CN1126271C - 高保护错误定位线索指向目标数据字的多字信息编码的方法 - Google Patents

Abstract

基于在某一媒介相对邻近的多比特符号对多字信息进行编码，同时提供字交错和字保护码功能。这可以提供跨越多字组的错误定位线索，该线索产生于高保护线索字并指向低保护目标字。此外，线索字可具有第一相同大小并以第一相同方式分布。目标字可具有第二相同大小并以第二相同方式分布。具体地，该构造可用于光存储应用中。

Description

高保护错误定位线索指向目标数据字的多字信息编码的方法

技术领域

本发明涉及一种方法，该方法在权利要求1的前言部分作了细述。

背景技术

授予Berlekamp等人的美国专利4,559,625，和授予Blaum等人的美国5,299,208公开了对交错的和错误保护的信息字进行解码的方法，其中在第一个字上建立的错误模式可以给出在同一组字中另一字的错误定位线索。该参考文献利用了标准化格式和有跨越不同字的多符号错误突发的错误模型，。某一特定字上发生的错误对下一个或下几个字上相应符号位置发生的错误有很大的影响。该程序经常能增加校正错误的数目。本发明者已认识到该原理的一个问题：一条线索仅当线索字已被完全校正后才能实现。

发明内容

因此，本发明的目的之一是提供一种编码格式，其中的线索字和目标字相比将得到更正确的解码。所以依据本发明特性的一个方面，一种对多字信息进行编码的方法，它是基于在某一媒介相对邻近的多比特符号进行的，并提供字交错和错误保护码功能，以便能给出跨越多个字组的错误定位线索，

该方法的特征在于这样的线索是从高保护线索字得出并指向低保护目标字。建立的线索会导致或指向一个擦除符号。利用该指向符号，错误校正将以更有效的方式进行。事实上，当不知道错误定位指示时，许多码将校正至多t错误。当给出擦除定位后，通常一个更大的擦除数目e＞t会被校正。并且，对突发错误和随机错误的组合的保护也将提高。可替选的，擦除定位利用较少数目的校验符号，因而可简化计算。原则上，本发明可应用于存储环境和传送环境。

依据本发明的另一个方面，一种对接收到的多字信息进行解码的方法，它是基于在某一媒介相对邻近的多比特符号进行的，并对字交错进行分解和对错误保护码功能进行解码，还包括估算出跨越多字组的错误定位线索，

该方法的特征在于这样的线索是从高保护线索字得出并指向低保护目标字。

依据本发明的再一个方面，一种对接收到的多字信息进行解码的设备，它是基于在某一媒介相对邻近的多比特符号进行的，具有对字交错作分解的分解交错装置，对错误保护码功能作解码的解码装置，以及对跨越多字组的错误定位线索作估算的估算装置，

