CN1122259C - 光盘的数据编码方法 - Google Patents

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Abstract

一种光盘的数据编码方法，该光盘具有由第一螺旋线和第二螺旋线组成的双螺旋线轨道，这些螺旋线彼此相邻排列，其上可同时记录信息，该方法包括以下步骤：利用取决于各凹坑是分别形成在第一螺旋线还是形成在第二螺旋线上的四进制，并使用用于8位-8位不归零反相(NRZI)记录的调制代码；及通过在8位的单元之间附加2个信道合并位，把8位单元转变为10信道位单元，并使用游程长度限制(RLL)码，其中‘0’数据位的最小游程为2。

Description

光盘的数据编码方法
本发明涉及一种改进的光盘的数据编码方法，用于通过用一束光同时再现双螺旋线(spiral)轨道来实现高数据传送速率和高密度。
通常，如图1所示，诸如CD-ROM、DVD-ROM等只读式光盘在记录表面上的单个螺旋线轨道1上记录信息。
以二进制形式记录信息信号，这取决于是否形成凹坑3以及以凹下的形式形成的凹坑3中的每个凹坑的长度具有预定深度。
换句话说，通过由光拾取器(未表示)检测出的每个凹坑3的末端部分和其余部分之间的衍射的光束强度上的差来对‘0’和‘1’状态分类，通过把那些状态编码或译码来记录或再现信息信号。
在如上所述的光盘中，由于盘片的尺寸、取决于聚焦在轨道上的光斑大小的相邻轨道之间的距离，因而凹坑的最小长度等受到限制，因此记录密度的增加有一个限度。
此外，读取光盘有一个缺点，即读取时间长。当以28.8m/s(米/秒)的线速度和大约100MHz(兆赫兹)的时钟脉冲频率读取单面具有0.65千兆字节存储容量的CD-ROM时，需要三分钟多。当以6.98m/s的线速度和大约58.36MHz的时钟脉冲频率读取单面具有4.7千兆字节存储容量的DVD-ROM时，需用22分钟多。
如图2所示，考虑到这样的缺点，公开了一种具有改进了的轨道结构的只读型光盘，以便用一束光同时读取双螺旋线轨道。
在只读型光盘10的记录表面上形成有其上形成有信息信号的双螺旋线轨道11，它由彼此相邻排列的第一螺旋线12和第二螺旋线14组成。信息信号以凹下的形式形成，使之具有预定深度，并由多个不同长度的凹坑20表示，而信息信号的记录取决于在第一螺旋线12和第二螺旋线14上形成的凹坑20的配置关系。
本发明的目的是提供一种光盘的数据编码方法，用于在如上所述的具有双螺旋线轨道的只读型光盘中增加信息记录密度。
因此，为了达到上述目的，提供了一种光盘的数据编码方法，该光盘具有由第一螺旋线和第二螺旋线组成的双螺旋线轨道，这些螺旋线彼此相邻排列，其上能同时记录信息，其特征在于，它包括以下步骤：取决于各凹坑是分别形成在第一螺旋线上还是形成在第二螺旋线上，而利用四进制形式，并通过转变使用用于8位-8位不归零反相(NRZI)记录的调制代码，其中在每个8位NRZI单元中包括‘0’数据位的最小游程为2的游程长度限制(RLL)码；和通过在8位NRZI单元之间附加2个信道合并位，把8位NRZI单元转变为10信道位单元。
通过参照附图详细描述其优选实施例，本发明的上述目的和优点将变得更加明显，附图中：
图1是说明常规只读型光盘的单个螺旋线轨道的一部分的示意图；
图2是说明光盘的双螺旋线轨道的一部分的示意图，用来阐明根据本发明的光盘的数据编码方法的例子；
图3A到3D的每幅图是说明由一根光束照射的图2所示的光盘一部分的记录凹坑的示意图；以及
图4是说明记录在图2所示的光盘上的数据状态的示意图。
如图2所示，应用本发明的数据编码方法的光盘10具有由第一螺旋线12和第二螺旋线14组成的双螺旋线轨道11。第一螺旋线12和第二螺旋线14彼此相邻，其上形成有代表信息信号的凹坑20。在光盘10中，利用由一个光头照射的光斑30，可以从第一螺旋线12和第二螺旋线14上同时再现信息信号。这里，由于可用常规的双光束记录器(未表示)进行第一螺旋线12和第二螺旋线14的信息凹坑20的记录，故省去其详细说明。
用一个光头，通过利用第一螺旋线中的两种状态和第二螺旋线中的另外两种状态可得到如图3A到3D中所示的四种状态‘00’、‘01’、‘10’和‘11’的四进制数据，而两种状态是根据螺旋线上每个凹坑的两端部分和其余部分之间衍射光束强度的差来分类的。借助利用四进制数据的编码方法，通过记录四进制数据可实现高密度记录。
根据本发明的光盘的编码方法利用四进制的和用于8位代码-8位不归零反相(NRZI)记录的调制代码，这种记录把8位输入数据调制成另外的8位数据。在利用NRZI调制代码的记录方法中，当输入数据位是‘1’时，把调制代码从低值调制到高值，或从高值调制到低值，并把调制信号记录在光盘上。这里，数据位‘1’意味着上述四种状态‘00’、‘01’、‘10’和‘11’的每一种状态由另外一种状态继续。
在输入的数据位中，当在一个信道的范围内连续输入‘1’数据位，而‘0’数据位被连续排列时，为了减少错误的发生，就使用游程长度限制(RLL)码，在RLL码中，在每个信道位中包含至少一个‘1’数据位，并具有两个‘0’数据位的最小游程。
当记录NRZI调制代码时，从四种状态‘00’、‘01’、‘10’和‘11’的转变可能是0、1、J或Q，如图4所示。
也就是说，当四个状态‘00’、‘01’、‘10’和‘11’按顺时针方向排列时，转变0意味着，每个记录数据的状态不改变。在这种情况下，NRZI调制代码保持以前的状态‘00’、‘01’、‘10’和‘11’。
转变1、Q和J表示每个记录凹坑的状态分别按顺时针方向、逆时针方向或对顶线方向改变。在转变1、J和Q的情况下，当NRZI调制代码的前端具有高值时，它被转换为低值，而当NRZI调制代码的前端具有低值时，它被转换为高值。
