CN1279537C - 对比特流进行储存或解码的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种把辅助信道(30)的若干数据比特储存到主信道(20)的帧中的方法，以及涉及一种把与接合在主信道(20)的帧中的辅助信道(30)有关的比特流解码为数据比特(62)流的方法。为了得到某种同步并保证辅助信道中固定数量的存储容量以及能够校正辅助信道中比特的删除和插入，根据本发明建议构成具有固定数量的帧比特的辅助帧(11)，辅助帧(11)的固定部分填充有数据比特(113)、设置为第一比特值的结束比特(114)、以及如果需要的话还有设置为第二比特值的填充比特(115)，以编码辅助帧(11)，产生编码的数据比特(113)和奇偶校验比特(112)，它们最后被接合在主信道(20)的帧中。本发明也涉及一种用于把辅助信道(30)的若干数据比特储存在主信道(20)的帧中的装置以及用于对与接合到主信道(20)的帧中的辅助信道(30)有关的比特流进行解码的装置。

Description

对比特流进行储存或解码的方法
技术领域
本发明涉及一种将辅助信道的若干数据比特储存到主信道的帧中的方法，其中所述主信道包含固定数量的主信道比特和帧同步信号。本发明也涉及一种把与接合到主信道的帧中的辅助信道有关的比特流解码为数据比特流的方法。本发明还涉及一种用于把辅助信道的若干数据比特储存到包含固定数量的主信道比特和帧同步信号的主信道的帧中的装置，所述装置包括储存装置，以及一种用于把与接合在主信道的帧中的辅助信道有关比特流解码为数据比特流的装置，所述装置包括解码装置。
本发明适用于具有不同类型信道代码的记录载体。储存在这些记录载体上的信息可以例如根据游程长度受限(runlength-limited，RLL)码进行编码。RLL码的特征在于两个参数，(d+1)和(k-1)，它们分别规定可能在码中出现的最小和最大游程长度。例如，不同DVD格式采用(d＝2，k＝10)RLL EFM+码。
背景技术
在非预先公布的专利申请WO 00/57416-A1(PHN-17.369)中描述了一种把涉及二进制信道的信号的比特流解码为涉及二进制源的信号的比特流的方法以及一种用于执行这种方法的装置。根据这种方法，二进制信道包括主信道和辅助信道，所述辅助信道通过多级编码被接合到主信道中。另一种涉及主信道的二进制信道的校正比特流被用于对涉及辅助信道的二进制信道的比特流中的错误进行纠正。
在CD中，使用8-14调制(EFM：Eight-to-Fourteen modulation)码导致游程长度受限波形满足(2，10)约束。这些波形可以被解析为短语，其中各个短语对应于纹间表面(land)或坑(pit)。(2，10)约束EFM码的短语具有3到11个信道比特之间的游程长度。每个短语的特征在于其长度，也就是，存在称为I3的游程长度3的短语，直到称为I11的游程长度11的短语。有限多级调制(LML调制)码的基本观念在于利用较长短语的级的细分。例如，短语I5到I11可能在短语的中间有小缩进。这个缩进的有或无对应于这些较长短语中一个附加比特的储存。这些缩进的出现不干扰对EFM调制码的传统检测。
在称为主信道的传统CD信道中，信息被再分为EFM帧(F3帧)，其中各个F3帧对应于24个用户字节(6个立体声样本)。CD系统和主数据纠错系统(CIRC)的同步是基于这些F3帧的。
上述文献中所述的LML调制码的应用导致某些特定问题：
1.由于EFM短语长度的产生是由主信道确定的随机过程，所以较长短语长度的出现满足某种概率分布。因此，可以储存在主信道的F3帧中的附加数据比特(LML比特)量是随机变量。这种不确定性引起以下两个问题：
a)纠错系统的使用要求同步的形式，因为纠错码只能对符号值出错但没有失去同步情况下的错误进行纠正。如果每个F3帧的附加数据比特(LML比特)的数量是不定的，则获得(如在随机存取之后)和保持同步可能有困难。
b)用户常常对固定保证的存储容量感兴趣。由于辅助信道中数据比特密度的随机性，这一般是达不到。
2.如果在读出期间出错，使得长短语被认为是短短语(因此按照推测不具有附加数据比特)或反之亦然，则附加数据比特被删除或被插入。这类删除或插入导致失去同步，为此，纠错码特别易损坏。
