CN102682810B - 游程长度比率调制数据记录方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种游程长度比率调制数据记录方法及其系统，该方法包括步骤：S1.对待记录的数据序列进行游程长度调制，生成游程长度调制序列；S2.保持所述游程长度调制序列的游程，对游程内的序列进行游程长度比率调制，生成游程长度比率调制序列；S3.合并步骤S1及S2生成的序列，对其进行直流控制调整，输出游程序列；S4.根据所述游程序列形成数据记录符。本发明的方法及系统在记录的微观区域为无量纲比例信号，可增强系统的信噪比，而不影响时钟信号的恢复；通过增大游程比率的细分数，可以再同等条件下增大调制编码的码率；其细分的分辨率只与介质的特性及读出信号处理的能力有关。
Description
技术领域
本发明涉及数字存储技术领域，尤其涉及一种光盘或硬盘的数据记录(Run-Length-Rate，RLR)方法及其系统。
背景技术
传统的数字存储产品(如光盘、磁盘)采用的调制编码都是二进制的游程长度受限(Run-Length-Limit，RLL(d，k))调制编码。其中d和k是指两个相邻的1之间0的个数最少为d个，最多不超过k个。比如CD采用的是码率为8/17的RLL(2，11)八比十四调变(Eight-to-FourteenModulation，EFM)码，DVD采用8/16RLL(2，11)EFM+码等。在上述数字存储产品中，用户数据是以记录符的微观形态的变化来表示。在传统数字存储产品中，用户数据以记录符长度的变化来表征经过调制后的二进制数据序列。
在游程长度受限调制编码方法中，通过细分改变记录符的长度，或改变其它微观结构。比如可以通过改变记录符的宽度或者深度，或者对记录符分阶，或者在记录符中掺入可控制的杂质，从而改变游程长度的分辨率，提高容量密度。但是，由于受读出系统时钟恢复的限制，游程长度的分辨率不能无限提高，且由于读出系统的限制，过度细分的游程长度将面临迅速下降的信噪比的压力。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明所要解决的技术问题是：如何在兼顾读出系统时钟恢复的要求的基础上，提高编码效率。
(二)技术方案
为解决上述问题，本发明提供了一种游程长度比率调制数据记录方法，该方法包括步骤：
S1.对待记录的数据序列进行游程长度调制，生成游程长度调制序列；
S2.保持所述游程长度调制序列的游程，对选定的游程序列进行游程长度比率调制，生成游程长度比率调制序列；
S3.合并步骤S1及S2生成的序列，对其进行直流控制调整，输出游程序列；
S4.根据所述游程序列形成数据记录符；
其中，所述游程长度比率调制具体为：设置待记录的数据序列为若干游程，游程长度分别为每两个读出系统时钟恢复反馈点之间时间轴的距离，且分别为任意整数倍的T，T为一个调制符号的长度；所述反馈点为读出信号以设定的规律变化的位置，以读出信号与所述反馈点处不同的规律变化的位置作为记录数据的介质参数变化的反转点，每一个时钟恢复周期内存在一个所述反转点；以所述反转点两侧的时间轴长度之比或两侧信号的面积的积分之比作为游程长度比率调制的比率参数。
其中，所述反馈点处读出信号变化的设定的规律为由0变为1，所述反转点处读出信号变化的规律为由1变为0。
其中，所述反馈点处读出信号变化的设定的规律为由1变为0，所述反转点处读出信号变化的规律为由0变为1。
本发明还提供了一种游程长度比率调制数据记录系统，该系统包括：游程长度调制模块，用于对待记录的数据序列进行游程长度调制，生成游程长度调制序列；游程长度比率调制模块，用于保持所述游程长度调制序列的游程，对选定的游程序列进行游程长度比率调制，生成游程长度比率调制序列；调整模块，用于合并所述游程长度调制序列以及所述游程长度比率调制序列，对其进行直流控制调整，输出游程序列；记录符生成模块，根据所述游程序列形成数据记录符；
其中，所述游程长度比率调制具体为：设置待记录的数据序列为若干游程，游程长度分别为每两个读出系统时钟恢复反馈点之间时间轴的距离，且分别为任意整数倍的T，T为一个调制符号的长度；所述反馈点为读出信号以设定的规律变化的位置，以读出信号与所述反馈点处不同的规律变化的位置作为记录数据的介质参数变化的反转点，每一个时钟恢复周期内存在一个所述反转点；以所述反转点两侧的时间轴长度之比或两侧信号的面积的积分之比作为游程长度比率调制的比率参数。
(三)有益效果
本发明的方法及系统在记录的微观区域为无量纲比例信号，可增强系统的信噪比，而不影响时钟信号的恢复；通过增大游程比率的细分数，可以再同等条件下增大调制编码的码率；其细分的分辨率只与介质的特性及读出信号处理的能力有关。
