CN1135709C - 利用游程长度受限码进行通道编码和解码的方法 - Google Patents

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Abstract

对数字数据进行通道编码的方法包括：(a)输入7比特数据，(b)参照至少一个游程长度受限RLL(2，25)码表，其中最小游程长度是2，最大游程长度是25，将输入的7比特数据编码成13比特通道数据。对数字数据进行通道解码的方法包括：(a)输入13比特通道数据，(b)参照至少一个游程长度受限RLL(2，25)码表将输入的13比特通道数据解码成编码前的7比特数据。构成RLL(2，25)码的码表由主码表和子码表构成。

Description

利用游程长度受限码进行通道 编码和解码的方法
技术领域
本发明涉及信道编码和解码方法，更具体地，涉及在数字数据的传输和记录/再现期间的信道编码和解码方法。
背景技术
通道编码转换数字数据，以使其适应于传输介质或记录介质的特征，达到在最优条件下进行发送或记录，这也被称作通道调制。RLL通道编码方法主要用作在记录介质诸如光盘上记录数字数据的通道编码方法。RLL通道编码方法将m比特输入数据通道编码成n比特通道数据，这样连续零游程的长度满足(d，k)条件，该方法被表达为(d，k，m，n；1)或RLL(d，k)。这里，d表示连续零游程的最小长度(以下称为最小游程长度)，K表示连续零游程的最大长度(以下称为最大游程长度)，m表示最小单元输入比特数，及n表示最小单元通道比特数。而且，当变化地输入数字数据，由1表示最大单元输入比特数。例如，当输入数据在m，2m，3m，和4m之间变化时，1就是4m，RLL通道编码方法的记录密度率(DR)定义为DR＝m/n*(d+1)。在此，m/n表示当m比特输入数据变换成n比特通道数据时的变换率，(d+1)表示时间的最小间隔。这样，为了增加记录密度率应该增加变换率和/或时间最小间隔。
作为RLL通道编码方法，有EFM方法、RLL(2，7)方法、RLL(1，7)方法和EFM改进方法。(d，k，m，n)是(2，10，8，17)的EFM方法是由飞利浦有限公司提出的通道编码方法，主要用于激光唱盘(CD)。EFM方法将8比特输入数据变换成为14比特通道数据。然而，由于EFM方法额外需要3个合并位用于控制数字和值(DSV)，变换率减少为8/17，时间最小间隔成为3T，记录密度率变为1.41。另外由于用于通道编码和解码的编码规格书有很多内容，EFM方法不适合于需实时处理的高密度光盘。在(d，k，m，n)是(2，7，1，2)的RLL(2，7)方法中，变换率是0.5，时间最小间隔变为3T，记录密度率变成1.5，该方法主要用于磁光盘(MOD)，在(d，k，m，n)是(1，7，2，3)的RLL(1，7)方法中，变换率是0.67，时间最小间隔变成2T，及记录密度率变为1.33，该方法主要用于4倍容量磁光盘(4×MOD)。在改善EFM的EFM改进方法中，其(d，k，m，n)是(2，10，8，16)，变换率是0.5，时间最小间隔变成3T，及记录密度率变成1.5，该方法主要用于数字多功能盘(DVD)。上述传统RLL通道编码方法概括为下表1。
表1：
调制类型 EFM   RLL(2，7)   RLL(1，7)   EFM改进
(d，k，m，n) (2，10，8，17)   (2，7，1，2)   (1，7，2，3)   (2，10，8，16)
变换率 0.47   0.5   0.67   0.5
记录密度率 1.41   1.5   1.33   1.5
应用领域 CD   MOD   4×MOD   DVD
然而，当上述能道编码方法中最小游程长度是2，相应于8比特输入数据需要16或17比特通道数据。这样，变换率降低且记录密度未改善。而且，在最小游程长度是1的RLL(1，7)方法中8比特输入数据被变换成12比特通道数据，结果变换率增加。然而，时间的最小间隔是2T及记录密度率只是约1.33，该方法产生比其它方法低的记录密度率。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的一个目的是提供一个通道编码方法，在数字数据的发送和记录/再现期间与传统的RLL编码方法相比具有较高的变换率和记录密度率。
本发明的另一目的是提供一个通道解码方法，用于在数字数据的通道接收和再现期间，将由上述通道编码方法编码的数据精确恢复成编码前的数据。
为实现本发明的上述目的，在此提供了一个通道编码方法，该方法包括以下步骤：(a)输入7比特数据；和(b)参照至少一个游程长度受限RLL(2，25)码表，其中最小游程长度是2和最大游程长度是25，将输入的7比特数据编码成13比特通道数据。
