DE69603053T2

DE69603053T2 - Verfahren zum Generieren eines gleichstromfreien Kodes mit Kodierung eines Teiles der Daten durch die Sequenz der digitalen Summe aufeinanderfolgender Kodewörtern, und Vorrichtung dazu

Info

Publication number: DE69603053T2
Application number: DE69603053T
Authority: DE
Inventors: Emina Soljanin
Original assignee: AT&T Corp; AT&T IPM Corp
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1995-08-15
Filing date: 1996-08-07
Publication date: 1999-12-09
Anticipated expiration: 2016-08-08
Also published as: JPH09121169A; SG43396A1; CA2182428C; JP2002335160A; KR970012100A; CA2182428A1; DE69603053D1; EP0758825A1; KR100446878B1; EP0758825B1; JP3590209B2; US5608397A

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Codierung für digitale Systeme.

Allgemeiner Stand der Technik

Informationen (z. B. Signale, die Sprache, Daten, Video, Text oder codierte Versionen davon darstellen) müssen in der Regel verarbeitet werden, bevor die Informationen über einen Kommunikationskanal übertragen oder auf einem Medium aufgezeichnet werden können. Als erstes werden die Informationen, wenn sie nicht bereits in digitaler Form vorliegen, zum Beispiel durch einen Analog/Digital-Umsetzer digitalisiert, wodurch die Informationen als Symbole dargestellt werden, die Elemente aus einer Menge von binären Stellen oder Bit {0,1} umfassen. Als nächstes können die digitalisierten Informationen als Option komprimiert werden, um die Informationen in einer verringerten Anzahl von Symbolen darzustellen. Jede Verringerung der Anzahl von Symbolen, die die Informationen darstellen, kann teilweise kompensiert werden, wenn die komprimierten Informationen unter Verwendung von fehlerkorrigierenden Codes verarbeitet werden. Fehlerkorrigierende Codes führen zusätzliche Symbole in ein Signal ein (z. B. in ein digitales, das komprimierte Informationen darstellt), um ein codiertes Signal zu bilden. Insbesondere verarbeitet ein fehlerkorrigierender Code Gruppen von Symbolen in dem Signal, die als Informationswörter bezeichnet werden. Mit jedem Informationswort wird gemäß einer vorgeschriebenen fehlerkorrigierenden Codierungsregel ein Codewort erzeugt, das eine größere Gruppe von Symbolen umfaßt. Siehe z. B. Shu Lin und Daniel J. Costello, Jr., Error Control Coding, Prentice Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1983. Das die Codewörter umfassende codierte Signal kann dann entweder über den Kommunikationskanal übertragen oder auf einem Medium aufgezeichnet werden. In jedem Fall wird das codierte Signal durch Rauschen verfälscht, das zum Beispiel durch atmosphärische Störungen auf Funkkanälen (die durch Blitzschlag verursacht werden) in den Übertragungs- oder Aufzeichnungsprozeß eingeführt wird. Die durch die fehlerkorrigierenden Codes eingeführten zusätzlichen Symbole verbessern die Fähigkeit eines das verfälschte codierte Signal empfangenden Systems zur Wiederherstellung der komprimierten Informationen.
Es ist festzuhalten, daß eine zusätzliche oder weitere Art von Codierung, die als Modulationscodierung bezeichnet wird, oft vor der Übertragung über einen Kanal oder der Aufzeichnung auf einem Medium zur Verarbeitung von Informationen (wie zum Beispiel des mit den fehlerkorrigierenden Codes erzeugten codierten Signals) verwendet wird. Insbesondere transformiert die Modulationscodierung vorteilhafterweise eine Gruppe von Eingangssymbolen (wie zum Beispiel eine Gruppe von Symbolen, die ein durch einen fehlerkorrigierenden Code erzeugtes Codewort umfaßt) und erzeugt ein Kanal- oder Modulationscodewort, und dieses Kanalcodewort umfaßt eine größere Anzahl von Symbolen als die Anzahl von Symbolen in der Gruppe von Eingangssymbolen. Wie bei fehlerkorrigierenden Codes kann die Modulationscodierung die Immunität eines Systems gegenüber Rauschen verbessern. Insbesondere können Modulationscodes jedoch vorteilhafterweise verwendet werden, um Zeitparameter zu regeln (z. B. zur Steuerung von Oszillator- oder Zählschaltungen) und um in Aufzeichnungs- und Kommunikationssystemen wie nachfolgend beschrieben Verstärkungsparameter zu regeln (z. B. für Verstärkerschaltungen).
Die Modulationscodierung kann zum Beispiel dadurch implementiert werden, daß für jede mögliche Kombination von Eingangssymbolen in einer Gruppe eine eindeutige Abbildung zwischen der Gruppe und einem entsprechenden Kanal-Codewort hergestellt wird. Kurz gefaßt spezifiziert jede Kombination von Eingangssymbolen eindeutig ein Kanal-Codewort und umgekehrt. Eine solche Abbildung kann hergestellt werden, indem eine Gruppe von Eingangssymbolen als eine Adresse eines Speichergeräts (zum Beispiel eines Nur- Lese-Speichers oder eines Direktzugriffsspeichers) verwendet wird, wobei die Inhalte der Adresse die Symbole sind, die das Kanal-Codewort umfassen. Das Speichergerät wird als ein Codebuch bezeichnet. Die konkrete Gruppe von Eingangssymbolen kann aus dem Kanal-Codewort durch Verwendung zum Beispiel eines inversen Codebuchs gewonnen oder decodiert werden, wobei ein Kanal-Codewort eine Adresse einer Speicherstelle in einem Speichergerät ist, wobei die Inhalte der Adresse die Gruppe von Symbolen sind, die dem Kanal-Codewort entspricht.
Man betrachte ein System, das Informationen auf einem magnetischen Medium aufzeichnet, und bei dem ein Kanalcodewort, das eine Sequenz von sieben binären Stellen "1010001" umfaßt, auf dem magnetischen Medium dargestellt werden soll. Mit der binären Sequenz wird vorteilhafterweise der Fluß eines elektrischen Stroms in einer von zwei entgegengesetzten Richtungen moduliert oder gesteuert. Der Strom erzeugt wiederum ein Magnetfeld, dessen Richtung abhängig von der Stromrichtung in einer von zwei entgegengesetzten Richtungen liegt. Insbesondere entsprechen Übergänge von einer Richtung des Stroms (und dementsprechend des Magnetfelds) zu der anderen binären "1en" in der Folge. Vorausgesetzt, daß der elektrische Strom und das entsprechende Magnetfeld jeweils in "anfänglichen" Richtungen eingerichtet werden, würde somit die erste "1" in dar Folge von sieben binären Stellen bewirken, daß der Strom und das entsprechende Magnetfeld eingerichtet werden, zu den entgegengesetzten Richtungen übergehen oder wechseln. Der Strom und das entsprechende Magnetfeld würden während der ersten "0" in der Folge von sieben binären Stellen in der entgegengesetzten Richtung bleiben. Die dritte binäre Stelle, bei der es sich um eine "1" handelt, bewirkt, daß der Strom und das Magnetfeld wieder zu ihren anfänglichen Richtungen wechseln oder zurückkehren, wo sie für die Dauer der nächsten drei Stellen in der Folge von sieben binären Stellen bleiben, d. h. die "0en" bewirken keine Änderung der Richtung der Magnetisierung. Die siebente Stelle in der Folge ist eine "1", die bewirkt, daß der Strom und das entsprechende Magnetfeld zu den entgegengesetzten Richtungen übergehen.
Zur Darstellung der siebenstelligen binären Folge auf dem magnetischen Medium wird das magnetische Medium in Teile aufgeteilt, wobei jeder Teil einer bestimmten Stelle der binären Folge entspricht. Jeder Teil des magnetischen Mediums wird wiederum dem Magnetfeld ausgesetzt, das gemäß seinem entsprechenden Bit in dem Kanal-Codewort erzeugt wird, und wird dementsprechend durch das Feld in eine der beiden Richtungen magnetisiert. Die auf dem Medium aufgezeichneten Informationen werden als eine Kanalfolge bezeichnet und durch das Kanal-Codewort definiert. Die Kanalfolge umfaßt Kanalsymbole, doch im Gegensatz zu den Symbolen in den oben beschriebenen Informations- und Kanal-Codewörtern werden die Kanalsymbole in einer Kanalfolge für ein magnetisches Medium vorteilhafterweise aus einer Menge von bipolaren Symbolen {-1,1} ausgewählt. Diese Menge von Symbolen spiegelt die physikalische Manifestierung der Kanalfolge auf dem Medium besser wider, auf dem die Teile mit gleicher (d. h. Einheits-)Intensität in einer von zwei entgegengesetzten Richtungen (bipolaren Richtungen) magnetisiert werden.
Das Kanal-Codewort, das die Kanalfolge definierte, wird durch Erkennen einer Änderung eines Spannungssignals gelesen, die durch 1) Änderungen der Magnetisierung von Teilen des Mediums und 2) durch Rauschen in dem System verursacht wird. Das Spannungssignal ist jedesmal, wenn eine "1" erkannt wird, ein Impuls und jedesmal, wenn eine "0" erkannt wird, nur Rauschen. Die Position der Impulse führt Informationen über Zeitsteuerungsparameter in dem System, und die Höhe der Impulse führt Informationen über Verstärkungsparameter in dem System. Es ist jedoch wesentlich, daß, wenn eine lange Rette von "0en" gelesen wird, kein Spannungsausgangssignal (außer Rauschen) und damit keine Zeitsteuerungs- oder Verstärkungsinformationen vorliegen, wodurch ein Verlust oder Driften von Zeitsteuerungs- und Verstärkungsparametern verursacht wird.
Somit können Modulationscodierungsverfahren eingesetzt werden, die vorteilhafterweise das Aufzeichnen oder die Übertragung langer Retten von binären Nullen in Kanal-Codewörtern vermeiden, um präzise Zeitsteuerungs- und Verstärkungsinformationen sicherzustellen.
Neben der Sicherstellung präziser Zeitsteuerungs- und Verstärkungsinformationen kann die Modulationscodierung außerdem vorteilhafterweise zur Erzeugung eines Signals verwendet werden, das "gleichstromfreie" Kanalfolgen umfaßt. Insbesondere ist es oft wünschenswert, daß Kanalfolgen bei der Frequenz null (Gleichstrom) eine spektrale Null aufweisen, d. h. die laufende digitale Summe (d. h. die arithmetische Summe) aller Symbole, die in der Folge über einen Kanal übertragen oder auf einem Medium aufgezeichnet werden, beschränkt ist. Solche Folgen werden als gleichstromfrei bezeichnet und sind wünschenswert, weil sie unter Umständen noch größere Rauschimmunität liefern. Eine Möglichkeit zur Sicherstellung einer gleichstromfreien Folge besteht darin, ein System zu entwickeln, bei dem die digitale Block- oder arithmetische Summe von Symbolen in einer Kanalfolge, die über einen Kanal übertragen wird, null ist. Effiziente oder hochratige Modulationscodes, d. h. Codes, die das Auftreten langer Ketten von Nullen verhindern können, ohne eine übermäßige Anzahl von Symbolen in die aufzuzeichnenden Informationen einzuführen, die ebenfalls gleichstromfreie Kanalfolgen definieren, erfordern in der Regel die Implementierung komplexer Schaltkreise und erfordern häufig eine hohe Stromaufnahme und eine große Fläche auf integrierten Schaltungen in bezug auf andere Elemente in dem Übertragungs- oder Aufzeichnungssystem. Ähnlich sind Systeme zur Decodierung solcher hochratigen Modulationscodes ebenfalls relativ komplex. Somit wird ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur Codierung und Decodierung von Informationen unter Verwendung hochratiger Codes, die vorteilhafterweise gleichstromfrei sind, benötigt.
Aus JP-A-61071 751 ist eine Sende- und Empfangsvorrichtung bekannt, bei der Daten in Blöcken von n+1 Bit codiert werden. Die ersten n Bit werden verarbeitet, um einen seriellen Code bereitzustellen, wobei eine null durch einen langen Impuls und eine eins durch einen kurzen Impuls codiert wird, und das (n+1)te Bit wird verwendet, um entweder das Ausgangssignal zu invertieren oder es unverändert zu lassen, wodurch zusätzliche Informationen übermittelt werden.
Aus US-A-5438 621 ist ein Verfahren zur Codierung von Daten zur Übertragung über eine Kommunikationsstrecke bekannt. Eine kumulative Polarität zuvor übertragener Rahmen wird aufrechterhalten. Ein Rahmen wird für die Übertragung vorbereitet, indem ein Datenwort mit mehreren zusätzlichen Hit kombiniert wird. Die zusätzlichen Bit liefern einen Haupt-Übergang. In den zusätzlichen Bit wird ein Phantombit codiert. Wenn die Polarität des Rahmens mit der kumulativen Polarität übereinstimmt, dann werden die Datenbit oder in manchen Fällen alle Bit invertiert, um so ein Gleichgewicht aufrechtzuerhalten. Steuerwörter und Füllwörter werden bereitgestellt und durch Codierung der zusätzlichen Bit von Datenwörtern unterschieden. Steuerwörter führen zusätzliche Daten oder Steuerbefehle und werden von Füllwörtern durch die Anzahl von Übergängen unterschieden. Das Phantombit führt entweder zusätzliche Daten oder wird für Zwecke wie zum Beispiel Fehlerprüfung verwendet.
Aus JP-A-61287077 ist eine Anordnung bekannt, bei der 8-Bit-Daten in 14-Bit-Codes umgesetzt werden. Am Ende des modulierten Codes wird eine Digitalsummenvariation (DSV) erzeugt, und auf der Grundlage des Werts der DSV wird ein vorgeschriebenes Muster hinzugefügt. Das hinzuzufügende Muster wird so ausgewählt, daß die resultierende DSV null ist.