附图说明
图1为依照本发明一种实施方式的游程长度比率调制的原理示意图；
图2为依照本发明一种实施方式的游程长度比率调制数据记录方法流程图。
具体实施方式
对于本发明所提出的游程长度比率调制数据记录方法及其系统，结合附图和实施例详细说明。
为更好的理解本发明，做如下说明：
为保证读出信号正确的时钟恢复，一般采用锁相环(Phase LockedLoop，PLL)技术。在相位锁定过程中，需要固定倍数的相位反馈，一般取信号的过零点，且过零点位置为最小公倍数的整数倍。在传统的RLL调制中，一般取信号的变化位置(“0”变“1”和“1”变“0”)作为环路反馈的采样点。在本发明的游程长度比率(Run-Length-Rate，RLR)调制中，仅设定读出信号以特定的规律变化的位置(如“0”变“1”；或“1”变“0”)作为相位环路反馈的采样点，即独处系统时钟恢复反馈点。
当设定相位环路反馈的采样点后，使用信号变化的其它位置作为RLR调制的比率参数确定点，即记录数据的介质参数变换的反转点。由于相位环路反馈不使用RLR调制的位置，其位置参数不受相位环路反馈最小公约数的限制，故RLR的编码位置可以足够细分而不影响时钟信号的恢复，其细分的分辨率只与介质的特性及读出信号处理的能力有关。
本发明所提出的RLR调制方法说明如下：
首先，如图1所示，介质所记录的游程长度可分别设定为mT、nT、pT......(m，n，p为正整数，T为一个调制符号的长度)，与读出系统时钟恢复反馈点之间时间轴的距离相对应，mT对应A、B两点之间的距离，nT对应C、D两点之间的距离，pT对应D、E两点之间的距离。mT、nT、pT......的由“0”变为“1”(或由“1”变为“0”)处的位置可以作为锁相环路反馈的采样点，如图中的B、C、D、以及E四个点，即时钟恢复反馈点。
其次，由于记录介质一般以两种状态记录信息，如坑、岸的交替，物理参数方向的变化；或以两种状态的连续变化来存储信息，如偏振角度的变化、记录坑深度的变化等，故在两次时钟恢复反馈点之间存在介质参数交替变化的一个反转点，图中优选为信号由“1”变“0”的点，此点的位置可由其两侧时间轴的长度、或信号面积积分等参数确定，如图中的点A1、A2、以及A3。此点的位置标记为游程长度中的比率参数，即如图中所示的，分别记为：Km＝Lm1/Lm2、Kn＝Ln1/Ln2、Kp＝Lp1/Lp2，或Km＝Sm1/Sm2、Kn＝Sn1/Sn2、Sp＝Sp1/Sp2，即RLR调制。通过增大游程比率的细分数，可以在同等条件下增大调制编码的码率。
如图2所示，依照本发明一种实施方式的RLR数据记录方法，包括步骤：
S1.对待记录的数据序列(经过纠错编码后的二进制数据序列)进行游程长度调制，生成游程长度调制后的二进制数据序列，以满足信道限制。
游程长度调制的目的是为确定记录的编码效率，如：不调制则码率为1；多阶调制码率可大于1，而普通的RLL调制一般码率小于1。
S2.保持游程长度调制后的二进制数据序列，对选定的游程序列进行游程长度比率调制。进行调制的游程序列的选取由记录介质的特性及直流控制的要求确定。如进行游程长度比率调制的游程长度固定选取3个记录码字，也可选取不同长度的码字，如3个码字、4个码字循环等。在调制过程中，选取的游程长度为基本记录单元的整数倍，其边沿信息可用作时钟恢复，游程长度比率调制的长度用于记录信息。如图1所示，时钟恢复的边沿为整数倍的时钟，其内部记录符及空白部分的比率用于信息的记录。
S3.对S1及S2生成的序列进行直流控制的调整，以满足信道的要求。
一般采用在调制序列中插入直流调整位的方法。对于游程长度比率调制的直流调整，可在数据帧结构的固定位置加入冗余的数据位，抵消调制数据的直流偏差。数据帧结构及直流平衡是本领域的公知技术，在此不赘述。
S4.利用步骤S3输出的游程序列控制激光记录器，形成长度变化、微结构变化的数据记录符。
本发明还提出了一种游程长度比率调制数据记录系统，该系统包括：游程长度调制模块，用于对待记录的数据序列进行游程长度调制，生成游程长度调制序列；游程长度比率调制模块，用于保持所述游程长度调制序列的游程，对游程内的序列进行游程长度比率调制，生成游程长度比率调制序列；调整模块，用于合并所述游程长度调制序列以及所述游程长度比率调制序列，对其进行直流控制调整，输出游程序列；记录符生成模块，用于根据所述游程序列形成数据记录符。
以下通过具体实施例来帮助理解本发明的内容和精神。
设需要记录的数据序列为B1、B2、B3......。B1表示一个字节，含有8bit的信息；
