CN1176461A - 使用多级游程长度受限编码方案的信号调制方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于数字记录介质的数字信道和数字通信的信号调制方法,该方法包括:(a)在第一位长的第一数据单元中接收数据并将所接收的数据进行RLL编码成为(d,k)代码字;(b)在第二位长的第二数据单元中接收数据,并且,当在所述步骤(a)中所编码的两个代码字是被连接的时,如果连续零的数目少于d,则对所接收的数据进行RLL编码。因此,对于最小时间间隔4T来讲,可以提供高于其它调制码分辨率的分辨率。通过控制合并位可以抑制调制代码的DC含量。

Description

使用多级游程长度受限编码 方案的信号调制方法
本发明涉及信号调制方法，特别是涉及用于增加数字记录介质记录密度的游程长度受限(RLL)编码方法。
在数字光记录介质和磁记录介质的信号记录和再现过程中，有各种各样用于信号调制的方法，经改进的FM是一有代表性的调制方法。
这种调制方法被用于高密度盘(compact disk)、原版(first-generation)磁-光盘和再版可再记录(second-generation re-recordable)的光盘。光盘调制方法是用于检测峰值位置的峰值检测法或用于检测一个记号(mark)边缘的边缘(edge)检测法。这种峰值或边缘之间的最小和最大时间间隔是临界(critical)特征值。它们确定与再现信号记录密度相关的分辨率和跳动边缘(jitter margin)，并被表示为限制连续“0”数目的所述RLL。确定记录密度的其它关键变量是误差传播、输入位的数目是否可变以及输入位的数目和输出位的数目的比值，即转换比。
RLL(2，7)是用于原版磁-光盘的传统调制方法。在用于边缘检测方法时，它具有一个相对较小的跳动边缘(jitter margin)。RLL(1，7)是通过对传统的调制方法进行改善而获得的一种方法。利用这种方法，通过将最小记号(mark)的尺寸减少33％和改善窗口的容量和尺寸，可以保证很大的跳动边缘。但是，RLL(1，7)调制方法存在一个问题，即，在其中最小时间间隔是2T和3T(衍射限制)的光记录的情况下，对于一个给定分辨率来讲其记录密度相对较低。
本发明的目的是提供一种用于增加数字记录介质的记录密度的信号调制方法。
为实现上述目的提供了一种信号调制方法，该方法包括如下步骤：(a)在第一位长的第一数据单元中接收数据，并将所接收的数据进行RLL编码成为(d，k)代码字；和(b)在第二位长的第二数据单元中接收数据，并当步骤(a)中所编码的两个代码字被连接起来时，如果连续零的数目少于d，则对所接收的数据进行RLL编码。
通过结合附图对最佳实施例的详细描述，本发明的上述目的和优点将变得更加清楚。
图1是一个流程图，用于解释根据本发明的信号调制方法。
本发明使用RLL(3，15)编码方法，在该方法中，连续“0”的数目被限制为从3到15。
另外，本发明实施例的信号调制方法包括两个编码方案：主变换编码和子变换(sub-conversion)编码。
在主变换编码方案中，在3位单元中接收输入数据位以产生7位编码序列。另一方面，在子编码方案中，在6位单元中接收输入数据位以产生14位编码序列。
表1给出了本发明实施例的主编码方案和子编码方案中使用的代码表(code book)。[表1]
         用于主编码的代码表
  输入位     输出位
    000     1000000
    001     0100000
    010     0010000
    011     0001000
    100     0000100
    101     0000010
    110     1000100
    111     1000010
    用于子编码的代码表 合并位确定
    100 000  0000000  1000XXX X＝0或1XX＝00,01或10XXX＝000,001,010或100★X是合并位
    100 110  0000001  0000XXX
    100 111  0000001  0001000
    101 000  0000000  01000XX
    101 001  0000000  001000X
    101 110  0010001  0001000
    101 111  0010001  0000XXX
    110 000  0100001  0001000
    110 110  0100001  0000XXX
    110 111  0100010  0001000
    111 000  0100010  0000XXX
    111 001  0100010  001000X
    111 110  1000001  0001000
    111 111  1000001  0000XXX
在表1中，“X”表示合并位。
参看附图，数据被输入给当前实施例的3位单元中的编码器(步骤100)。因此，输入数据位是“000”、“001”、“010”、“011”、“100”、“101”、“110”和“111”中的一个。
根据主编码方案，输入数据被RLL编码成长度为7的(3，15)码(步骤110)。
即：当输入位是“000”时，输出位是“1000000”。当输入位是“001”时，输出位是“0100000”。当输入位是“010”时，输出位是“0010000”。当输入位是“011”时。输出位是“0001000”。当输入位是“100”时，输出位是“0000100”。当输入位是“101”时，输出位是“0000010”。当输入位是“110”时，输出位是“1000100”。当输入位是“111”时。输出位是“1000010”。
在以这种方式对3位输入数据位编码之后，接收下一个输入数据位并接着对其进行RLL编码。这样，两个代码字是连接的。
接着，确定在所连接的位序列中连续“0”的数目是否低于下限3(lowerlimit)(步骤120)。
