蓄積電荷量が非零となる符号語をLow
Disparity Codeと呼び、LDCと表わすことにす
る。 つぎに、符号の反転パターンについて説明す
る。ある符号語において、その反転間隔の順序は
同じであるが、信号波形のレベルが逆になつたパ
ターンが2種類ある。8ビツトの符号語について
の例を第3図に示す。第3図において、A−1と
A−2およびB−1とB−2で示した反転パター
ンは、それぞれ鏡像対称となつている。ただし、
これらの符号語は独立であるので、それぞれ別の
データを表わすことができるのは当然である。こ
こでは、これら鏡像対称な反転パターンのうち、
最初のデイジツトがLレベルのものを表パター
ン、Hレベルのものを裏パターンと呼ぶことにす
る。 第3図において、B−1とB−2の符号語で示
したように、表パターンの蓄積電荷量と裏パター
ンの蓄積電荷量とは、その符号(±)が反対で絶
対値は等しくなる。 先に説明したIBA変調符号では、直流成分を無
くすためにZDCを用いたと言うことができる。
しかし、直流成分を無くすためには、第(1)式を満
足させればよいのであつて、LDCであつても、
表パターンと裏パターンを利用することにより二
値平衡符号を構成することができる。この意味
は、もし、蓄積電荷量が正なら、負のCDSをも
つパターンを変換パターンにし、負なら、正の
CDSをもつパターンを変換パターンにすること
により、蓄積電荷量は発数せず、直流成分がなく
なる。この事は既に報告されている。 (例えば、昭和55年テレビジヨン学会技術報告
番号IT45−5) このような構成法による新規な変調符号として
8−20変調符号が既に提案されている。この変調
符号の詳しい説明は省略するが、その概略を述べ
ると次のようになる。8−20変換符号の最大の特
徴はTminが1Tより大きいということであり、
Tmin=1.2Tとなつている。Tmaxは符号の構成
により少し変わるが、Tmax=5.6Tまたは7.2T
と比較的小さくなつている。当然二進平衡符号の
条件を満たしている。 この8−20変換符号の欠点は、信号再生時のウ
インド幅Tが狭いことであり、Tw=0.4Tとなつ
ている。今考えている磁気記録再生系のように、
信号再生時にクロツク再生も行なわなければなら
ない系では、再生信号と再生クロツクとの間にジ
ツターが発生し易くなるため、ウインドウ幅Tw
が狭いほど再生条件は不利になる。 一般に、変調符号の性能を評価するため一つの
指標として、TwとTminの積がある。ここで、
TCR=(Tw/T)×(Tmin/T) ……(3) とするとIBA変調符号では、TCR=0.64となり、
8−20変換符号では、TCR=0.48となる。した
がつて、必要とされる符号化方式は、直流成分を
含まず、低域スペクトラムが小さく、占有帯域巾
が狭く、かつ、ウインドウ幅は狭くならないこと
が必要である。 さらに、復号化においては、復号用ブロツク同
期が符号化データ列より容易に得ることができ、
又、一般に記録される2進データは、フレーム単
位に完結されたデータであり、各フレームには、
フレーム同期信号があり、このフレーム同期信号
の位置にしたがつて、再生復号データの誤り訂正
処理、ならびに、フレーム内データの処理をおこ
なう。 このため、前記フレーム同期信号は、DC成分
がなし、かつ、通常の符号化規則によつては、存
在しない特異なパターンである必要があり、符号
化方式においては、このような特異パターンを発
生しない事が望ましい。 〔発明の概要〕 本発明は、上記項目に適した、符号化方式を提
示するものである。 すなわち、2進入力データを、Mビツト毎に区
切り、Nビツトの符号語に変換する符号化方式に
おいて、Mビツトのデータ語に対応させるアルゴ
リズムとして、次のA,B,Cの符号語グループ
を使用し、 A;符号語の前端あるいは後端の反転間隔長、及
び符号語内の反転間隔長が各々所定値以下で、
かつCDS=0。 B;符号語の前端あるいは後端の反転間隔長がA
グループより長く、かつ符号語内の反転間隔長
が各々所定値以下で、かつCDS=0。 C;符号語の前端あるいは後端の反転間隔長、及
び符号語内の反転間隔長が各々所定値以下で、
かつCDS≠0。 Aグループでは表パターンと裏パターンの各々
にデータを一意的に対応させ、BグループとCグ
ループでは表パターンと裏パターンの一対で1デ
ータ語を構成し、Bグループでは符号語間の反転
間隔長が小さくなるように、Cグループでは符号
語のCDSの積算値が小さくなるように表裏パタ
ーンの選択を行うことにより、直流成分を含ま
ず、かつ、DSVの変化量が小さく、又、復号用
ブロツク同期が符号化データ列より容易に得るこ
とが可能な符号化方式を得ることを目的とする。 〔発明の実施例〕 以下、この発明の実施例を図について説明す
る。本発明による変換符号は、入力データ列をM
(整数)ビツトで区切つてブロツク化したデータ
語を、別のデータパターンを持つN(Mより大き
い整数)ビツトの符号語に変換するブロツクコー
デイニング符号化方式の一種である。MとNの値