为了实现本发明的其它目的，在此提供一个通道解码方法包括以下步骤：(a)输入13比特通道数据；和(b)参照至少一个游程长度受限RLL(2，25)码表其中最小游程长度是2和最大游程长度是25，将输入的13比特通道数据解码成编码前的7比特数据。
附图说明
参照附图描述优选实施例，其中：
图1示出了按照本发明的优选实施例用于通道编码和解码的RLL(2，25)码表；
图2示出了参照示于图1的码表中主码表在通道编码期间用于判断是否违背了最小游程长度受限规则的组(group)；
图3是按照本发明的优选实施例的通道编码方法的流程图；
图4是按照本发明的另一优选实施例图示通道解码方法的流程图。
具体实施方式
参照附图将描述本发明的优选实施例。
首先，按照本发明的用在通道编码和解码方法中的RLL(2，25)码，当7比特输入数据变换成13比特通道数据时有最小游程长度2和最大游程长度25。在包括上述码的至少一个码表情况下，具有213数据模式的13比特通道数据中满足RLL(2，25)条件的13比特通道数据分别被映射到具有27数据模式的7比特输入数据。图1示出了上述码表的一个优选实施例。参照图1，有3个码表CA(码A表)，CB(码B表)和CC(码C表)。在此，CA表是主码表其中13比特通道数据被映射到每个7比特输入数据模式。CB表和CC表是两个子码表每个有41个码，以便当通道编码仅由主码表执行时防止违背最小游程长度受限规则。参照此，用于示于图1的13比特通道数据(编码值)的编码值表达为十六进制数。在主码表CA中，用于13比特通道数据的213数据模式中相应于7比特输入数据的27数据模式被提取，其中仅提取最小游程长度2和最大游程长度25的数据模式。在包括RLL(2，25)码的子码表中，第一子码表CB由最低有效位(LSB)是“1”的13比特通道数据构成和第二子码表CC由两个最高位和两个最低位分别是“00”的13比特通道数据构成。
图2示出了参照示于图1的码表中主码表的码在通道编码期间在连续26比特通道数据中用于判定是否违背最小游程受限规则的组。参照图2，组1是一组输入数据模式集合，这些数据模式对应于这样的情况，即在示于图1的主码表中的13位通道数据中，最低位是“10”。组2是主码表中13比特通道数据中相应于最高有效位是“1”的输入数据模式的集合。这样，当输入数据仅用主码表进行通道编码，如果输入属于组1的输入数据并且连续输入属于组2的输入数据，通道编码的26比特通道数据变成“XXXXXXXXXXX101XXXXXXXXXXXX”数据流，并且最小游程长度变成1。结果违背了RLL(2，25)通道编码最小游程长度应为2的最小游程长度受限规则。
另外，按照本发明的优选实施例通道编码方法是可变输入数据比特方法。更详细地讲，在不违背最小游程长度受限规则情况下，参照图1的主码表7比特输入数据被通道编码成13比特通道数据。然而，连续26比特通道数据中在违背最小游程长度受限规则情况下，参照第一子码表14比特输入数据中第一7比特输入数据被通道编码成13比特通道数据，并且参照第二子码表将接着的第二7比特输入数据编码成为13比特通道数据，这样不违背按照RLL(2，25)方法的最小游程受限规则。
按照本发明的通道编码方法应用RLL(2，25)码，其中变换率是0.54，最小时间间隔是3T，且记录密度率是1.62。这样，按照本发明的RLL(2，25)通道编码方法提供了具有最小游程长度受限规则2的通道编码方法中最高变换率和记录密度率。
参照按照优选实施例示出利用RLL(2，25)码的7/13通道编码方法的流程图3，通道编码系统读输入位流中第一个7比特输入数据并且将读取结果存在第一寄存器R0(步骤30)。然后通道编码系统判定该7比特输入数据是否立即跟一个同步信号(步骤31)。如果在判定结果中判定存在一个同步信号，参照示于图1的主码表CA将存在寄存器R0中的7位输入数据通道编码成13比特通道数据(步骤34)。然后，操作经步骤35返回步骤31。如果在判定结果中判定不存在一个同步信号，读取接着7比特输入数据的下7个比特输入数据并且将该读取的下7个比特输入数据存储在第二寄存器R1(步骤32)。然后，当存在寄存器R0和R1中的14比特输入数据参照主码表被通道编码成26比特通道数据时，通道编码系统判定是否违背最小游程长度受限规则(步骤33)。在此，如果存在寄存器R0中7比特输入数据属于示于图2中的组1及存在寄存器R1中7比特输入数据属于示于图2中的组2，则通道编码系统判定已经违背了最小游程长度受限规则。如果在判定结果中判定没有违背最小游程长度受限规则，则通道编码系统参照图1的主码表CA将寄存器R0的第一7比特输入数据通道编码成为13比特通道数据(步骤34)，并且将存在寄存器R1中的7比特输入数据存储在寄存器R0中(步骤35)，接着返回步骤31。同时，如果在判定结果中判定已经违背了最小游程长度受限规则，则通道编码系统参照图1中的第一子码表CB将存在寄存器R0中的第一7比特输入数据通道编码成13比特通道数据(步骤36)，然后参照图1中的第二子码表CC将存在寄存器R1中的第二7比特输入数据通道编码成13比特通道数据(步骤37)，然后返回步骤30。
