CN1310842A - 信息载体、编码装置、编码方法、解码装置和解码方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及其中包括一条轨道中多个游程受限标记的信息载体。这些标记的游程表示主要的信道位以及表示次要信道位标记的另外参数的变量。不是所有标记都有所述变量。本发明还涉及一种编码装置、编码方法、一种解码装置和解码方法。

Description

信息载体、编码装置、编码方法、解码装置和解码方法
本发明涉及其中包括一条轨道中多个游程受限标记的信息载体，这些标记的游程表示主信道位以及表示次级信道位标记的另外参数的变量。
本发明还进一步涉及一种编码装置、编码方法、一种解码装置和解码方法。
本发明可用于带有不同种信道码的记录载体。在一条信道中，根据预定方法将码源位编码成信道位。信息可以被存储在被编码的记录载体信道上，例如，这些记录载体是根据游程受限(RLL)编码方法来编码的。RLL码其特征在于分别规定可能在代码中所产生的最小和最大游程的两个参数：(d+1)和(k+1)。位于标记类型连续转换之间的通常以信道位形式表示的时间长度就是公知的游程。这种转换可以是一种例如在CD-DA、CD-R中的从坑标记到脊标记的转换，或是例如在GD-RW中的从非结晶范围到结晶范围的转换。
从欧洲专利申请EP0866454A2中可以了解上述的信息载体。该文件公开了一种其中的游程受限信道码是以标记形式被记录的光记录载体。以这种信道码编码的该信息包括主数据和加密数据，该加密数据是由标记宽度表示。在不同的读出电平期间，必须检测读出信号。不能以一种非常可靠的方式检测该加密数据。
本发明的目的在于产生一个更可靠的次级信道，该次级信道与主信道相关。
根据本发明的信息载体的特征在于，即，仅仅是至少具有预定游程的标记具有所述变量。在本发明中，以其中该次级信道与主信道相关的这种可靠的方式来产生这个次级信道。
本发明是基于这样一种认识：次级信道的可靠性不是对于所有游程都是相同的，这是因为使用多电平编码将该次级信道附加在主信道上。
可以以不同方式获得多电平编码。使用多电平编码意味着当读出记录载体时获得使用不同电平的读出信号的编码，从而解码存储在该记录载体上的数据。可以通过例如改变从该记录载体上读出的坑或标记的几何尺寸来实现该读出信号的不同电平。这种几何尺寸的变化可以有不同种：宽度、深度的变化、宽度或深度变化量等等。可以在多电平编码中使用该次级信道的物理参数，例如，可以使用被称为“花生”结构，或可以改变坑和标记的深度和/或宽度。该主信道可以是一个二进制信道，其中的坑和非坑(脊)都与两种可能的信号电平相关(低于和高于门限电平)。
选择显示产生次级信道所需的最小游程的参数nmin使其不影响主信道中的常规定时恢复。该次级信道是分层依赖于主信道，这是因为次级信道位仅被设置在信道位数据流中的那些位置上，在那些位置上，主信道编码使用更长的游程。该次级信道因此被称为是经受限的多电平(LML)编码可实现的。该限制包括仅将多电平编码施加于预定最小游程的选择。
使用该LML编码技术可以有一些好处。通常，写入短游程更为困难。经验已经显示；对于较短的游程，由于坑-脊调制例如对于坑宽度的调制而带来的主信道中的抖动将增加。由于抖动的增加，主信道的读出可靠性就减小。当读出信号设置得接近于通常的限幅电平，则这种短游程的误检测机会就增加。如前所述，对于短游程，均衡的眼模式是不饱和的。为了能够检测并从短游程中再组次级信道，需要使用比当仅将长游程用于存储次级信道位时所需的更多的限幅电平。如果仅将多电平编码用于预定最小游程就能克服这些困难。
通过产生次级信道，除了主信道容量之外还可以产生额外的容量。当读出包括次级信道的记录载体时，传统的播放器仅能看见存储在主信道中的信息，而装有用于读出和解码次级信道装置的增强播放器还可以看见存储在该次级信道中的信息。
一个附加好处是，通过产生该次级信道可以增加记录载体的数据容量。
根据本发明的另一个信息载体其特征在于，所述参数是标记或空格的宽度。
根据本发明的另一个信息载体其特征在于，游程受限数据遵循限制条件d=2,k=10，并且其中的预定最小游程是6。
如前所述，选择用于产生次级信道的最小游程从而使主信道中的常规定时恢复不受影响。例如，对于DVD而言，由于DVD条件下的均衡眼图对于16游程而言已经饱和(即，对于脊标记而言是最大的幅度电平而对于坑标记是最小幅度电平)，因此nmin的一个合理值是6。
根据本发明的另一个信息载体其特征在于，数据的次级信道包括误差校正数据。