は、N>Mの条件を満たす範囲の整数値からいく
つか選択することができるが、ここでは従来例に
挙げたIBA変調符号との相違を明確にするため、
同じく8−10変換を行なうブロツクコーデイング
とする。また、名称を区別するため、この発明に
よる8−10変換符号を8−10M符号と呼ぶことに
する。 本符号化方式の骨子は、先述したごとく、すで
に明らかになつている事項、すなわちLDC符号
語は表パターンと裏パターンを用いることによ
り、2値平衡符号を構成することができるという
考えに、さらに新規な思想、すなわち、特殊な
ZDC符号語にも表パターンと裏パターンを用い
ることにより、よりDSV及びCDSが小さくなり、
かつ、復号用ブロツク同期が変換符号系列より容
易に検出でき、かつ、先述のフレーム同期信号を
CDSが零でかつ特典パターンとすることが可能
であることを実現したものである。 まず、10ビツトの符号語に含まれる各反転間隔
の組み合わせによるパターン数を検討する。 符号語の両端部の反転間隔長を符号語のビツト
セル間隔τに対してN1×τとし、符号語内の反
転間隔長の最大値を、N2×τとした場合のパタ
ーン数を第1表に示した。
グ符号化方式に関し、特に、たとえば、2進デー
タを磁気テープ等の記録媒体に記録再生をおこな
うのに適した伝送路符号に変換する符号化方式に
関するものである。 〔従来技術〕 一般に、情報を伝送路を介して伝達する場合、
その伝送路を効率よく、また情報の劣化をできる
だけ発生させない状態で使用するために、情報源
の形や伝送路の再生により、色々な変調方式が提
案され実用化されている。 一方、伝送路の特性により、変調方式に要求さ
れる条件は変化する。一般に、帯域通過特性を有
する伝送路が多い。例えば、磁気記録再生系が一
例として挙げられる。 特に、回転ヘツド方式VTR(Video Tape
Recolden)などの、磁気記録再生装置において
は、記録信号あるいは、再生信号は、ロータリー
トランスを通過するため、低域成分が遮断され
る。電磁変換をおこなうトランスジユーサの特性
や、各種損失等の要因により、伝送路は、帯域通
過特性を有している。 このような帯域通過特性をもつ伝送路は、前記
装置に限らず、トランスを介する伝送路ならび
に、ある種の光デイスク装置においてもあてはま
る。一般に光デイスク装置においては、低周波数
のヘツドトラツキング用信号が、主信号と周波数
多重されて記録されるため、主信号ならびにトラ
ツキング信号は、再生時、周波数分割がおこなわ
れ、主信号の伝送路としては、帯域通過形特性と
なる。 ここでは、この発明の説明に際し、以下、
VTRなどの磁気記録再生系を伝送路とした場合
を例に説明する。 このような帯域通過特性をもつ磁気記録再生系
に記録、再生をおこなう伝送路符号としては、直
流成分を含まず、しかも、変調出力信号の周波数
スペクトラムが伝送帯域内に集中するような符号
が適している。さらに、再生系では、再生信号か
らクロツクを再生する必要がある。しかし、再生
信号には、シツター成分が含まれていることが多
いため、信号検出の時間窓(以下ウインドウ幅と
呼ぶ)が広いことも重要な要素である。 さらに、直流成分が含まれないのみならず、低
域スペクトラムが、より少ない事も重要である。
これは、VTRなどにおいては、ヘツド巾が、ト
ラツクピツチよりも大きい状態で記録再生がおこ
なわれ、そのため、再生時隣接トラツクよりの妨
害が、再生データの品質を悪化させる。この妨害
を軽減するため、アジマス記録がおこなわれる
が、アジマス記録の効果は、高域周波数帯域でし
か効果がないため、記録信号に、低域スペクトラ
ムがより少ない事が必要である。 直流成分を含まない従来のブロツクコーデイン
グの一例として8−10変換符号がある。これは英
IBAで発明された符号で、IBA変調符号とも呼ば
れている。この8−10変換符号について、第1図
および第2図を用いて説明する。 第1図において、1は入力端、2はブロツク化
器、3は8−10変換器、4は並列−直列変換器、
5は伝送路、6は直列−並列変換器、7は10−8
変換器、8は送出器、9は出力端である。 第2図において、10はデータ列に対応するデ
ータクロツク信号(第2図A)、11は入力デー
タ列(第2図B)、12は変調出力に対応する変
調クロツク信号(第2図C)、13は変調出力信
号列(第2図D)である。各信号の番号は、第1
図に示した符号に対応している。 第1図において、入力端1に供給した入力デー
タ列11は、ブロツク化器2で8ビツト毎に区切
られ、語のデータ語となる。これを第2図で示す
と次のようになる。データクロツク信号10に従
つて読み込まれた入力データ列はan.0〜an.7の8
ビツトで区切られ、第nブロツクのデータ語とな
る。第1図において、8−10変換器3は、8ビツ
トのデータ語を、後述する規則に従つて10ビツト
の符号語に変換する。この時、第nブロツクのデ
ータ語に対応する符号語をbn.0〜bn.9の10ビツト
とすると、第2図に示したようになる。第2図に