该设备的特征在于，其中的估算装置被设为线索是从高保护线索字得出并指向低保护目标字。

依据本发明的又一个方面，一种实现所述方法的物理载体，包含一组线索字和目标字，其中的线索字和目标字相比可得到更高的错误保护。

本发明进一步的优点将在后文中作细述。

附图说明

参考公开的优选实施例，特别是参考附图，本发明的这些方面和其他方面的特性和优点将会得到详细论述：

图1，一个包含编码器、载体和解码器的系统；

图2，一种码格式原理；

图3，一种乘积码格式；

图4，一种含突发检测的长程码；

图5，一种纠错码和突发指示器子码；

图6，一种突发指示器子码格式；

图7，一种纠错码和它的乘积码；

图8，它的不同方面的进一步特性；

图9，一种可替选的格式；

图10，在交错中的一个具体细节。

具体实施方式

图1表示一个依据本发明的综合系统，它包含一个编码器、一个载体和一个解码器。本实施例可用来对从音频或视频信号或数据得到的一个序列样本或多比特符号进行编码、存储和最后的解码。终端设备20接收一符号流，比如是8比特大小。分离器22循环往复地将第一个符号传送给编码器24，用来产生线索字。并且，分离器22将所有其它符号传送给编码器26。通过将相关数据编码为第一个多符号纠错码的码字，在编码器24中形成线索字。该码可以是里德-所罗门码、乘积码、交错码或它们的组合。通过将数据编码为第二个多符号纠错码的码字，在编码器26中形成目标字。在该实施例中，所有的码字都有相同的长度，但这并不是必需的。优选地，两个码都是里德-所罗门码，第一个码是第二个码的一个子码。参看图2后这一点将显得更清楚，线索字通常有更高程度的错误保护，相对来说包含更少的非冗余符号。

在模块28中，形成的码字传送给一个或多个任意指定数目的出口，以便在后面将论述的媒介上的分布是一致的。模块30对接收已编码的数据的媒介本身作了符号化处理。实际上这涉及以一种适当的写机制加媒介的组合所作的直接写。可替选的，该媒介可以认为是从主编码媒介例如一标记得到的拷贝。优选地，存储可以是光学的和完全串行的，但其它配置也是可以的。在模块32，不同的字再次从媒介读出。然后第一个码的线索字送往解码器34，按它们固有的冗余性进行解码。并且，这一点在后面图2的论述中将显得更清楚，该解码提供关于这些线索字之外其它字的错误定位的线索。模块35接收这些线索，并且它包含一程序，利用一种或多种策略把这些线索翻译成擦除位置。目标字在解码器36中作解码。在擦除位置的控制下，对目标字的错误保护提升到一个可接受的水平。最后，所有的解码字在单元38中多路分解为原来的格式，输出到出口40。简单起见，不同子系统之间接口机制的配置被忽略了。

图2描述了一个相对简单的码格式。如图所示，编码信息名义上被组织为一个16行32列符号的字块，即512个符号。在媒介中的存储是一列一列串行排列，从上边左边开始。阴影区包含检测符号，字0、4、8和12每个字有8个检测符号，它们组成线索字。其它字每个包含4个检测符号，它们组成目标字。整个字块包含432个信息符号和80个检测符号。后者可以在它们相应的字中以更分散的方式分布。一部分信息可以是空符号。里德-所罗门码允许在每个线索字中校正最多四个符号错误。实际的错误已标记为叉号。因此，所有线索字都能得到正确解码，只要它们的错误不超过四个。请注意字2和3没有仅在它们自己的冗余符号基础上进行解码。在图2中，除了62、66、68外，其它所有错误表示为错误串。可是，只有错误串52和58跨越至少3个连续线索字，可认为是错误突发，因此至少所有中间符号要标上一个擦除标志。还有，突发错误第一个线索字前的目标字和突发错误最后一个线索字后的目标字也要在它们的位置标上擦除标志，这要由后面的策略来决定。串54不认为是一个突发错误，因为它太短了。

结果，字4中的两个错误在相关的两个列都产生了一个擦除标志。这使得字2和3可被校正，每个字都有一个错误符号和两个擦除符号。可是，随机错误62、68或串54不能构成字5、6、7的线索，因为它们仅包含单个线索字。在某些场合，一个擦除符号会导致零错误模式，因为8比特符号中的任意一个错误都有1/256的可能改变回原来的正确符号。类似地，某个特定线索字上的长突发错误也可以产生正确的符号。通过对同一突发组的前面和后继线索符号采取桥接策略，该正确符号被合并入突发组，以同样的方式将适当的目标符号的错误线索符号翻译为擦除值。所述决定可依据解码策略作修改，甚至可被其它参数控制。

对一个实用格式的论述

在此，我们将论述一个实际的格式。图3用符号表示一种乘积码格式。字是水平的和垂直的，奇偶校验被涂成阴影。图4用符号表示一种所谓的在上面较少的字中含特定突发检测的长程码，上面较少的字有更多的奇偶校验。本发明提出一种所谓的纠错码，它可由图3和图4的原理组合构成。写总是按图3和图4中箭头方向顺序进行。

