CN100353442C - 数字讯号调制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种数字讯号调制的方法，该方法是依据M个以一第一调制策略由数据码所调制而成的调制码所对应的数字和值的增减趋势，来决定调制该M个调制码后的M个数据码所使用的调制策略。
Description
技术领域
本发明涉及光盘片，特别是涉及一种用于光盘片的编码系统中数字讯号调制的方法。
背景技术
由于具有高数据储存容量及小体积等优点，各种光盘片(CD、DVD)已渐渐成为数据储存介质中的最受欢迎的储存介质，而光驱(CD/DVD drive)是用来存取光盘片的数据。
以下以CD为例来说明一光驱(CD drive)如何存取数据于一CD。该光驱将一八位数据字节(data byte)烧录至该CD的过程略述如后：该光驱依据该数据字节控制其内的光学读取头(pickuphead)将激光发射至该CD上的螺纹形沟槽(spiral groove)，以挥发该沟槽内的化学物质的方式于该沟槽内形成多个对应于该八位数据的凹槽(pit)及轨迹(land)。该光驱读取储存于该CD中数据的过程略述如后：该光驱控制该光学读取头将激光发射至该CD上，由于激光对于形成于该CD上的沟槽内的凹槽及轨迹的反射性不同(凹槽会将其所接收到的激光反射回该光学读取头，而轨迹却会发散其所接收到的激光)，因此该光驱的光学读取头就可依据其所接收反射自该CD的光线的强弱来判读该CD内所储存的数据(反射自凹槽处的光线会强于反射自轨迹处的光线)。
为了确保该光驱中的光学读取头能正常地运作(tracking mechanism)，该数据字节必需先经过一些特定的数据转换过程处理后才可被烧录至该CD上，这些数据转换过程包含了一八至十四调制(eight-to-fourteenmodulation，EFM)及一附加插入码(merging channel bit)过程(以CD而言)，该八至十四调制过程是将该数据字节(八位)经由一对应表对应至一十四位频道码(channel bit code)，而该附加插入码过程是依据一十四位频道码所对应的数字和值(digital sum value，DSV)的增减趋势及紧接于该十四位频道码后的另一十四位频道码中各个位(3T-11T)，在四组三位插入码(000、001、010、100)中选择一组三位插入码附加至该十四位频道码后以形成一十七位频道码，而该光驱就依据该十七位频道码控制该光学读取头将激光发射至该CD上，以在该CD的沟槽内形成对应于该数据字节的凹槽及轨迹。
一频道码所对应的数字和值的计算方式说明如下：若该频道码为10010000000010010，则其所对应的数字和值为123210(-1)(-2)(-3)(-4)(-5)(-6)(-5)(-4)(-3)(-4)(-5)，即该频道码中“1”所在之处即对应于该数字和值中趋势变化之处(由渐增改为渐减、或由渐减改为渐增)。
举例来说，三个数据字节V、I及A将被烧录至该CD上，字母V、I及A所对应的 ASCII码分别为01010110b(86d)、01001001b(73d)、01000001b(65d)，此三个二进制数在该对应表所对应的十四位频道码分别为00010010000100、10000001000100、10000100100100，而依据此三个十四位频道码所对应的数字和值所选定的三位插入码分别为000、100、000。而该光驱就依据00010010000100
00010000001000100
10010000100100100
000(底线所标示的数为插入码)-烧录码-控制该光学读取头发射激光以在该CD的沟槽内形成对应于该烧录码的凹槽及轨迹。而对应于该烧录码的数字和值为123210123454321(-1)0123456543456787656789(10)。
该光驱是在该烧录码中出现“1”时，控制该光学读取头改变输出激光的模式，也就是控制该光学读取头从发出激光改变成不发出激光、或从不发出激光改变成发出激光，以在该CD的沟槽内形成凹槽及轨迹，而每一凹槽与轨迹的交接处即对应于该烧录码中的“1”所在之处。换言之，每当该烧录码中出现“1”时，该光盘片上的沟槽内所累积的凹槽数与轨迹数间的差就会有所改变，而该烧录码中每一位所对应的数字和值即为该CD的沟槽内截至该位为止所累积的凹槽数与轨迹数的差。
