CN1367953A - 具有最大跃迁游程和奇偶约束组合的部分响应通道 - Google Patents

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Abstract

数据存储通道编码器(150)包含数据字输入(152)、码字输出(153)和编码器。编码器(150)连接在数据字输入(152)与码字输出(153)之间,适应于根据具有最大跃迁游程约束和奇偶约束组合的选择码,将数据字输入(152)上接收的相继数据字(Xm)编码成码字输出(153)上的相继码字(Yn)。最大跃迁游程约束对相继码字(Yn)进行限制,使相继码字(Yn)级联成编码位流(260)时,该编码位流(260)具有最多一个在其奇数或偶数索引位位置(268)开始的连续跃迁和最多2个在其他奇数或偶数索引位位置(268)开始的连续跃迁。

Description

具有最大跃迁游程和奇偶约束组合的部分响应通道
发明背景
本发明涉及数字通信系统，尤其涉及盘片驱动器或其他数据存储系统中的编码和译码系统。
数字通信系统领域中，数字信息通过通道从发送机传送到接收机。“通道”是广义术语，可包括许多不同的媒体，诸如记录媒体、电话线路和电磁波频谱。诸如磁盘驱动器等数据存储器系统中，通道包含存储媒体，数字信息发送到存储媒体存放一些时间后，进行恢复并传给接收机。
典型的磁盘驱动器包含装在毂或转轴上旋转的一个或多个刚体盘。每一刚体盘具有由液体动压轴承和传感器构成的头，以便与该盘的表面连通。机电致动器使数据头在盘表面上径向移动，进行寻道操作，并且将传感器直接保持在盘片表面期望的纹道上，进行跟道操作。驱动控制器根据从主系统收到的命令控制盘片驱动器，从盘片索引信息，并将信息存放在盘片上。驱动控制器包含各种子系统，诸如与主系统通信的“主接口”、对致动器进行控制的“伺服子系统”、在存储媒体上记录数据的“写通道”和从存储媒体接收存储数据的“读通道”。
信息通常存放在盘表面的同心数据纹道中。控制通过传感器的电流，在选择的数据纹道内对盘表面上的磁通点信号(反转)编码。在一种称为不归零码取反(NRZI)编码的编码中，数据纹道中从一个磁畴到下一个磁畴的磁通点信号代表数字“1”，无该点信号代表数字“0”。
从盘片检索数据时，伺服子系统控制机电致动器，使数据头飞扫期望的数据道，检测该道存放的磁通点信号，并根据这些点信号产生读信号。读信号通常加以调整后，由读通道译码，以恢复磁通点信号代表的数据。典型的读通道包含自动增益控制电路、低通滤波器、模-数变换器或取样器、序列检测器和译码器。
通常将通道的脉冲响应均衡为(1-D)m(1+D)n形式的适当部分响应(PR)目标，其中m和n为正整数，D为延迟算子。已开发各种PR目标，诸如2级部分响应(PR2)、4级部分响应(PR4)、4级扩充部分响应(EPR4)和强化扩充部分响应(E2PR4)等通道。
以往，读通道的数据检测器采用维特比(Viterbi)检测器。维特比检测器在其输入由信号和加性高斯白噪声组成并且采用典型分度量(检测器所得信号的差错平方)时，起最大似然(ML)序列检测器的作用。然后，将检测到的位序列传给译码器，译码成原用户数据。
包括盘片驱动器存储通道在内，所有的通道都在其传送的信号中引入噪声。为了对通道噪声造成的信号差错进行检测并且有时加以纠正，已开发许多编码方法。这些方法将若干数据位构成的用户数据字变换成若干码位构成的一些码字。可设计加给码字的编码约束，以避免序列容易产生差错事件，并且能使从通道接收的信号可得到检错，有时还可纠错。