本发明的实用性是由数字光学存储的新方法所导致的。一个特性是在入射衬底读取的情况下传送层仅有100微米薄。信道比特的大小约为0.14微米，所以2/3信道速率的一个数据字节仅有1.7微米长。上表面的光束直径大约是125微米。光盘的卡盒或包封会减少大量突发错误的可能性。可是，小于50微米的非确定应用会引起短错误。和其它事物一样，本发明者利用了一种错误模型，其中的错误通过传播会导致200微米的突发错误，约相当于120字节。特别是，本发明者利用了一种120B定长突发的错误模型，该突发错误是随机开始的，每个字节的可能性是2.6*10^-5，或平均每32kB字块一个突发。本发明受到光盘存储技术发展的推动作用，但其它配置例如多磁道磁带，或其它技术例如磁技术和磁光技术也能得益于本处描述的改进方法。

图5表示一种纠错码和突发指示子码。纠错码包含两个子码A和B。突发指示子码(BIS)包含线索字。从格式上看，这是一个交错很深的长程码，它允许定位多个突发错误的位置。这样建立的错误模型可用来得到目标字的擦除信息，在本实施例中目标字配置为乘积码(PS)。通过利用从突发指示子码得到的擦除标志，乘积子码将校正多突发错误和随机错误的组合。

可采用下面的数据格式：

●‘32kB’的字块包含16个DVD-兼容的扇区

●每个这样的扇区包含2064＝2048+16字节的数据

●ECC编码后每个扇区包含2368字节

●因此，编码率是0.872

●在字块中，256个同步字块按如下格式给出

●每个扇区包含16个同步字块

●每个同步字块包含4个37B的组

●每个37B的组包含1B深交错的突发指示子码和36B的乘积子码。

如图5所示，数据行从光盘上顺序读取，以前同步模式开始。每行包含4B的BIS，如图所示的阴影部分，并标上连续的数字，它们被36个其它的字节分开。16行构成一个扇区，256行构成一个同步字块。

图6专门表示图5中每扇区64个相同数目字节的突发指示子码格式，它的构成如下：

●有16行，每行是[64，32，33]RS码，t＝16；

●数据列顺序从盘中按图示箭头方向读取，以便四列为一组从单个扇区读取来提高寻址速度；

●BIS可以指示每592B(～1mm)中的至少16个突发错误；

●BIS包含每扇区32B数据，该BIS有4列，特别是有16B DVD的报头，在该报头有5B奇偶校验用于快速寻址读出和11B的用户数据。

图7表示一种纠错码和它的乘积子码，它是从目标字构造而来。乘积子码的字节按它们从光盘读出的顺序标上数字，其中略去了BIS字节。

图8表示该实施例中乘积子码其它方面进一步的特性。特别的，乘积子码是里德-所罗门码中的一种[256，228，29]*[144，143，2]乘积码。数据字节数为228*143＝32604，这是(2048+11)用户字节加12个空字节数的16倍。

图9表示图8的一种可替选格式，完全略去了水平方向的里德-所罗门码。水平字块大小为36字节(图7的1/4)，用了一[256，224，33]的里德-所罗门码。每个扇区有2368字节并且没有空字节。

第一列的码分两步形成。从每个扇区，16个报头字节首先被编码为一个[20，16，5]码以便快速寻址检索。产生的20个字节加上每扇区32个用户字节产生数据字节，并作进一步的纠错编码。一个2K扇区的数据符号可位于仅一个物理扇区上，如下所示。[256，224，33]码的每列包含每2k扇区8个奇偶校验符号。进一步，每个[256，208，49]码有每2k扇区12个奇偶校验符号和[20，16，5]码中的4个奇偶校验符号以得到一含48个冗余字节的[256，208，49]码。