如果在步骤120中确定在所连接的位顺序中连续“0”的数目等于或大于下限(lower limit)3，则完成对第一输入数据位的编码处理。
另一方面，如果在步骤120中确定在所连接的位顺序中连续“0”的数目小于下限(lower limit)3，则与两个输入数据位相关的代码字无效。另外，两个输入数据位在6位单元中被连接编码(步骤130)。
在这个实施例中，共有14种连接编码字中连续“0”的数目少于下限(lower limit)3的情况。即：将被作为一个单元进行编码的6位数据可以是“100000”、“100110”、“100111”、“101000”、“101000”、“101001”、“101110”、“101111”、“110000”、“110110”、“110111”、“111000”、“111001”、“111110”或“111111”。
根据子编码方案，6位数据被RLL编码成长度为14的(3，15)码(步骤140)。
即，当输入位是“100000”时，输出位是“0000000 1000XXX”。当输入位是“100110”时，输出位是“0000001 0000XXX”。当输入位是“100111”时，输出位是“0000001 0001000”。当输入位是“101000”时，输出位是“0000000 01000XX”。当输入位是“101001”时，输出位是“0000000 001000X”。当输入位是“101110”时，输出位是“00100010001000”。当输入位是“101111”时，输出位是“0010001 0000XXX”。当输入位是“110000”时，输出位是“0100001 0001000”。当输入位是“110110”时，输出位是“0100001 0000XXX”。当输入位是“110111”时，输出位是“0100010 0001000”。当输入位是“111000”时，输出位是“0100010 0000XXX”。当输入位是“111001”时，输出位是“0100010001000X”。当输入位是“111110”时，输出位是“1000001 0001000”。当输入位是“111111”时，输出位是“1000001 0000XXX”。
当在执行步骤140的编码时，执行下一个3-或6-位输入数据位的编码，然后确定合并位(merging)X。
下面描述用于确定子编码方案的合并(merging)位(X)的方法。
最简单的方法是将所有的合并位设置为零，即，X、XX和XXX分别是“0”、“00”和“000”。但是，根据这种方法，不可能满足对连续“0”的数目要求。
简单而又能够满足连续“0”数目方面要求的方法之一如下：
X＝0      如果下一个代码字用100、010或001开始
1         相反
XX＝00    如果下一个代码字用10或01开始
10        相反
XXX＝000  如果下一个代码字用1开始
100       相反
换句话说，当下一个代码字用“100”、“010”或“001”开始时，合并位X是“0”，而当下一个代码字不是用“100”、“010”或“001”开始时，合并位X是1。当下一个代码字用“10”或“01”开始时，合并位XX是“00”，当下一个代码字不是用“10”或“01”开始时，合并位XX是“10”。另外，当下一个代码字用“1”开始时，合并位XXX是“000”，而当下一个代码字不是用“1”开始时，合并位XXX是“100”。
但是，根据所述方法，在调制信号中DC含量可以很大，考虑到读回(read-back)系统的频率响应特性，上述这点是很不希望的。
可以减少调制信号中DC含量的第三种合并位确定方法如下。当在所连接的代码字序列中连续“0”的数目不超过15时，合并位X被确定为“0”或“1”，合并位XX被确定为“00”、“01”或“10”，和合并位XXX被确定为“000”、“001”、“010”或“100”。
下面描述根据本发明的信号调制的一个例子，当输入位是“100 111 010101 111 000 111 111 011 111 111 010 101 000 001 100”时，输出位是“0000001-0001000，0010000，00100010000XXX 1000000 10000010000XXX 000100010000010000XXX 0010000 000000001000XX 0100000 0000100”。对此，将参照图1做如下描述。
首先，确定输入位“100111”是否等于在步骤120中规定的6-位组中的任何一组。由于输入位等于6-位组中的一组，所以，它们可以被调制成“0000001 0001000”并被输出。还确定下一个输入位“010 101”是否等于6-位组中的任何一组。由于下一个输入位不等于6-位组中的任何一组，所以，“010101”的前三位、即“010”与3位组比较。由于这个输入位等于3-位组中的一组，所以，它们被调制成“0010000”并输出。接着，确定输入位“101 111”是否等于6-位组中的任何一组。由于这个输入位等于6-位组中的一组，所以，它们被调制成“0010001 0000XXX”并输出。然后，确定输入位“000 111”是否等于6-位组中的任何一组。由于这个输入位不等于6-位组中的任何一组，所以，“000 111”的前三位、即“000”与3-位组比较。由于这个输入位等于3-位组中的一组，所以他们被调制成“1000000”并输出。由于下一个输入位“111 111”等于6-位组中的一组，所以它们被调制成“1000001 0000XXX”并输出。然后，由于输入位“011 111”不等于6-位组中的任何一组，所述前三位“011”被调制成0001000”并输出。然后，由于输入位“111 111”等于6-位组中的一组，所以它们被调制成“1000001 0000XXX”并输出。然后，由于输入位“010101”不等于6-位组中的任何一组，所以前三位“010”被调制成“0010000”并输出。然后，由于输入位“101 000”等于6-位组中的一组，所以它们被调制成“0000000 01000XX”并输出。然后，由于输入位“001100”不等于6-位组中的任何一组，所以前三位“001”被调制成“0100000”并输出。最后，由于输入位“100”等于3-位组中的一组，所以它们被调制成“0000100”并输出。