根据本发明的另一个信息载体其特征在于，这些标记是坑和脊，并且这些坑具有减小的深度，脊具有小深度的坑。
如前所述，可以以不同方式执行多电平编码。例如，可以将这些坑和脊压模成所谓的“花生”结构，这是这样实现的：对于坑的情况是在预定位置上关闭激光一段预定时间，而对于脊的情况是在预定位置上打开激光一段预定时间。以这种方式，这些坑将具有减小的深度，脊将具有小深度的坑。
根据本发明的编码装置包括用于将二进制信号源转换为信道信号的转换装置，其中，信道信号包括表示主信道位的主信道信号和表示次级信道位的次级信道信号，该转换装置进一步被安排来检测主信道位的游程，并且该转换装置包括用于仅基于检测预定最小游程的游程来产生次级信道信号的插入装置。
根据本发明的编码方法包括将二进制信号源转换为信道信号的步骤，其中，信道信号包括表示主信道位的主信道信号和表示次级信道位的次级信道信号，该方法进一步包括检测主信道位的游程的步骤，并且该方法进一步包括用于仅基于检测预定最小游程的游程来产生次级信道信号的步骤。
根据本发明的解码装置包括用于将信道信号解码为二进制源信号的解码装置，其中，信道信号包括：包括主信道位的主信道信号和包括次级信道位的次级信道信号，该装置进一步包括用于检测主信道位的游程的检测装置，该解码装置被进一步安排来仅基于检测预定最小游程的游程来检测次级信道。
根据本发明的解码方法包括将信道信号解码为二进制信号源的步骤，其中，信道信号包括：包括主信道位的主信道信号和包括次级信道位的次级信道信号，该方法进一步包括检测主信道位的游程的步骤，并且该方法进一步包括用于仅基于检测预定最小游程的游程来检测次级信道的步骤。
将结合附图来进一步描述本发明，其中
图1显示了编码方法的一个实施例，
图2显示了次级信道中当前以及原始的比特滑动，
图3显示了次级信道中的检测过程的一个实施例，
图4显示了根据本发明的解码方法的一个实施例，
图5显示了根据本发明解码装置的一个实施例。
图1示出了编码方法的一个实施例。在主信道2和次级信道4之间将用户数据1分割使其分别包括主用户位3和包括次级用户数据5。在步骤6中，将误差校正施加到主用户位3上从而产生主信源位7。这些主信源位7包括用户数据以及在步骤6中产生的奇偶校验位。在步骤8中，主信源位7编码产生没有幅度信息的主信道位9。可以这样实现步骤8中的编码；例如，通过对于本领域技术人员公知的标准RLL信道编码，例如EFM+来实现。
在步骤10中，将误差校正施加到次级用户位5上从而产生次级源位11。这些次级源位11包括用户数据以及在步骤10中产生的奇偶校验位。将该次级源位11进一步分成带有次级坑位的次级坑信道12以及带有次级脊位的次级脊信道13。在步骤14中，使用d=0 DC-free信道码来将这两个信道编码以产生次级坑信道位15和次级脊信道位16。这种d=0的信道位的一个例子是8到9d=0码，如同在美国专利5642113(PHN14789)中可以发现的那样。需要这种用于编码的码的这种DC-free特性以便于从用于检测次级信道位的检测波形中检索到(在次级信道检测期间)限幅电平。
该次级信道位产生包含在从次级信道的比特流中所产生波形中的幅度信息。在步骤17中，组合主信道位9、次级坑信道位15以及次级脊信道位16来构成组合的信道位18。这些组合的信道位18然后被写在记录载体19上。
当在记录载体上写入这些组合信道位时，仅将多电平编码用于游程I nmin或更大的游程，其中，nmin是一预定值。可以以不同方式执行多电平编码。例如，可以将这些坑和脊压模成所谓的“花生”结构，这是这样实现的：对于坑的情况是在预定位置上关闭激光一段预定时间，而对于脊的情况是在预定位置上打开激光一段预定时间。可以使用更窄的坑结构来进行多电平编码。根据本发明的该方法不局限于特定类型的多电平编码。在当前实施例中，使用受限多电平编码，但根据本发明的方法不局限于这种所谓的受限电平编码。可以在欧洲专利申请EP0866454A2和国际申请WO97/35304中发现有关多电平编码更多的信息。
由于次级幅度的连接受到较长游程的影响，因此次级信道2依赖于主信道4。对于I nmin=6的情况，将解释由于在主信道和次级信道之间分层所导致的检测问题。假设，例如，信道误差发生在主信道中(一个简单的变换位移)，即将I5变成I6。第一游程不载有一个附加位，而第二游程载有一个附加位。因此，对于次级信道的直接检测产生一个位的插入。在RLL检测过程中，当将I6变成I5时发生一位的删除。实际上，在RLL信道中的简单变换位移可以导致在LML信道中的比特滑动(位插入和位删除)。将参考图2对此做进一步解释。