Kurze Darstellung der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird erkannt, daß ein Kanal-Codewort, das eine gegebene Anzahl von Symbolen umfaßt und vorteilhafterweise gleichstromfrei ist, auf der Grundlage von nichtgleichstromfreien Codewörtern erzeugt werden kann, die eine kleinere Anzahl von Symbolen umfassen, wodurch die Implementierungskomplexität zur Erzeugung eines solchen Kanal-Codeworts verringert wird. Dementsprechend erzeugen ein Verfahren und eine Vorrichtung ein Kanal- Codewort durch Auswahl, für jede Menge von Eingangssymbolen in mehreren Mengen von Eingangssymbolen, eines entsprechenden Codeworts, und durch Erzeugen des Kanal-Codeworts auf der Grundlage der ausgewählten entsprechenden Codewörter und einer zusätzlichen Menge von Eingangssymbolen, wobei das Kanal-Codewort vorteilhafterweise eine Kanalfolge mit einer digitalen Blocksumme von null definiert. Bei einer Ausführungsform umfaßt das Kanal-Codewort zwei Codewörter, die durch entsprechende Menge von Eingangssymbolen ausgewählt wurden, wobei die beiden Codewörter entsprechende Kanalfolgen mit digitalen Blocksummen definieren, die Inverse voneinander sind, und wobei die Anordnung der beiden Codewörter in dem Kanal-Codewort durch eine zusätzliche Menge von Eingangssymbolen bestimmt wird. Bei einer anderen Ausführungsform umfaßt das Kanal-Codewort zwei Codewörter, die durch entsprechende Mengen von Eingangssymbolen ausgewählt wurden, wobei die beiden Codewörter entsprechende Kanalfolgen mit identischen digitalen Blocksummen definieren, und wobei auf der Grundlage einer zusätzlichen Menge von Eingangssymbolen die Symbole in einem der beiden Codewörter bzw. die digitale Blocksumme eines der beiden Codewörter invertiert wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines Systems, in dem das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden kann;
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform eines Systems zur Erzeugung gleichstromfreier Folgen.
Fig. 3 ist ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform eines Systems zur Erzeugung gleichstromfreier Folgen.
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild einer dritten Ausführungsform eines Systems zur Erzeugung gleichstromfreier Folgen.
Fig. 5 ist ein Blockschaltbild einer vierten Ausführungsform eines Systems zur Erzeugung gleichstromfreier Folgen.
Fig. 6 ist ein Blockschaltbild eines Decodierungssystems, das vorteilhafterweise mit dem System von Fig. 2 verwendet wird.
Fig. 7 ist ein Blockschaltbild eines Decodierungssystems, das vorteilhafterweise mit dem System von Fig. 3 verwendet wird.
Fig. 8 ist ein Blockschaltbild eines Decodierungssystems, das vorteilhafterweise mit dem System von Fig. 4 verwendet wird.
Fig. 9 ist ein Blockschaltbild eines Decodierungssystems, das vorteilhafterweise mit dem System von Fig. 5 verwendet wird.

