平衡的非奇偶性幀同步的製作方法
2023-05-14 11:19:21 1
專利名稱：平衡的非奇偶性幀同步的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種使用信道代碼對M個輸入字的流進行編碼的方法，包括以下步驟-從一組幀同步擴展中選擇一個幀同步擴展，-將M個輸入字的流預編碼為預編碼輸入字的流，-使用一個或奇偶性反轉編碼器將預編碼輸入字的流編碼為多組N個碼字的流，-將幀同步體以固定長度幀直接插入到多組N個碼字的流中，-安排在多組N個碼字的流中表示幀同步擴展的一組碼字與插入的幀同步體直接相鄰，其中在進一步NRZI編碼之後，通過表示幀同步擴展的所述組的碼字的非奇偶性(disparity)來平衡幀同步體的非奇偶性。
本發明進一步涉及一種製造在其上記錄有根據前面的方法獲得的調製信號的記錄載體的方法。
本發明也涉及一種用於產生信道代碼的編碼設備。
本發明進一步涉及一種使用所述編碼設備的記錄設備。
本發明還涉及一種信號。
本發明進一步涉及一種記錄有信號的記錄載體。
本發明此外涉及一種解碼設備。
最後，本發明涉及一種使用所述類型的記錄載體的讀取設備。
從WO 99/0948中可知所述方法、所述設備、所述記錄載體以及所述信號。
當數據通過傳輸線進行傳輸或者被記錄到諸如磁碟、光碟或磁光碟之類的記錄介質上時，在傳輸或記錄之前將所述數據調製成匹配傳輸線或記錄介質的代碼。分組編碼作為一種調製技術是已知的。在分組編碼過程中，將數據串分組成多個單元，每個單元包括mxi個位。然後按照適當的編碼規則將以下稱為數據字的每個單元轉換成包括nxi個位的碼字。對於i＝1來說，該碼字是固定長度的代碼。在i具有多個值的情況下，其中每個值是從1到作為i的最大值的imax的範圍中選擇的，則所得的碼字是可變長度代碼。通常，將從分組編碼所產生的代碼表示為可變長度代碼(d，k；m，n；r)。
在此，i被稱為約束長度，以及r是imax，即最大約束長度。d是兩個連續的1之間出現0的最小數量。d被稱為0的最小運行(run)。另一方面，k是兩個連續的1之間出現0的最大數量。k被稱為0的最大運行。
順便說一下，在將從上述分組編碼中獲得的可變長度代碼記錄到諸如光碟或磁光碟之類的記錄介質上的操作中，例如記錄到光碟(CD)或小型光碟(MD)上，可變長度代碼進行NRZI(不歸零反轉)調製，其中可變長度代碼的每個「1」被解釋為反轉，而「0」被解釋為非反轉。然後記錄完成NRZI調製的可變長度代碼。完成NRZI調製的可變長度代碼被稱為記錄波列。在符合規定不太大記錄密度的早期ISO規範的磁光碟的情況下，記錄完成記錄調製的位列，因為它們不進行NRZI調製。
儘管在槽(groove)位置調製、PIC帶和光存儲介質方面描述了背景技術，但是同樣能夠將本發明應用到其它調製和應用，比如數據通信，其中避免DC分量以便減少幹擾正常解調和/或跟蹤。
如上所述，當數據通過傳輸線進行傳輸或者被記錄到記錄介質上時，在傳輸或記錄之前將數據調製成匹配傳輸線或記錄介質的代碼。如果調製所產生的代碼包含直流分量，那麼諸如在盤驅動器的伺服機構控制下產生的跟蹤誤差之類的各種誤差信號傾向於變得易於變化或者容易產生抖動。由於這個原因，因此期望的是進行儘可能多的努力來防止調製代碼包含直流分量。
為了防止調製代碼包含直流分量，已經提出控制RDS(連續數字和)以防止調製代碼包含直流分量。RDS是通過把位(數據符號)列的值加起來而建立的總數，其中值+1和-1分別被分配給列中的「1」和「0」，這是由信道位列的NRZI調製(也就是電平編碼)產生的。RDS是代碼列中所包含的直流分量的指示器。通過RDS控制來減少RDS的絕對值相當於對代碼列中所包含的直流分量的幅度進行抑制。
用於控制RDS的一種方法使用了預編碼器，該預編碼器在數據流進入編碼器之前將RDS控制位插入到數據流中。
通過計算在進行預定時間周期的調製之後的編碼位列(信道位列)的RDS並且將預定數量的RDS控制位插入到編碼位列(信道位列)中來實現RDS控制。
無論如何，RDS控制位基本上是冗餘位。如果考慮代碼轉換的效率，那麼將RDS控制位的數量減少到最小可能值是所希望的。
另外，如果插入RDS控制位，則使最小運行d和最大運行k不變也是所希望的。這是因為(d，k)的改變將影響記錄/重放特性。
PHQ 98023/WO 99/00948/EP申請99919490.5通過允許執行RDS控制以產生高效控制位來解決上述問題。
與傳統方法非常相似，在通過使用轉換表來轉換數據串之後，通過以預定間隔將RDS控制位添加到由轉換所產生的信道位列能夠執行RDS控制。通過使用數據串與由基於轉換表的轉換產生的碼字串之間的關係，能夠執行RDS控制。
將具有指示反轉的值「1」和指示非反轉的「0」值的RDS控制位插入到信道位列中相當於將具有指示反轉的值「1」和指示非反轉的「0」值的RDS控制位插入到數據位列中。
因此，在編碼器之前將位插入到數據流中允許在編碼器之後控制碼字的流的RDS。
如果減少在存儲介質的一部分中所使用的數據速率，那麼更可能的是調製數據將具有DC分量。其中數據速率減少的存儲介質的一部分的實例是光碟上的程序信息和校準區、PIC帶。這裡使用例如HFM槽來存儲預記錄信息。該區域中的數據被恢復，因為槽正被跟蹤系統所跟蹤，並且與槽的期望路線的偏移表示槽上調製的數據。重要的是確保槽上調製的數據中最小量的DC，以便能夠可靠地恢復數據。