图2示出了次级信道中的当前和原始的位滑动。在图2a中，用游程4T、5T、6T、3T、7T、4T、9T和6T来表示原始RLL序列47，如同在该图上的序列47上所显示的那样。虚线48表示用于主信道检测的正常限幅电平。序列47下面的LML=0和LML=1显示了在所示游程中出现的次级/LML-源位的种类。使用图3来解释LML=0和LML=1的含义。
图3示出了次级信道检测的实施例。在信号波形的基础上执行次级信道检测，并经例如在游程中部的幅度上的限幅操作来检验该游程是否受到次级信道幅度影响。在一个接一个个码元基础上(对于其长度等于n信道位的码元)可以存储在所有游程上有影响的次级信道信息。对于所有从I(nmin-1)以及更大范围内的游程还可以决定仅存储该信息，如果单个位变换位移是主信道中的主要误差源的话。需要这种基于一个接一个码元的存储以便于避免在主信道中错过游程所带来的问题，即，其中信号波形没有达到主信道限幅电平之上的短游程，这种情况发生的可能性很低。
对于6T和7T，显示了怎样检测次级/LML位。虚线49表示用于检测次级/LML-脊位的LML-脊限幅电平。虚线50表示用于检测次级/LML-坑位的LML-坑限幅电平。根据使用这些限幅电平49和50的检测，由LML=0或LML=1来表示LML位的特性。使用限幅电平49和50来决定游程是否受到次级信道影响。
图2b示出了LML位插入以及LML位删除的原则。箭头51表示当来自图2a中的原始游程5T是作为6T游程被检测到时所出现的LML位插入。在这种情况中，如果对于参数nmin其nmin=6，则在RLL检测期间，当将I5转换为I6时发生位插入。箭头52表示当来自图2a中的原始游程6T是作为5T游程被检测到时所出现的LML位删除。在这种情况中，如果对于参数nmin其nmin=6，则在RLL检测期间，当将I6转换为I5时发生位删除。
在图4中描述了有关上述位滑动问题的解决方法。它示出了根据本发明解码方法的实施例。从信号波形20中检测到主信道位。将主信道位解码成主用户位的方法只是一种标准方法，对于本领域技术人员是公知的；在步骤22中，将主信道位21解码为主信源位23，在步骤24中，将误差校正施加到主信源位23上，从而产生校正的主信源位25。这些经校正的主信源位25包括用户数据加奇偶校验位。
在根据本发明的解码方法的实施例中，次级信道的解码需要下列步骤：在步骤26中，实现次级信道的检测。在主信道的检测过程期间，信道误差可以导致主信道比特流中的误差游程，即，检测到的游程可能不同于编码游程。所以，首先假设每个游程都加载了一个潜在的次级信道位，并且是在每个游程上执行次级信道检测。注意，仅在编码游程不小于I nmin的情况下检测实际的次级信道位。在步骤26中，在信号波形的基础上执行次级信道检测，并经例如在游程中部的幅度上的限幅操作来检验该游程是否受到次级信道幅度影响(即，潜在的LML位是否具有值1或0)。在框30中，在一个个码元基础上可以存储在所有游程上有影响的次级信道信息。对于所有从I(nmin-1)以及更大范围内的游程还可以决定仅存储该信息，如果单个位变换位移是主信道中的主要误差源的话。需要这种基于一个接一个码元的存储以便于避免在主信道中错过游程所带来的问题，即，其中信号波形没有达到主信道限幅电平之上的短游程。
在步骤24中进行主信道的误差校正之后，在步骤27中将校正过的主信源位25再编码，产生准确的主信道比特流28。在步骤29中，使用该准确的主信道比特流28来产生主信道比特流中的所有游程的校正位置并在框31中示出。在步骤32中，存储在框31中的这个长游程产生的准确信息与存储在框30中的有关次级信道位的次级信道信息组合，从而产生检测到的次级信道位33。在步骤34中，该次级信道的解码产生次级信道用户位35。在步骤36中，次级信道惯有的误差校正最后产生经校正的次级信道用户位37。在步骤39中，将次级信道用户位37与主信道用户数据(即，校正的主信源位)组合从而重编完整的用户数据40。还是在步骤39中，删除奇偶经验位。
如上所述的实施例被作为一个例子来考虑，其中可以采用根据本发明的解码方法。可以经在主信道误差校正过程(步骤24)中产生的信息来改进次级信道的误差校正(步骤36)。这是由虚线38来表示的。例如，可以将有关从主信道误差校正中产生的突发误差的信息用做次级信道误差校正的删除信息。