おいて、14は一語長を表わしている。10ビツト
の符号語は、並列−直列変換器4で変調クロツク
信号12に従つて直列のデータ列とし、伝送路5
へ送出する。 復調では、第1図に示したように、伝送路5か
ら再生した信号を直列−並列変換器6で10ビツト
の符号語にもどし、10−8変換器7で符号語に対
応した8ビツトのデータ語を復調する。復調され
たデータ語は、送出器8で直列データ列に変換さ
れて出力端9より送出される。 10ビツトの語長をもつ符号語は、全部で1024
(210)語あるが、IBA変調符号では、この1024語
の符号語のうち、「1」と「0」とをそれぞれ5
ビツトずつ含む符号語だけを使用するものであ
る。このような組合せの符号語は、252(10C5)語
あり、これに対し8ビツトのデータ語は、256
(28)語あるので、上記符号語で足りない4語分
は、「1」を4ビツト含む符号語と、6ビツト含
む符号語を各2語用いる。以上説明したように、
IBA変調符号は、8ビツトのデータ語を、直流成
分を持たない10ビツトの符号語に変換するもので
ある。 ここで反転間隔について定義しておく。データ
語の二進情報「1」、「0」に対して波形の高
(H)レベルと低(L)レベルを割当てる(いわ
ゆる、NRZL変調)。このときのデータ語のビツ
トセル間隔をTとし、同様に符号語のビツトセル
間隔をrとする。波形が一方のレベルから他方の
レベルへ変化することを反転と呼び、反転から次
の反転までの間隔を反転間隔、各反転間隔の組合
せを反転パターンと呼ぶことにする。また、反転
間隔は、データ語のビツトセル長Tで表わすもの
とする。第2図を例とすれば、r=0.8Tとなる。 さて、前記のIBA変調茲号における反転間隔に
ついて説明する。変調出力の最小反転間隔Tmin
は、1rつまり0.8Tとなる。また、最大反転間隔
Tmaxは、符号語間のつながりも含めれば11r=
8.8Tとなる。全ての反転間隔は、K・r=0.8・
K・T(K=1.2.….11)となり、全部で11種類
ある。IBA変調符号では、このように反転間隔の
種類が多いこと、特に、最大反転間隔Tmaxが大
きいことにより、その周波数スペクトラムが広く
分散する。そのため、伝送に必要な帯域幅が広く
なり、又、再生クロツクの作成が困難になり、か
つ不安定になる欠点があつた。 ここで、変調信号が直流成分を含まないために
必要な条件を明確にしておく。 今、ある信号を時間の関数g(t)で表現する。
関数g(t)が積分値有界形の関数であれば、関
数g(t)で表わされる信号は、直流成分を含ま
ないと言える。即ち、次式を満足すればよいこと
になる。 |∫g(t)dr|K1 ……(1) (ただし、K1は任意定数) 関数g(t)として、二進信号を考えたときに
第(1)式を満足させる符号は「二進平衡符号」と呼
ばれている。次に、符号語の持つ蓄積電荷量Qに
ついて説明する。既に述べたように、この発明で
は、二進信号「1」,「0」に信号波形の高レベル
と低レベルを割当てた場合を考えている(いわゆ
るNRZL符号である)。符号語のデイジツトY1の
値が、Y1=1のときに電荷q1=+1、Y1=0の
ときに電荷q1=−1を持つものとし、この各デイ
ジツトY1の持つ電荷量q1を1語内で積算したも
のを蓄積電荷量Qkと呼び、この蓄積電荷量Qkは
Code Digital Value(CDS)と呼ばれ、次式のよ
うに表わされる。 Qk=o-1 Σ1=0 q1 ……(2) (ただし、Kは第Kブロツクの符号語を表わ
す) この各符号語での蓄積電荷量Qkを順次変調出
力に従つて積算したものを蓄積電荷量の積算値
Snと呼び、この蓄積電荷量の積算値SnはSn=
ΣSnと表わされる。 又、各符号語のi番目ビツトまでの蓄積電荷量
の積算値は、Digital Sum Valve(DSV)と呼ば
れ、次式のように表わされる。 S′i=Sn+i Σi=1 qi ……(3) 以下の説明では、蓄積電荷量が零となる符号語
を、Zero Disparity Codeと呼び、ZDCと表わ
し、蓄積電荷量が非零となる符号語をLow
Disparity Codeと呼び、LDCと表わすことにす
る。 つぎに、符号の反転パターンについて説明す
る。ある符号語において、その反転間隔の順序は
同じであるが、信号波形のレベルが逆になつたパ
ターンが2種類ある。8ビツトの符号語について
の例を第3図に示す。第3図において、A−1と
A−2およびB−1とB−2で示した反転パター
ンは、それぞれ鏡像対称となつている。ただし、
これらの符号語は独立であるので、それぞれ別の
データを表わすことができるのは当然である。こ
こでは、これら鏡像対称な反転パターンのうち、
最初のデイジツトがLレベルのものを表パター
ン、Hレベルのものを裏パターンと呼ぶことにす
る。 第3図において、B−1とB−2の符号語で示
したように、表パターンの蓄積電荷量と裏パター
ンの蓄積電荷量とは、その符号(±)が反対で絶
対値は等しくなる。 先に説明したIBA変調符号では、直流成分を無