其中在編碼器之前以預定間隔將位插入到位流中的DC控制方法具有以下缺點，即在插入的RDS控制位之間，RDS值能夠進行變化並且明顯地偏離零，所以不確保在PIC帶中跟蹤系統所要求的最低可能的RDS。而且因為PIC帶中的數據速率低於PIC帶外部的數據速率，所以PIC帶中的調製數據會容易幹擾DC控制，從而在槽跟蹤過程中產生問題。
允許DC含量(content)的改進的控制的另一種解決方案是通過預編碼以使RDS的絕對值每N個碼字返回到零，由於僅存在其中RDS的絕對值能夠增加並且越來越偏離零的N個碼字，所以RDS的絕對值的偏移自動地保持很小。
由於RDS的偏移局部保持很小，所以RDS的總變化也將保持很小。由於受到N的選擇的限制，RDS的局部偏移很小並且持續時間短，所以調製信號將具有非常低的DC分量。對於光的和磁的存儲介質而言，這意味著軌道上調製數據的存在將僅僅最小限度地影響跟蹤。
尤其當N＝2時，DC控制是非常有效的，因為在兩個碼字之後，RDS將返回到零並且因此嚴格地限制RDS的偏移。因此碼字的DC含量減少，但是除了碼字之外，包括碼字的信道數據流也包括幀同步。幀同步表示固定長度幀的開始。幀同步包括幀同步體和幀同步擴展。作為信道數據流的一部分的幀同步對數據流的總DC起作用。
如果在存儲介質的一部分中所使用的信道數據速率減少，那麼更可能的是調製信道數據流將具有DC分量。其中數據速率減少的存儲介質的一部分的實例是光碟上的程序信息和校準區、PIC帶。這裡使用例如HFM槽紋來存儲預記錄信息。該區域中的數據被恢復，因為槽正被跟蹤系統所跟蹤，並且與槽的期望路線的偏移表示槽上調製的數據。重要的是確保槽上調製的數據中最小量的DC，以便能夠可靠地恢復數據。
幀同步具有以下缺點，即它引入不想要的DC含量。通過確保由幀同步擴展來抵消幀同步體的DC貢獻，能夠克服該缺點。然而，這具有以下缺點，即在固定長度幀中對於用戶數據喪失有價值的空間。
本發明的目的是優化固定長度幀中的空間，同時通過由幀同步擴展抵消幀同步體的DC貢獻來保持DC含量減少。
為了實現該目的，本發明的特徵在於，表示幀同步擴展的碼字的組的長度是可變的。
在具有固定長度的幀中，在表示幀同步的信道數據流中的碼字的組的可變長度允許減少表示幀同步擴展的碼字的組的位數量，從而允許在具有相同幀長度的幀中存儲更多的用戶數據位。
代替選擇具有表示幀同步擴展的碼字中的恆定數量位的幀同步擴展，可以選擇允許使用更少位來抵消幀同步體的DC貢獻的幀同步擴展。
本發明的另一實施例的特徵在於，編碼器是17PP編碼器。
使用奇偶性保持17PP編碼器允許選擇導致信道碼字抵消即平衡RDS的貢獻以及因此信道數據流中幀同步體的DC貢獻的幀同步擴展。可以在US 6496541中找到17PP編碼的完整描述。
由於預編碼器和17PP編碼器一起確保用戶數據碼字中DC含量的抑制，所以包括不具有DC含量的用戶數據碼字和不具有DC含量的幀同步的整個信道數據流不具有DC含量。
本方法的另一實施例的特徵在於，編碼器是EFM編碼器。
EFM編碼器允許對從用戶數據獲得的碼字進行DC控制。插入到碼字的流中的幀同步顯示出與上述17PP編碼器相同的問題。因此同樣能夠將本發明很好地用於平衡其中使用EFM編碼對碼字進行編碼的碼字的流中幀同步的非奇偶性。在稱為CD的光碟上使用EFM代碼。
本方法的另一實施例的特徵在於，編碼器是EFM+編碼器。
EFM+編碼器允許對從用戶數據獲得的碼字進行DC控制。插入到碼字的流中的幀同步顯示出與上述17PP編碼器相同的問題。因此同樣能夠將本發明很好地用於平衡其中使用EFM+編碼對碼字進行編碼的碼字的流中幀同步的非奇偶性。在稱為DVD的數字通用盤上使用EFM+代碼。
本發明的另一實施例的特徵在於，安排在多組N個碼字的流中表示幀同步擴展的碼字的組的步驟包括將幀同步擴展輸入字插入到M個輸入字的流中的步驟。
由於幀同步體與用戶數據碼字必須是可區分的，所以幀同步體被選擇為在使用17PP編碼器對用戶數據進行編碼時不能夠出現的位的組合。違反17PP編碼器的代碼約束條件的組合滿足幀同步體的所述要求。因此必須將幀同步體插入到由17PP編碼器產生的碼字中，並且幀同步體不能夠通過將某些輸入字插入到輸入字的流中來產生。
與此相對比，通過將幀同步輸入字插入到17PP編碼器中從而在17PP編碼器的輸出端產生表示幀同步擴展的合適的碼字，能夠產生表示幀同步擴展的碼字。因此表示幀同步擴展的碼字符合17PP代碼約束條件。
這有利於通過信道的傳輸，即記錄載體的記錄和重放。
由於17PP是奇偶性保持的，所以幀同步擴展輸入字在通過17PP編碼器編碼之後將產生具有相同奇偶性的碼字。由於碼字的奇偶性有助於信道碼字的非奇偶性，所述信道碼字也就是在NRZI編碼之後的碼字，所以17PP編碼器允許對表示幀同步擴展的信道碼字的非奇偶性進行極好的控制。
本發明的另一實施例的特徵在於，安排在多組N個碼字的流中表示幀同步擴展的碼字的組的步驟包括將表示幀同步擴展的碼字插入到多組N個碼字的流中的步驟。
代替將輸入字插入到輸入流中，即具有表示由17PP編碼器產生的幀同步擴展的碼字，還能夠將表示幀同步擴展的碼字插入到如由17PP編碼器產生的碼字的流中，即與幀同步體一起插入。這具有對於表示幀同步擴展的碼字的插入使用與對於幀同步體的插入相同的方法的優點。而且，它消除了下述需要，即協調用於幀同步擴展的輸入字的插入與幀同步體的插入，以便確保將幀同步體精確地插入在來自17PP編碼器的碼字的流中表示幀同步擴展的碼字之前。