发明内容
因此，本发明的一个目的是改进在本文开头部分提到的方法和装置，从而克服上述问题。
根据本发明，这个目的是通过以下方法实现的，即一种方法，其特征在于辅助帧被构成具有固定数量的帧比特，所述帧比特被连续填充有：若干数据比特和被设置为第一比特值的结束比特，其中数据比特的数量取决于并小于所述主信道的帧中可用于储存所述辅助信道的比特的随机比特数，然后利用纠错编码器对所述辅助帧进行编码，产生编码的数据比特和奇偶校验比特，并且所述编码的数据比特和奇偶校验比特被接合到所述主信道的帧中；以及一种方法，其特征在于辅助帧被构成具有固定数量的帧比特，通过有限多级编码而接合在所述主信道的帧中的所有比特和被设置为第一比特值的结束比特被连续安排在所述辅助帧中，然后利用纠错解码器对所述辅助帧进行解码，由此产生所述数据比特。以及根据本发明，涉及所述装置的目的是通过以下装置实现的，即一种装置，其特征在于所述储存装置被构想为构成具有固定数量的帧比特的辅助帧，以连续地使所述帧比特填充有若干数据比特和被设置为第一比特值的结束比特，其中数据比特的数量取决于并小于所述主信道的帧中可用于储存所述辅助信道的比特的随机比特数，采用编码装置对所述辅助帧进行编码，产生编码的数据比特和奇偶校验比特，并且通过有限多级编码将所述编码的数据比特和奇偶校验比特接合到所述主信道的帧中；以及一种装置，其特征在于所述解码装置用于解码具有固定数量的帧比特的辅助帧，以通过有限多级编码把接合在所述主信道的帧中的所有比特和被设置为第一比特值的结束比特，连续地安排在所述辅助帧中，并且利用一个解码器对所述辅助帧进行解码，由此产生所述数据比特。
本发明基于以下认可：能够另外被储存在CD的主信道的一帧中的数据比特量是随机数，但是，它近似为是均值为55.40比特、标准差为3.93比特的高斯分布(由于舍位的原因，其小峰在63比特)。为了提供独立于主信道的解码的可靠解码和同步，构成辅助帧，具有有效固定数量的帧比特，高于附加比特的数量，所述固定数量的帧比特用于主信道的几乎所有的帧，它可被储存并接合到主信道的一帧中。举个例子，对于CD，辅助帧具有64个可用的帧比特。
在所述辅助帧中，一些帧比特被保留用于纠错码的奇偶校验比特，而另一些帧比特被填充有辅助信道的若干数据比特，使得奇偶校验比特的数量加上数据比特的数量总计为主信道的相关帧中可用于储存辅助信道的比特的比特数。在这些数据比特之后，结束比特被设置为第一比特值，而如果还有任何剩下的帧比特，则辅助帧的所有其余帧比特(填充比特)都被设置为第二比特值。在纠错编码之后，只有辅助帧的编码的数据比特和奇偶校验比特被接合到主信道的有关帧中，但没有结束比特和填充比特，它们也不被储存。
在解码期间，相同的辅助帧是通过连续地对其填充来形成的，首先是奇偶校验比特，然后是编码数据比特，它们是从例如盘来读出的。在所述数据比特之后，结束比特被设置为第一比特值，而辅助帧的其余的帧比特(例如填充比特)，如果有的话，都被设置为第二比特值。这样，形成相同格式的辅助帧，就像它在编码期间被形成的那样。具有固定长度的辅助帧现在由纠错解码器来解码，由此产生被接合到主信道的帧中的数据比特。
如上面所述，根据本发明，具有固定数量的帧比特的辅助帧被形成，并接着分别被编码或解码。这具有以下优点：分别被放入编码器或解码器中的比特数是已知并且确定的，因此同步无疑是可能并且可维持的。即使可以接合到主信道的一帧中的比特数一帧帧地不同，但辅助帧的比特数总是一样的。因此，即使在读出期间例如由于读出错误而丢失或插入接合在主信道的帧中的比特，也不会出现同步丢失。
本发明的一个最佳实施例的特征在于几个辅助帧被组合形成超帧，利用所述纠错编码器对所述超帧的数据比特进行编码，并且结果码字的符号被分布在所述超帧中。根据这种方法，几个辅助帧被组合形成接着被馈送到编码器中的超帧。这具有以下优点：可储存在主信道中的比特数不仅仅由主信道的一帧确定，而由主信道的大量帧确定，因为主信道的各个帧都与超帧中的一个辅助帧相关联。即使可以接合到主信道的一帧中的比特数对各个帧都不同，但整个超帧的存储容量相对固定，并且由于大数法则而可以预先确定。