くすためにZDCを用いたと言うことができる。
しかし、直流成分を無くすためには、第(1)式を満
足させればよいのであつて、LDCであつても、
表パターンと裏パターンを利用することにより二
値平衡符号を構成することができる。この意味
は、もし、蓄積電荷量が正なら、負のCDSをも
つパターンを変換パターンにし、負なら、正の
CDSをもつパターンを変換パターンにすること
により、蓄積電荷量は発数せず、直流成分がなく
なる。この事は既に報告されている。 (例えば、昭和55年テレビジヨン学会技術報告
番号IT45−5) このような構成法による新規な変調符号として
8−20変調符号が既に提案されている。この変調
符号の詳しい説明は省略するが、その概略を述べ
ると次のようになる。8−20変換符号の最大の特
徴はTminが1Tより大きいということであり、
Tmin=1.2Tとなつている。Tmaxは符号の構成
により少し変わるが、Tmax=5.6Tまたは7.2T
と比較的小さくなつている。当然二進平衡符号の
条件を満たしている。 この8−20変換符号の欠点は、信号再生時のウ
インド幅Tが狭いことであり、Tw=0.4Tとなつ
ている。今考えている磁気記録再生系のように、
信号再生時にクロツク再生も行なわなければなら
ない系では、再生信号と再生クロツクとの間にジ
ツターが発生し易くなるため、ウインドウ幅Tw
が狭いほど再生条件は不利になる。 一般に、変調符号の性能を評価するため一つの
指標として、TwとTminの積がある。ここで、
TCR=(Tw/T)×(Tmin/T) ……(3) とするとIBA変調符号では、TCR=0.64となり、
8−20変換符号では、TCR=0.48となる。した
がつて、必要とされる符号化方式は、直流成分を
含まず、低域スペクトラムが小さく、占有帯域巾
が狭く、かつ、ウインドウ幅は狭くならないこと
が必要である。 さらに、復号化においては、復号用ブロツク同
期が符号化データ列より容易に得ることができ、
又、一般に記録される2進データは、フレーム単
位に完結されたデータであり、各フレームには、
フレーム同期信号があり、このフレーム同期信号
の位置にしたがつて、再生復号データの誤り訂正
処理、ならびに、フレーム内データの処理をおこ
なう。 このため、前記フレーム同期信号は、DC成分
がなし、かつ、通常の符号化規則によつては、存
在しない特異なパターンである必要があり、符号
化方式においては、このような特異パターンを発
生しない事が望ましい。 〔発明の概要〕 本発明は、上記項目に適した、符号化方式を提
示するものである。 すなわち、2進入力データを、Mビツト毎に区
切り、Nビツトの符号語に変換する符号化方式に
おいて、Mビツトのデータ語に対応させるアルゴ
リズムとして、次のA,B,Cの符号語グループ
を使用し、 A;符号語の前端あるいは後端の反転間隔長、及
び符号語内の反転間隔長が各々所定値以下で、
かつCDS=0。 B;符号語の前端あるいは後端の反転間隔長がA
グループより長く、かつ符号語内の反転間隔長
が各々所定値以下で、かつCDS=0。 C;符号語の前端あるいは後端の反転間隔長、及
び符号語内の反転間隔長が各々所定値以下で、
かつCDS≠0。 Aグループでは表パターンと裏パターンの各々
にデータを一意的に対応させ、BグループとCグ
ループでは表パターンと裏パターンの一対で1デ
ータ語を構成し、Bグループでは符号語間の反転
間隔長が小さくなるように、Cグループでは符号
語のCDSの積算値が小さくなるように表裏パタ
ーンの選択を行うことにより、直流成分を含ま
ず、かつ、DSVの変化量が小さく、又、復号用
ブロツク同期が符号化データ列より容易に得るこ
とが可能な符号化方式を得ることを目的とする。 〔発明の実施例〕 以下、この発明の実施例を図について説明す
る。本発明による変換符号は、入力データ列をM
(整数)ビツトで区切つてブロツク化したデータ
語を、別のデータパターンを持つN(Mより大き
い整数)ビツトの符号語に変換するブロツクコー
デイニング符号化方式の一種である。MとNの値
は、N>Mの条件を満たす範囲の整数値からいく
つか選択することができるが、ここでは従来例に
挙げたIBA変調符号との相違を明確にするため、
同じく8−10変換を行なうブロツクコーデイング
とする。また、名称を区別するため、この発明に
よる8−10変換符号を8−10M符号と呼ぶことに
する。 本符号化方式の骨子は、先述したごとく、すで
に明らかになつている事項、すなわちLDC符号
語は表パターンと裏パターンを用いることによ
り、2値平衡符号を構成することができるという
考えに、さらに新規な思想、すなわち、特殊な
ZDC符号語にも表パターンと裏パターンを用い
ることにより、よりDSV及びCDSが小さくなり、
かつ、復号用ブロツク同期が変換符号系列より容
易に検出でき、かつ、先述のフレーム同期信号を
CDSが零でかつ特典パターンとすることが可能
であることを実現したものである。 まず、10ビツトの符号語に含まれる各反転間隔