概括一下参照图3的通道编码方法，如果有一个同步信号随后或没有违背最小游程受限规则，参照图1的主码表将7比特输入数据通道编码成为13比特通道数据，而如果违背最小游程长度受限规则，参照上述子码表将14比特输入数据通道编码成26比特通道数据。因此，按照本发明利用RLL(2，25)码的7/13通道编码方法，在数字数据的通道发送和在光盘上记录期间，比传统技术有较高的变换率和记录密度率，这样能够使得记录介质具有高密度和进行实时处理。
参照图4按照本发明的一个优选实施例示出了通道解码方法，通道解码系统首先读取按照RLL(2，25)通道编码方法已被通道编码的位流中的13比特通道数据，然后接收和再现，并在第一寄存器R0中存储读取的结果(步骤40)。然后，通道解码系统判断是否该输入的13比特通道数据立即跟着一个同步信号(步骤41)。
如果在判定结果中判定存在一个同步信号，则参照示于图1中的主码表CA将存在寄存器R0中的13比特通道数据进行通道解码成为编码前的7比特数据(步骤44)。然后操作经步骤45回到步骤41。如果在判定结果中判定不存在一个同步信号，则通道解码系统读取接着13比特通道数据的下个13比特通道数据，并且将读取的下个13比特通道数据存储在第二寄存器R1中(步骤42)。然后，通道解码系统判定否存在寄存器R0和R1中的26比特通道数据被参照子码表进行通道编码(步骤43)。在此，在子码表体现为如图1所示的情况下，在第一子码表CB中13比特通道数据的LSB有值“1”。结果，通道解码系统通过检则LSB值能够判定是否执行子码表的通道编码。即，如果采用PASCAL语言算子的R0&1＝1，可以看到存在寄存器R0中的13比特通道数据已经被参照第一子码表进行通道编码。如果R0&1＝0，则能够看到存在寄存器R0中的13比特通道数据已经被参照主码表进行通道编码。如果在步骤43的判定结果中判定寄存器R0的13比特通道数据已按主码表进行通道编码，则通道解码系统参照主码表将存在寄存器R0中的13比特通道数据进行通道解码成编码前的7比特数据(步骤44)，然后将存在寄存器R1中的13比特通道数据存在R0中(步骤45)，接着返回步骤41。另外，如果在步骤43的判定结果中判定存在寄存器R0和R1中的26比特通道数据已按子码表进行通道编码，通道解码系统参照第一子码表CB将存在寄存器R0中的13比特通道数据进行通道解码成编码前的7比特数据(步骤46)，并且然后将存在寄存器R1中的13比特通道数据参照第二子码表CC通道解码成编码前的7比特数据(步骤47)，然后返回步骤40。
概括参照图4的通道解码方法，如果有一个同步信号随后或通道数据不是按子码表进行通道编码，则参照主码表将13比特通道数据进行通道解码成编码前的7比特数据，而如果连续的14比特输入数据参照上述子码表进行通道编码成26比特通道数据，则参照子码表将26比特通道数据通道解码成编码前的14比特数据。因此，按照本发明的RLL(2，25)通道解码方法，对按照RLL(2，25)通道编码方法的数据精确通道解码成编码前的数据而无任何错误并且有较高变换率和记录密度率，这样能够使记录介质有高密度和进行系统的实时处理。
另外，本领域中任何普通技术人员能够实现图1的码表的各种修改和变化，利用RLL(2，25)码将7比特输入数据通道编码成13比特通道数据并且将通道编码结果通道解码成原始数据。例如，当7比特输入数据被通道编码成13比特通道数据，在图1的主码表中213的数据模式中仅提取27的RLL(2，25)码，并且该被提取的码被映射在每个输入数据上。在在此没有描述的一个修改中，提取213的数据模式中相应于27的每个输入数据模式的合适的数据模式，并且将该被提取结果映射在每个输入数据上。结果，能够产生不违背最小游程长度受限规则的码表。在这种情况下，不需要子码表并且本领域的任何技术人员利用改进的主码表按照RLL(2，25)码，基于本发明的技术概念通过合适修改图3和图4流程图，能够容易实现7/13通道编码和解码方法。