具有上述状态的NRZI调制代码的代码字数量为267，如表1所示。表1
  B1   B2   B3   B4   B5   B6  B7   B8    代码数量
  1   1   0   0   0   0   0   0   0 24个代码
  2   0   1   0   0   0   0   0   0
  3   0   0   1   0   0   0   0   0
  4   0   0   0   1   0   0   0   0
  5   0   0   0   0   1   0   0   0
  6   0   0   0   0   0   1   0   0
  7   0   0   0   0   0   0   1   0
  8   0   0   0   0   0   0   0   1
  9   1   0   0   1   0   0   0   0
  10   1   0   0   0   1   0   0   0
  11   1   0   0   0   0   1   0   0
  12   1   0   0   0   0   0   1   0
  13   1   0   0   0   0   0   0   1
  14   0   1   0   0   1   0   0   0   135个代码
  15   0   1   0   0   0   1   0   0
  16   0   1   0   0   0   0   1   0
  17   0   1   0   0   0   0   0   1
  18   0   0   1   0   0   1   0   0
  19   0   0   1   0   0   0   1   0
  20   0   0   1   0   0   0   0   1
  21   0   0   0   1   0   0   1   0
  22   0   0   0   1   0   0   0   1
  23   0   0   0   0   1   0   0   1
  24   1   0   0   1   0   0   1   0 108个代码
  25   1   0   0   1   0   0   0   1
  26   1   0   0   0   1   0   0   1
  27   0   1   0   0   1   0   0   1
                              总计   267个代码
根据RLL码标准，在上述8个位中可包含一到三个‘1’数据位。
当8个位中包含一个‘1’数据位时，由于转变1、J和Q，相对于8个代码可能有24个代码。
还有，在满足‘1’数据位之间必须有至少两个‘0’数据位的条件的同时，当8个位中包含两个‘1’数据位时，由于转变(1，1)、(1，J)、(1，Q)、(J，1)、(J，J)、(J，Q)、(Q，1)、(Q，J)和(Q，Q)，相对于15个代码可能有135个代码。
同样，在满足‘1’数据位之间有至少两个‘0’数据位的条件的同时，当8个位中包含三个‘1’数据位时，由于转变(1，1，1)、(1，1，J)、(1，1，Q)、(1，J，1)、(1，J，J)、(1，J，Q)、(1，Q，1)、(1，Q，J)、(1，Q，Q)、(J，1，1)、(J，1，J)、(J，1，Q)、(J，J，1)、(J，J，J)、(J，J，Q)、(J，Q，1)、(J，Q，J)、(J，Q，Q)、(Q，1，1)、(Q，1，J)、(Q，1，Q)、(Q，J，1)、(Q，J，J)、(Q，J，Q)、(Q，Q，1)、(Q，Q，J)和(Q，Q，Q)，相对于4个代码可能有108个代码。
在数据记录中所利用的上述总共287个调制代码字中间，有256个代码与由8个位构成的代码相对应。
在利用NRZI调制代码把数据记录在光盘上的情况下，由于‘1’数据位可存在于调制代码流中一个调制代码的后端，也可存在于下一个调制代码的前端，因而有不满足上述RLL码标准的可能性。因此，在8位代码之附加两个信道合并位，所以以10个信道位的形式记录数据。
因此，本发明能提高记录密度，这是因为具有上述NRZI调制代码的10个信道位的记录信号用四种状态的2个凹坑信号记录，而四种状态可通过双螺旋线轨道实现。
此外，从理论上讲，由于记录一个信道位代码所需的轨道长度被减少到二进制中所需轨道长度的一半，在再现记录在光盘上的数据时，不用增加光盘的转速，再现记录在光盘上的数据的速度就被增加到二进制的再现速度的大约两倍。

Claims (2)

1.一种光盘的数据编码方法，该光盘具有由第一螺旋线和第二螺旋线组成的双螺旋线轨道，这些螺旋线彼此相邻排列，在其上可同时记录信息，其特征在于，所述数据编码方法包括以下步骤：
取决于各凹坑是分别形成在第一螺旋线上还是形成在第二螺旋线上，而应用四进制形式，并通过转变使用用于8位-8位不归零反相(NRZI)记录的调制代码，其中在每个8位NRZI单元中包括‘0’数据位的最小游程为2的游程长度限制(RLL)码；以及
通过在8位NRZI单元之间附加2个信道合并位，把8位NRZI单元转变为10信道位单元。
2.如权利要求1所述的光盘的数据编码方法，其中用于NRZI记录的调制代码包括267个代码字，并使用267个代码字中间的256个代码字。
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