作为一个例子，给出采用根据本发明这个方法的一些特性。对于最大熵d=2,k=10RLL序列，对于I nmin=6而言，在可用的额外容量平均等于11.5％。对于足够长的数据序列，次级/LML信道中额外容量的分配变得非常窄。对于64kb的一个完整扇区，实际上总能保证11.3％的容量(1-10-15的可能性)，即，不能保证的可能性小于要讨论的误差校正编码(ECC)的错校正的可能性(10-12的可能性)。如果对于施加到主/RLL和次级/LML信道上的ECC而言具有相同的费用，则仅可以考虑可用于次级/LML信源位的信道编码费用。
LML信道码基本上是DC-free d=0码，它允许在坑和脊中可以在附加的幅度电平上进行限副控制。即使对于低速率的8到9d=0码(带有12.5％的费用；参见美国专利5642113(PHN14789))，除RLL信道容量之外，可获得大约10.00的最后容量的增加。
此外，可以使用扰频器来提供对于跟踪伺服(径向推挽)的稳定灵敏度来说有用的短和长游程之间的平衡。此外，为了获得完全的容量，可以使用扰频器来保证次级/LML信道的容量。
图5示出了根据本发明的解码装置46的实施例。该装置包括用于读出记录载体42例如VDV-ROM的读出装置。这些读出装置41包括用于在记录载体42上产生聚焦光点的光学系统和用于检测反射光点的一个检测器。该读出装置41产生与二进制信道43有关的信号信道位数据流。在解码器44中将与二进制信道43有关的信号信道位数据流解码为与二进制源45有关的信号信源位数据流。该解码器44包括用于解码RLL信道码例如(EFM+)-1的标准装置，以及用于误差校正例如CIRC-校正的装置，这些对于本领域技术人员而言都是公知的。该解码器44进一步包括用于根据本发明方法解码次级信道的装置。在检测到二进制信道信号43的游程的基础上执行该次级信道的解码。通过装置46输出与二进制源45有关的信号信源位数据流并且对其进行进一步处理，例如，为了播放音频信息或为了显示视频信息所进行的处理。
参考最佳实施例描述了本发明，应该理解，这些说明不是限制性例子。因此，在不脱离如同权利要求中所定义的本发明范围的情况下，对于本领域技术人员而言各种变型将是显而易见的。
另外，本发明还存在于每个新颖的特征或其组合之中。

Claims (13)

1．一种信息载体，其中在一条轨道中包括多个游程受限标记，这些标记的游程表示主信道位以及表示次级信道位标记的另外参数的变量，其特征在于，仅具有预定游程的那些标记有所述变量。
2．如权利要求1所述的信息载体，其特征在于，所述参数是标记或空格宽度。
3．如权利要求1或2中所述的信息载体，其特征在于，所述游程受限数据遵循条件，d=2,k=10，并且预定最小游程是6。
4．如权利要求1所述的信息载体，其特征在于，数据的次级信道还包括误差校正数据。
5．如权利要求1所述的信息载体，其特征在于，这些标记是坑和脊，其中坑带有减少的深度，而脊带有小深度的坑。
6．一种用于编码的装置，括用于将二进制信号源转换为信道信号的转换装置，其中，信道信号包括表示主信道位的主信道信号和表示次级信道位的次级信道信号，该转换装置进一步被安排来检测主信道位的游程，并且该转换装置包括用于仅基于检测预定最小游程的游程来产生次级信道信号的插入装置。
7．如权利要求6所述的装置，其中，该装置还包括用于在记录载体上写入信道信号的写入装置。
8．一种编码方法，包括将二进制信号源转换为信道信号的步骤，其中，信道信号包括表示主信道位的主信道信号和表示次级信道位的次级信道信号，该方法进一步包括检测主信道位的游程的步骤，并且该方法进一步包括用于仅基于检测预定最小游程的游程来产生次级信道信号的步骤。
9．如权利要求8所述的方法，其中该方法进一步包括在记录载体上写入信道信号的步骤。
10．一种用于解码的装置，包括用于将信道信号解码为二进制源信号的解码装置，其中，信道信号包括：包括主信道位的主信道信号和包括次级信道位的次级信道信号，该装置进一步包括用于检测主信道位的游程的检测装置，该解码装置被进一步安排来仅基于检测预定最小游程的游程来检测次级信道。
11．去权利要求10所述的装置，其中，该装置还包括从记录载体上读出信道信号的读出装置。
12．一种用于解码的方法，包括将信道信号解码为二进制信号源的步骤，其中，信道信号包括：包括主信道位的主信道信号和包括次级信道位的次级信道信号，该方法进一步包括检测主信道位的游程的步骤，并且该方法进一步包括用于仅基于检测预定最小游程的游程来检测次级信道的步骤。
13．如权利要求12所述的方法，其中该方法还包括从记录载体上读出信道信号的步骤。
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