如上所述，按照本发明的通道编码和解码方法参照RLL(2，25)码其(d，k，m，n)是(2，25，7，13)，比传统技术有较高变换率和记录密度率，将7比特输入数据进行通道编码成13比特通道数据，并且将13比特通道数据进行通道解码成7比特通道数据。这样，在数字数据的发送和记录/再现期间，本发明能够使记录介质具有高密度和进行系统的实时处理。
尽管这里仅特别描述了本发明的某些实施例，很显然在不脱离本发明的精神和范围内可做出许多修改。

Claims (8)

1.用于通道编码数字数据的通道编码方法，该通道编码方法包括以下步骤：
(a)输入7比特数据；和
(b)参照至少一个游程长度受限RLL(2，25)码表，其中最小游程长度是2及最大游程长度是25，将输入的7比特数据编码成为13比特通道数据。
2.按照权利要求1的所述通道编码方法，其中所述步骤(b)包括以下子步骤：
(b1)判定7比特输入数据是否立即跟着一个同步信号；
(b2)如果在步骤(b1)的判定结果中已经判定跟着一个同步信号，则参照主码表，其中RLL(2，25)码被映射在码表中每个输入数据上，将7比特输入数据编码成为13比特通道数据；
(b3)如果在步骤(b1)的判定结果中已经判定没跟着一个同步信号，则当利用主码表将14比特输入数据通道编码成26比特通道数据时，判定包括接着7比特输入数据的下个7比特输入数据的14比特输入数据是否违背最小游程长度受限规则；
(b4)如果在步骤(b3)的判定结果中已经判定没有违背最小游程长度受限规则，则参照主码表将14比特输入数据中的第一7比特输入数据编码成13比特通道数据；和
(b5)如果在步骤(b3)的判定结果中已经判定违背了最小游程长度受限规则，则由于26比特数不违背最小游程长受限规则，参照至少一个子码表，将14比特输入数据编码成26比特通道数据。
3.按照权利要求2的所述通道编码方法，其中所述步骤(b3)判定，如果14比特输入数据中第一7比特输入数据属于第一组，并且接着的第二7比特输入数据属于第二组，则违背最小游程长度受限规则，所述第一组由相应于主码表的码中的7比特输入数据最低两位是“10”的13比特通道数据的码构成，并且第二组由相应于主码表的码中7比特输入数据最高有效位是“1”的13比特通道数据的码构成。
4.按照权利要求2的所述通道编码方法，其中在所述步骤(b5)中，参照子码表中第一子码表，将14比特输入数据中第一7比特输入数据编码成13比特通道数据，并且参照第二子码表将接着的第二7比特输入数据编码成13比特通道数据，其中第一子码表由相应于7比特输入数据其最低有效位是“1”的13比特通道数据的码构成，并且第二子码表由其最高二位和低二位分别是“00”的13比特通道数据的码构成。
5.用于通道解码已通道编码的数字数据的通道解码方法，该通道解码方法包括以下步骤：
(a)输入13比特通道数据；和
(b)参照至少一个游程长度受限RLL(2，25)码表，其中最小游程长度是2和最大游程长度是25，将输入的13比特通道数据解码成编码前的7比特数据。
6.按照权利要求5的所述通道解码方法，其中所述步骤(b)包括子步骤：
(b1)判定13比特通道数据是否立即跟一个同步信号；
(b2)如果在步骤(b1)的判定结果中已经判定跟着一个同步信号，则参照主码表，其中RLL(2，25)码被映射在码表中的每个输入数据上，将13比特通道数据解码成编码前的7比特数据；
(b3)如果在步骤(b1)的判定结果中已经判定没有跟一个同步信号，则由于26比特通道数据不违背最小游程受限规则，判定包括接着13比特通道数据的下个13比特通道数据的26比特通道数据是否已经利用码表中至少一个子码表被编码；
(b4)如果在步骤(b3)的判定结果中已经判定没有利用子码表执行通道编码，参照主码表将第一13比特通道数据解码成编码前的7比特数据；
(b5)如果在步骤(b3)的判定结果中判定利用子码表已经执行通道编码，参照子码表将26比特通道数据解码成编码前的14比特数据。
7.按照权利要求6的所述通道解码方法，其中如果输入的26比特通道数据中第一13比特通道数据的最低有效位是“1”，则所述步骤(b3)判定26比特通道数据利用子码表已经被通道编码，如果最低有效位是“0”则判定前者没有利用后者被通道编码。
8.按照权利要求6的所述解码方法，其中在所述步骤(b5)中参照子码表中第一子码表将26比特通道数据中的第一13比特通道数据解码成编码前的7比特数据，并且参照第二子码表将接着的第二13比特通道数据解码成编码前7比特数据，并且所述第一子码表由相应于7比特输入数据的最低有效位是“1”的13比特通道数据的码构成，并且第二子码表由两个最高位和两个最低位分别是“00”的13比特通道数据的码构成。
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