Ausführliche Beschreibung

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines Systems, in dem das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden kann. Insbesondere ist das System von Fig. 1 nützlich zum Aufzeichnen und Lesen von Informationen über ein magnetisches Medium wie zum Beispiel ein DAT-Band und Plattenlaufwerke.
Die Informationen werden zunächst vorteilhafterweise unter Verwendung des Lempel-Ziv- Kompressors 110 komprimiert, um so die Informationsmenge zu reduzieren, die auf dem Medium aufgezeichnet werden muß, wodurch Zeit und Geld gespart wird (z. B. indem das Aufzeichnen zusätzlicher Informationen auf einer gegebenen Menge von Aufzeichnungsmedium ermöglicht wird oder weniger von dem Medium zum Tragen einer gegebenen Informationsmenge benötigt wird). Als nächstes werden die komprimierten Informationen vorteilhafterweise in den Codierer 120 eingegeben, der die komprimierten Informationen unter Verwendung von Reed-Solomon-Codes codiert. Der Zweck der Reed-Solomon-Codierung ist das Einführen zusätzlicher Informationen in die komprimierten Informationen zur Verringerung von Fehlern, die in den Leseprozeß eingeführt werden. Die Lempel-Ziv- und Reed- Solomon-Codierung werden ausführlicher in Timothy C. Beil et al., Text Compression, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1990 und S. hin und D.J. Costello, Error Control Coding, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1983 beschrieben.
Das Ausgangssignal des Codierers 120 ist eine Reihe von Symbolen, wobei jedes Symbol durch eine Menge von einem oder mehreren Bit dargestellt wird. Die Symbole werden in den Modulationscodierer 130 eingegeben, der ein N-Symbol-Codewort erzeugt, das eine Kanalfolge definiert, die durch den Kanal übertragen oder auf dem Medium 140 aufgezeichnet wird.
Die Kanalfolge wird in dem Entzerrer 150 empfangen, der (z. B. Frequenz- und Phasen-)Verzerrungen ausgleicht, die in dem Kanal 140 eingeführt werden. Der Modulationsdecodierer 160 und der Reed-Solomon- Decodierer 170 kehren die Codierungsprozesse des Modulationscodierers 130 bzw. des Reed-Solomon- Codierers 120 um. Die Informationen werden dann durch Dekomprimierung in dem Lempel-Ziv-Dekompressor 180 des Ausgangssignals des Reed-Solomon-Decodierers 170 wiederhergestellt.
Man erinnere sich, daß es oft vorteilhaft ist, daß eine Kanalfolge bei der Frequenz null (Gleichstrom) eine spektrale Nullstelle aufweist. Es wurde gezeigt, daß die Leistungsdichtefunktion einer Kanalfolge x, die Symbole xi umfaßt, (d. h. x = ... x&submin;&sub1;, x&sub0;, x&sub1;, ...) bei der Frequenz null dann und nur dann verschwindet, wenn ihre laufende digitale Summe (RDS - Running-Digital-Sum), die folgendermaßen definiert ist:
RDSi = xj
beschränkt ist. Es ist bekannt, wie man mittels gleichstromfreier Modulationscodes Folgen willkürlicher Symbole zu Kanalfolgen mit beschränkten RDS codiert, wobei die Codes endliche Zustandscodes oder Blockcodes sein können. Solche Codierungsverfahren sind jedoch komplex und erfordern zur Implementierung umfangreiche Schaltkreise. Siehe R. Karabed und P.H. Siegel, "Matched spectra-null codes for partial response channels", IEEE Trans. Inf. Theory, Band 28, Nr. 2, S. 435-439, März 1991; K.J. Knudson, J.K. Wolf und L.B. Milstein, "A concatenated decoding scheme for (1-D) partial response with matched spectral-null coding", Proc. 1993 IEEE Global Telecomm. Conf. (GLOBECOM '93), Houston, TX, S. 1960-1964, November 1993.
Endliche Zustandscodes sind Codes, bei denen das codierte Ausgangssignal sowohl von dem aktuellen Eingangssignal als auch dem aktuellen Zustand des Codierers abhängt, wobei der aktuelle Zustand wiederum eine Funktion vorheriger Eingangssignale ist. Blockcodes nehmen andererseits Blöcke von M Symbolen, die Informationswörter genannt werden, und bilden sie auf Blöcke von N Kanalsymbolen ab, die Codewörter genannt werden. Mehrere Faktoren sprechen für die Verwendung von Blockcodes. Ein solcher Faktor ist die begrenzte Fehlerfortpflanzung, da die Blockcodes ohne Speicher codieren, d. h. die Symbole, mit denen ein Block codiert wird, werden nicht bei der Codierung anderer Blöcke verwendet, und Fehler bei der Codierung werden somit in der Regel auf einen bestimmten Block beschränkt. Ein anderer Faktor ist die leichte Implementierung. Die einfachste Art der Organisation einer eindeutigen Abbildung von Informationswörtern auf Codewörtern ist die Bildung eines Codebuchs von 2M Codewörtern und Verwendung eines Eingangsworts mit M Symbolen zur Angabe eines Codeworts mit N-Symbolen in dem Codebuch. Das Verhältnis M/N definiert die Rate R des Modulationscodes. Man beachte, daß bei der Decodierung eines empfangenen Codeworts das Informationswort mit M Symbolen zum Beispiel durch Umkehrung der Abbildung oder durch kombinatorische Logikschaltungen in einem inversen Codebuch wiedergewonnen werden kann.
Zur Sicherstellung, daß eine willkürliche Folge von Codewörtern eine beschränkte RDS aufweist, muß jedes Codewort w = w&sub1;, w&sub2;, ... wN eine digitale Blocksumme (BDS), definiert als
BDS = wj
aufweisen, die gleich null ist. Codewörter, die Folgen von bipolaren Symbolen definieren, z. B. Codewörter mit bipolaren Symbolen +1 und -1, mit einer BDS gleich null sind nur dann möglich, wenn die Codewortlänge N gerade ist und wenn die Hälfte der Symbole -1 und die andere Hälfte der Symbole +1 sind. Die Anzahl solcher Codeworte ist dann gleich [ ]. Man beachte jedoch, daß höchstens 2M Codewörter, die Folgen mit einer BDS von null definieren, verwendet werden können, um ein Codebuch für einen Code mit der Rate M/N zu bilden, wobei M = floorlog [ ], und wobei die Funktion floor(x) die größte ganze Zahl zurückgibt, die kleiner oder gleich x ist.
Die obige Erläuterung wird klarer durch Verwendung eines spezifischen Beispiels. Man betrachte den Fall, daß die Blocklänge N einer Folge gleich 4 ist. In der nachfolgenden Tabelle 1 sind 16 mögliche Folgen von Symbolen gezeigt, und 6 dieser Folgen sind gleichstromfrei, wie durch die Sterne angezeigt. Man beachte jedoch, daß, obwohl die Anzahl von Codewörtern in einem Codebuch vorteilhafterweise eine Zweierpotenz ist und das Codebuch der Länge N in diesem Beispiel 4 ist, zwei der gleichstromfreien Codewörter in Tabelle 1 nicht verwendet werden, wodurch die Coderate herabgesetzt wird. Die nachfolgende Tabelle 2 zeigt die Codebuchgröße und die maximale Coderate für verschiedene Werte von N, wobei N eine gleichstromfreie Folge ist. Man beachte, daß in manchen Fällen die Anforderung, daß M = floorlog[ ] bewirkt, daß eine wesentliche Anzahl von zusätzlichen gleichstromfreien Folgen nicht verwendet wird. Wenn zum Beispiel N = 8 ist, dann ist die Anzahl von gleichstromfreien Folgen 70, die Coderate ist 0,75 bei dem Codebuch der Größe 64, und es werden 6 gleichstromfreie Folgen nicht verwendet. Wenn jedoch N = 10 ist, dann gibt es 252 mögliche gleichstromfreie Folgen. Die Größe des Codebuchs ist 128, und 124 Folgen werden verworfen, wodurch die Coderate auf 0,70 herabgesetzt wird.
