способ адаптивной широтно-импульсной записи цифровой информации на магнитный или оптический носитель
Классы МПК: | G11B5/09 цифровая запись |
Автор(ы): | Аржеухов Л.Б. |
Патентообладатель(и): | Воронежский государственный университет |
Приоритеты: |
подача заявки:
2000-06-19 публикация патента:
27.06.2003 |
Изобретение относится к приборостроению и предназначено для адаптивной широтно-импульсной записи цифровой информации на магнитный или оптический носитель. Распределяют двоичные сигналы входной информационной последовательности по кодовым группам и кодовых групп по блокам, формируют информационные перепады по двум уровням сигналов записи и временные интервалы между перепадами в соответствии с кодовыми группами и их значениями, формируют маркерные перепады, размещают вторые маркерные перепады и интервалы в сигналах записи блоков. Осуществляют запись сформированных последовательностей маркерных и информационных интервалов и перепадов по двум уровням сигналов записи блоков на носитель. К кодовым группам со значениями, не меньшими заданного минимально допустимого значения, приформировывают дополнительные информационные биты. Число и значение их для каждой кодовой группы устанавливают в зависимости от значения кодовой группы. Внутри интервалов, соответствующих указанным кодовым группам, формируют тройные перепады сигнала записи по двум уровням и подынтервалы между этими перепадами со значениями длительности, зависящими от значений соответствующих дополнительных информационных битов. Техническим результатом являются высокие показатели плотности упаковки цифровой информации в сигналы записи блоков кодовых групп. 1 табл., 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6
Формула изобретения
Способ адаптивной широтно-импульсной записи цифровой информации на магнитный или оптический носитель, включающий распределение двоичных сигналов входной информационной последовательности по кодовым группам и кодовых групп по блокам, формирование информационных перепадов сигналов записи блоков кодовых групп по двум уровням и временных интервалов между перепадами в соответствии с кодовыми группами и их значениями, формирование маркерных перепадов сигналов записи блоков кодовых групп по двум уровням и соответствующих перепадам временных интервалов, размещение вторых маркерных перепадов и интервалов в сигналах записи блоков на позициях, соответствующих минимальным значениям разностей суммарных длительностей интервалов противоположных уровней сигналов записи блоков, дополнение длительности одного из маркерных интервалов блоков до равенства нулю указанных разностей и запись сформированных последовательностей маркерных и информационных интервалов и перепадов по двум уровням сигналов записи блоков на носитель, отличающийся тем, что приформировывают к кодовым группам со значениями, не меньшими заданного минимально допустимого значения, дополнительные информационные биты, число и значение которых для каждой кодовой группы устанавливают в зависимости от значения кодовой группы, и формируют внутри интервалов, соответствующих указанным кодовым группам, тройные перепады сигнала записи по двум уровням и подынтервалы между этими перепадами со значениями длительности, зависящими от значений соответствующих дополнительных информационных битов.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области приборостроения, а именно к технике записи цифровой информации на магнитные и оптические носители, и может использоваться в аппаратуре передачи и приема, регистрации и обработки систем измерений, управления, связи, вычислительной техники, цифровой видео- и звукотехники. Известен способ широтно-импульсной записи цифровой информации на магнитный или оптический носитель, заключающийся в распределении двоичных сигналов входной информационной последовательности по кодовым группам и кодовых групп по блокам, формировании перепадов сигналов записи кодовых групп по двум уровням и временных интервалов между перепадами в соответствии с кодовыми группами и их значениями и записи сформированной последовательности интервалов и перепадов сигнала на носитель (Патент США 4553130, кл. G 11 В 5/09, 1985). Недостатком способа является низкая плотность упаковки информации в сигналы записи блоков кодовых групп вследствие фиксированной информативности сигналов записи блоков. Адаптивные свойства этого способа направлены на снижение величины постоянной составляющей в сигналах записи блоков кодовых групп путем оценки для сигнала записи каждого текущего блока величины постоянной составляющей и включения между двумя смежными блоками дополнительных выравнивающих битов. Это, с одной стороны, позволяет повысить помехозащищенность сигналов записи, но, с другой, увеличивает протяженность сигналов записи блоков при сохранении их информативности. Известен также способ адаптивной широтно-импульсной записи цифровой информации на магнитный или оптический носитель, включающий распределение двоичных сигналов входной информационной последовательности по кодовым группам и кодовых групп по блокам, формирование информационных перепадов сигналов записи блоков кодовых групп по двум уровням и временных интервалов между перепадами в соответствии с кодовыми группами и их значениями, формирование маркерных перепадов сигналов записи блоков кодовых групп по двум уровням и соответствующих перепадам временных интервалов, дополнение длительности одного из маркерных интервалов блоков до равенства нулю значений разностей суммарных длительностей интервалов противоположных уровней сигналов записи блоков и запись сформированных последовательностей маркерных и информационных интервалов и перепадов по двум уровням сигналов записи блоков на носитель (А.