本发明的一个有利的修改的特征在于在把所述数据比特安排在所述辅助帧中之后，id比特依赖于所述主信道的帧中可用于储存所述辅助信道的比特的所述比特数而被设置并与所述辅助帧相关联。在编码期间设置的id比特可以在解码期间被用于检测在读出或解码期间是否已丢失或插入一个比特。id比特可以在例如被接合到主信道的帧中的比特数为偶数时被设置为1，而在所述比特数为奇数时被设置为零。
根据在把比特接合到主信道的帧中时使用哪一种多级编码，根据本发明的另一个修改的特征在于所述编码的数据比特和所述奇偶校验比特通过多级编码被接合到所述主信道的帧中，所述多级编码被应用于游程长度Inmin或以上，其中nmin是预定值，并且可被储存在所述主信道的帧中的数据比特的数量取决于具有游程长度Inmin或以上的帧中的符号数。这是一种可能又简单的把比特接合到主信道的帧中的方法，这种方法已经在非预先公布的专利申请WO 00/57416-A1(PHN17.369)中进行了描述。但是存在其它可以想到的可能性。
根据另一个最佳实施例，结束比特被设为1，而填充比特被设为零，也就是，最好使用第一比特值1和第二比特值0。但是，它也可能用0作为第一比特值，而1作为第二比特值。
根据本发明的用于储存若干数据比特的装置其特征在于所述储存装置用于构成具有固定数量的帧比特的辅助帧，以连续地使所述帧比特填充有若干数据比特和被设置为第一比特值的结束比特，其中数据比特的数量取决于并小于所述主信道的帧中可用于储存所述辅助信道的比特的随机比特数，采用编码装置对所述辅助帧进行编码，产生编码的数据比特和奇偶校验比特，并且通过有限多级编码将所述编码的数据比特和奇偶校验比特接合到所述主信道的帧中；以及用于对比特流进行解码的装置，其特征在于所述解码装置用于解码具有固定数量的帧比特的辅助帧，以通过有限多级编码把接合在所述主信道的帧中的所有比特和被设置为第一比特值的结束比特，连续地安排在所述辅助帧中，并且利用一个解码器对所述辅助帧进行解码，由此产生所述数据比特。应该理解，即使没有明确要求，也能以如上面关于方法所述的相同或相应的方式对这些装置进行修改。
附图说明
将参考附图对本发明更详细地进行描述，附图中：
图1示出解释多级编码的示意图，
图2示出主信道的比特流，其中接合了辅助信道的比特，
图3示出根据本发明的超帧的格式，
图4示出辅助帧中的比特的配置，
图5示出超帧中码字的符号的配置，
图6示出根据本发明的储存方法的实施例，
图7示出根据本发明的解码方法的实施例，
图8示出解释辅助帧中剩余比特的配置的示意图；
图9示出根据本发明的储存装置的实施例，以及
图10示出根据本发明的解码装置的实施例。
具体实施方式
图1示出解释辅助信道的数据比特如何能被接合在主信道的示意图。所示辅助信道通过有限多级(LML)编码而实现。限制包括仅对游程长度Inmin或更大游程长度应用多级编码的选择，其中nmin是预定值。根据信号波形和校验，通过对幅度的限幅器操作，例如在游程的中间，进行辅助信道检测，游程是否具有辅助信道幅度影响。
对于游程长度6T和7T，表示如何检测辅助比特(LML比特)。虚线1表示用于检测主信道的正常限幅器级(slicer level)。虚线2表示用于检测辅助纹间表面比特的LML纹间表面限幅器级。虚线3表示用于检测辅助坑比特的LML坑限幅器级。信号4是原始RLL序列，即EFM编码比特的序列。根据这些限幅器级2和3的检测，LML比特的特征由LML＝0或LML＝1表示。限幅器级2和3被用于决定游程是否具有辅助幅度影响。
图2中示出较长的原始RLL序列4。序列下面的LML＝0和LML＝1表示哪一类辅助比特出现在被指示的游程长度中。
借助图3到6来解释辅助帧中辅助信道的比特配置以及形成超帧的辅助帧的组合。所示格式被特别设计成利用LML编码而把MPEG音频数据储存于辅助信道中。为了在CD的主信道音频数据和MPEG音频数据之间保持同步，引入对应于主信道的192个F3帧的超帧。在各个超帧中，大约900字节必须以可靠的方式被储存。
为了确保辅助信道的数据的可靠性不低于主信道的数据的可靠性，并确保每个MPEG分组总有至少900个用户字节可用，选择在由两个超帧组成的块上工作的模式，所述两个超帧也就是384个F3帧，被称为双超帧5，如图3所示。