用户数据位数对码位数的平均比率称为该码的编码率。编码率低意味着码字中的冗余信息数量大，因而接收通道中的检错和纠错能力一般随编码率的降低而提高。然而，编码器增添的每一附加位都会使通过通道发送信号所需的时间和能量增多。
已提出各种约束的建议。例如，在盘片驱动器中，使磁媒体旋转的转轴电动机的旋转速度随时间变化。这导致读出信号电压脉冲之间的时间间隔非均匀。采用馈相环(PLL)将读出定时时钟的相位和频率锁定到读出信号电压脉冲的相位和频率。为了确保有规则的更新PLL，可用一种将读出信号中连续零的个数限制到不大于最大数“K”的码。这种码称为带“K”约束的游程限制(RLL)码(run-length-limited code)。“K”值越小，PLL的性能越好。然而，K值越小，该码也难实现。
码也可限制编码位流中的连续1的个数，以限制发送信号中连续跃迁相互干扰时出现的码元间干扰效应。这种码称为带“j”约束的最大跃迁游程(maximumtransition run)(MTR)码，其中“j”是通道信号中允许的最大连续跃迁数。例如为了避免3次以上连续跃迁，可设计具有MTR约束j＝2的码。虽然MTR码减少码元之间干扰，但去除大量可用码字，使其难以用高编码率实现MTR约束，并且有时不可能实现。
由于数据存储器技术不断进步，希望提高数据存储器系统的空间密度或者放宽系统部件制造容限而同时保持相同密度。提高空间密度或放宽制造容限要求提高数据存储通道内的信噪比(SNR)。或者，可通过通道编码方案和调制器中的改进，尝试提高检测器角度看的有效SNR。
某些数据存储器装置能模拟成低通通道。例如，磁光通道常模拟成具有高斯脉冲响应。垂直磁记录通道展现相同的响应。纵向记录通道具有一些低通特性，但较准确模拟成直流处为零低通通道。用于真正低通通道时，现有调制码比非编码通道SNR改善小或无改善。因此，希望有一种编码方案，能取得特定位差错率，同时对某些低通道SNR要求低。
本发明针对上述和其他问题，并且提供优于已有技术的其他好处。
发明内容
本发明的一个方面涉及一种数据存储通道编码器，其中包含数据字输入、码字输出和编码器，该编码器连接在数据字输入与码字输出之间，适应于根据具有最大跃迁游程和奇偶约束的组合的选择码，将数据字输入上收到的相继数据字编码成码字输出上的相继码字。最大跃迁游程约束对相继码字进行限制，使相继码字级联成编码位流时，该编码位流具有其偶数或奇数索引位位置上开始的最多1个连续跃迁和其他偶数或奇数索引位位置上开始的最多2个连续跃迁。
一实施例中，奇偶约束对每组p个的相继码字在码字输出上产生至少1个奇偶位，其中p为大于零的正整数变量。例如，可用2个奇偶位，其中可包含二进制的“10”或“01”，取决于相继码字组的奇偶性。一个例子中，编码器适应于根据选择码将数据字输入上收到的3位相继数据字编码成码字输出上的4位相继码字。
本发明的另一方面涉及将相继数据字编码成用于通过通道传输的相继码字的方法。该方法包括根据选择码将每一相继数据字映射成相应的1个码字。相继码字级联成具有多个偶数和奇数索引位位置的编码位流。对选择码施加最大跃迁游程约束，使编码位流具有在其偶数或奇数索引位位置上开始的一个连续跃迁的最大可能游程，并具有在该编码位流其他偶数或奇数索引位位置上开始的2个连续跃迁的最大可能游程。
本发明的另一方面涉及一种数据存储读通道，用于在存储通道输出检测相继码字，该相继码字根据一种码进行编码。该读通道包含适应于检测相继码字的似然序列检测器。该检测器具有一种检测序列，该序列有效禁止检测位序列偶数或奇数索引位位置上开始的连续跃迁多于1个的存储通道输出的位序列、其他奇数或偶数索引位位置上开始的连续跃迁多于2个的通道输出位序列以及具有非允许奇偶数的通道输出位序列。