本發明的另一實施例的特徵在於，從下表中選擇在多組N個碼字的流中表示幀同步擴展的碼字的組幀同步擴展FS0 000 001 1110 1011FS1 010 010 1011 1010FS2 101 000 1011 1111FS3 100 001 1101 1010FS4 000 100 0011 1010FS5 001 001 1011 1110FS6 010 000 1011 0101FS7 100 101FS8 101 010在上述表中，表示幀同步擴展的碼字被表示為FS0-FS8。當被有效地附加到幀同步體時，以NRZI形式編碼的幀同步導致剛好為0的非奇偶性。因為與幀同步擴展FS0-FS6相比，對於幀同步擴展FS7和FS8來說，表示幀同步擴展的碼字包括更少的位，並且與幀同步具有幀同步擴展FS0-FS6相比，當幀同步具有幀同步擴展FS7或FS8時，固定長度幀中的更多空間可用於表示用戶數據的碼字。結果更多的用戶數據能夠被存儲在25％的幀中，從而導致記錄介質或傳輸信道的容量增加。
通常17PP編碼器用於編碼PIC帶之外的數據，並且對PIC帶中的跟蹤產生不能接受的幹擾。通過本發明提供的DC控制能夠使用17PP編碼器來編碼PIC帶之外的數據和PIC帶之內的數據。這具有以下優點，即對於兩個區域而言，不再需要具有兩個不同的編碼器，因此減少了使用根據本發明的方法的設備的複雜性。而且，當對檢索的數據進行解碼時，不再需要具有兩個不同的解碼器，因為一個17PP解碼器能夠解碼PIC帶之外和PIC帶之內的數據。
該實施例的進一步的優點在於，由於使用標準的17PP編碼器來編碼預編碼輸入字，所以代碼的d、k和RMTR約束條件被維持。
本發明的另一實施例的特徵在於，從下表中選擇在多組N個碼字的流中表示幀同步子ID的碼字的組的第一子組幀同步子 IDFS0000 001FS1010 010FS2101 000FS3100 001FS4000 100FS5001 001FS6010 000FS7100 101FS8101 010並且通過把從下表中選擇的預編碼輸入字的流中的幀同步輸入字的相應組提供給17PP編碼器，從而使用17PP編碼器來產生碼字的組的第二子組幀同步輸入字FS0 11 10 10 11FS1 10 11 10 10FS2 10 11 11 11FS3 11 01 10 10FS4 00 11 10 10FS5 10 11 11 10FS6 10 11 01 01FS7 無FS8 無將表示幀同步擴展的碼字的組分成碼字的第一子組和碼字的第二子組，其中碼字的第一子組以與幀同步體相同的方式被直接插入到碼字的流中，碼字的第二子組是通過將幀同步輸入字的組插入到預編碼輸入字的流中獲得的。當已經安排編碼器來將幀同步體和表示幀同步擴展的碼字的第一子組插入到碼字中時，通過經由編碼器的輸入端來添加表示幀同步擴展的碼字的組的第二子組能夠避免修改編碼器。
應該注意，預編碼僅僅能夠影響由編碼器所產生的數據。如果編碼器將其它元素插入到編碼數據流中，例如幀同步，那麼預編碼不能夠改變幀同步的RDS。
由於這個原因，幀同步輸入字的組被添加到在預編碼器之後即預編碼器的輸出端和17PP編碼器的輸入端之間的數據流。
為了克服該問題，如果編碼器知道正被編碼的數據在編碼數據流中的位置，則通過直接跟隨同步模式的數據能夠補償幀同步的RDS，因為它能夠這樣進行安排幀同步輸入字的組導致表示幀同步擴展的碼字的組的第二子組恰好在碼字的流的右側位置，即直接在表示幀同步擴展的碼字的組的插入的第一子組的後面，以使第一子組和第二子組相連並且一起表示幀同步擴展。幀同步輸入字的組的添加導致數據存儲容量的小的損失，但是確保了在表示幀同步擴展的碼字的結尾處的非奇偶性和因此的RDS以及因此的幀同步的DC含量為零。
現在將基於附圖來討論本發明。
在整個描述中，縮寫「FS」代表「幀同步」。因此「FS ID」指的是「幀同步ID」，即「幀同步標識」，「FS體」代表「幀同步體」，並且「FS平衡字」代表「幀同步平衡字」。另外為了清楚起見，對於不同的幀同步ID分配一個標記FS0至FS8分別表示從「幀同步ID 0」到「幀同步ID 8」。
圖1示出使用預編碼器的系統。
圖2示出根據發明的接收器。
圖3示出對輸入字進行編碼的實例。
圖4示出根據本發明的信號的RDS。
圖5示出由預編碼器對數據進行預編碼使用的表。
圖6示出由解碼器使用的表。
圖7示出在使用17PP編碼器時的碼字的頻譜內容。
圖8示出在利用17PP編碼器進行編碼之前預編碼輸入字時的碼字的頻譜內容。
圖9示出用於將數據存儲在存儲介質上的設備。
圖10示出用於從存儲介質中檢索數據的設備。
圖11示出同步模式的RDS的補償。
圖1示出使用預編碼器的編碼系統。
編碼系統1在輸入端6接收待編碼的數據。輸入端6被連接到誤差校正編碼器2的輸入端7。誤差校正編碼器2被包括在內以便示出在典型編碼器系統1中預編碼器3的位置，但它不是本發明所必需的。
然後由誤差校正編碼器2將包括誤差校正的數據經由其輸出端8提供給預編碼器3的輸入端9。預編碼器3然後對包括誤差校正的數據進行預編碼，並經由其輸出端10把預編碼數據提供給編碼器4的輸入端11。編碼器4對預編碼數據進行編碼，並且經由其輸出端11將所得的碼字提供給NRZI編碼器15的輸入端13。NRZI編碼器15將NRZI編碼的碼字經由其輸出端14提供給編碼系統1的輸出端5。
由於預編碼將由編碼器4產生的碼字的特徵作為目標，所以將由預編碼器3執行的預編碼與由編碼器4所執行的編碼進行緊密的聯繫。整個附圖討論中所使用的編碼器類型是17PP編碼器。
