DE1275124B - Verfahren zum Reproduzieren bivalenter, in einem sich bewegenden Signaltraeger aufgezeichneter Kode-Elemente - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES W§W PATENTAMT Int. CL:

H03k

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 21 al - 36/20

Nummer: 1 275 124

Aktenzeichen: P 12 75 124.5-31 (N 29223)

Anmeldetag: 24. September 1966

Auslegetag: 14. August 1968

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Reproduzieren bivalenter, in einem sich bewegenden magnetisierbaren Signalträger aufgezeichneter Kode-Elemente, die aus Inversionen (Umkehrungen des Magnetisierungszustandes des Signalträgers) und Permanenzen (Nichtumkehrungen des Magnetisierungszustandes des Signalträgers) bestehen, wobei das zum Reproduzieren notwendige Signal selber entnommen wird. Das obenerwähnte Synchronisiersignal ist notwendig, weil sonst die reproduzierende Schaltung eine Anzahl von aufeinanderfolgenden Permanenzen für mehr oder weniger als die gemeinte Anzahl ansehen könnte, z. B. eine Reihe von fünf Permanenzen für vier oder sechs Permanenzen.

In älteren Maschinen wird das Synchronisiersignal einem in einer zusätzlichen, sogenannten Synchronisierspur des Signalträgers aufgezeichneten Signal entnommen. Weil sich die Synchronisierspur notwendigerweise in einigem Abstand von der zu lesenden Spur befindet, wird die Genauigkeit, insbesondere der Phase des Synchronisiersignals, durch das mechanische Spiel wie auch die elastische (und gegebenenfalls plastische) Verformung der verwendeten Apparatur, einschließlich des Signalträgers, begrenzt. Bei Scheiben- und Trommelspeichern spielen besonders der Spielraum und die elastische Verformung des Mechanismus zur Verschiebung des Lesekopfes eine Rolle. Bei einem Bandspeicher ist es hauptsächlich die elastische und gegebenenfalls auch plastische Verformung des Bandes, die eine Rolle spielt, weil diese dazu führen kann, daß eine anfangs senkrecht zur Bewegungsrichtung des Bandes stehende Linie schräg zu dieser Richtung zu stehen kommt.

Es ist klar, daß die hier gemeinten Spiele und Verformungen der Speicherdichte auf dem Signalträger eine Grenze setzen, die jedoch weit unter der von den magnetischen und elektrischen Eigenschaften der Apparatur bestimmten Grenze liegt. Die Folge ist, daß der auf dem Signalträger zur Aufzeichnung verfügbare Raum sehr unvollständig verwertet wird (zu etwa 1 °/o).

Es ist bereits bekannt, dadurch zu einer besseren Verwertung des zur Aufzeichnung verfügbaren Raumes zu gelangen, daß das zu reproduzierende Signal mit einem Synchronisiersignal verflochten wird. Man kann z. B. jedem zu reproduzierenden signifikanten Kode-Element (gleichgültig, ob dies eine Inversion oder eine Permanenz ist) eine ausschließlich zur Synchronisierung dienende Inversion folgen lassen. Dadurch können 50% des zur Aufzeichnung verfügbaren Raumes ausgenutzt werden. Läßt man auf je zwei zu reproduzierende Kode-Elemente eine zur Verfahren zum Reproduzieren bivalenter, in
einem sich bewegenden Signalträger
aufgezeichneter Kode-Elemente

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,

Eindhoven (Niederlande)

Vertreter:

Dr. H. Scholz, Patentanwalt,

2000 Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:

Frederik Zandveld, Beekbergen (Niederlande)

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 28. September 1965 (12 524) ■

Synchronisierung dienende Inversion folgen, so werden sogar 75% des zur Aufzeichnung verfügbaren Raumes verwertet. Jedoch weiter kann man mit der heutigen Technik nicht kommen, weil sonst die Phase des Synchronisiersignals wieder zu ungewiß wird, wenn drei oder mehr aufeinanderfolgende Permanenzen am Lesekopf vorbeigehen.

Die Erfindung schafft ein Verfahren, den zur Aufzeichnung verfügbaren Raum noch mehr auszunutzen, wobei dieses Verfahren nicht ohne weiteres als ein Verflechten des zu reproduzierenden Signals mit einem Synchronisiersignal betrachtet werden kann. Dieses Verfahren besteht darin, daß die zu reproduzierende Information derart verschlüsselt wird, daß der Signalträger an keiner Stelle eine Aufeinanderfolge von drei oder mehr Permanenzen enthält.

Ist die angewandte Verschlüsselung systematisch, d. h., haben alle Kode-Gruppen eine gleiche Anzahl von Kode-Elementen, so ist obenstehende Bedingung erfüllt, wenn:

a) keine Kode-Gruppe mit zwei oder mehr Permanenzen anfängt oder endet;

b) keine Kode-Gruppe eine Aufeinanderfolge von drei oder mehr Permanenzen enthält.