の組み合わせによるパターン数を検討する。 符号語の両端部の反転間隔長を符号語のビツト
セル間隔τに対してN1×τとし、符号語内の反
転間隔長の最大値を、N2×τとした場合のパタ
ーン数を第1表に示した。
【表】
【表】
従来の考え方では、ZDCパターンは、そのま
ま反転符号として使用し、LDCパターンは、表
裏パターンとして使用する。そのため、N1は3
未満でないと、符号語間のつながり部で最大6〓の
反転間隔が発生する。 第1表より、反転間隔が、4以内の2値平衡符
号を構成し、そのパターン数が8ビツトデータの
パターン数(256)を満足するのは、CDSの変化
を最小になるように考慮すると、グループ1〜3
を採用した場合であり、この場合は、276通りと
なり、変換符号のCDSmaxは、±2、DSVmaxは
±5となる。しかし、反転間隔が4τのパターン
が、符号語間及び符号語内で発生し、復号時のブ
ロツク同期が容易に検出されない欠点がある。こ
の欠点を解消するためには、反転間隔が4τのパタ
ーンが符号語内で発生しなくすればよい。この場
合、採用グループは1、3、5となり、272通り
となる。しかし、CDSmaxは±4、DSVmaxは
±6となり、低域スペクトラムの抑圧が低下す
る。本発明は、符号語の先端部の反転間隔が3τで
後端部の反転間隔が3未満であり、N2<4かつ
CDSが零の第6グループを考える。このパター
ン数は16通りあり、従来の符号語変換可能数は16
通りであるが、このパターンをも、表パターン
と、裏パターン一対として、使用する。 図4に第6グループの表パターンの例を示す。
その使用方法は、より反転間隔が短かくなるよう
に、表、裏パターンを選定する。具体的には、前
の符号語の最後のビツトが「1」であれば、「0」
で初まるパターンを選定し、「0」であれば、そ
の裏パターンを使用する。 本方式で採用するグループは、1、3、6であ
る。この結果、CDSmaxは±2、DSVmaxは±
5となる。また、反転間隔が4τのパターンは、符
号語間でのみ発生し、復号時のブロツク同期の検
出が容易となり、従来のLDCパターンのみを、
表、裏パターンを使用する方法の欠点をなくすこ
とができる。又、本符号化方式においては、反転
間隔が4τのパターンが連続することはなく、その
ため、「1000011110」パターンあるいは、
「0111100001」パターンは、CDSが零でかつ特異
パターンとなり、前記フレーム同期信号用のパタ
ーンとすることができる。また、符号語のCDS
は、0、±2の3種類のみであり、後述の符号器
の一構成例で述べるごとくCDS値の検出及び処
理用ハードウエアーが簡単になることも利点であ
る。 以上のように構成した符号語による8−10M符
号の特性は次のようになる。 1 Tmax=4τ(=3.2T) 2 Tmin=1τ(=0.8T) 3 Tw =1τ(=0.8T) 4 二値平衡符号(直流成分をもたない) 5 蓄積電荷量:|CDS|2 6 |DSV|5 次に、以上説明した8−10M符号化をおこなう
ための符号器の一構成例について、第5図を参照
して説明する。第5図において、20はデータ入
力端子、21はブロツク化器、22は8−10変換
器、23は反転器、24はラツチ、25は並列−
直列変換器、26は変調出力端、27は反転制御
器である。第5図において、データ入力端子20
から供給したデータ列dは、ブロツク化器21で
8ビツト毎に区切られ、第nブロツクのデータ語
An(an、0、…、an.7)となる。このデータ語
Anは、8−10変換器22に供給される。8−10
変換器22は、メモリで構成されており、供給さ
れたデータ語Anをアドレスとして、そのデータ
語Anに対応する符号語の反転パターンと、その
符号語の持つ蓄積電荷量を表わした情報値とが、
上記アドレスのデータ部に記憶されている。記憶
している反転パターンは、表1で示されたグルー
プのNo.1(158種類)とNo.3(96種類)とNo.6(8種
類)パターンである。この発明による8−10M符
号に用いる各種符号語のCDS値は、0、±2の3
種類のみであるので、1例として第2表のごと
く、2ビツトコードを割り当てるとする。
ま反転符号として使用し、LDCパターンは、表
裏パターンとして使用する。そのため、N1は3
未満でないと、符号語間のつながり部で最大6〓の
反転間隔が発生する。 第1表より、反転間隔が、4以内の2値平衡符
号を構成し、そのパターン数が8ビツトデータの
パターン数(256)を満足するのは、CDSの変化
を最小になるように考慮すると、グループ1〜3
を採用した場合であり、この場合は、276通りと
なり、変換符号のCDSmaxは、±2、DSVmaxは
±5となる。しかし、反転間隔が4τのパターン
が、符号語間及び符号語内で発生し、復号時のブ
ロツク同期が容易に検出されない欠点がある。こ
の欠点を解消するためには、反転間隔が4τのパタ
ーンが符号語内で発生しなくすればよい。この場
合、採用グループは1、3、5となり、272通り
となる。しかし、CDSmaxは±4、DSVmaxは