Bei manchen Anwendungen, wie zum Beispiel der magnetischen Aufzeichnung, ist es vorteilhaft, daß Modulationscodes Raten von mehr als 3/4 aufweisen, so daß ein großer Prozentsatz der Kanalfolge Informationen darstellt, und ein kleiner Teil die Codierung darstellt. Gemäß der nachfolgenden Tabelle 2 sind in der Regel für Raten oberhalb 3/4 Codes mit großen Blocklängen und große Codebücher erforderlich. Zum Beispiel erfordert ein Code der Rate 11/14 eine Blocklänge von 14 und eine Codebuchgröße von 2048 Codewörtern, und ein Code der Rate 13/16 erfordert eine Blocklänge von 16 und ein Codebuch mit 8192 Codewörtern. Ein großes Codebuch ist bei der Implementierung - von Codierern in der Regel kein Vorteil, da große Codebücher sowohl mehr Zeit zum Zugriff auf in den Codebüchern gespeicherte Codewörter als auch mehr Platz in einer integrierten Schaltung als kleinere Codebücher erfordern. Obwohl einige Verfahren zur Verringerung der Größe von Codebüchern vorgeschlagen wurden, wobei die Rate eines gegebenen Codes aufrechterhalten wird, erzeugen diese Verfahren zusätzliche Komplexität und verringern die Größe der Codebücher nicht wesentlich.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Codierungsverfahren vorgeschlagen, das vorteilhafterweise die Codebuchgröße für eine gegebene Coderate verringern kann. Das erfindungsgemäße Verfahren erkennt, daß bei herkömmlichen Blockcodierungsverfahren zur Erzeugung gleichstromfreier Modulationscodes jedes Codewort in einem Codebuch erforderlich war, um eine Folge mit einer BDS gleich null zu definieren, tun sicherzustellen, daß eine willkürliche Folge von Codewörtern eine beschränkte RDS hatte. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden jedoch Informationswörter an den Modulationscodierer angelegt, um Codewörter auszuwählen, die Folgen mit willkürlichen oder uneingeschränkten BDS definieren. Mit den ausgewählten Codewörtern wird dann ein Ausgangscodewort erzeugt, das vorteilhafterweise eine gleichstromfreie Folge definiert.
Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erzeugung gleichstromfreier Folgen. Bei dieser Ausführungsform werden q Gruppen von Informationswörtern von m Symbolen und eine Gruppe von p Symbolen in den Modulationscodierer 130 eingegeben. Jede Gruppe von m Eingangssymbolen wird zur Auswahl eines Codeworts mit n Symbolen aus dem Codebuch 210 verwendet. Das Codebuch 210 umfaßt vorteilhafterweise 2 m Codewörter, wobei die BDS der Symbole in der Folge, die durch jedes Codewort definiert wird, x ist. Das Codebuch 210 ist vorteilhafterweise in einem Speichergerät wie zum Beispiel Nur-Lese-Speicher oder Direktzugriffsspeicher implementiert. Die durch die Menge von Eingangssymbolen {m&sub1;, m&sub2;, ...mq} ausgewählten Codewörter sind jeweils {n&sub1;, n&sub2;, ... nq}. Die Gruppe von p Eingangssymbolen wird in das Steuer-Codebuch 230 eingegeben, das 2p Codewörter enthält, die Folgen von bipolaren Symbolen der Länge q definieren, wobei jede Folge eine BDS von null aufweist. Die Gruppe von p Symbolen wählt ein Codewort, das als ein Steuer-Codewort bezeichnet wird, aus dem Steuer-Codebuch 230, das dann zusammen mit der Menge von Codewörtern {n&sub1;, n&sub2;, ...nq} in den Invertierer 220 eingegeben wird. Jedes der q Codewörter ist einem der q Symbole in dem Steuer-Codewort zugeordnet. Der Invertierer 220 invertiert die Symbole in der Hälfte der Codewörter gemäß zugeordnetem Symbol in dem Steuerwort. Somit definieren nach der Invertierung die Hälfte der Codewörter eine Folge mit einer BDS von x, und die andere Hälfte eine BDS von -x, und das Ausgangscodewort (d. h. die Gruppe von Codewörtern {n&sub1;, n&sub2;, ... nq}, die durch den Invertierer 220 verarbeitet wird) definiert eine Folge mit einer BDS von null.
Als spezifischer Kontext für das obige Beispiel unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens betrachte man den Code mit Rate 11/14 von Tabelle 2, der bei herkömmlichen Verfahren eine Codebuchgröße von 2048 Codewörtern erfordert. Bei dem in Fig. 2 gezeigten erfindungsgemäßen Verfahren kann ein einziges Codebuch (d. h. das Codebuch 210 in Fig. 2) von 7-Symbol- Codewörtern verwendet werden, die Folgen mit einer BDS gleich +1 definieren (z. B. 4 der Symbole in der Folge sind +1 und 3 der Symbole sind -1). Es gibt [ ]=35 solche Codewörter, die Folgen mit BDS = 1 definieren, und 32 = 2&sup5; der Codewörter werden für das Codebuch 210 ausgewählt. Man beachte, daß bei einem Vorzeichenwechsel jedes Symbols eines Codeworts in dem Codebuch das resultierende invertierte Codewort eine Folge mit einer BDS gleich -1 definiert. Somit kann ein gleichstromfreier Code mit Rate 11/14 unter Verwendung des Verfahrens von Fig. 2 auf die folgende Weise erzeugt werden. Die 11 Eingangssymbole werden in q = 2 Gruppen von m = 5 Symbolen und eine weitere Gruppe von p = 1 Symbol aufgeteilt. Die erste und zweite Gruppe von m = 5 Symbolen wählen entsprechende 7-Symbol- Codewörter in dem Codebuch 210. Das p = 1 Symbol gibt an, in welchem der beiden ausgewählten Codewörter die Symbole in dem Invertierer 220 invertiert werden sollen, wodurch ein gleichstromfreies Ausgangscodewort mit einer 7-Symbol-Folge mit BDS = +1 und einer 7- Symbol-Folge mit BDS = -1 gewonnen wird. Formaler gesehen kann das p = 1 Eingangssymbol verwendet werden, um eines von zwei Codewörtern auszuwählen, und zwar entweder das die Sequenz (-1, 1) definierende Codewort oder das die Sequenz (1,-1) definierende Codewort als das Steuerwort in dem Steuer-Codebuch 230, wobei (-1, 1) anzeigt, daß die Symbole des ersten 7-Symbol- Codeworts invertiert werden, und wobei (1,-1) anzeigt, daß die Symbole des zweiten 7-Symbol-Codeworts invertiert werden.