所述格式由被称为LML比特的66乘384阵列组成。阵列的每一列j与主信道的F3帧的比特相关联，其中所述主信道正可用于储存辅助信道(也称为LML信道)的比特。阵列的连续F3帧也被连续地写到盘上。
利用F3帧同步使LML调制码同步。在各列j中，上两个比特(框6)对应于被写入F3帧同步符号的两个I11的LML比特，而剩下的64比特(框7)被保留用于相应的F3帧的LML数据比特(帧比特)。
框6的顶行的LML比特、即各个F3帧的EFM帧同步的第一I11中的LML比特，被保留用于超帧结构的同步。框6的第二行的LML比特、即各个F3帧的EFM帧同步的第二I11中的LML比特被保留用于在编码、解码或读出期间检测长短语的插入和删除，以及用于指示剩余数据比特的存在。
在形成一个辅助帧11的各个列j(1≤j≤384)的其余64个位置中，随机数量的LML数据比特可以被写入到主信道的相应F3帧中。能够被储存在各个F3帧j中的LML数据比特的数量nj(见图4)近似为均值为55.40比特、标准差为3.93比特的高斯分布(由于舍位，小峰在63比特)。对于各个F3帧，这个数nj在对主信道进行CIRC和EFM编码时就立即知道。格式被设计，使得每个F3帧最多63个LML比特能被储存。F3帧能够容纳多于63个LML数据比特的概率是0.02，它被认为是可忽略不计的。
根据本发明的、也称为幻象帧结束(ghost-end-of-frame，幻象EOF)码的编码包括65乘384的比特阵列，如图4所示。码阵列的各列j(65比特)与主信道的一个F3帧相关联。被称为id比特的一个特殊比特的行10中顶项与相应F3帧同步的第二I11相关联。在正常操作情况下，如果nj为偶数，id比特111被定义为0，否则为1。id比特111接着被用于由于EFM短语长度I4和I5的EFM解码器的可能混淆引起的LML比特的插入或删除的检测。id比特111的第二(联合)用于指示那个特定列中剩余用户数据。
各列中其余64比特被保留用于LML数据比特。在各列j中，从顶部开始定义LML数据比特的适当数目nj。最上面的8个比特(框9)，即数据阵列7的各列中最上面的8个比特112被保留用于纠错码的奇偶校验。之后，在列j中安排nj-8个用户数据的数据比特113。在各列中，比特nj+1 114(结束比特)被定义为1，而其余比特115(填充比特)被定义为0，但是，这些定义也可以相反。应该指出，nj最大可以为63。
对于纠错码的定义，65乘384码阵列的数据部分7被看作是8乘384的字节阵列(见图5)。根据本发明的编码的纠错码由GF(28)中的交织[192，168，25]里德-索罗门码C的16个码字组成。GF(28)的非零元素由本原元素α产生，其中α是本原多项式P(x)＝x8+x4+x3+x2+1(与例如在CD、DVD和DVR中所用的相同)的根。利用基为(α7，α6，α5，…，α2，α，1)的多项式基表示(polynomial baserepresentation)将GF(28)的符号表示为字节(8比特组)。这样，根α被表示为：α＝％00000010。各个码字具有168个信息字节和24个奇偶校验字节。各个码字可以被表示为GF(28)中的多项式c(x)，
c ( x ) = Σ I = 0 191 c i x i
其中c(x)是多个C的生成多项式g(x)。C的生成多项式g(x)等于：
g ( x ) = Π i = 0 23 ( x - α i )
在信息符号在它们指定位置中看来似乎不变的意义上，编码是系统性的，但是，奇偶校验符号不在它们通常的位置上(即，在码字的结尾)。但是，由于里德-索罗门码是MDS(最大可分离距离，maximum distance separable)，任何24个符号都可以被定义为奇偶校验符号。
交织方案被选择，使得上行9包括所有码字的奇偶校验符号，并且框8中的下7行包括所有码字的信息符号。此外，各个码字正好“命中”各行24次。这是重要的，因为出错率取决于行号。
阵列7的列从右边开始，从0到383进行编号。384个列由编号为0，2，4，…，382的192个偶数列和编号为1，3，5，…，383的192个奇数列组成。行从下面开始编号，从0到7。写和读都从左上角，即高索引位置开始。16个码字被分为两组，每组8个码字。一组仅带偶数列，同时另一组仅带奇数列。在两组列上，基本上使用相同的交织方案。
