Патент на изобретение №2328776

(54) СПОСОБ АДАПТИВНОЙ АНАЛОГОВОЙ ЗАПИСИ ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ

(57) Реферат:

Способ основан на образовании из двоичных сигналов информационных кодовых групп и распределении их парами по блокам одинаковой протяженности, зависящей от установленного значения протяженности дефектов носителя. Каждый блок дополнен служебными маркерными и контрольными парами кодовых групп. Формируют последовательности дополненных блоков пар кодовых групп, которые разбивают на подпоследовательности, каждая из которых включает служебные маркерные и адресные пары кодовых групп и заданные числа информационных и дополнительно сформированных контрольных пар блоков. Формируют сигнал записи каждой подпоследовательности блоков в виде последовательности установленного числа маркерных и адресных отрезков синусоидального сигнала с установленными максимальными и минимальными значениями экстремумов амплитуды и порядком чередования адресных отрезков в зависимости от значений кодов номеров текущей подпоследовательности. Подпоследовательности с искаженным блоком и искаженного блока, а также информационных и контрольных отрезков синусоидального сигнала блоков со значениями экстремумов амплитуды, зависящими от установленных максимальных и минимальных значений экстремумов амплитуды и от значений соответствующих пар кодовых групп соответствующих блоков. Записывают сигналы записи подпоследовательностей блоков на носитель и временно сохраняют соответствующие им исходные подпоследовательности блоков. Считывают каждую записанную подпоследовательность блоков и определяют по результатам ее сравнения с соответствующей ей исходной подпоследовательностью блоков номера подлежащих замещению искаженных блоков, для каждого из которых осуществляют замещение кодами номеров подпоследовательности с искаженным блоком и искаженного блока, а также информационными и контрольными парами кодовых групп исходной подпоследовательности, соответствующей искаженному блоку. Адресные части и информационные и контрольные пары кодовых групп установленных блоков очередной подготовленной к записи подпоследовательности блоков, после чего формируют сигнал записи очередной подпоследовательности блоков и записывают его на носитель. Техническим результатом является повышение надежности записи. 4 ил.₀, соответствующей полярности и с соответствующим значением амплитуды (фиг.2,б), который с помощью блока 8 записывают на носитель. Задание значений экстремумов амплитуды ±а_m отрезков синусоидального сигнала при заданной разрядности r информационных и контрольных кодов и максимальных ±а_max и минимальных ±a_min установленных значениях экстремумов амплитуды осуществляют по формуле:

а – элементарное приращение амплитуды. В примере (фиг.2,б) для маркерных отрезков синусоидального сигнала М приобретает только два значения: 0 и 2^r (в примере при r=2 значения 000 и 100), а для информационных и контрольных отрезков синусоидального сигнала все значения от 0 до 2^r-1 (в примере при r=2 значения 00, 01, 10 и 11).

Каждую информационную подпоследовательность блоков кодовых групп вида фиг.2,а с выхода формирователя 3 записывают в буферное ЗУ 9 ограниченной емкости, необходимой для временного хранения исходных кодов подпоследовательности до ее контрольного считывания с носителя и выполнения операции замещения для всех содержащихся в ней подлежащих замещению искаженных блоков. Контрольное чтение начинают по сигналу «Контрольное чтение» с третьего выхода формирователя 12, поступающему на третий управляющий вход формирователя 13, в котором формируют соответствующие управляющие сигналы чтения, в соответствии с которыми считанный с носителя сигнал подпоследовательности вида фиг.2,б после приведения его к однополярному виду фиг.2,в подают в преобразователь 5 экстремумов амплитуды в двоичные коды, из которых в дешифраторе 16 формируют последовательность пар маркерных, адресных, информационных и контрольных кодовых групп вида фиг.2,г, а также маркерные признаковые сигналы подпоследовательностей и блоков вида фиг.2,д. В блоке 17 осуществляют контроль каждой дешифрованной подпоследовательности, коррекцию искажений внутри каждого блока и установление наличия нескорректированных примененной внутри блоковой системой помехозащитного кодирования искажений и коррекцию любого одного или двух – одного нечетного и одного четного – блоков с искажениями с помощью контрольных блоков кодовых групп подпоследовательности блоков, передают подпоследовательность блоков в формирователь 18, из которого полностью сформированную считанную подпоследовательность блоков пар кодовых групп вида фиг.2,г подают в блок 10, в котором сравнивают ее с задержанной в БЗУ 9 исходной подпоследовательностью вида фиг.2,а, определяют номера подлежащих замещению искаженных блоков таким образом, чтобы в подпоследовательности оставались незамещенными один нечетный и один четный искаженные блоки, и передают в соответствующий момент времени в формирователь 3 очередной подготавливаемой к записи на носитель подпоследовательности коды номера подпоследовательности с искаженным блоком и номера искаженного блока в подпоследовательности, а также информационные и контрольные пары кодовых групп исходной задержанной в БЗУ 9 подпоследовательности, соответствующие искаженному блоку, которые встраивают для надежности в два установленных блока: например, во второй и седьмой. В примере на фиг.2,ж в текущей подпоследовательности блоков с условным номером 011 во второй и седьмой (не показан) блоки встроены: код 001 номера подпоследовательности с искаженным блоком, код 010 номера искаженного блока и вместо кодовых групп искаженного второго блока исходные кодовые группы второго блока задержанной подпоследовательности 001, а на фиг.2,з во второй и седьмой блоки следующей очередной подпоследовательности блоков с номером 100 встроены: код 001 подпоследовательности с искажением, код 011 номера искаженного блока и вместо кодовых групп искаженного третьего блока кодовые группы блока 011 исходной задержанной подпоследовательности 001.