Die Implementierung von Fig. 2 kann in vielfältigen Kontexten verwendet werden. Zum Beispiel muß die BDS von Folgen, die durch Codewörter in dem Codebuch 210 definiert werden, nicht +1 sein. Die BDS kann jeder Wert sein, solange 2m Einträge für das Codebuch 210 verfügbar sind.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 3 gezeigt, wobei q Gruppen von m Symbolen und eine Gruppe von p Symbolen in den Modulationscodierer 130 eingegeben werden. Jede Gruppe von m Eingangssymbolen wird verwendet, um ein Codewort aus einem entsprechenden Codebuch 310-j, j = 1,2,..q, auszuwählen. Das Codebuch 310-j umfaßt vorteilhafterweise 2m Codewörter, wobei alle Codewörter in dem Codebuch 310-j Folgen mit derselben BDS definieren, d. h. BDSj. Weiterhin ist BDSj=0. Die Gruppe von p Eingangssymbolen wird in das Steuer- Codebuch 330 eingegeben, das 2p Codewörter der Länge q enthält, wobei das Steuer-Codebuch Codewörter umfaßt, die Folgen mit einer BDS von null definieren. Die Gruppe von p Symbolen wählt ein Steuer-Codewort aus dem Steuer-Codebuch 330 aus, das zusammen mit den ausgewählten Codewörtern {n&sub1;, n&sub2;, ... nq} in den Ordner 320 eingegeben wird. Der Ordner 320 ordnet oder verkettet die Codewörter gemäß einer Regel, die durch die p Symbole vorgeschrieben wird, das Ausgangssignal des Ordners 320 ist z. B. {nq, n&sub2;, ... n&sub1;}. Da ein Codewort aus jedem Codebuch ausgewählt wird, und da BDSj=0 ist, definiert das durch das System in Fig. 3 erzeugte Ausgangscodewort eine Folge mit BDS = 0.
Als ein spezifisches Beispiel der zweiten Ausführungsform betrachte man wiederum den Code mit Rate 11/14 von Tabelle 2. Bei der zweiten Ausführungsform werden zwei Codebücher 310-1 und 310-2 verwendet. Das Codebuch 310-1 enthält zweiunddreißig 7- Symbol-Codewörter, die Folgen mit BDS = +1 definieren. Das Codebuch 310-2 enthält zweiunddreißig 7-Symbol- Codewörter, die Folgen mit BDS = -1 definieren. Der gleichstromfreie Code mit Rate 11/14 kann mit dem Verfahren und der Vorrichtung von Fig. 3 auf die folgende Weise erzeugt werden. Die 11 Eingangssymbole werden in zwei Gruppen von fünf Symbolen und eine weitere Gruppe von einem Symbol aufgeteilt. Jede Gruppe von fünf Symbolen wählt ein Codewort aus einem entsprechenden Codebuch. Das einzelne Symbol gibt an, welches der beiden ausgewählten Codewörter zuerst durch den Ordner 320 ausgegeben werden soll, wodurch ein gleichstromfreies Ausgangscodewort gewonnen wird, das eine Kanalfolge mit einer 7-Symbol-Folge mit BDS = +1 und einer 7-Symbol-Folge mit BDS = -1 definiert.
Die Implementierung von Fig. 3 kann erweitert werden, und ist nicht durch die oben gegebenen Beispiele beschränkt. Zum Beispiel muß die BDS von durch Codewörter in den Codebüchern 310-j definierten Folgen nicht +1 und -1 sein. Es ist lediglich erforderlich, daß BDSj gleich null ist. Somit ist eine Menge von vier Codebüchern, die Folgen mit BDS&sub1; = 3, BDS&sub2; = 1, BDS&sub3; = -1 und BDS&sub4; = -3 definieren, geeignet.
Fig. 4 zeigt eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erzeugung gleichstromfreier Folgen. Bei dieser Ausführungsform werden q Gruppen von m Symbolen und eine Gruppe von p Symbolen in den Modulationscodierer 130 eingegeben. Mit jeder Gruppe von m Symbolen wird ein Codewort aus dem Codebuch 420-j ausgewählt, wobei das konkrete für eine gegebene Menge von m Symbolen ausgewählte Codebuch durch die Menge von p Symbolen bestimmt wird. Insbesondere wird mit der Menge von p Symbolen vorteilhafterweise ein Steuer-Codewort aus dem Steuer- Codebuch 430 ausgewählt. Dieses Steuer-Codewort wird in den Codebuch-Wähler 405 eingegeben. Der Codebuch-Wähler 405 lenkt dann jede Menge von m Symbolen zu dem richtigen Codebuch 420-j, aus dem dann ein entsprechendes Codewort ausgewählt wird. Wie bei der Ausführungsform von Fig. 3 definiert das durch den Modulationscodierer 130 erzeugte Ausgangscodewort eine gleichstromfreie Folge, wenn das j-te Codebuch Codewörter umfaßt, die die Folge mit BDSj definieren, und wenn BDSj=0 ist.
Im Kontext des oben besprochenen Codes mit Rate 11/14 können zwei Gruppen von 5 Eingangssymbolen und ein weiteres einzelnes Eingangssymbol in den Modulationscodierer 130 eingegeben werden. Es werden zwei Codebücher 410-1 und 410-2 von zweiunddreißig 7- Symbol-Codewörtern, die Folgen mit BDS +1 bzw. -1 definieren, verwendet. Das einzelne Symbol p wird verwendet, um zu entscheiden, welche Gruppe von 5 Eingangssymbolen das Codebuch 410-1 verwendet, wobei die andere Gruppe von 5 Eingangssymbolen ein Codewort aus dem Codebuch 410-2 auswählt. Das resultierende Ausgangscodewort auf der Grundlage eines aus dem Codebuch 410-1 ausgewählten Codeworts und eines Codeworts aus dem Codebuch 410-2 definiert eine Kanalfolge mit einer BDS von null.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Fig. 5 gezeigt, wobei q Gruppen von m Symbolen und eine Gruppe von p Symbolen in den Modulationscodierer 130 eingegeben werden. Mit der Gruppe von p Symbolen werden die Codebücher ausgewählt und bestimmt, welche Codewörter invertiert werden. Mit jeder Gruppe von m Symbolen wird ein Codewort aus dem Codebuch 520-j ausgewählt, wobei das konkrete für eine gegebene Menge von m Symbolen ausgewählte Codebuch durch die Menge von p Symbolen bestimmt wird. Insbesondere wird mit der Menge von p Symbolen vorteilhafterweise ein Steuer-Codewort aus dem Steuer-Codebuch 530 ausgewählt. Dieses Steuer-Codewort wird in den Codebuch-Wähler 510 eingegeben. Der Codebuch-Wähler 510 lenkt dann jede Menge von m Symbolen zu dem richtigen Codebuch 520-j, aus dem dann ein entsprechendes Codewort ausgewählt wird. Die Weglenkung basiert auf einem Steuer-Codewort. Das Steuer-Codewort wird ausgewählt, indem p Eingangssymbole an das Steuer-Codebuch 530 angelegt werden. Die Steuer-Codewörter definieren Folgen mit BDS = 0. Vorausgesetzt, daß jedes Symbol in der Folge ein bipolares Symbol ist (z. B. eine +1 oder eine -1), und daß jedes Symbol einem Codewort zugeordnet ist, werden diejenigen Codewörter, die einer -1 zugeordnet sind, invertiert, und diejenigen Codewörter, die einer +1 zugeordnet sind, bleiben unverändert. Zum Beispiel wird in Fig. 5 das Codewort nq in den Invertierer 515 eingegeben und dort invertiert, und das Ausgangssignal wird als n'q bezeichnet.
Die Ausführungsform von Fig. 5 verwendet halb so viele Codebücher wie die Ausführungsform von Fig. 4, erfordert aber den Invertierer 515. Wenn beispielsweise das Codebuch 520-1 Codewörter umfaßt, die Folgen mit BDS=3 definieren, und das Codebuch 520-2 Codewörter umfaßt, die Folgen mit BDS=1 definieren, dann kann durch Wählen einer Gruppe von 3 Codewörtern aus dem Codebuch mit BDS=1 und einer zweiten Gruppe, die ein Codewort aus dem Codebuch mit BDS=3 umfaßt und Invertieren von Symbolen in einer der Gruppen eine gleichstromfreie Folge erzeugt werden. Im Gegensatz zu einem entsprechenden System mit der Anordnung von Fig. 4 macht das System von Fig. 5 Codebücher mit Codewörtern, die Folgen mit BDS = -3 und BDS = -1 definieren, überflüssig.