將預編碼數據提供給編碼器4，以使編碼器4所產生的編碼字的RDS的絕對值受到限制。這通過確保下述來實現，即在兩個碼字的組中，通過第二碼字的RDS來補償第一碼字的RDS。第二碼字結尾的RDS於是為零，並且從第一碼字起點直到第二碼字結尾的RDS的偏移受到限制，因為僅存在能夠有助於增加RDS的絕對值的有限數量的位。
編碼器4例如可以是17PP編碼器。
圖2示出用於檢索原始數據的解碼系統。
解碼系統20在其輸入端21接收NRZI編碼的碼字，並且將接收到的NRZI編碼的碼字提供給NRZI解碼器16的輸入端17。NRZI解碼器16除去NRZI代碼，並且將這樣獲得的碼字經由其輸出17a提供給解碼器23的輸入端22。解碼器23對碼字進行解碼並且因此檢索包括誤差校正的預編碼數據，以及經由其輸出端24將該數據提供給預編碼解碼器26的輸入端25。預編碼解碼器26對從解碼器23接收到的數據進行解碼，並且經由其輸出端27將預編碼解碼數據提供給誤差校正解碼器29的輸入端28。誤差校正解碼器29從預編碼解碼的數據中除去誤差校正編碼並且執行相關的誤差校正。然後，誤差校正解碼器將所得的數據經由其輸出端19提供給解碼系統20的輸出端18。所得的數據對應於提供給編碼系統1的輸入數據。解碼器23例如可以是17PP解碼器。
圖3示出對輸入字進行編碼的實例。
該實例所使用的預編碼步驟使用下表輸入輸出00 101001 000110 011111 0101101000001000輸入字的流30包括誤差校正編碼輸入字33、33a、33b。所述流30被預編碼為預編碼輸入字34、34a、34b的流31。通過編碼器而將預編碼輸入字的流31編碼為碼字35、35a、35b的流32。值為「00」的輸入字33產生值為「1010」的預編碼輸入字34。隨後通過17PP編碼器將預編碼輸入字34編碼為具有值為「001 001」的碼字35。當預編碼器遇到輸入字的流30中值為「1010」的兩個輸入字33a的序列時，它將這兩個輸入字33a預編碼為值為「0000 1000」的兩個預編碼輸入字34a的序列。編碼器隨後將兩個預編碼輸入字34a的序列編碼為值為「000 100 100 100」的兩個碼字35a的序列。顯然，由於17PP編碼器處理了預編碼輸入字，所以所得的輸出字將始終遵守17PP信道代碼約束條件。因此使用標準的17PP解碼器能夠解碼所得的碼字，此後僅在除去誤差校正編碼以便產生如在原始的輸入字的流30中存在的原始輸入字之前除去預編碼。
圖4示出根據本發明的信號的RDS。該示例圖示出了與碼字42、42a、43、43a、44、44a相對的RDS。兩個碼字的組是第一碼字42和第二碼字42a。兩個碼字的另一組是第三碼字43和第四碼字43a。正如能夠看到的，預編碼器將確保對於組中兩個碼字42、42a、43、43a、44、44a的總RDS是零。這通過表示RDS的曲線圖40的零交叉42c、43c、44c來指示。因為RDS僅能夠在至多兩個碼字的部分期間增加，所以在其它部分期間，RDS必須返回到零，RDS絕對值的最大值也受到限制。而且，在RDS非零期間的持續時間被限制到兩個碼字的最大值。這樣，RDS的總絕對值受到緊密的控制，並且與限制RDS絕對值的其它DC控制方法相比在大多數情況中得到減少。
圖5示出由預編碼器對數據進行預編碼所使用的表。預編碼器搜索誤差校正編碼輸入字的流以與圖5中表的「輸入」欄中的元素匹配。當發現匹配時，匹配的誤差校正編碼輸入字的流中的位由圖5中表的「輸出」欄中相應元素的位來代替。例如，當遇到「00」時，通過位「1010」來代替這些位。位速率被加倍，從而有效地將碼字的頻譜內容變換到較高頻率，同時「輸出」欄的元素是這樣的，即當通過17PP編碼器對「輸出」欄的元素進行編碼時，每組N個碼字的連續數字和等於零。
圖6示出預編碼解碼器所使用的表。從17PP解碼碼字中除去預編碼的解碼器使用圖6所示的表。通過使用圖6的表，解碼器對預編碼執行反轉操作。在除去預編碼之後，所得的流對應於解碼器中誤差校正編碼輸入字的流。除使用圖6中的表而不是圖5中的表之外，解碼器為除去預編碼而進行的搜索和替換操作與預編碼器的搜索和替換操作類似。
圖7示出在使用17PP編碼器時的碼字的功率譜密度。該頻譜具有某一DC含量，並且從該水平隨著頻率增加到最大值。功率譜密度的曲線是17PP編碼器所產生的碼字的特徵的直接結果。
圖8示出在利用17PP編碼器進行編碼之前預編碼輸入字時的碼字的頻譜內容。通過預編碼以確保每組N個碼字的連續數字和等於零，預編碼實現了特別低的DC含量。這降低了RDS的絕對值並且因此也降低了DC含量。此外，由於數據速率增加，所以整個功率譜密度朝著較高的頻率移動。預編碼的兩個效果單獨地將已經減少DC含量，但是組合的效果大大地減少DC含量。
圖9示出用於將數據存儲在存儲介質上的設備。用於將數據存儲在存儲介質91上的設備90在其輸入端接收包括輸入字的流的數據，並且將該輸入字的流提供給接收部分，在該接收部分中執行信號調節，並且能夠處理所述輸入字的流以確定例如存儲位置或存儲方法。然後，接收部分93將輸入字的流提供給編碼器92。編碼器92包括誤差校正編碼器95、預編碼器96和17PP編碼器97，它們如圖1所述的那樣工作。17PP編碼器97所產生的所得碼字被提供給位引擎94。位引擎94提供將碼字存儲在存儲介質91的裝置。為了清楚起見，圖9中並未示出可選的高通濾波器，但是其被插入在17PP編碼器97的輸出端和位引擎94的輸入端之間。