选择插入至两相邻十四频道码的三位插入码时，除了需考虑到该三十一位频道码(14+3+14)中两相邻“1”之间”0”的数目需介于二及十之间(3T-11T)外，尚需考虑到必需尽可能地使该三十一位频道码所对应的数字和值(也就是凹槽数与轨迹数的差)趋近零，以确保该三十一位频道码所对应的数字和值皆不会超过一临界范围(数字和值的最大值需小于该临界范围的上限，而数字和值的最小值则需大于该临界范围的下限)，以使一高频讯号(HF)的能量频谱(power spectrum)得以位于一预定范围内。
已知的选择插入码的方法是依据两相邻十四位频道码中前十四频道码所对应的数字和值的增减趋势在该四组插入码(000、001、010、100)中选择一组作为该两相邻十四位频道码间的插入码(当然必需考虑到3T-11T限制)。简言之，若该前十四位频道码所对应的数字和值趋近于零，则选择“000”作为该两相邻十四位频道码间的插入码，反之，则于“001”、“010”及“100”中选择一组符合3T-11T的三位码作为该两相邻十四位频道码间的插入码。
请参阅图1，图1为已知一烧录码与对应于该烧录码的数字和值的关系图。已知选择插入码的方法仅能确保该数字和值会局部地(local)趋近零(如图1中箭头A、B及C所示之处)，但却不能确保该数字和值长期地(long term)不超过该临界范围(如图1中箭头D所示之处)。一旦该烧录码所对应的数字和值超过该临界范围，该光驱所烧录至该CD中的数据即无法被该光驱所重行读取了。
发明内容
因此本发明的主要目的在于提供一种用于CD/DVD的编码系统中调制量位讯号的方法，以确保被烧录至一CD/DVD的数据可被一CD/DVD drive正确地读取。
根据本发明的一种数字讯号调制的方法，其是用来在多个第一比特流的每一第一比特流的尾端加入一预定数目的位以产生多个第二比特流，该方法包含下列步骤：(a)依据多个第二比特流中的多个位所对应的数字和值(digital sum value，DSV)的增减趋势调整加入该多个第二比特流后续的多个第一比特流中各个该预定数目的位；以及(b)依据步骤(a)及该多个第二比特流后续的多个第一比特流中各个位的数字和值，对该第一比特流加入该预定数目的位以产生相对应于该第一比特流的第二比特流以使该多个第二比特流后续产生的多个第二比特流中位所对应的数字和值趋近于零。
由于本发明的方法是依据一光盘片中多个以一第一调制策略由数据码所调制而成的调制码所对应的数字和值的增减趋势，来决定调制该多个调制码后的多个个数据码所使用的调制策略，因此本发明的方法可确保储存在该光盘片中的调制码所对应的数字和值恒定地在一临界范围内。
附图说明
图1为已知一烧录码与对应于该烧录码的数字和值的关系图；
图2为本发明一CD的示意图；
图3为图2所示的CD的另一示意图；
图4为本发明的用于CD的编码系统中调制数据的方法的流程图；
图5为本发明一DVD的示意图；和
图6为本发明的用于DVD的编码系统中调制数据的方法的流程图。
附图符号说明
10 CD 12 区块
14、62 区段 16、54 同步标头
18、24、44 插入码 20、46、48 十七位频道码
22、42 十四位频道码 50 DVD
56、80、82 十六位调制码 60、84 数据字节
具体实施方式
本发明的方法可适用于CD及DVD(digital versatile disc)，现以CD为例来说明本发明的方法。
请参阅图2，图2为本发明一CD10的示意图，数据是以区块(block)12为单位储存于CD10上，而每一区块皆包含98个区段(frame)14，而每一区段1 4依序皆包含一二十四位同步标头(sync header)16、对应于该同步标头的三位插入码18、以及33组十七位频道码20，而每一十七位频道码20皆包含一十四位频道码22(经由八至十四调制过程转换自一数据字节)及一三位插入码24，所以每一区段计有588个频道位(channel bit)。