Fig. 6 zeigt einen Modulationsdecodierer 160, der mit dem System von Fig. 2 verwendet werden kann. Eine gelesene oder empfangene Kanalfolge erzeugt ein Codewort, das hier als ein Eingangscodewort bezeichnet wird, das in q Codewörter mit einer Länge von n Symbolen zerlegt wird, wobei jedes Codewort einen Teil der gelesenen oder empfangenen Folge definiert. Es bedeute, daß Apostroph (') ein Codewort ist, das eine Teilfolge mit negativer BDS definiert, so wie es zum Beispiel durch Invertieren einer Folge mit positiver BDS erzielt wird. Man nehme als Beispiel an, daß das empfangene Codewort Fig. 6 {n&sub1;, n'&sub2;, ... nq} ist. Die BDS für die j-te Folge, die durch das j-te Codewort definiert wird, wird in der BDS-Prüfung 602-j bestimmt. Vorausgesetzt, daß die BDS von Folgen, die durch Codewörter in dem Codebuch 210 von Fig. 2 definiert werden, x ist, werden die Symbole von Codewörtern, die Folgen mit BDS = -x in Fig. 6 definieren bei der BDS- Prüfung 610-j invertiert, so daß alles empfangene Codewort Folgen definiert, die eine BDS von x aufweisen. Jedes Codewort, das die Folge mit BDS = x definiert, wird dann in das inverse Codebuch 620 eingegeben. Das inverse Codebuch 620 gibt vorteilhafterweise auf der Grundlage der Kenntnis des Codebuchs 210 von Fig. 2 für jedes Codewort das m- Eingangssymbolinformationswort aus, das dem Codewort entspricht. Die BDS-Prüfung 602-j erzeugt außerdem abhängig davon, ob die BDS der definierten Folgen j +x oder -x war, Prüfsymbole. Die Prüfsymbole werden in das inverse Steuer-Codebuch 630 eingegeben, um vorteilhafterweise auf der Grundlage der Kenntnis des Steuer-Codebuchs 230 die Menge von p Eingangssymbolen zu bestimmen, mit der das Steuer-Codewort in Fig. 2 erzeugt wird.
Fig. 7 zeigt ein Decodierungssystem, das vorteilhafterweise mit dem System von Fig. 3 verwendet wird. Eine gelesene oder empfangene Kanalfolge erzeugt ein Eingangscodewort, das in q Codewörter mit einer Länge von n Symbolen zerlegt wird, wobei jedes Codewort einen Teil der gelesenen oder empfangenen Folge definiert. Die BDS jeder Folge, die durch die Codewörter definiert wird, wird bei der BDS-Prüfung 702-j bestimmt. Das Codewort und der BDS-Wert der entsprechenden definierten Folge werden in die Lenkungsvorrichtung 705 eingegeben. Abhängig von dem BDS-Wert einer definierten Folge lenkt die Lenkungsvorrichtung 705 das entsprechende Codewort zu einem inversen Codebuch 710-j. Das inverse Codebuch 710-j wirkt vorteilhafterweise insofern ähnlich wie das inverse Codebuch 620 von Fig. 6, als auf der Grundlage der Kenntnis der Codebücher 310-j, mit denen die Codewörter aus den Informationswörtern erzeugt werden, die m-Symbol-Eingangsinformationswörter bestimmt werden können. Eine zusätzliche Menge von p Symbolen wird decodiert, indem aus jeder BDS-Prüfung 702-j ein entsprechendes Prüfsymbol empfangen wird, das den BDS- Wert des j-ten empfangenen Codeworts darstellt. Diese Werte entsprechen Symbolen in einem Steuer-Codewort und werden in das inverse Steuer-Codebuch 730 eingegeben, das auf der Grundlage der Kenntnis des Steuer-Codebuchs 330 verwendet werden kann, um die p Symbole zu identifizieren, mit denen das Steuerwort erzeugt wird, das die Codewörter während des Codierungsprozesses geordnet hat.
Fig. 8 zeigt ein Decodierungssystem, das vorteilhafterweise mit dem System von Fig. 4 verwendet wird. Eine gelesene oder empfangene Kanalfolge erzeugt ein Eingangscodewort, das in q Codewörter mit einer Länge von n Symbolen zerlegt wird, wobei jedes Codewort einen Teil der gelesenen oder empfangenen Folge definiert. Die BDS jeder Folge, die durch jedes Codewört definiert wird, wird bei der BDS-Prüfung 802-j bestimmt. Das Codewort und der BDS-Wert der entsprechenden definierten Folge werden in die Lenkungsvorrichtung 805 eingegeben, und das Codewort wird zu dem inversen Codebuch 810-j auf der Grundlage des BDS-Werts der entsprechenden Folge gelenkt. Der Anpasser 810-j erzeugt ein m-Symbol-Informationswort vorteilhafterweise auf der Grundlage der Kenntnis des Codebuchs 420-j. Eine zusätzliche Menge von p Symbolen kann bestimmt werden, indem aus der BDS-Prüfung 802-j der BDS-Wert empfangen wird, der durch das j-te empfangene Codewort definiert wird. Diese Werte entsprechen Symbolen in einem Steuer-Codewort und werden in das inverse Steuer-Codebuch 830 eingegeben, das auf der Grundlage der Kenntnis des Steuer-Codebuchs 430 die p Symbole erzeugen kann.
Fig. 9 zeigt ein Decodierungssystem, das vorteilhafterweise mit dem System von Fig. 5 verwendet wird. Eine gelesene oder empfangene Kanalfolge erzeugt ein Eingangscodewort, das in q Codewörter mit einer Länge von n Symbolen zerlegt wird, wobei jedes Codewort einen Teil der gelesenen oder empfangenen Folge definiert. Die Kennzeichnung mit Apostroph (') zeigt eine Folge an, in der das Symbol invertiert wäre. Die BDS jedes Codeworts wird bei der BDS-Prüfung 902-j bestimmt. Codewörter, die Folgen definieren, die in dem Codierungsprozeß invertiert wurden, wie zum Beispiel durch einen negativen BDS-Wert gezeigt wird, werden bei der BDS-Prüfung 902-j invertiert. Die zusätzlichen p Informationssymbole werden bestimmt, indem aus der BDS-Prüfung 902-j der BDS-Wert des j-ten empfangenen Codeworts empfangen wird. Diese Werte entsprechen Symbolen in einem Steuer-Codewort und werden in das inverse Steuer-Codebuch 930 eingegeben, das auf der Grundlage der Kenntnis des Steuer-Codebuchs 530 die p-Symbole erzeugen kann. Die Codewörter und der BDS-Wert werden dann in die Lenkungsvorrichtung 905 eingegeben. Die Lenkungsvorrichtung 905 lenkt das n-Symbol-Codewort zu dem inversen Codebuch 910-i. Die Lenkung erfolgt vorteilhafterweise auf der Grundlage des BDS-Werts. Das inverse Codebuch 910-i wirkt ähnlich wie die oben beschriebenen inversen Codebücher, um q Mengen von m Informationssymbolen zu erzeugen.
Es wurde ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Modulationscodierung beschrieben. Die Beschreibung erfolgte ohne Bezug auf spezifische Hardware oder Software. Stattdessen wurde das Verfahren und die Vorrichtung so beschrieben, daß Fachleute ohne weiteres solche Hardware und Software anpassen können, die für bestimmte Anwendungen verfügbar oder vorzuziehen ist. Obwohl die obigen Lehren der vorliegenden Erfindung in bezug auf Modulationscodierung für einen magnetischen Aufzeichnungs- bzw. Schreibkanal erfolgten, werden diese Fachleute erkennen, daß diese Lehren auch auf andere spezifische Kontexte anwendbar sind. Zum Beispiel sind die obigen Lehren nicht auf magnetische Aufzeichnungs- bzw. Schreibkanäle beschränkt. Gleichermaßen sind die obigen Lehren nicht auf die konkreten in den obigen Figuren gezeigten Anordnungen beschränkt, bei denen zum Beispiel die parallele Verarbeitung von q Codewörtern durch q BDS-Prüfungen durch serielle Verarbeitung der q Codewörter durch eine einzige BDS-Prüfung ersetzt werden könnte. Weiterhin können die obigen Lehren erweitert werden, so daß sie die Erzeugung von Ausgangscodewörtern umfassen, die Folgen mit von null verschiedenen BDS-Werten definieren. Diese Codewörter sind bei der optischen Kommunikation nützlich. Tabelle 1 Tabelle 2