圖10示出用於從存儲介質檢索數據的設備。用於從存儲介質91檢索數據的設備100包括用於從存儲介質91檢索碼字的位引擎94。位引擎將碼字提供給解碼器101。解碼器101包括17PP解碼器103、預編碼解碼器104和誤差校正代碼解碼器105。解碼器101如圖2所示那樣工作。然後解碼器101將所得的數據字的流提供給處理部分102，在處理部分中，所述數據在被提供給設備100的輸出端之前能夠進一步進行處理。
圖11示出幀同步模式的RDS的補償。記錄幀110包括幀同步體111，該幀同步體111可以根據在幀同步體之前最後位是否按照如在US6496541中詳述的17PP代碼的終止表進行編碼而從兩個變化中進行選擇。幀同步體的每一變化具有不同的非奇偶性。在17PP編碼器的輸出端，幀同步體的兩個變化是在幀同步體之前的最後位 幀同步體(NRZ)根據終止表進行編碼 001 010 000 000 010 000 00 0010未根據終止表進行編碼 101 010 000 000 010 000 000 010因此，在幀同步體之前的最後位的編碼確定將插入幀同步體的哪個變化。然後，幀同步體連同17PP編碼器的輸出一起被轉換為NRZI。這導致(假設NRZI中幀同步體之前的最後位是「0」)幀同步體(NRZ) 幀同步體(NRZI)非奇偶性001 010 000 000 010 000 000 010- 001 100 000 000 011 111 111 100 -2101 010 000 000 010 000 000 010- 110 011 111 111 100 000 000 011 +2所列的NRZI幀同步體的非奇偶性將增加不期望的RDS。
除了幀同步體111之外，記錄幀110進一步還包括附加到幀同步體111的幀同步ID 112、幀同步平衡字113和用戶數據部分114。幀同步ID 112允許識別幀同步。
能夠從下表中選擇幀同步ID
名稱NRZFS0 000 001FS1 010 010FS2 101 000FS3 100 001FS4 000 100FS5 001 001FS6 010 000FS7 100 101FS8 101 010當被附加到幀同步體並且被轉換為NRZI時，這導致-對於幀同步體(以NRZI形式)001 100 000 000 011 111 111 100幀同步ID(以NRZI形式) 非奇偶性 幀同步體+幀同步IDFS0000 001 -6FS1011 100 -2FS2110 000 -4FS3111 110 +2FS4000 111 -2FS5001 110 -2FS6011 111 +2FS7111 001 0FS8110 011 0-對於幀同步體(以NRZI形式)110 011 111 111 100 000 000 011幀同步ID(以NRZI形式) 非奇偶性 幀同步體+幀同步IDFS0 111 110 +6FS1 100 011 +2FS2 001 111 +4FS3 000 001 -2FS4 111 000 +2FS5 110 001 +2FS6 100 000 -2FS7 000 110 0FS8 001 100 0當幀同步ID被附加到幀同步體時，如以上兩個表中所示的那樣，所得的幀同步在大多數情況中將具有非零的非奇偶性，即具有所附加的幀同步ID的幀同步體將增加RDS，並且因此將不想要的DC含量引入到信號。例如，當幀同步ID FS0 000 001(NRZ)被附加到幀同步體101010 000 000 010 000 000 010(NRZ)時，如果NRZI形式的幀同步體之前的位為「0」，那麼所得的NRZI形式的幀同步將具有+6的非奇偶性。對於RDS這樣大的貢獻是不希望的。17PP編碼器和先前描述的2-4預編碼一起將限制RDS以及因此的碼字的DC含量。然而，具有附加的幀同步ID的幀同步體引入了DC含量。為了限制由具有附加的幀同步ID的幀同步體所引入的DC含量，將幀同步平衡字附加到幀同步ID上。因此幀同步隨後包括幀同步體、幀同步ID和幀同步平衡字。由於幀同步ID與幀同步平衡字之間存在嚴格的一一對應關係，所以具有附加的幀同步平衡字的幀同步ID也能夠被認為是一個幀同步ID。在表中，幀同步平衡字在所述情況中被直接附加到幀同步ID上，從而產生內在地平衡幀同步體的單個幀同步擴展，並且導致幀同步的總RDS為零。因此幀同步擴展包括幀同步ID和幀同步平衡字。
從基於以下的表中選擇幀同步平衡字幀同步ID幀同步平衡字(NRZ)FS0 000 001 001 000FS1 001 000 001 001FS2 001 000 101 000FS3 000 010 001 001FS4 010 100 001 001FS5 001 000 101 001FS6 001 000 010 010FS7 不添加字，數據跟隨幀同步ID，17PP編碼FS8 不添加字，數據跟隨幀同步ID，17PP編碼當將附加到幀同步ID的幀同步平衡字轉換為NRZI時，具有列出非奇偶性的以下幀同步平衡字在NRZI編碼幀同步體的最後位為「0」時導致幀同步ID幀同步平衡字(NRZI) 非奇偶性FS0 111 110 001 111 +6FS1 001 111 110 001 +2FS2 001 111 001 111 +4FS3 000 011 110 001 -2FS4 100 111 110 001 +2FS5 001 111 001 110 +2FS6 110 000 011 100 -2FS717PP編碼數據字