±6となり、低域スペクトラムの抑圧が低下す
る。本発明は、符号語の先端部の反転間隔が3τで
後端部の反転間隔が3未満であり、N2<4かつ
CDSが零の第6グループを考える。このパター
ン数は16通りあり、従来の符号語変換可能数は16
通りであるが、このパターンをも、表パターン
と、裏パターン一対として、使用する。 図4に第6グループの表パターンの例を示す。
その使用方法は、より反転間隔が短かくなるよう
に、表、裏パターンを選定する。具体的には、前
の符号語の最後のビツトが「1」であれば、「0」
で初まるパターンを選定し、「0」であれば、そ
の裏パターンを使用する。 本方式で採用するグループは、1、3、6であ
る。この結果、CDSmaxは±2、DSVmaxは±
5となる。また、反転間隔が4τのパターンは、符
号語間でのみ発生し、復号時のブロツク同期の検
出が容易となり、従来のLDCパターンのみを、
表、裏パターンを使用する方法の欠点をなくすこ
とができる。又、本符号化方式においては、反転
間隔が4τのパターンが連続することはなく、その
ため、「1000011110」パターンあるいは、
「0111100001」パターンは、CDSが零でかつ特異
パターンとなり、前記フレーム同期信号用のパタ
ーンとすることができる。また、符号語のCDS
は、0、±2の3種類のみであり、後述の符号器
の一構成例で述べるごとくCDS値の検出及び処
理用ハードウエアーが簡単になることも利点であ
る。 以上のように構成した符号語による8−10M符
号の特性は次のようになる。 1 Tmax=4τ(=3.2T) 2 Tmin=1τ(=0.8T) 3 Tw =1τ(=0.8T) 4 二値平衡符号(直流成分をもたない) 5 蓄積電荷量:|CDS|2 6 |DSV|5 次に、以上説明した8−10M符号化をおこなう
ための符号器の一構成例について、第5図を参照
して説明する。第5図において、20はデータ入
力端子、21はブロツク化器、22は8−10変換
器、23は反転器、24はラツチ、25は並列−
直列変換器、26は変調出力端、27は反転制御
器である。第5図において、データ入力端子20
から供給したデータ列dは、ブロツク化器21で
8ビツト毎に区切られ、第nブロツクのデータ語
An(an、0、…、an.7)となる。このデータ語
Anは、8−10変換器22に供給される。8−10
変換器22は、メモリで構成されており、供給さ
れたデータ語Anをアドレスとして、そのデータ
語Anに対応する符号語の反転パターンと、その
符号語の持つ蓄積電荷量を表わした情報値とが、
上記アドレスのデータ部に記憶されている。記憶
している反転パターンは、表1で示されたグルー
プのNo.1(158種類)とNo.3(96種類)とNo.6(8種
類)パターンである。この発明による8−10M符
号に用いる各種符号語のCDS値は、0、±2の3
種類のみであるので、1例として第2表のごと
く、2ビツトコードを割り当てるとする。
【表】
さて、8−10変換器22は、供給されたデータ
語Anに従つて符号語Bn(bn.0〜bn.9)の各ビツト
およびその蓄積電荷量Qnの値を読み出す。符号
語Bnは、反転器23へ供給され、蓄積電荷量Qn
は、反転制御器27へ供給される。反転器23
は、反転制御器27からの反転制御信号1がHレ
ベルのとき入力の符号語Bnを反転させて裏パタ
ーンとし、また、反転制御信号1がLレベルのと
きは反転させずに表パターンとして、次のラツチ
24へ送出する。ラツチ24は、符号語Bnの伝
送クロツクの単位時間の間符号語BnおよびCDS
積算値を示す情報Q′nを保持するものである。並
列−直列変換器25は、ラツチ24から送出され
た符号語Bnを直列のデータ列に変換し、変調出
力として変調出力端26より送出する。反転制御
器は、既に説明した判定条件に従つて判定をおこ
ない、その結果により反転制御信号iのレベルを
変化させ、反転器23の制御をおこなう。また、
8−10変換器より出力されるCDS情報Qnと、過
去のCDS値の積算値Q′n−1とにより、反転制御
によるQnの変化を考慮した後、現在のCDS値Qn
を求め、ラツチ24に送出する。又、iの変化
は、過去の変換データの最終ビツドbn−1、9と、
第1表のブロツクNo.6の表パターン(第4図パタ
ーン)が発生したとき、このパターンの先頭3ビ
ツト(bn、0〜bn、2)が共に負の場合においても、
iは正となる。反転制御器27の−構成例の入出
力アルゴリズムを第3表に示した。論理式は、以
下になる。
語Anに従つて符号語Bn(bn.0〜bn.9)の各ビツト
およびその蓄積電荷量Qnの値を読み出す。符号
語Bnは、反転器23へ供給され、蓄積電荷量Qn
は、反転制御器27へ供給される。反転器23
は、反転制御器27からの反転制御信号1がHレ
ベルのとき入力の符号語Bnを反転させて裏パタ
ーンとし、また、反転制御信号1がLレベルのと
きは反転させずに表パターンとして、次のラツチ
24へ送出する。ラツチ24は、符号語Bnの伝