请参阅图3，图3为本发明的较佳实施例中CD10的示意图。在图3中，CD10的启始M个区段F1至FM中附加于每一十四位频道码后的三位插入码是依据一第一调制策略所产生，也就是如已知技术：若区段F1至FM中，一十四位频道码42所对应的数字和值系趋近于零，则选择“000”作为附加于十四位频道码42后的插入码44，反之，则于“001”、“010”及“100”中选择一组符合3T-11T的三位码作为十四位频道码42的插入码44。而CD10中区段F1至FM后的每M个区段中附加于一十四位频道码后的三位插入码系依据非该第一调制策略即一异于该第一调制策略的第二调制策略所产生。详细地说，请再参阅图3，若一第一M个区段40中有超过N个区段，其内的一十七位频道码46的末位频道位50所对应的数字和值大于紧接该十七位频道码之前一十七位频道码48的末位频道位52所对应的数字和值的次数大于K(K＜＝33)，则以该第二调制策略产生紧接于第一M个区段40后的M个区段中的插入码；反之，则仍沿用该第一调制策略产生紧接于第一M个区段40后的M个区段中的插入码。
请参阅图4，并同时参阅图3，图4为本发明的用于CD10的编码系统中调制数据的方法100的流程图，该CD10编码系统包含一CD调制码产生器(未显示)，用来依据一调制策略产生一附加于一十四位频道码的三位插入码，以产生对应于该十四位频道码的十七位频道码，方法100包含以下步骤：
步骤102：开始；
(一包含多个数据字节的数据将被烧录至CD10中，该数据中的多个数据字节已分别被调制成多组相对应的十四位频道码)
步骤104：使用该CD调制码产生器依据该第一调制策略依序产生CD10的区段F1至FM中附加于每一十四位频道码后的插入码，以产生对应于该多组十四位频道码的十七位频道码；
步骤106：累加CD10的区段F1至FM中每一区段中一十七位频道码的最后一频道位所对应的数字和值大于紧接该十七位频道码之前一十七位频道码的最后一频道位所对应的数字和值的次数至一对应于该区段的偏离次数；
步骤108：累加CD10的区段F1至FM中对应于每一区段的偏离次数大于一局部临界值的次数至一对应于区段F1至FM的长程次数；
步骤110：若该长程次数小于一长程临界值，则使用该CD调制码产生器沿用该第一调制策略依序产生CD10的区段F1至FM后的M个区段中附加于每一十四位频道码后的插入码；反之，若该长程次数大于该长程临界值，则使用该CD调制码产生器依据该第二调制策略依序产生CD10的区段F1至FM后的M个区段中附加于每一十四位频道码后的插入码；
(该第二调制策略选择插入码的原则完全相反于该第一调制策略选择插入码的原则，也就是，若一十四位频道码所对应的数字和值趋近零，该第一调制策略则选择“000”作为附加于该十四位频道值后的插入码，而该第二调制策略则从“001”、“010”及“100”中选择一组三位码作为附加于该十四位频道值后的插入码(这些插入码当然还需符合3T-11T)；反之，若一十四位频道码所对应的数字和值趋离零，该第一调制策略则从“001”、“010”及“100”中选择一组三位作为附加于该十四位频道值后的插入码(这些插入码当然也需符合3T-11T)，而该第二调制策略则选择“000”作为附加于该十四位频道值后的插入码；虽然该第二调制策略所选择的插入码会使得该插入码所对应的数字和值局部性地趋离零，但对应于该插入码后的十四位频道码所对应的数字和值仍会较该插入码所对应的数字和值更接近零，这就是本发明的方法所能达到的虽局部趋离零，但长程趋近零的目的)
步骤112：判定是否还有待烧录至CD10中的数据，若是，则进行步骤106，若否，则进行步骤114；以及
步骤114：结束。
(此时，该数据已全部被烧录至CD10中)
上述的方法100中的步骤108-累加CD10的区段F1至FM中对应于每一区段的偏离次数大于一局部临界值的次数至一对应于区段F1至FM的长程次数，也可改为累加CD10的区段F1至FM中对应于每一区段的偏离次数小于一局部临界值的次数至一对应于区段F1至FM的长程次数。“大于”代表数字和值会越来越大而终至超过该临界范围的上限，而“小于”则代表数字和值会越来越小而终至超过该临界范围的下限。