将B序列采用游程长度调制生成序列b1、b2、b3......。b表示单位记录符。游程长度的调制方法可根据码率要求选择：如码率为1，则可将数据序列{B}逐位展开，形成二进制0、1序列。也可加入其他符号，如0、1、2则可得到码率大于1的调制序列。
保持b序列的游程，对游程内的数据采用游程比率调制，设锁相环路反馈的一种周期为3T(1个调制符号的长度定义为1T，选取3个调制符号为一个单位进行调制，则调试周期为3T。调制周期的选定并不只限于3T，也可以是4T、5T等等，或3T、4T循环等任意组合)，将游程长度比率调制设定为以下比率表示：
| 源码字 | 线性比率值 | 比率调制 | 比率调制码字 |
| 000 | 0.0 | 0.15 | 1∶2 |
| 001 | 0.125 | 0.25 | 3∶5 |
| 010 | 0.25 | 0.35 | 5∶7 |
| 011 | 0.375 | 0.45 | 11∶13 |
| 100 | 0.625 | 0.55 | 13∶11 |
| 101 | 0.75 | 0.65 | 7∶5 |
| 110 | 0.875 | 0.75 | 5∶3 |
| 111 | 1.0 | 0.85 | 2∶1 |
上表中，K＝1∶2＝0.5即表示源码字“000”对应的比率调制参数为0.5。表示为2个整数的比值为便于记录系统的写入及读出系统的识别。
将比率调制后的码字记录到介质上。
读出过程与记录过程相反。读出系统读出信号后，经电路检测信号的比率数值，经比较器、译码，返回合适的源码字
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (4)
1.一种游程长度比率调制数据记录方法，其特征在于，该方法包括步骤：
S1.对待记录的数据序列进行游程长度调制，生成游程长度调制序列；
S2.保持所述游程长度调制序列的游程，对选定的游程序列进行游程长度比率调制，生成游程长度比率调制序列；
S3.合并步骤S1及S2生成的序列，对其进行直流控制调整，输出游程序列；
S4.根据所述游程序列形成数据记录符；
其中，所述游程长度比率调制具体为：
设置待记录的数据序列为若干游程，游程长度分别为每两个读出系统时钟恢复反馈点之间时间轴的距离，且分别为任意正整数倍的T，T为一个调制符号的长度；
所述反馈点为读出信号以设定的规律变化的位置，以读出信号与所述反馈点处不同的规律变化的位置作为记录数据的介质参数变化的反转点，每一个时钟恢复周期内存在一个所述反转点；
以所述反转点两侧的时间轴长度之比或两侧信号的面积的积分之比作为游程长度比率调制的比率参数；
其中，S2中对选定的游程序列进行游程长度比率调制过程中，选取的游程长度为基本记录单元的整数倍，其边沿信息用作时钟恢复，游程长度比率调制的长度用于记录信息。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反馈点处读出信号变化的设定的规律为由0变为1，所述反转点处读出信号变化的规律为由1变为0。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反馈点处读出信号变化的设定的规律为由1变为0，所述反转点处读出信号变化的规律为由0变为1。
4.一种游程长度比率调制数据记录系统，其特征在于，该系统包括：
游程长度调制模块，用于对待记录的数据序列进行游程长度调制，生成游程长度调制序列；
游程长度比率调制模块，用于保持所述游程长度调制序列的游程，对选定的游程序列进行游程长度比率调制，生成游程长度比率调制序列；
调整模块，用于合并所述游程长度调制序列以及所述游程长度比率调制序列，对其进行直流控制调整，输出游程序列；
记录符生成模块，根据所述游程序列形成数据记录符；
其中，所述游程长度比率调制具体为：
设置待记录的数据序列为若干游程，游程长度分别为每两个读出系统时钟恢复反馈点之间时间轴的距离，且分别为任意正整数倍的T，T为一个调制符号的长度；
所述反馈点为读出信号以设定的规律变化的位置，以读出信号与所述反馈点处不同的规律变化的位置作为记录数据的介质参数变化的反转点，每一个时钟恢复周期内存在一个所述反转点；
以所述反转点两侧的时间轴长度之比或两侧信号的面积的积分之比作为游程长度比率调制的比率参数；
其中，对选定的游程序列进行游程长度比率调制过程中，选取的游程长度为基本记录单元的整数倍，其边沿信息用作时钟恢复，游程长度比率调制的长度用于记录信息。
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