在图5中，描绘了奇数组的两个不同码字的一些符号，其中符号S11、S12、S13属于第一码字，而符号S21、S22、S23属于第二码字。
8乘384阵列7中的字节的特征分别在于它们的行和列索引。因此，左上角中的字节是b7，383，同时右下角中的字节是b0，0。第二列(从左边)中的顶部项是b7，382。8个偶码字从ce，0到ce，7进行编号。8个奇码字从co，0到co，7进行编号。各个码字cx，j，其中x为奇数或偶数，可以被写为多项式：
c x , j ( x ) = Σ i = 0 191 c i x , j x i , 0 ≤ j ≤ 7 , x ∈ { o , e }
定义码字符号到阵列的数据的字节数的下面分配：
ci c，j＝bi+jmod8，2i，ci o，j＝bi+jmod8，2i+1，0≤i≤191，0≤j≤7
奇偶校验字节全部都在上行中，即具有的字节号b7，0，b7，1，b7，2，…，b7，383。在各个码字cx，j中，24个奇偶字节被均匀隔开，任何两个连续奇偶校验字节之间有(那个码字的)7个信息字节。
作为奇偶校验字节(安排在最上行9中)的符号cx，j i的特征在于等式i+j＝7模8。因此，码字cx，j(0≤j≤7)具有作为奇偶校验符号的下列符号：
Cx，j 7-j，Cx，j 7-j+8，Cx，j 7-j+16，Cx，j 7-j+24，……，cx，j 7-j+184
一旦对阵列进行了里德-索罗门编码，阵列的各列j的上面nj个数据比特利用大小为8乘384字节的平行块加扰器进行加扰(因此各列中下面的64-nj个比特没有被加扰)。块加扰器与数据阵列同步并因此与F3帧结构同步。因此，对于各个列j，都有取决于j的长度为64的已知固定加扰序列可用。
图6示出根据本发明的储存和编码方法的实施例。主信道20的比特流首先被馈送到交叉交织的里德-索罗门码(CIRC)编码器21，它的输出数据22被馈送到EFM编码器23，得到结构为F3帧的主信道的编码用户数据24。
在将被储存在主信道的帧中的、形成如图3到5所示的双超帧的辅助信道30的比特流中添加循环冗余校验(CRC)(框31)。校验数据32接着被放入如上所述的超帧的正确位置(框33)。因此，在框25中对所有列计算能够被储存在F3帧j中的LML数据比特nj的数量(每列最大63比特)。结果26被转送到框33。在这个框中对超帧阵列进行填充：各个数据列中的最开始8个比特被保留用于奇偶校验比特，接着的nj-8个比特被用于储存用户数据(包括CRC校验比特)，之后，所有列中的比特nj+1(结束比特)被设为1，同时各列中其余的所有比特(填充比特)(如果有)被设为0。
如果在一个例示中，两个MPEG超帧的用户数据将被储存在一个双超帧中，则对第一MPEG超帧使用与奇数列有关的字节而对第二MPEG超帧使用与偶数列相关的字节是可取的。如果出现无法纠正的盘错误，至多一个码字将无法纠正的概率很高。利用之前提及的结构，则至多一个MPEG超帧被破坏。
这样被填充的超帧34接着被转送到步骤35，其中对于各列j，根据nj为偶数还是奇数对id比特进行设置。结果36接着被转送到步骤37，在那里，在超帧中可用数据比特的总量不足的情况下，可以选择一些适当的(例如，相对小的nj)列用于储存方便选择的剩余数据比特量。这样的列的结束比特相应地向下移动，但nj的数值保持不变。对关于nj包含剩余数据比特的列，id比特被设置为关于(原始的)nj的错误值。
超帧38接着被转送给步骤39，在那里，利用在GF28上的交织[192，168，25]里德-索罗门码对它们进行编码。在这个阶段，阵列被看作包含384列，每列8字节。最上一行将包括奇偶校验，而下面的7行包含要被编码的信息(包括附加结束比特1和已经被填充到各列的填充比特)。编码可以由删除解码器(erasure decoder)执行，其中奇偶校验符号已被声明删除。因为各码字中奇偶校验符号的整齐间距，其中所述间距相对地最好为255，因此也可以建立线性反馈移位寄存器编码器。
在此之后，编码的超帧40被转送到步骤41，在那里，利用平行块加扰器对各列j的第一nj比特进行加扰。