图10表示交错的细节。这里，‘*’代表报头字节，‘□’代表[20，16]码的奇偶校验，‘●’代表[256，208]码中32个“另外”的数据字节和12个奇偶校验字节。

Claims (21)

1.一种对多字信息进行编码的方法，它是基于在某一媒介相对邻近的多比特符号进行的，并提供字交错和错误保护码功能，以便能给出跨越多个字组的错误定位线索，

该方法的特征在于这样的线索是从高保护线索字得出并指向低保护目标字。

2.权利要求1所述的方法，其中的线索字具有第一个相同长度大小并以第一种相同方式分布，而目标字具有第二个相同长度大小并以第二种相同方式分布。

3.权利要求1所述的方法，可应用于光媒介的存储设备。

4.权利要求1所述的方法，其中的线索字包含一个字块内相关扇区的报头信息，该字块包含所述的码功能，报头信息顺序存于媒介中，它们与各自相应的扇区安排相对应。

5.权利要求4所述的方法，除码功能外每个扇区的报头信息还有附加的错误保护。

6.一种对接收到的多字信息进行解码的方法，它是基于在某一媒介相对邻近的多比特符号进行的，并对字交错进行分解和对错误保护码功能进行解码，还包括估算出跨越多字组的错误定位线索，

该方法的特征在于这样的线索是从高保护线索字得出并指向低保护目标字。

7.权利要求6所述的方法，其中线索字具有第一个相同长度大小并以第一种相同方式分布，而目标字具有第二个相同长度大小并以第二种相同方式分布。

8.权利要求6所述的方法，可应用于光媒介的存储设备。

9.权利要求6所述的方法，其中线索字中的校正符号提供相应线索，一个序列接收信息中的连续线索可正确产生擦除标志，用于目标字的中间符号。

10.权利要求9所述的方法，其中对该序列的一个中间未改变线索字符号指定了一个名义上的线索。

11.权利要求6所述的方法，其中线索字包含一个字块内相关扇区的报头信息，该字块包含所述的码功能，并将报头信息从媒介中与各自相应的扇区安排相对应地顺序取出。

12.权利要求11所述的方法，除码功能外还承担对每个扇区报头信息的错误保护。

13.一种对多字信息进行编码的设备，它是基于在某一媒介相对邻近的多比特符号进行的，具有能提供字交错的交错装置，提供字错误保护码功能的编码装置，和产生跨越多字组的错误定位线索的指派装置，其中指派装置提供的线索是从高保护线索字得出并指向低保护目标字。

14.权利要求13所述的设备，其中的交错装置被设为一种交错情况，使得线索字具有第一个相同长度大小并以第一种相同方式分布，而目标字具有第二个相同长度大小并以第二种相同方式分布。

15.一种对接收到的多字信息进行解码的设备，它是基于在某一媒介相对邻近的多比特符号进行的，具有对字交错作分解的分解交错装置，对错误保护码功能作解码的解码装置，以及对跨越多字组的错误定位线索作估算的估算装置，

该设备的特征在于，其中的估算装置被设为线索是从高保护线索字得出并指向低保护目标字。

16.权利要求15所述的设备，它是基于线索字具有第一个相同长度大小并以第一种相同方式分布，而目标字具有第二个相同长度大小并以第二种相同方式分布。

17.一种实现权利要求1中所述方法的物理载体，包含一组线索字和目标字，其中的线索字和目标字相比可得到更高的错误保护。

18.权利要求17所述的载体，其中的线索字具有第一个相同长度大小并以第一种相同方式分布，而目标字具有第二个相同长度大小并以第二种相同方式分布。

19.权利要求17所述的载体，它是基于光学存储设备的。

20.权利要求17所述的载体，其中线索字包含一个字块内相关扇区的报头信息，该字块包含所述的码功能，报头信息与相应的扇区安排相对应地顺序存于媒介中。

21.权利要求20所述的载体，除码功能外每个扇区的报头信息还有错误保护

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