Obenstehendes sei nun an Hand einer systematischen quinären Verschlüsselung erläutert. Setzt man für eine Permanenz das Zeichen 0 und für eine Inversion das Zeichen L, so lassen sich die zweiund-

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dreißig möglichen Kode-Gruppen der quinären Verschlüsselung wie folgt darstellen:

1	x00000	17	xLOOOO
2	xOOOOL	18	xLOOOL
3	xOOOLO	19	LOOLO
4	xOOOLL	20	LOOLL
5	xOOLOO	21	xLOLOO
6	xOOLOL	22	LOLOL
7	xOOLLO	23	LOLLO
8	xOOLLL	24	LOLLL
9	XOLOOO	25	xLLOOO
10	OLOOL	26	LLOOL
11	OLOLO	27	LLOLO
12	OLOLL	28	LLOLL
13	xOLLOO	29	xLLLOO
14	OLLOL	30	LLLOL
15	OLLLO	31	LLLLO
16	OLLLL	32	LLLLL

systematische binäre bis einschließlich nonäre Verschlüsselungen ausgeführt wird. In dieser Tabelle ist:

η = Anzahl Kode-Elemente pro Kode-Gruppe;

A_n = 2" = Anzahl mögliche Kode-Gruppen mit η Kode-Elementen;

B_n = Anzahl Kode-Gruppen, die wegen dem Nicht-Erfüllen der Bedingungen ä) oder b) ungültig sind;

C_n = prozentualer Verlust an Kode-Gruppen; D_n = Anzahl der ausnutzbaren Kode-Gruppen;

E_n = 2ⁿ~¹ Anzahl mögliche Kode-Gruppen mit η — 1 Kode-Elementen.

Von den 32 Kode-Gruppen erfüllen diejenigen, die durch ein Kreuz bezeichnet sind, entweder nicht die Bedingung d) oder nicht die Bedingung b), so daß nur die folgenden 17 Kode-Gruppen übrigbleiben:

1 OLOOL

2 OLOLO

3 OLOLL

4 OLLOL

5 OLLLO

6 OLLLL

7 LOOLO

8 LOOLL

9 LOLOL

10 LOLLO

11 LOLLL

12 LLOOL

13 LLOLO

14 LLOLL

15 LLLOL

16 LLLLO

17 LLLLL

η	4	1	Cn	Dn	2
2	8	3	25%	3	4
3	16	7	37%	5	8
. 4	32	15	44%	9	16
5	64	33	47%	17	32
6	128	71	52%	31	64
7	256	151	55%	57	128
8	512	319	59%	105	256
9		62%	193

30

Die Anzahl von brauchbaren Kode-Gruppen ist also ungefähr die Hälfte der Anzahl von möglichen Kode-Gruppen, so daß die Verschlüsselung redundant ist. Die Redundanz ist jedoch nicht derart, daß die Verschlüsselung für Verstümmelung detektierbar ist, sogar nicht für Verstümmelungen, die darin bestehen, daß eine einzige Inversion übersehen wird, was die üblichste Art von Verstümmelungen darstellt.

Sechzehn von den siebzehn brauchbaren Kode-Gruppen sind eindeutig auf den sechzehn möglichen Kode-Gruppen einer quaternären Verschlüsselung darzustellen, während die übrigbleibende Kode-Gruppe dann noch für irgendwelchen besonderen Zweck zur Verfügung steht. Diese Situation ist besonders deswegen sehr günstig, da eine starke Neigung besteht, die Rechenmaschinen derart auszubilden, daß sie Kode-Gruppen mit acht Kode-Elementen (in Amerika »bytes« genannt) simultan verarbeiten. Die Rechenmaschine muß dann einen Entschlüßler enthalten, der die Kode-Gruppen der redundanten quinären Verschlüsselung in die Kode-Gruppen der nichtredundanten quaternären Verschlüsselung übersetzt.

Dieser Entschlüßler kann aber von einem bekannten Typ sein, während die Übereinstimmung zwischen den signifikanten Kode-Gruppen der quinären Verschlüsselung und den Kode-Gruppen der quaternären Verschlüsselung (welche alle signifikant sind) derart gewählt werden kann, daß sich der Entschlüßler mit möglichst wenig Aufwand aufbauen läßt.

Untenstehende Tabelle gibt ein Beispiel der erhaltenen Ergebnisse, wenn eine Analogberechnung für Aus dieser Tabelle geht hervor, daß die Anwendung der Erfindung auf eine systematische quaternäre (n = 4) oder quinäre Verschlüsselung (n = 5) besonders vorteilhaft ist. In beiden Fällen können die übrigbleibenden Kode-Gruppen, bis auf eine, eindeutig auf einer Verschlüsselung mit einem Kode-Element weniger pro Kode-Gruppe als die ursprüngliche Verschlüsselung abgebildet werden, während mit Kode-Gruppen von acht Kode-Elementen arbeitende Rechenmaschinen jetzt sehr üblich sind und mit Kode-Gruppen von sechs Kode-Elementen arbeitende Rechenmaschinen ebenfalls, obschon in geringerem Maße.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Reproduzieren bivalenter, in einem sich bewegenden magnetisierbaren Signalträger aufgezeichneter Kode-Elemente, die aus Inversionen und Permanenzen des Magnetisierungszustandes des Signalträgers bestehen, wobei das zum Reproduzieren notwendige Synchronisiersignal dem zu reproduzierenden Signal selber entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zu reproduzierende Information derart verschlüsselt ist, daß der Signalträger an keiner Stelle eine Aufeinanderfolge von drei oder mehr Permanenzen enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem zur Kodierung für die Aufzeichnung eine systematische Verschlüsselung verwendet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kode-Gruppen nachstehende Bedingungen erfüllen:

a) keine Kode-Gruppe fängt an oder endet mit zwei oder mehr Permanenzen;

b) keine Kode-Gruppe enthält eine Aufeinanderfolge von drei oder mehr Permanenzen.

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