加扰之后，各列j的id比特和第一nj(加扰的)比特42被馈送到LML编码器43，它接着添加超帧同步比特并随即对主信道24的编码数据的F3帧j的较长短语相应地进行修改。应该指出，各列j中后面(64-nj)个比特没有被记录(具体地说，位置nj+1的结束比特1、填充比特以及可能剩余信息)。术语“幻象帧结束码”中的词“幻象”指的是没有记录结束比特。
结果，如图6中所述的方法提供其中接合了辅助信道的若干数据比特的主信道的比特流44。
图7中示出解码比特流50的方法。该比特流50涉及其中接合了与辅助信道有关的数据比特的主信道。
与主信道有关的比特由传统解码器51进行解码，得到与主信道52有关的解码并校正了的比特流，所述解码器51具有已知的EFM解调器和已知的CIRC纠错解码器。
利用LML解调器53检测与辅助信道有关的比特，在LML解调器53，得到象比特流50的较长EFM短语的各个中的附加比特。在读这些比特50期间，F3帧同步和F3帧号j完全已知，因为这些是由强CD同步机制和超帧同步提供的。在LML解调器53中丢弃超帧同步比特(EFM同步的第一I11)。
在解调器53中，还读取列j的id比特(EFM同步的第二I11)，并且相应的列j用解调LML数据比特进行填充，每F3帧最大63比特。在这些比特后面，向列j中写入附加的单个结束比特1，并且如果需要，列的其它部分用零填满。另一方面，比特值的设置也可以相反，取决于在编码器中使用哪个定义。
这样，整个超帧54用比特填满，并接着被转送到步骤55。
在步骤55中，nj′的值被确定为该值等于帧j中得到的LML数据比特数。如果nj′小于63(不等于63，因为在那种情况下插入/删除没有效地被检测)，id比特与nj′的数值进行核对。在不匹配的情况下，那个列中方便选定的字节组可以有利地被删除，例如，至少那些包含比特编号nj′、nj′+1和nj′+2的字节。
结果被转送到步骤57，在那里，各列j最上面的nj′个比特利用平行块加扰器进行加扰。
现在被填充并加扰了的超帧阵列58接着被放入阵列中用于纠错和删除的里德-索罗门解码器(步骤59)。结果60被放入步骤61，其中，通过搜索各列中作为“最低”1比特的结束比特，可在各列j中可靠地找到nj的实值。当nj这样被确定后，可以输出各列j中的比特编号9到比特编号nj，于是包含与辅助信道有关的数据比特62，例如用户MPEG信息。
在一种有限U形转弯结构中(有限，因为无需进行CIRC和EFM的再编码)，CIRC解码结果可另外被用于声明对按照发明的编码的删除。利用这样一种方法，对大规模突发校正的LML码的纠错码能力几乎可以被加倍。
由CD EFM同步可靠地确定各列的开始。各列中用户数据的结束在纠错之后被可靠地恢复。如果F3帧编号j中失去LML同步，这可能导致太少或太多LML字节被读入列j(分别为删除或插入)。解调错误的LML比特数会导致把标称位置nj+1处的最后结束比特1写到错误的位置。通过里德-索罗门解码器59，对这样一种错误进行恢复，因此，除了常见的纠错，也可以在解码之后得到正确数nj，因为各列中最后一个由里德-索罗门解码器59放到正确的位置。只要在任何F3帧中出现最多一个插入或一个删除，都将通过校验id比特进行指示(假设这个比特被正确读取)，从而向里德-索罗门解码器提供辅助信息。
在里德-索罗门解码之前的同步丢失被限于一个F3帧，因为计算又从各个EFM同步符号开始，因此系统在每个F3帧同步之后再次同步。附加块加扰器61也未引入额外的同步问题。
可以断定，从EFM同步机制可靠地找到各列的开始，而且可靠地找到结束(它是随机变量)，因为它受里德-索罗门码保护。
如果没有丢失同步，位置nj+1处的附加1和其余的0对编码的纠错能力没有影响，因为在编码器中和解码器中，所有列中的这些比特都被设为相同的值。
奇偶校正都位于总能被写入的位置。因此，所有与LML比特数的统计行为有关的不确定性都被反映到随机用户容量中，同时编码方案一直起作用。结果，384个F3帧中的总的LML数据容量是均值为2659字节且标准差为9.62字节的高斯分布。减去384个奇偶校验符号，剩下2275字节的平均用户容量和9.62字节的标准差。
主信道中的微小变化，例如一个附加(例如埋式数据信道)的不同净荷可导致EFM短语分布的不同实现。在用户容量缺乏的情况下，可以考虑多个LML编码尝试，每一个利用稍稍不同的主信道数据内容。