Claims

1. Verfahren, bei dem ein oder mehrere Symbole zu Informationswörtern kombiniert und Informationswörter zu Kanal-Codewörtern codiert werden, wobei:

für jedes der besagten Informationswörter in einer Menge von q Informationswörtern, wobei q größer als 1 ist, aus einem oder mehreren Codebüchern (210) ein Codewort w ausgewählt wird, das Komponenten {w&sub1;, w&sub2;, ... wn} aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jedes besagte Codewort w ein vorläufiges Codewort mit einer digitalen Blocksumme BDS = Wj mit einem von null verschiedenen Wert ist; und dadurch, daß das besagte Verfahren den folgenden Schritt enthält:

Erzeugen, unter Verwendung zusätzlicher Informationen, eines Steuersignals mit q Komponenten (230), die eine Operation (220) an den besagten vorläufigen Codewörtern durchführen, um für jedes der besagten vorläufigen Codewörter ein entsprechendes Kanal-Codewort zu entwickeln und somit einen Block von q Kanal-Codewörtern zu bilden, die die besagten zusätzlichen Informationen und auch die besagte Menge von q Informationswörtern übermitteln.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die bei der Erzeugung des besagten Blocks beteiligte Menge von Symbolen p + q · m ist, wobei q = 2p, wobei m und p ganze Zahlen sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei jedes der Kanal-Codewörter ein BDS aufweist und wobei die q Steuersymbole bewirken, daß das erzeugte Kanal-Codewort eine digitale Block-Gesamtsumme BDS k bildet, die gleich null ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die besagte Operation an den besagten vorläufigen Codewörtern das Invertieren des Vorzeichens der Symbole mindestens mancher der besagten vorläufigen Codewörter einschließt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Anzahl des besagten einen oder der besagten mehreren Codebücher größer als eins ist, die vorläufigen Codewörter eines Codebuchs eine gegebene digitale Blocksumme aufweisen, die digitalen Blocksummen verschiedener Codebücher voneinander verschieden sind und sich die digitalen Blocksummen der Codebücher zu null addieren, und wobei der besagte Schritt des Entwickelns von Kanal- Codewörtern den Schritt des Ordnens (320) der besagten vorläufigen Codewörter unter der Steuerung des besagten zusätzlichen Informationsworts umfaßt, um so die besagten vorläufigen Codewörter in Kanal-Codewörter zu transformieren.