现举一例来说明上述的方法100。假设M、该局部临界值及该长程临界值分别等于100、28及70，若CD10的区段F1至F100(M＝100)中，有超过70个区段其内的33个十七位频道码的偏离次数大于(也可包含等于)28(33个十七位频道码中一十七位频道码中的末位频道位所对应的数字和值大于该十七位频道码之前一十七位频道码中的末位频道位所对应的数字和值的次数系大于该局部临界值，或33个十七位频道码中一十七位频道码中的末位频道位所对应的数字和值小于该十七位频道码之前一十七位频道码中的末位频道位所对应的数字和值的次数大于该局部临界值)，这代表使用该CD调制码产生器依据该第一调制策略所产生的对应于各十四位频道值的插入码并无法有效地将数字和值趋近零。所以为了有效地使数字和值趋近零以使烧录于CD10中的数据得以正确地被一光驱所读取，该CD调制码产生器必需依据该第二调制策略产生区段F1至F100后的100个区段中附加于每一十四位频道码后的插入码。
上述的方法100中所选定的M不可过小，以符合数字和值的低频限制(low frequency suppression)。
现以DVD为例来说明本发明的方法。请参阅图5，图5为本发明一DVD60的示意图。数据是以区段的方式储存于DVD60上，而每一区段62皆包含一同步标头54及91个十六位调制码56，每一十六位调制码皆对应于一数据字节。不同于CD的调制方式，DVD的调制方式是将一数据字节依据一特定调制策略对照于一主要转换表(main conversion table)及一次要转换表(substitution corversion table)以产生一十六位调制码，当然多个连续排列的十六位调制码5 6亦需符合3T-11T限制；而与CD的调制方式相同的是，DVD的调制方式也是依据对应于一数据字节60的十六位调制码56A前的十六位调制码56B所对应的数字和值的增减趋势，在该主要转换表或该次要转换表中选择一对应于数据字节60的十六位调制码。
请参阅图6，图6为本发明的用于DVD60的编码系统中调制数据的方法200的流程图，该DVD60编码系统包含一DVD调制码产生器(未显示)，用来依据一特定调制策略于该主要转换表或该次要转换表中选择一对应于一数据字节的十六位调制码，方法200包含以下步骤：
步骤202：开始；
(一数据将被烧录至DVD60中，该数据包含多个数据字节)
步骤204：使用该DVD调制码产生器依据一第一调制策略于该主要转换表或该次要转换表中依序选择对应于DVD60中每一数据字节的十六位调制码；
(该第一调制策略依据DVD的启始M个区段F1至FM中一十六位调制码80所对应的数字和值的增减趋势，在该主要转换表及该次要转换表中选择一对应于一数据字节84的十六位调制码82，十六位调制码82紧接于十六位调制码80后)
步骤206：累加DVD60的区段F1至FM中每一区段中的一十六位调制码的最后一频道位所对应的数字和值大于该十六位调制码之前一十六位调制码的最后一频道位所对应的数字和值的次数至一对应于该区段的偏离次数；
步骤208：累加DVD60的区段F1至FM中对应于每一区段的偏离次数大于一局部临界值的次数至一对应于区段F1至FM的长程次数；
步骤210：若该长程次数小于一长程临界值，则使用该DVD调制码产生器沿用该第一调制策略依照该对照表依序产生对应于DVD60的区段F1至FM后的M个区段中的对应于每一数据字节的十六位调制码；反之，若该长程次数大于一长程临界值，则使用该DVD调制码产生器依据一第二调制策略依照该对照表依序产生对应于DVD60的区段F1至FM的M个区段中的对应于每一组数据字节的十六位调制码；
(该第二调制策略选择对应于一数据字节的十六位调制码的原则完全相反于该第一调制策略的调制原则，也就是，若一十六位调制码所对应的数字和值趋近零，并且该第一调制策略从该主要转换表或该次要转换表中选择一位于该十六位调制码后的一对应于一数据字节的第一十六位调制码(若还可选择一第二十六位调制码)，而该第二调制策略则将该数据字节调制成该第二十六位调制组；若一数据字节所对照于该主要对照表及该次要对照表中仅对照至一十六位调制码，则该第一、第二调制策略也只能将该数据字节同样地调制成该十六位调制码；虽然该第二调制策略所选择的十六位调制码会使得该十六位调制码之前数个频道位所对应的数字和值局部性地趋离零，但对应于该十六位调制码的末位频道位所对应的数字和值仍会较该十六位调制码之前数个频道位所对应的数字和值更接近零，这就是本发明的方法所能达到的虽局部趋离零，但长程趋近零的目的)