FS817PP編碼數據字當NRZI編碼的幀同步ID的最後位是「1」時幀同步ID幀同步平衡字(NRZI) 非奇偶性FS0 000 001 110 000-6FS1 110 000 001 110-2FS2 110 000 110 000-4FS3 111 100 001 110+2FS4 011 000 001 110-2FS5 110 000 110 001-2FS6 001 111 100 011+2FS7 17PP編碼數據字FS8 17PP編碼數據字一些實例將有助於闡明幀平衡字的原理。
1)假設以NRZI形式的幀同步之前的位是「0」幀同步體(NRZ)001 010 000 000 010 000 000 010幀同步體(NRZI)001 100 000 000 011 111 111 100(非奇偶性-2)對於此附加幀同步ID，例如FS2幀同步體(NRZ) 幀同步ID (NRZ)001 010 000 000 010 000 000 010 101 000當被轉換為NRZI時，這變為幀同步體(NRZI) 幀同步ID(NRZI)001 100 000 000 011 111 111 100 110 000(非奇偶性-4)為了平衡RDS，將FS2的幀同步平衡字(NRZ)添加於此FS體(NRZ) FS ID(NRZ) FS平衡字(NRZ)001 010 000 000 010 000 000 010 101 000 001 000 101 000當被轉換為NRZI時，這變為FS體(NRZI)FS FS ID(NRZI) FS平衡字(NRZI)001 100 000 000 011 111 111 100 110 000 001 111 001 111001 100 000 000 011 111 111 100 110 000 001 111 001 111的非奇偶性等於零，所以具有幀同步ID和幀同步平衡字的幀同步體不再作用於RDS。因為數據已經緊密地受到預編碼和17PP編碼的控制，所以由碼字和幀同步構成的總信道數據也具有非常低的DC含量。該實例中的幀同步擴展是具有附加的幀同步平衡字的幀同步ID以NRZI形式的110 000 001 111 001111。
2)假設以NRZI形式的幀同步之前的位是「0」幀同步體(NRZ)101 010 000 000 010 000 00 0010幀同步體(NRZI)110 011 111 111 100 000 000 011(非奇偶性+2)對於此附加幀同步ID，例如FS0幀同步體(NRZ) 幀同步ID(NRZ)101 010 000 000 010 000 000 010 000 001當被轉換為NRZI時，這變為幀同步體(NRZI)幀同步ID(NRZI)110 011 111 111 100 000 000 011 111 110(非奇偶性+6)為了平衡RDS，將FS0的幀同步平衡字(NRZ)添加於此FS體(NRZ) FS ID(NRZ) FS平衡字(NRZ)101 010 000 000 010 000 000 010000 001 000 001 001 000當被轉換為NRZI時，這變為FS體(NRZI)FS ID(NRZI) FS平衡字(NRZI)110 011 111 111 100 000 000 011 111 110 000 001 110 000110 011 111 111 100 000 000 011 111 110 000 001 110 000的非奇偶性等於零，所以具有幀同步ID和幀同步平衡字的幀同步體不再作用於RDS。這是因為FS平衡字111 110 001 111具有-6的非奇偶性，同時幀同步加幀同步ID具有+6的非奇偶性，從而彼此抵消。由於數據已經緊密地受到預編碼和17PP編碼的控制，所以由碼字和幀同步構成的總信道數據也具有非常低的DC含量。該實例中的幀同步擴展是具有附加的幀同步平衡字的幀同步ID111 110 000 001 110 000。
3)假設以NRZI形式的幀同步之前的位是「0」幀同步體(NRZ)001 010 000 000 010 000 000 010幀同步體(NRZI)001 100 000 000 011 111 111 100(非奇偶性-2)對於此附加幀同步ID，例如FS0幀同步體(NRZ) 幀同步ID (NRZ)001 010 000 000 010 000 000 010 000 001當被轉換為NRZI時，這變為幀同步體(NRZI)幀同步ID(NRZI)001 100 000 000 011 111 111 100 000 001(非奇偶性-6)為了平衡RDS，將FS0的幀同步平衡字(NRZ)添加於此FS體(NRZ)FS ID(NRZ)FS平衡字(NRZ)001 010 000 000 010 000 000 010 000 001 000 001 001 000當被轉換為NRZI時，這變為FS體(NRZI) FS ID(NRZI) FS平衡字(NRZI)001 100 000 000 011 111 111 100 000 001 111 110 001 111001 100 000 000 011 111 111 100 000 001 111 110 001 111的非奇偶性等於零，所以具有幀同步ID和幀同步平衡字的幀同步體不再作用於RDS。這是因為FS平衡字111 110 001 111具有+6的非奇偶性，同時幀同步加幀同步ID具有-6的非奇偶性，從而彼此抵消。由於數據已經緊密地受到預編碼和17PP編碼的控制，所以由碼字和幀同步構成的總信道數據也具有低的DC含量。該實例中的幀同步擴展是具有附加的幀同步平衡字的幀同步ID以NRZI形式的000 001 111 110 001 111。