6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Anzahl des besagten einen oder der besagten mehreren Codebücher größer als eins ist, die vorläufigen Codewörter eines Codebuchs eine gegebene digitale Blocksumme aufweisen, die digitalen Blocksummen verschiedener Codebücher voneinander verschieden sind und sich die digitalen Blocksummen der Codebücher zu null addieren und der besagte Schritt des Auswählens die folgenden Schritte umfaßt:

für von dem besagten zusätzlichen Informationswort verschiedenes angelegtes Inforzuationswort, Wählen eines Codebuchs (405) aus den besagten Codebüchern auf der Grundlage des besagten zusätzlichen Informationsworts und

Auswählen der besagten vorläufigen Codewörter unter vorläufigen Codewörtern in dem gewählten Codebuch (405) auf der Grundlage des an das gewählte Codebuch angelegten Informationsworts,

wodurch die besagten vorläufigen Codewörter in Kanal-Codewörter transformiert werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Erzeugungsschritt den Schritt des Ordnens (515) der besagten vorläufigen Codewörter auf der Grundlage der besagten Steuersymbole umfaßt.

8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das BDS eines Kanal-Codeworts das aus einem der besagten Codebücher abgeleitet wird, x ist und das BDS eines anderen Kanal- Codeworts, das aus diesem der besagten Codebücher abgeleitet wird, -x ist.

9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die digitale Blocksumme der Anzahl des besagten einen oder der besagten mehreren Codebücher größer als eins ist und eines der besagten Codebücher eine digitale Blocksumme von null aufweist.

10. Verfahren, bei dem ankommende Kanal-Codewörter, die jeweils eine Mehrzahl von Symbolen enthalten, an ein Codebuch angelegt werden, um die besagten Kanal- Codewörter in Informationswörter umzuwandeln, die jeweils eine Mehrzahl von Symbolen enthalten, gekennzeichnet durch: Erzeugung eines zusätzlichen Informationsworts auf der Grundlage der digitalen Blocksumme der Symbole in jedem der besagten Kanal-Codewörter in einer Menge von Kanal-Codewörtern (602-1, 602-2, 602-q, 630).

11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem weiterhin mehr als ein Codebuch (710-1, 710-2, 710-q) zur Umwandlung der besagten Kanal-Codewörter in Informationswörter eingesetzt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10, wobei von dem besagten mehr als einen Codebuch auf der Grundlage der digitalen Blocksumme des Kanal-Codeworts, das an ein Codebuch zur Umwandlung in ein Informationswort angelegt werden soll, ein Codebuch ausgewählt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Erzeugungsschritt das Invertieren der Symbole von Kanal-Codewörtern umfaßt, deren digitale Blocksumme negativ ist.

14. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Erzeugungsschritt das Negieren der Symbole von Kanal- Codewörtern umfaßt, deren digitale Blocksumme negativ ist.

15. Vorrichtung zur Codierung von Mehrsymbol- Informationswörtern mit einem oder mehreren Codebüchern (210), das auf jedes einer Menge von q Informationswörtern reagiert, wobei q größer als 1 ist, zur Bereitstellung eines Codeworts w mit Komponenten {w&sub1;, w&sub2; ... wn}, dadurch gekennzeichnet, daß:

jedes besagte Codewort w eine digitale Blocksumme BDS = Wj mit einem von null verschiedenen Wert aufweist;

ein Steuer-Codebuch (230) auf ein zusätzliches Mehrsymbol-Informationswort reagiert, um ein Steuersignal mit q Komponenten zu entwickeln; und

ein Prozessor (220) so angeordnet ist, daß er mit dem besagten Steuersignal eine Operation an den besagten Codewörtern w durchführt, um einen Block von q Kanal-Codewörtern zu bilden, die das besagte zusätzliche Informationswort und auch die besagte Menge von q Informationswörtern übermitteln.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei der besagte Prozessor bei der Entwicklung der besagten Kanal- Codewörter sicherstellt, daß eine digitale Blocksumme für Kanal-Codewörter, die die Informationswörter des besagten Blocks darstellen, gleich null ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei der besagte Prozessor auf das besagte eine oder die besagten mehreren Codebücher und auf die besagten Steuersymbole reagiert und dabei manche Ausgaben des besagten einen oder der besagten mehreren Codebücher invertiert.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei der besagte Prozessor bei der Entwicklung der besagten Kanal- Codewörter sicherstellt, daß eine digitale Blocksumme für Kanal-Codewörter, die die Informationswörter des besagten Blocks darstellen, gleich null ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei der besagte Prozessor auf das besagte eine oder die besagten mehreren Codebücher und auf die besagten Steuersymbole reagiert und dabei eine Folge von Ausgaben des besagten einen oder der besagten mehreren Codebücher ordnet.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei der besagte Prozessor bei der Entwicklung der besagten Kanal- Codewörter sicherstellt, daß eine digitale Blocksumme für Kanal-Codewörter, die der geordneten Folge von Ausgaben des besagten einen oder der besagten mehreren Codebücher entsprechen, die die Informationswörter des besagten Blocks darstellen, gleich null ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Anzahl des besagten einen oder der besagten mehreren Codebücher größer als eins ist und der besagte Prozessor zwischen den besagten Informationswörtern und dem besagten einen oder den besagten mehreren Codebüchern angeordnet ist, um unter der Steuerung der besagten Steuersymbole bestimmte der besagten Codebücher auszuwählen.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei der besagte Prozessor bei der Entwicklung der besagten Kanal- Codewörter sicherstellt, daß eine digitale Blocksumme für Kanal-Codewörter, die die Informationswörter des besagten Blocks darstellen, gleich null ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 21, weiterhin mit einem Invertierer, der auf die besagten Codebücher und Steuersymbole reagiert.

24. Vorrichtung zur Decodierung von Kanal- Codewörtern mit einem oder mehreren Codebüchern, die auf angelegte Kanal-Codewörter reagieren, gekennzeichnet durch;

eine Mehrzahl von Schaltungen für digitale Blocksummen, die auf verschiedene angelegte Kanal- Codewörter in einem Block angelegter Kanal-Codewörter reagieren und dabei jeweils ein Steuersignal entwickeln, das einer digitalen Blocksumme des jeweils angelegten Kanal-Codeworts (602-1) entspricht, und

ein inverses Steuer-Codebuch (630), das auf die besagten Steuersignale reagiert, um ein Informationswort für jeden Block angelegter Kanalcodes zu entwickeln.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, wobei die Anzahl des besagten einen oder der besagten mehreren Codebücher größer als eins ist, weiterhin mit einem zwischen den besagten angelegten Kanal-Codewörtern und dem besagten mehr als einem Codebuch angeordneten Router zum henken der angelegten Kanal-Codewörter zu ausgewählten der besagten Codebücher auf der Grundlage der besagten Steuersignale.

26. Vorrichtung nach Anspruch 24, wobei die besagten Steuersignale digitalen Blocksummen angelegter Kanal-Codewörter entsprechen.