一种在LML用户数据容量缺乏的情况下的选择是在局部以LMLECC(纠错码)纠错能力换取更大的用户容量，借助图8来对其进行解释。如图所示，在列12和13中，人为的增大nj的值以增加比特数，即增加剩余数据比特。根据本发明编码后，这些列12、13中的每一个都由奇偶校验比特122、132，数据比特123、133，剩余比特124、134，结束比特以及作为填充比特的其余0(如果需要)组成。但是，在LML编码器中，只有这些列的上面部分(奇偶校验比特和数据比特)可以实际地储存在可用的LML比特中，却没有剩余数据比特124、134。
在从数据载体读取数据时，也只有这些列的这些上面部分被从数据载体中读出。但是，这些列中缺掉的信息(剩余比特)被认为是里德-索罗门解码期间的同步错误，很有可能由id比特表示，它被有意地设为“错误”值，并且假如没有太多其它错误，它将被恢复。
图9示出根据本发明的储存装置70的实施例。所述装置包括编码装置71和编码装置72，所述编码装置71被用于以已知的方式对与主信道20有关的数据比特进行编码，而所述编码装置72被用于根据上述发明的方法对与辅助信道30有关的数据比特进行编码。这些编码器71、72的比特流24和42被转送到LML编码器43，在那里，与辅助信道有关的比特42被接合主信道的帧24中。结果信号44由与主信道有关的比特流组成，其中接合了与辅助信道有关的比特流，并且与从先有技术知道的信号相比，具有更高的、固定和保证的存储容量。装置70可以例如被用于将MPEG音频数据储存到辅助信道中，所述辅助信道被接合在储存音频数据的主信道中。结果信号可以例如被储存在CD或DVD上，或通过类似因特网的网络或电话线被发送。
图10示出根据本发明的解码装置80的实施例。所述装置包括用于读取例如CD或DVD-ROM的记录载体82的读取装置81。这些读取装置81包括用于在记录载体82上产生聚焦光点的光学系统以及用于检测反射光点的检测器。读取装置81产生与二进制信道83有关的信号的比特流。比特流43在解码器84中被解码为与二进制源85有关的信号的比特流。解码器84包括用于例如(EFM+)-1的RLL信道码的解码的标准装置以及用于例如CIRC校正的纠错的装置，这两种装置都是本领域的技术人员所熟知的。解码器84还包括用于根据按照本发明的方法对辅助信道进行解码的装置。与二进制源85有关的信号的比特流由装置80提供，并且可以被进一步处理，例如用于播放音频信息或用于放映视频信息。
尽管参考本发明的最佳实施例来对本发明进行描述，但要知道，这些不是限制性的例示。因此，在不脱离如权利要求书定义的本发明的范围内的各种修改对本领域的技术人员都是明显的。
本发明不限于音频数据的编码/解码或不限于处理CD或DVD上储存的数据。本发明适用于任何其它要处理的、并可储存在任何媒体上的数据。本发明也不限于主信道帧、辅助信道帧或超帧的特定结构或不限于特定的编码方法。
此外，本发明在于每个新颖性或新颖性的组合。

Claims (15)

1.一种通过有限多级编码把辅助信道(30)的若干数据比特储存到包含固定数量的主信道比特和帧同步信号的主信道(20)的帧中的方法，其特征在于，辅助帧(11)被构成具有固定数量的帧比特，所述帧比特被连续填充有：若干数据比特(113)和被设置为第一比特值的结束比特(114)，其中数据比特(113)的数量取决于并小于所述主信道(20)的帧中可用于储存所述辅助信道(30)的比特的随机比特数，然后利用纠错编码器对所述辅助帧(11)进行编码，产生编码的数据比特(113)和奇偶校验比特(112)，并且所述编码的数据比特(113)和奇偶校验比特(112)被接合到所述主信道(20)的帧中。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述帧比特包括被设置为第二比特值的填充比特(115)。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，几个辅助帧(11)被组合形成超帧(5)，利用所述纠错编码器对所述超帧(5)的数据比特(8)进行编码，并且结果码字的符号(S11、S12、S13；S21、S22、S23)被分布在所述超帧(5)中。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在把所述数据比特(113)安排在所述辅助帧(11)中之后，id比特(111)依赖于所述主信道(20)的帧中可用于储存所述辅助信道(30)的比特的所述比特数而被设置并与所述辅助帧(11)相关联。