4)最後實例將示出對於幀同步ID FS7和FS8而言為什麼不需要幀同步平衡字。將對幀同步ID FS7進行說明，但同樣適用於FS8。
假設以NRZI形式的幀同步之前的位是「0」幀同步體(NRZ)001 010 000 000 010 000 000 010幀同步體(NRZI)001 100 000 000 011 111 111 100(非奇偶性-2)對於此附加幀同步ID，例如FS7幀同步體(NRZ) 幀同步ID(NRZ)001 010 000 000 010 000 000 010 100 101當被轉換為NRZI時，這變為幀同步體(NRZI) 幀同步ID(NRZI)001 100 000 000 011 111 111 100111 001 (非奇偶性0)由於具有附加的幀同步ID FS7的幀同步體具有正好為零的組合非奇偶性，所以不再需要附加幀同步平衡字。
存在兩種替換。
-附加具有零非奇偶性的幀同步平衡字這允許所述解碼將幀同步平衡字位置視為相同的，而不管幀同步ID如何。這產生不太複雜的解碼。
-附加包括預編碼用戶數據的17PP編碼碼字。
這需要解碼器區別具有幀同步ID FS0-FS6的幀同步與具有幀同步ID FS7或FS8的幀同步。
在遇到具有幀同步ID FS0-FS6的幀同步的情況中，解碼器必須刪除幀同步平衡字，而當遇到具有幀同步ID FS7或FS8的幀同步時，通過必須不被刪除並且必須被轉發給17PP解碼器的碼字來佔據幀同步平衡字位置。
當對於用戶數據使用幀同步平衡字的位置時，以下的情況產生幀同步體(NRZ) 幀同步ID(NRZ) 碼字001 010 000 000 010 000 000 010 100101 xxx xxx xxx xxx其中xxx xxx xxx xxx表示通過預編碼和17PP編碼從用戶數據獲得的碼字。碼字xxx xxx xxx xxx具有的非奇偶性為0，因為它經過了2-4預編碼器和17PP編碼器。
001 100 000 000 011 111 111 100 111 001xxx xxx xxx xxx的非奇偶性等於零，所以具有幀同步ID和碼字的幀同步體不作用於RDS。這是因為從用戶數據獲得的碼字xxx xxx xxx xxx具有的非奇偶性為0，並且幀同步體加幀同步ID具有合計為0的0非奇偶性。由於數據已經緊密地受到預編碼和17PP編碼的控制，所以由碼字和幀同步構成的總信道數據也具有非常低的DC含量，整個記錄幀110也具有低的DC含量。該實例中的幀同步擴展是具有附加的幀同步平衡字的幀同步ID111001，其比第三實例短12位，從而顯示了從用戶數據獲得的碼字的存儲空間的增加。
權利要求
1.一種使用信道代碼對M個輸入字的流進行編碼的方法，包括以下步驟-從一組幀同步擴展中選擇一個幀同步擴展；-將M個輸入字的流預編碼為預編碼輸入字的流；-使用編碼器將預編碼輸入字的流編碼為多組N個碼字的流；-將幀同步體以固定長度幀直接插入到多組N個碼字的流中；-安排在多組N個碼字的流中表示幀同步擴展的碼字的組與插入的幀同步體直接相鄰，其中在進一步的NRZI編碼之後，通過表示幀同步擴展的碼字的組的非奇偶性來平衡幀同步體的非奇偶性，其特徵在於，表示幀同步擴展的碼字的組的長度是可變的。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，編碼器是17PP編碼器。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，編碼器是EFM編碼器。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，編碼器是EFM+編碼器。
5.如權利要求1、2、3或4所述的方法，其特徵在於，安排在多組N個碼字的流中表示幀同步擴展的碼字的組的步驟包括將幀同步平衡輸入字插入到預編碼輸入字的流中的步驟。
6.如權利要求1、2、3或4所述的方法，其特徵在於，安排在多組N個碼字的流中表示幀同步擴展的碼字的組的步驟包括將表示幀同步擴展的碼字插入到多組N個碼字的流中的步驟。
7.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，從下表中選擇在多組N個碼字的組的流中表示幀同步擴展的碼字的組幀同步擴展FS0 000 001 000 001 001 000FS1 010 010 001 000 001 001FS2 101 000 001 000 101 000FS3 100 001 000 010 001 001FS4 000 100 010 100 001 001FS5 001 001 001 000 101 001FS6 010 000 001 000 010 010FS7 100 101FS8 101 010
8.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，從下表中選擇在所述流中表示幀同步擴展的第一部分的碼字的第一子組幀同步擴展的第一部分FS0 000 001FS1 010 010FS2 101 000FS3 100 001FS4 000 100FS5 001 001FS6 010 000FS7 100 101FS8 101 010以及從下表中選擇幀同步平衡輸入字幀同步平衡輸入字FS0 11 10 10 11FS1 10 11 10 10FS2 10 11 11 11FS3 11 01 10 10FS4 00 11 10 10FS5 10 11 11 10FS6 10 11 01 01FS7 無FS8 無