送クロツクの単位時間の間符号語BnおよびCDS
積算値を示す情報Q′nを保持するものである。並
列−直列変換器25は、ラツチ24から送出され
た符号語Bnを直列のデータ列に変換し、変調出
力として変調出力端26より送出する。反転制御
器は、既に説明した判定条件に従つて判定をおこ
ない、その結果により反転制御信号iのレベルを
変化させ、反転器23の制御をおこなう。また、
8−10変換器より出力されるCDS情報Qnと、過
去のCDS値の積算値Q′n−1とにより、反転制御
によるQnの変化を考慮した後、現在のCDS値Qn
を求め、ラツチ24に送出する。又、iの変化
は、過去の変換データの最終ビツドbn−1、9と、
第1表のブロツクNo.6の表パターン(第4図パタ
ーン)が発生したとき、このパターンの先頭3ビ
ツト(bn、0〜bn、2)が共に負の場合においても、
iは正となる。反転制御器27の−構成例の入出
力アルゴリズムを第3表に示した。論理式は、以
下になる。
【表】
【表】
但し、
(1) Z=、0×、1×、2×−1、9
(2) 斜線部は指定せず
(3) 表中、例えばQn=01とは、Qn、1=0、Qn、
0=1を示す。 i=Z+′−1、1×Qn′−1、0×、11×Qn、0 +Q′n−1、1×′−1、0×Qn、1×、0−(4
) Q′n、1=′−1、1×′−1、0×Qn、1×、
0 +Q′n−1、1×′−1、0×、1×、0
−(5) Q′n、0=′−1、1×′−1、0×、、1×Qn
、0 +Q′−1、1 ×Q′n−1、0×、1×、0−(
6) このように、反転制御器の構成が非常に簡単に
なるのは、本発明における符号語のCDS値の通
り数が3種類と小なく、又、ZDC符号の表、裏
パターンを使用する第1表のグループNo.6の検出
が、先頭よりの3ビツトの論理で検出できるため
である。 次に、新8−10変換符号の復号器の一構成例に
ついて、第6図を用いて説明する。 第6図において、50は伝送路、51は信号検
出器、52は直列−並列変換器、53は10−8変
換器、54は並列−直列変換器である。 第5図において変調出力端26から送出された
変調符号は、第6図に示したように、伝送路50
を通り、信号検出器51で受信される。信号検出
器51は、受信した信号を二値信号として再生し
直列−並列変換器52へ送出する。直列−並列変
換器52は、再生信号を10ビツトの符号語Bnへ
もどし、10−8変換器53へ送出する。10−8変
換器53は、メモリで構成されており、符号語
Bnに対応した8ビツトのデータ語Anを復号す
る。復号されたデータ語Anは、並列−直列変換
器54で直列データ列に変換され、出力端55か
ら送出される。 つぎに、10−8変換器53のメモリでのデータ
の記入例について、第4表を用いて説明する。
0=1を示す。 i=Z+′−1、1×Qn′−1、0×、11×Qn、0 +Q′n−1、1×′−1、0×Qn、1×、0−(4
) Q′n、1=′−1、1×′−1、0×Qn、1×、
0 +Q′n−1、1×′−1、0×、1×、0
−(5) Q′n、0=′−1、1×′−1、0×、、1×Qn
、0 +Q′−1、1 ×Q′n−1、0×、1×、0−(
6) このように、反転制御器の構成が非常に簡単に
なるのは、本発明における符号語のCDS値の通
り数が3種類と小なく、又、ZDC符号の表、裏
パターンを使用する第1表のグループNo.6の検出
が、先頭よりの3ビツトの論理で検出できるため
である。 次に、新8−10変換符号の復号器の一構成例に
ついて、第6図を用いて説明する。 第6図において、50は伝送路、51は信号検
出器、52は直列−並列変換器、53は10−8変
換器、54は並列−直列変換器である。 第5図において変調出力端26から送出された
変調符号は、第6図に示したように、伝送路50
を通り、信号検出器51で受信される。信号検出
器51は、受信した信号を二値信号として再生し
直列−並列変換器52へ送出する。直列−並列変
換器52は、再生信号を10ビツトの符号語Bnへ
もどし、10−8変換器53へ送出する。10−8変
換器53は、メモリで構成されており、符号語
Bnに対応した8ビツトのデータ語Anを復号す
る。復号されたデータ語Anは、並列−直列変換
器54で直列データ列に変換され、出力端55か
ら送出される。 つぎに、10−8変換器53のメモリでのデータ
の記入例について、第4表を用いて説明する。
【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 二進入力データ列をMビツト(Mは整数)毎
に区切つて、このMビツトのデータ語をNビツト
(Nは整数:N>M)の符号語に変換して出力を
得る符号化方式において、前記Mビツトのデータ
語に対応させるアルゴリズムとして、以下のA,
B,Cの符号語グループを使用し、Aグループで
は表パターンと、この表パターンの1,0論理を
反転させた裏パターンとの各々にデータ語を一意
的に対応させ、BグループとCグループは表パタ
ーンと裏パターンの一対で1データ語を構成し、