с. СССР 1764080, кл. G 11 В 5/09, 1992). Недостатком и этого способа является невысокая плотность упаковки информации в сигналы записи блоков кодовых групп также вследствие фиксированной информативности сигналов записи блоков. Адаптивность способа направлена на обеспечение равенства нулю постоянной поставляющей в каждом из сигналов записи блоков кодовых групп и осуществляется путем оценки разности суммарных длительностей интервалов противоположных уровней сигналов записи каждого блока кодовых групп и дополнения длительности одного из маркерных интервалов сигнала записи блока до равенства нулю постоянной составляющей. Большое значение усредненной величины выравнивающей добавки приводит к значительной протяженности одного из маркерных интервалов сигналов записи блоков, что также является причиной снижения плотности упаковки информации. Из известных способов адаптивной широтно-импульсной записи цифровой информации на магнитный или оптический носитель наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ адаптивной широтно-импульсной записи цифровой информации на магнитный или оптический носитель, включающий распределение двоичных сигналов входной информационной последовательности по кодовым группам и кодовых групп по блокам, формирование информационных перепадов сигналов записи блоков кодовых групп по двум уровням и временных интервалов между перепадами в соответствии с кодовыми группами и их значениями, формирование маркерных перепадов сигналов записи блоков кодовых групп по двум уровням и соответствующих перепадам временных интервалов, размещение вторых маркерных перепадов и интервалов в сигналах записи блоков на позициях, соответствующих минимальным значениям разностей суммарных длительностей интервалов противоположных уровней сигналов записи блоков, дополнение длительности одного из маркерных интервалов блоков до равенства нулю указанных разностей и запись сформированных последовательностей маркерных и информационных интервалов и перепадов по двум уровням сигналов записи блоков на носитель (Пат. РФ 2082221, кл. G 11 В 5/09, 1997). Однако и этот способ не обеспечивает достаточно высокую плотность упаковки цифровой информации в сигналы записи блоков кодовых групп несмотря на то, что благодаря адаптивному алгоритму приведения постоянной составляющей сигнала записи каждого блока кодовых групп к нулю при его использовании достигается самая высокая из известных способов-аналогов плотность упаковки информации. Изобретение направлено на решение задачи повышения плотности упаковки цифровой информации в сигналы записи блоков кодовых групп на магнитные и оптические носители путем увеличения информативности сигналов записи блоков кодовых групп за счет адаптивного использования имеющейся в большинстве сигналов записи кодовых групп потенциальной информативности, величина которой зависит от значений кодовых групп и, следовательно, от длительности соответствующих им временных интервалов. Поставленная задача решается тем, что в способе адаптивной широтно-импульсной записи цифровой информации на магнитный или оптический носитель, включающем распределение двоичных сигналов входной информационной последовательности по кодовым группам и кодовых групп по блокам, формирование информационных перепадов сигналов записи блоков кодовых групп по двум уровням и временных интервалов между перепадами в соответствии с кодовыми группами и их значениями, формирование маркерных перепадов сигналов записи блоков кодовых групп по двум уровням и соответствующих перепадам временных интервалов, размещение вторых маркерных перепадов и интервалов в сигналах записи блоков на позициях, соответствующих минимальным значениям разностей суммарных длительностей интервалов противоположных уровней сигналов записи блоков, дополнение длительности одного из маркерных интервалов до равенства нулю указанных разностей и запись сформированных последовательностей маркерных и информационных интервалов и перепадов по двум уровням сигналов записи блоков на носитель, согласно изобретению приформировывают к кодовым группам со значениями, не меньшими заданного минимально допустимого значения, дополнительные информационные биты, число и значения которых для каждой кодовой группы устанавливают в зависимости от значения кодовой группы, и формируют внутри интервалов, соответствующих указанным кодовым группам, тройные перепады сигнала записи по двум уровням и подынтервалы между этими перепадами со значениями длительности, зависящими от значений соответствующих дополнительных информационных битов. На фиг.1 представлена структурная схема варианта устройства для осуществления способа, на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие сущность способа. Устройство для реализации способа содержит (фиг.1) блок 1 запоминания и распределения входной информационной последовательности, регистр 2 исходных блоков кодовых групп, формирователь 3 кодов длительностей подынтервалов интервалов с тройными перепадами и признаков тройных перепадов, регистр 4 кодов длительностей подынтервалов и признаков тройных перепадов, блок 5 формирования кодов величин и знаков разностей суммарных длительностей интервалов противоположных уровней сигналов записи блоков кодовых групп, формирователь 6 кодов длительностей маркерных интервалов и номеров позиций вторых маркерных интервалов в сигналах записи блоков, распределительную схему 7, регистр 8 дополненных информационными битами и признаками последних и приведенных к нулевой постоянной составляющей блоков кодовых групп, формирователь 9 сигналов записи блоков кодовых групп, блок 