Пример реализации замещения блоков в режиме «Запись» в случае пакета из следующих один за другим трех дефектов носителя S₁, S₂ и S₃ относительно большой протяженности представлен на фиг.3. В результате контрольного считывания первой считанной подпоследовательности ППБ 1, включающей (фиг.3,а) три пары информационных (Б1-Б2, Б3-Б4, Б5-Б6) и одну пару контрольных (Б7-Б8) блоков кодовых групп, обнаружены четыре искаженных протяженным дефектом S₁ блока Б1-Б4 (фиг.2,в). В качестве незамещаемых выбраны неполностью искаженные первый (нечетный) и четвертый (четный) блоки. Для сохранения информации в искаженном блоке Б2, уже записанной на носитель ППБ 1 осуществляют занесение кодов номеров искаженной подпоследовательности 001 и искаженного ее блока 010 в адресную часть, а кодовых групп того же блока задержанной в БЗУ 9 исходной ППБ 1, – во второй и седьмой блоки очередной подготовленной к записи третьей подпоследовательности 011 (фиг.2,в). Для сохранения информации в искаженном блоке БЗ в той же подпоследовательности 001 осуществляют занесение кодов номеров подпоследовательности 001 и третьего искаженного ее блока 011 в адресную часть, а кодовых групп того же третьего блока задержанной в БЗУ 9 исходной ППБ 1 – также во второй и седьмой блоки, но очередной подготовленной к записи четвертой подпоследовательности ППБ 4 (фиг.2,г). Восстановление информации в искаженных дефектом S₂ блоках Б3 и Б4 (фиг.2,г) не требует осуществления операций замещения, так как эти блоки поступают в блок 10 уже скорректированными в блоке 17 с помощью контрольных седьмого и восьмого блоков ППБ 2. Из искаженных дефектом S₃ блоков Б6 и Б7 подпоследовательности ППБ 3 (фиг.2,д) замещению подвергнут только четный блок 6, поскольку в подпоследовательности уже есть искаженный предшествующим замещением также четный второй блок, а контрольный блок Б7 не требует восстановления при неискаженных информационных блоках Б1, Б3 и Б5.

В режиме считывания цифровой информации с носителя по сигналу «Чтение» воспроизведенный сигнал с входной шины «С носителя» поступает в блок 14 воспроизведения, из которого усиленный сигнал вида фиг.2,б подают в формирователь 13 управляющих сигналов чтения, а усиленный и приведенный к однополярному виду фиг.2,в сигнал подают в преобразователь 15 «амплитуда-код», в котором по соответствующим сигналам чтения из формирователя 13 осуществляют преобразование экстремумов амплитуды полупериодных отрезков воспроизведенного синусоидального сигнала в двоичные коды, из которых в дешифраторе 16 образуют маркерные, адресные, информационные и контрольные кодовые группы подпоследовательности (фиг.2,г), поступающие в блок 17, и признаковые сигналы маркеров подпоследовательности и блоков (фиг.2,д), поступающие в блок 17 и преобразователь 18. В блоке 17 осуществляют контроль всей подпоследовательности, обнаружение и коррекцию искажений внутри блоков, определение любого одного или двух – одного нечетного и одного четного – искаженных блоков и их коррекцию с помощью контрольных блоков подпоследовательности и выработку признаков нескорректированных искаженных блоков (фиг.2,е), поступающих одновременно с формируемыми в формирователе 18 считанными последовательностями в БЗУ 19. Считанные подпоследовательности из формирователя 18 подают также в блок 20 обратного замещения, в котором в случае ненулевых значений кодов номеров искаженной подпоследовательности и искаженного блока формируют на его первом выходе во время поблочной передачи из БЗУ 19 через блок 21 ключевых схем задержанной считанной подпоследовательности в блок 22 сигнал запрета в блок 21 ключевых схем на передачу кодов искаженного блока и одновременно подают со второго выхода исходные коды этого искаженного блока в блок 22, в котором после завершения одной или нескольких операций обратного замещения в подпоследовательности производят коррекцию ее остальных искаженных блоков, отмеченных записанными в БЗУ 19 признаками искажений. После этого производят формирование выходной информационной последовательности устройства из информационных кодовых групп считанных подпоследовательностей.