9.一種用於存儲流的記錄載體，所述流包括使用信道代碼從輸入字中獲得的碼字並且進一步包括包含幀同步擴展的幀同步，所述幀同步擴展包括幀同步標識和幀同步平衡字，其中所述幀同步的非奇偶性為零，其特徵在於，幀同步擴展的長度是可變的。
10.如權利要求9所述的記錄載體，其特徵在於，信道代碼是17PP代碼。
11.如權利要求9所述的記錄載體，其特徵在於，信道代碼是EFM代碼。
12.如權利要求9所述的記錄載體，其特徵在於，信道代碼是EFM+代碼。
13.如權利要求9、10、11或12所述的記錄載體，其特徵在於，從下表中選擇在所述流中表示幀同步擴展的碼字的組幀同步擴展FS0 000 001 000 001 001 000FS1 010 010 001 000 001 001FS2 101 000 001 000 101 000FS3 100 001 000 010 001 001FS4 000 100 010 100 001 001FS5 001 001 001 000 101 001FS6 010 000 001 000 010 010FS7 100 101FS8 101 010
14.一種用於將數據存儲在記錄介質上的設備，包括編碼器，其具有連接到幀同步插入裝置的輸入端的輸出端，其中所述編碼器被安排來將輸入字的流編碼為碼字的流，以及所述插入裝置被安排來將表示幀同步體的碼字的組插入到所述碼字的流中，其中所述編碼器被安排來控制碼字的RDS，以及其中所述插入裝置被安排來將表示具有幀同步擴展非奇偶性的幀同步擴展的碼字的組插入到與表示幀同步體的碼字相鄰的流中，其中選擇幀同步擴展非奇偶性以抵消表示幀同步體的碼字的組的非奇偶性，其特徵在於，表示幀同步擴展的碼字的組的長度是可變的。
15.一種用於將數據存儲在記錄介質上的設備，包括編碼器，其具有輸入端以及連接到幀同步插入裝置的輸入端的輸出端，其中所述編碼器被安排來將輸入字的流編碼為碼字的流，以及所述插入裝置被安排來將表示幀同步體的碼字的組插入到所述碼字的流中，其中所述編碼器被安排來控制碼字的RDS，以及其中所述插入裝置被安排來將表示幀同步擴展第一部分的碼字的第一子組插入到與表示幀同步體的碼字的組相鄰的流中，以及其中另一插入裝置被耦合到編碼器的輸入端，其中所述另一插入裝置被安排來將幀同步平衡輸入字提供給編碼器以用於在編碼器的輸出端上獲得表示幀同步擴展第二部分的碼字的第二子組，其中表示幀同步擴展的碼字的組包括表示幀同步擴展第一部分的碼字的第一子組以及表示幀同步擴展第二部分的碼字的第二子組，並且其中選擇幀同步平衡輸入字以抵消表示幀同步體的碼字的組的非奇偶性，其特徵在於，表示幀同步擴展的碼字的組的長度是可變的。
16.如權利要求14或15所述的用於將數據存儲在記錄介質上的設備，其特徵在於，編碼器是17PP編碼器。
17.如權利要求14或15所述的用於將數據存儲在記錄介質上的設備，其特徵在於，編碼器是EFM編碼器。
18.如權利要求14或15所述的用於將數據存儲在記錄介質上的設備，其特徵在於，編碼器是EFM+編碼器。
19.如權利要求14、15或16所述的用於將數據存儲在記錄介質上的設備，其特徵在於，從下表中選擇在所述流中表示幀同步擴展的碼字的組幀同步擴展的第一部分FS0 000 001 000 001 001 000FS1 010 010 001 000 001 001FS2 101 000 001 000 101 000FS3 100 001 000 010 001 001FS4 000 100 010 100 001 001FS5 001 001 001 000 101 001FS6 010 000 001 000 010 010FS7 100 101FS8 101 010
20.如權利要求15或16所述的用於將數據存儲在記錄介質上的設備，其特徵在於，從下表中選擇在所述流中表示幀同步擴展的第一部分的碼字的第一子組幀同步子IDFS0 000 001FS1 010 010FS2 101 000FS3 100 001FS4 000 100FS5 001 001FS6 010 000FS7 100 101FS8 101 010以及從下表中選擇幀同步平衡輸入字幀同步平衡輸入字FS0 11 10 10 11FS1 10 11 10 10FS2 10 11 11 11FS3 11 01 10 10FS4 00 11 10 10FS5 10 11 11 10FS6 10 11 01 01FS7 無FS8 無
全文摘要
將預編碼數據提供給編碼器，以使由編碼器所產生的碼字的RDS的絕對值受到限制。這通過確保下述來實現，即在2個碼字的組中，通過第二碼字的RDS來補償第一碼字的RDS。於是在第二碼字結尾處的RDS是零，並且從第一碼字的開始直到第二碼字的結尾的RDS的偏移受到限制，因為僅存在有限數量的位能夠有助於增加RDS的絕對值。該原理能夠容易地應用到17PP編碼器。
文檔編號H03M5/14GK1867993SQ200480029948
公開日2006年11月22日 申請日期2004年10月7日 優先權日2003年10月13日
發明者J·A·H·M·卡爾曼 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司