步骤212：判定是否还有待烧录至DVD60中的数据，若是，则进行步骤206，若否，则进行步骤214；
步骤214：结束。
(此时，该数据已全部被烧录至DVD60中)
上述的方法200中的步骤208-累加DVD60的区段F1至FM中对应于每一区段的偏离次数大于一局部临界值的次数至一对应于区段F1至FM的长程次数，也可改为累加DVD60的区段F1至FM中对应于每一区段的偏离次数小于一局部临界值的次数至一对应于区段F1至FM的长程次数。“大于”代表数字和值会越来越大而终至超过该临界范围的上限，而“小于”则代表数字和值会越来越小而终至超过该临界范围的下限。
同样地，上述的方法200中所选定的M不可过小，以符合数字和值的低频限制(low frequency suppression)。
相较于已知于一CD/DVD编码系统中调制量位讯号的方法，本发明的方法依据位于M个区段前的频道位所对应的数字和值的增减趋势来决定产生对应于该M个区段的插入码/十六位调制码的调制策略，因此本发明的方法可确保储存于一CD/DVD中的十七位/十来位调制码所对应的数字和值恒定地在该临界范围内。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明的权利要求所做的均等变化与修饰，均应属本发明专利的涵盖范围。
Claims (6)
1.一种数字讯号调制的方法，其在多个第一比特流的每一第一比特流的尾端加入一预定数目的位以产生多个第二比特流，该方法包含下列步骤：
(a)依据多个第二比特流中的多个位所对应的数字和值的增减趋势调整加入该多个第二比特流后续的多个第一比特流中各个该预定数目的位；以及
(b)依据步骤(a)及该多个第二比特流后续的多个第一比特流中各个位的数字和值，对该第一比特流加入该预定数目的位以产生相对应于该第一比特流的第二比特流，以使该多个第二比特流后续产生的多个第二比特流中位所对应的数字和值趋近于零。
2.如权利要求1所述的方法，其还包含在执行步骤(a)及(b)前，依据多个第一比特流中各个位对应的累计数字和值，对该第一比特流加入该预定数目的位，以产生相对应于该第一比特流的第二比特流。
3.如权利要求1所述的方法，其还包含：将多个位所对应的数字和值储存于一存储器内。
4.如权利要求1所述的方法，其应用于一光盘片，该光盘片为光盘，每一第一比特流皆具有14位，步骤(a)是在该第一比特流的尾端加入3个位以产生17位的第二比特流。
5.如权利要求1所述的方法，其还包含：将八位的数字讯号调制为具有14位的第一比特流。
6.如权利要求1所述的方法，其中步骤(a)是依据一区段中，各位所对应的数字和值的变化趋向是否远离或趋近零于一主转换表及一替换表中选择一个可使该区段中各位所对应的数字和值的变化趋近于零的调制码，作为该预定数目的位，而步骤(b)则是依据该区段的数字和值的变化趋向是否远离或接近零于该主转换表及该替换表中选择一可使该区段中各位所对应的数字和值的变化局部趋向远离于零的调制码，作为该预定数目的位。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: YUTIAN STOCK CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: WEISHENG ELECTRONICS CO., LTD. Effective date: 20080201 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20080201 Address after: Delaware Patentee after: VIA Tech Inc. Address before: Taipei County of Taiwan Province Patentee before: Weisheng Electronic Co., Ltd. |
|
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20071205 Termination date: 20121218 |