Пример осуществления замещений искаженных блоков, обратных изображенным на фиг.3 замещениям, и коррекции незамещаемых искаженных блоков подпоследовательности ППБ 1 представлен на фиг.4, из которого видно, что обратные замещения второго и третьего искаженных дефектом S₁ блоков произведены после считывания подпоследовательностей ППБ 3 и ППБ 4 (фиг.4,в и фиг.4,г), обратное замещение искаженного дефектом S₃ четвертого блока ППБ 3 произведено после считывания ППБ 5 (фиг.4,д), а полное восстановление и коррекция искажений всех блоков из-за трех подряд следующих дефектов произведены после считывания пяти подпоследовательностей (фиг.4,д и фиг.4,е). Все возможные последующие дефекты корректируют аналогичным образом независимо от предыдущих.

Таким образом, способ адаптивной аналоговой записи цифровой информации при его использовании обеспечивает существенное повышение надежности записи за счет расширения адаптивных свойств и функциональных возможностей известного способа адаптивной аналоговой записи цифровой информации путем реализации режима непрерывной адаптивной аналоговой записи больших объемов цифровой информации на носители, в том числе имеющие наноразмерную структуру запоминающей среды, с потоками дефектов относительно большой протяженности – с эффективной защитой от искажений и потерь цифровой информации из-за воздействия указанных дефектов носителя при последующих считываниях с него записанной цифровой информации.

Формула изобретения

Способ адаптивной аналоговой записи цифровой информации, включающий образование из двоичных сигналов информационных кодовых групп и блоков из информационных и служебных кодовых групп, формирование сигналов записи блоков кодовых групп в виде последовательностей отрезков синусоидального сигнала, значения экстремумов амплитуды которых зависят от установленных максимального и минимального значений экстремумов амплитуды и значений соответствующих служебных или информационных кодовых групп в блоках, запись сигналов записи блоков кодовых групп на носитель и их контрольное считывание, отличающийся тем, что устанавливают заданное значение протяженности дефектов носителя l_д, разбивают последовательность информационных пар кодовых групп на блоки одинаковой протяженности, зависящей от значения l_д, дополняют каждый блок служебными маркерными и контрольными парами кодовых групп и формируют последовательность дополненных блоков пар кодовых групп, которую разбивают на подпоследовательности, каждая из которых включает служебные маркерные и адресные пары кодовых групп и m информационных и k дополнительно сформированных контрольных пар блоков, формируют сигнал записи каждой подпоследовательности блоков в виде последовательности установленного числа маркерных и адресных отрезков синусоидального сигнала с установленными максимальными и минимальными значениями экстремумов амплитуды и порядком чередования адресных отрезков в зависимости от значений кодов номеров текущей подпоследовательности, подпоследовательности с искаженным блоком и искаженного блока, а также информационных и контрольных отрезков синусоидального сигнала блоков со значениями экстремумов амплитуды, зависящими от установленных максимальных и минимальных значений экстремумов амплитуды и от значений соответствующих пар кодовых групп соответствующих блоков, записывают сигналы записи подпоследовательностей блоков на носитель и временно сохраняют соответствующие им исходные подпоследовательности блоков, считывают каждую записанную подпоследовательность блоков и определяют по результатам ее сравнения с соответствующей ей исходной подпоследовательностью блоков номера подлежащих замещению искаженных блоков, для каждого из которых осуществляют замещение кодами номеров подпоследовательности с искаженным блоком и искаженного блока, а также информационными и контрольными парами кодовых групп исходной подпоследовательности, соответствующей искаженному блоку, адресные части и информационные и контрольные пары кодовых групп установленных блоков очередной подготовленной к записи подпоследовательности блоков, после чего формируют сигнал записи очередной подпоследовательности блоков и записывают его на носитель.

РИСУНКИ