[发明专利]数字信号磁记录和重放设备

说明书

本发明涉及一种数字信号磁记录和重放设备，该设备能够记录和重放在数字视频磁带记录器和类似的设备中在频带限制(band-restricted)磁道上高密度的数字信号。

因为通过当前和未来相关技术的开发将模拟信号变为数字信号，已经提供了各种类型的数字记录和重放的方法。

虽然记录和重放数字图象信号的数字信号磁记录和重放设备在图象质量和转录性能方面与记录和重放模拟图象信号的模拟磁记录和重放设备相比较是很好的，但是在磁带中被记录的数据的数量比记录同样图象信号的模拟磁记录和重放设备中的数据数量可能超过十倍那样大。换句话说，通过模/数变换，在数字磁记录和重放设备中信号数据的数量大量地增加。因此，当记录数字信号时，磁带的消耗量增加，难于记录大量信号。因此，为了获得与模拟信号记录相同效率的目的，需要通过压缩数据和调制二进制数据为多值电平数据和记录已调数据来增加记录效率，并通过增加信号/噪声比来改进比特差错率(BER)。

因为使用可应用于常规的数字磁记录和重放设备的记录和调制的方法难于记录和重放直流成分，基带调制法例如非旧零反调制(NRZI)部分响应(PR)调制，8至14调制(EFM)等已被利用。这种基带调制法变换二进制码中表示数据行的零行程并记录集中的信号频率，以便获得高密度的记录。但是，该基带调制法的被记录的信号电平仅有两个可能的值，由于记录频带利用的低系数，该方法使得高密度记录困难。因为消耗磁带的增加，长时间记录是困难的。

因而，需要一种适于高密度记录的磁道编码技术，改变已在通信领域使用的调制方法，并以适应的方式用于记录和重放，因而无需增加记录磁道的数目，来增加频率利用效率并达到对记录比特率的改进。

因此，已经提出了一种编码调制法，该方法是通过多值调制来实现的，并通过可用于数字数据传输的差错控制编码显示出高的频率利用系数。这种编码调制法已大大地用于通信领域，该方法无需增加频带宽度而降低比特差错率。

而且，为了实现高密度记录，已经引入了在通信领域使用的如像正交幅度调制(QAM)和相移键控调制(PSK)等多值数字调制方法，而且因此，增加频带利用效率决定了高密度记录的优点。

在美国专利No.5,095,392中公开了数字信号磁记录和重放设备，该设备使用了多值QAM调制和最大似然解码。

数字信号磁记录和重放设备实现从开始数/模变换，处理变换的信号，在编码时变换已处理信号为多值信号，并且在解调以模拟形式记录的信号之后，由最大似然解码，解码该信号，并且最后实现模/数变换。

本发明的目的是提供一种数字信号磁记录和重放设备，该设备通过利用可用于通信领域的多值数字调制方法可改进记录效率。

本发明的另一个目的是提供一种数字信号磁记录和重放设备，在磁记录和重放数字信号时，该设备能够使用正交幅度调制和相移键控调制以高密度记录信号。 

本发明的还有另一个目的是提供一种数字信号磁记录和重放设备，该设备通过采用多值调制方法数字化地处理整个信号，该方法具有低的差错率和高的记录效率。

本发明的进一步的目的是提供一种数字信号磁记录和重放设备，该设备通过插入同步信号到输入数字信号和有效地重建同步信号来降低比特差错率。

本发明还有一个进一步的目的是提供一种数字信号磁记录和重放设备，该设备在调制时通过与使用系统时钟产生的载波的数据相同步的载波调制数据，而在解调时使用用于检测同步载波的产生的导频信号调制数据。

为了解决上述的目的，根据本发明的数字信号磁记录和重放设备包括：

编码装置，用于变换输入的数字信号为多值数字信号；

调制装置，用于根据载波信号正交幅度调制和相移键控调制多值数字信号；

导频信号混合装置，用于产生导频信号并把导频信号加到已调信号；

记录控制装置，用于形成与导频信号混合的已调制信号，作为适于磁记录媒体的磁化信号；

重放控制装置，用于输出由磁记录媒体重放的磁化信号，作为数字信号的形式，并校正在传输系统中产生的信号失真和恶化；

载波恢复装置，用于在检测来自重放磁化信号的导频信号之后产生具有载波信号频率的时钟信号；

解调装置，用于根据来自载波恢复装置的恢复的载波信号解调从重放控制装置输出的已调信号；和

解码装置，用于通过维特比(Viterbi)解码来自解调装置输出的卷积编码数据，输出最初数字数据。

根据本发明的另一个实施例的数字信号磁记录和重放设备包括：

同步信号插入装置，用于插入同步信号至输入数字数据和输出同步标记信号；