合并位共出现4次。下面，根据上述合并位确定方法描述如何确定这些合并位。
首先，根据第一合并位确定方法，将“000”和“00”给予出现的合并位。
根据第二合并位确定方法，由于下一个输出位是“1”，所以，第一合并位“XXX”变成“000”。由于下一个输出位是“0”，所以，第二合并位“XXX”变成“100”。由于下一个输出位是“0”，所以，第三合并位“XXX”变成“100”。由于下一个输出位是“0”，所以第三合并位“XXX”变成“100”。由于下一个输出位是“01”，所以，第四合并位“XX”变成“00”。
根据第三合并位确定方法，由于在所有合并位之前和之后的“0”的数目少于15，所以，可以合适地执行调制。
表2示出了编码模拟的结果，所述编码模拟(simulation)是由本发明人执行的，其中，可以对大约12,360位任意输入数据位进行调制。在该表中，表示了调制代码时间间隔(TL)的分布。
[表2]
游程长(RL) 时间间隔(TI)     总值    概率
    3     4     8923   0.2532
    4     5     6611   0.1876
    5     6     5040   0.1430
    6     7     4472   0.1269
    7     8     2980   0.0846
    8     9     2350   0.0667
    9     10     1660   0.0471
    10     11     1448   0.0411
    11     12      812   0.0230
    12     13      389   0.0110
    13     14      241   0.0068
    14     15      162   0.0046
    15     16      146   0.0041
    总数    35234   1.0000
应当注意，从最小时间间隔大约是25％这样一个事实可以看出分布概率很低。
在上述的信号调制方法中，提供了一种高于其它调制码分辨率的分辨率，以用于光记录，其中，最小时间间隔为4T(衍射限制)。因此，信息密度很高并容易进行解调。

Claims (7)

1.一种信号调制方法，包括如下步骤：
(a)在第一位长的第一数据单元中接收数据，并将所接收的数据进行RLL编码成为(d，k)代码字；和
(b)在第二位长的第二数据单元中接收数据，并且，当在所述步骤(a)中所编码的两个代码字是被连接的时，如果连续零的数目少于d，则对所接收的数据进行RLL编码。
2.如权利要求1所述的信号调制方法，其中，第一位长是3和输入数据是根据下述代码表在步骤(a)中被编码的：    输入位     输出位     000     1000000     001     0100000     010     0010000     011     0001000     100     0000100     101     0000010     110     1000100     111     1000010
3.如权利要求1所述的信号调制方法，其中，所述步骤(b)还包括如下步骤：
(b1)将在所述步骤(a)中被RLL编码的两个代码字连接起来；
(b2)确定在步骤(b1)中连接起来的代码字序列中的连续零的数目是否少于d；
(b3)如果在步骤(b2)中确定的连续零的数目少于d，则接收第二数据单元中的数据并对所接收的数据进行RLL编码。
4.如权利要求1所述的信号调制方法，其中，所述第二位长是6和输入数据在步骤(b3)中是根据下述代码表编码的：     输入位     输出位     100 000  0000000 1000XXX     100 110  0000001 0000XXX     100 111  0000001 0001000     101 000  0000000 01000XX     101 001  0000000 001000X     101 110  0010001 0001000     101 111  0010001 0000XXX     110 000  0100001 0001000     110 110  0100001 0000XXX     110 111  0100010 0001000     111 000  0100010 0000XXX     111 001  0100010 001000X     111 110  1000001 0001000     111 111  1000001 0000XXX
5.如权利要求4所述的信号调制方法，其中，一位合并位X是“0”、两位合并位XX是“00”、三位合并位XXX是“000”。
6.如权利要求4所述的信号调制方法，其中，当下一个代码字用“ 100”、“010”或“001”开始时，合并位X是“0”，当下一个代码字不是用“ 100”、“010”或“001”开始时，所述合并位是“1”，当下一个代码字用“ 10”或“01”开始时，合并位XX是“00”，和当下一个代码字不是用“10”或“01”开始时，合并位XX是“10”，和当下一个代码字用“ 1”开始时，合并位XXX是“000”，当下一个代码字不是用“1”开始时，合并位XXX是“100”。
7.如权利要求4所述的信号调制方法，其中，一位合并位X是“0”或“ 1”，两位合并位XX是“00”、“01”或“10”，三位合并位XXX是“ 000”、“ 001”、“010”或“100”，其中，在所连接的代码字序列中连续零的数量不超过15。
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