Bグループでは、反転間隔が小さくなるように、
Cグループでは符号語の蓄積電荷量(CDS)の
積算値が小さくなるように表裏パターンの選択を
行うことを特徴とする二進データ符号化方式。但
し、A符号語グループ;符号語の前端あるいは後
端の反転間隔長、及び前後端を除く符号語内の反
転間隔長が各々所定値以下に制限され、かつ符号
語内のCDS値はゼロのパターングループ。 B符号語グループ;符号語の前端あるいは後端
の反転間隔長がA符号語グループより長く、かつ
符号語内の反転間隔長が各々所定値以下に制限さ
れ、かつ符号語内のCDS値はゼロのパターング
ループ。 C符号語グループ;符号語の前端あるいは後端
の反転間隔長、及び前後端を除く符号語内の反転
間隔長が各々所定値以下に制限され、かつ符号語
内のCDS値は非ゼロのパターングループ。 2 M=8、N=10とし、変調出力の反転間隔長
の最大値は、出力ピツト長(τと称す)に対し
て、4τ以内であること、又前記出力のCDS及び
任意のビツトでの蓄積電荷量の蓄積値(以下
DSVと称す)の値は、出力ビツトの“1”及び
“0”を+1、−1とした場合、|CDS|≦2|
DSV|≦5であることを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の二進データ符号化方式。 3 二進入力データが、同期信号、フラグ信号な
どの信号の場合、変換される符号パターンは、
CDS値が零でありかつ、通常の二進入力データ
を変換した符号系列では発生しないパターンとす
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項または
第2項のいずれかに記載の二進パターン符号化方
式。 4 変調出力において、最大反転間隔を有する、
パターン位置は、同期信号などの特定の符号パタ
ーン位置を除き、符号語の変換ビツト位置に対
し、一意的に決定されることを特徴とする特許請
求の範囲第1項ないし第3項のいずれかに記載の
二進データ符号化方式。 5 M=8、N=10のとき、二進入力データが、
8ビツトで構成される同期信号などの特定の信号
のとき、変換される符号パターンをCDSが零で
ある、「1000011110」ないし、「0111100001」とす
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし
第4項のいずれかに記載の二進データ符号化方
式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1157984A JPS60154753A (ja) | 1984-01-24 | 1984-01-24 | 二進デ−タ符号化方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1157984A JPS60154753A (ja) | 1984-01-24 | 1984-01-24 | 二進デ−タ符号化方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60154753A JPS60154753A (ja) | 1985-08-14 |
| JPH0528018B2 true JPH0528018B2 (ja) | 1993-04-23 |
Family
ID=11781818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1157984A Granted JPS60154753A (ja) | 1984-01-24 | 1984-01-24 | 二進デ−タ符号化方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60154753A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01314021A (ja) * | 1988-06-14 | 1989-12-19 | Nec Corp | mBnB符号変換方式 |
| JPH07120957B2 (ja) * | 1990-06-19 | 1995-12-20 | 日本電気株式会社 | Nr23m符号変換方式 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5831644A (ja) * | 1981-08-19 | 1983-02-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 二値情報変調符号化方式 |
-
1984
- 1984-01-24 JP JP1157984A patent/JPS60154753A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60154753A (ja) | 1985-08-14 |
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