本发明的又一方面涉及一种盘驱动器存储通道，其中包含传感器和编码器。传感器能与数据存储盘片通信。编码器连接该传感器，以便根据选择码将相继数据字编码成相继码字，构成编码位流，对该编码位流进行预编码，并将预编码位流加给传感器作为通道输入。
一实施例中，编码器对相继码字进行约束，使编码位流具有最多1个编码位流中奇数或偶数索引位位置开始的连续跃迁和最多2个其他奇数或偶数索引位位置上开始的连续跃迁，并且在通道输入上实施选择的奇偶约束。
附图说明
图1为本发明一实施例的具有实现MTR和奇偶约束组合的存储通道的盘片驱动器的立体图。
图2为本发明一实施例的广义通信系统框图，可在例如盘片驱动器中构成。
图3为说明作为1/2T频带上频率函数的PR1、PR2和EPR2通道频率响应H(f)的曲线。
图4为说明作为频率函数的PR2通道响应和Ds＝0.73的高斯通道响应的比较曲线。
图5为方框图，根据本发明一实施例逻辑上说明多个3/4率编码功能块相互级联并连接2位奇偶序列。
图6为本发明一实施例的图2所示通信系统中译码器执行的功能的逻辑说明图。
图7为样例码字流中奇偶位计算和级联例的说明图。
图8示出一例MTR(1/2；K)编码PR2通道的格网状态机图的段。
图9示出修改成包含每一状态路径的奇偶性“Q”的长度3的格网段。
图10示出扩充成包含6位码字(来自前例的3/6率码)并且去除偶奇偶性对应状态的格网段。
图11示出去除全部无用状态的图10的格网段。
图12为本发明一实施例的48/66率码和已有技术标准16/17率RLL(0，6/6)码的检测器差错率作为SNR函数的比较曲线。
图13为与图12中对比的编码方案的作为密度函数的SNR(差错率为1×10-5)的说明曲线。
实施例详细说明
本发明提供一种编码方案，具有最大跃迁游程(MTR)和奇偶约束的组合，以在某些低通部分响应(PR)通道中提供编码增益。一实施例中，在偶数位位置或奇数位位置(但不是两个位置)出现跃迁时，MTR约束将码字中的连续跃迁数限制为2个和限制为1个。奇偶约束迫使预编码的正通道位为偶数个或奇数个。
组合的MTR和奇偶约束使读通道中通过维持比格网的路径之间的最小欧几里德(几何)距离比非编码时增加约4dB。有些通道为减小码约束要求的编码率而调整距离增益时，会带来编码增益(即最小距离增大)。以下的讨论说明最小距离净增益达到2dB的本发明的一个例子。
图1是本发明一实施例的具有实现MTR与奇偶约束组合的存储通道的盘片驱动器100的立体图。盘片驱动器100包含具有基底102和顶盖(未示出)的壳体。盘片驱动器100还包含盘片组106，由盘片夹108装在转轴电动机(未示出)上，盘片组106包含多张独立的盘片，安装成围绕中心轴109共同旋转。每一盘片表面具有关联的头110，装到盘片驱动器100，与盘片表面联系。图1所示的例子中，头110由悬臂12支持，该悬臂2连接致动器116的纹道接入臂114。图1中所示的致动器是称为旋转动圈致动器型的，其中包含广义示为118的音圈电动机(VCM)。音圈电动机118使致动器116及其连接的头110围绕枢轴120旋转，使头110沿盘片内径124与盘片外径126之间的路径122位于期望的数据道上。音圈电动机118在内部电路128的控制下进行工作。
内部电路128中的写电路对要存入相继码字的数据进行编码后，将其预编码成不归零码取反(NRZI)格式(或NRZ格式)，并且调制成串行模拟写信号。头110上的写传感器根据写信号对盘片表面上磁层内的磁通点信号进行编码。读操作期间头110中的读传感器检测磁通点信号，产生串行模拟读信号。该模拟读信号变换成串行数字信号，提供给内部电路128中的检测器和译码器电路，以产生复原的数据信号。