10 записи, блок 11 управления, формирователь 12 управляющих импульсов записи, формирователь 13 управляющих импульсов чтения, блок 14 воспроизведения, блок 15 дешифрации сигналов воспроизведения, формирователь 16 признаков маркерных интервалов, формирователь 17 признаков тройных перепадов, блок 18 распознавания и дешифрации сигналов тройных перепадов и преобразования интервалов и подынтервалов в коды, формирователь 19 признаков искажений сигналов воспроизведения и блок 20 формирования и контроля выходной информационной последовательности. Блок 1 запоминания и распределения входной последовательности информационным входом подключен к входу устройства, первым выходом - к информационному входу регистра 2 исходных боков кодовых групп и к первому информационному входу формирователя 3 кодов длительностей подынтервалов, подключенного вторым информационным входом к второму информационному выходу блока 1, а выходом - к информационному входу регистра 4 кодов длительностей подынтервалов и признаков тройных перепадов, выходы регистров 2 и 4 подключены соответственно к первым и вторым информационным входам блока 5 определения разностей суммарных длительностей интервалов противоположных уровней сигналов записи блоков кодовых групп и распределительной схемы 7, выход блока 5 подключен к информационному входу формирователя 6 кодов длительностей маркерных интервалов и номеров позиций вторых маркерных интервалов в сигналах записи блоков кодовых групп, подключенного первым, вторым и третьим выходами соответственно к третьему, четвертому и пятому информационным входам распределительной схемы 7, подключенной выходом к информационному входу регистра 8 дополненных и уравненных по постоянной составляющей блоков кодовых групп. Выход регистра 8 подключен к информационному входу формирователя 9 сигналов записи блоков кодовых групп, связанного одним из выходов с информационным входом блока 10 записи, подключенного выходом к выходной шине устройства "На носитель". Формирователь 12 управляющих импульсов записи, входящий в состав блока 11 управления, связан своими тремя управляющими входами соответственно с управляющей шиной "Запись", управляющей шиной "Пуск" и вторым выходом формирователя 9 сигналов записи блоков кодовых групп и подключен первым выходом к управляющим входам регистра 8, формирователя 9 и блока 10 записи, а вторым выходом - к соответствующим управляющим входам блока 1 запоминания и распределения, регистра 2 исходного блока кодовых групп, формирователя 3 кодов длительностей подынтервалов тройных перепадов, регистра 4 кодов длительностей подынтервалов и признака тройных перепадов, блока 5 определения разностей суммарных длительностей интервалов противоположных уровней сигналов записи блоков кодовых групп, формирователя 6 кодов длительностей маркерных интервалов и номеров позиций вторых маркерных интервалов в сигналах записи блоков кодовых групп и распределительной схемы 7. Блок 14 воспроизведения входом связан с входной шиной "С носителя", первым выходом - с информационным входом формирователя 13 управляющих импульсов чтения, входящего в блок 11 управления, а вторым выходом - с информационным входом блока 15 дешифрации сигналов воспроизведения, к которому в этом блоке подключены информационные входы формирователя 16 признаков маркерных интервалов, формирователя 17 признаков тройных перепадов и блока 18 распознавания и дешифрации сигналов тройных перепадов и преобразования интервалов в коды, выход формирователя 16 подключен к первым управляющим входам блоков 18 и 20, выход формирователя 17 подключен ко вторым управляющим входам блоков 18 и 20, выход блока 18 подключен к информационному входу формирователя 19 признаков искажений сигналов воспроизведения и к информационному входу блока 20, связанного третьим управляющим входом с выходом формирователя 19, управляющие входы формирователей 16, 17 и 19, третий управляющий вход блока 18 и четвертый управляющий вход блока 20 подключены к выходу формирователя 13 управляющих импульсов чтения, выход блока 20 подключен к выходной шине устройства. На фиг.2 показаны: а) сигналы входной информационной последовательности, распределенные по кодовым группам, распределенным, в свою очередь, по блокам (на чертеже для простоты и удобства рассмотрения представлен фрагмент информационной последовательности всего из 16 четырехбитовых кодовых групп, условно принятый в качестве полного блока кодовых групп, при этом нечетные и четные кодовые группы, соответствующие противоположным уровням сигнала записи блока, условно выделены путем их двухуровневого расположения); б) последовательность дополнительных информационных битов к тем кодовым группам блока, значения которых не меньше заданного минимально допустимого значения, равного, например, "0100" для случая четырехбитовых кодовых групп и минимального значения длительности подынтервалов между тройными перепадами в 2




































где M(


































Tпред = 31,1




и
Tпред = 24,55




а также по способу-прототипу, для которого общая длительность сигнала записи блока с учетом большей длительности каждого маркерного интервала на 10





Tпрот+10










Tпрот = 33,4




и
Tприб = 25,7




Отсюда плотность упаковки для предложенного способа составляет


Плотность упаковки для способа-прототипа составляет


Таким образом, способ адаптивной широтно-импульсной записи цифровой информации на магнитный или оптический носитель обеспечивает повышение плотности упаковки информации в сигналы записи блоков кодовых групп в среднем почти в 1,5 раза по сравнению со способом-прототипом.
Класс G11B5/09 цифровая запись