5.一种把与接合在主信道(20)的帧中的辅助信道(30)有关的比特流解码为数据比特(62)流的方法，其特征在于，辅助帧(11)被构成具有固定数量的帧比特，通过有限多级编码而接合在所述主信道(20)的帧中的所有比特(112、113)和被设置为第一比特值的结束比特(114)被连续安排在所述辅助帧(11)中，然后利用纠错解码器对所述辅助帧(11)进行解码，由此产生所述数据比特(62)。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述帧比特包括被设置为第二比特值的填充比特(115)。
7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，接合到所述主信道(20)的帧中的所述辅助信道(30)的随机比特数由所述纠错解码器来确定。
8.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，id比特(111)被用于校验接合到所述主信道(20)的帧中的所述辅助信道(30)的所述比特数，其中所述id比特(111)在所述辅助信道(30)的比特的储存期间被设置并与各个辅助帧(11)相关联，并且所述id比特(111)取决于所述主信道(20)的帧中可用于储存所述辅助信道(30)的比特的比特数。
9.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，通过查找解码的辅助帧(11)中的所述结束比特(114)，在所述解码的辅助帧(11)中寻找所述数据比特(62)，其中所述结束比特(114)是所述解码的辅助帧(11)中被设置为第一比特值的最后比特。
10.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，几个辅助帧(11)被组合形成超帧(5)，并且所述超帧(5)利用所述纠错解码器进行解码。
11.如权利要求1、2、5或6所述的方法，其特征在于，所述结束比特(114)被设为1，并且所述填充比特(115)被设为0。
12.一种用于把辅助信道(30)的若干数据比特储存到包含固定数量的主信道比特和帧同步信号的主信道(20)的帧中的装置，所述装置包括储存装置(70)，其特征在于，所述储存装置(70)用于构成具有固定数量的帧比特的辅助帧(11)，以连续地使所述帧比特填充有若干数据比特(113)和被设置为第一比特值的结束比特(114)，其中数据比特(113)的数量取决于并小于所述主信道(20)的帧中可用于储存所述辅助信道(30)的比特的随机比特数，采用编码装置对所述辅助帧(11)进行编码，产生编码的数据比特(113)和奇偶校验比特(112)，并且通过有限多级编码将所述编码的数据比特(113)和奇偶校验比特(112)接合到所述主信道(20)的帧中。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述帧比特包括被设置为第二比特值的填充比特(115)。
14.一种用于把与接合在主信道(20)的帧中的辅助信道(30)有关比特流解码为数据比特流的装置，所述装置包括解码装置(80)，其特征在于，所述解码装置(80)用于解码具有固定数量的帧比特的辅助帧(11)，以通过有限多级编码把接合在所述主信道(20)的帧中的所有比特(112、113)和被设置为第一比特值的结束比特(114)，连续地安排在所述辅助帧(11)中，并且利用一个解码器对所述辅助帧(11)进行解码，由此产生所述数据比特(62)。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述帧比特包括被设置为第二比特值的填充比特(115)。
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