图2是本发明一实施例的广义通信系统148的框图，可在例如盘片驱动器100中构成。通信系统148包含编码器150，接收输入152上的相继用户数据字Xm＝[x0、x1、…、xm-1]，将该数据字编码成输出153上的相继码字Yn＝[y0、y1、…、yn-1]。变量m是正整数变量，表示每一数据字中的码元数或二进制位数。变量n是正整数变量，表示每一码字中的码元数或二进制位数。每一数据字可包含任何数量的码元。例如二进制系统中，每一码元代表1个逻辑数据位。在盘片驱动器应用中，通常数据字长度为4、8或16位。后文将较详细说明，相继用户数据字Xm用“j”约束最大跃迁游程(MTR)和奇偶约束编码成相继码字Yn。编码器150通过在输出153给相继码字Yn(或码字串)增加Zn和Zn+1两个位，在每一码字(或码字串)实施奇偶约束。对位Zn和Zn+1进行选择，使每一码字(或码字串)在预编码成NRZI或NRZ格式后具有偶奇偶性或奇偶性，以便通过通道传输。
编码器150包含例如组合逻辑或状态机，以确保产生无不希望二进制码元序列的码字。另一些实施例中，编码器150可按具有查找表的软件实现，该表用于进行每一用户数据字与其相应码字之间的变换。也可用其他硬件和软件实现。
并/串变换器155从输出153接收带2个奇偶位的相继码字，将每一码字变换成串行表示并且级联该表示，以在输出154产生码字位串行流Vk。预编码器156从输出154接收串行码字流Vk，调整其序列，使其优化为复原来自通道的信号用的检测器的形式。一实施例中，预编码器156调整该序列以实现NRZI调制方案，其中二进制“0”代表无跃迁或磁媒体上的磁通点信号。二进制“1”代表跃迁。另一实施例中，采用NRZ调制方案，其中二进制的“1”代表一个写电流极性，二进制“0”代表其相反的极性。预编码器156产生输出157上的预编码写信号矢量ak，“k”是0到无限大的时间索引号。输出157上的预编码写信号ak提供给调制器158，产生写信号159，提供给通道160。已调写信号为双极性，具有{-1、+1}集内包含的值，以实现选择的调制方案。
通道160包含写电流放大器、头110中的写传感器、盘片组106和头110中的读传感器(示于图1)。已调写信号由写传感器以磁通点信号的方式存放在磁盘表面。读操作时，头110中的读传感器从磁盘表面读取所存放的编码信息，将其传给自动增益控制器162，作为通道输出164上的读信号r(t)。
自动增益控制器162使读信号r(t)的幅值保持在期望范围内并将其提供给低通滤波器166。该滤波器166滤出高频分量后，将滤波后的读信号r(t)提供给取样器168。取样器168可包含例如模一数(A/D)变换器，将滤波后的读信号r(t)变换成输出169上的数字读码元序列rk，提供给有限脉冲响应(FIR)滤波器170。FIR滤波器170将数字读码元序列rk均衡成目标响应。FIR滤波器170在输出171产生观察变量yk，由维特比检测器172中的维特比算法进行处理。
维特比检测器172的维特比算法，其操作近似于最大似然序列检测器(MLSD)，以便检测从通道160接收的最相似位。一实施例中，维特比检测器172实现格网状态机图，后文将详细讨论。格网根据由编码器150施加的MTR和奇偶约束，修改成禁止一些状态和分支。
然后，将检测的位序列k提供给检测器内(或检测器外)的后编码器，施加预编码器156中预编码函数的反函数，以产生检测的位序列
Figure A9981687700112
该序列
Figure A9981687700113
提供给串/并变换器174，将位组合成码字，并且将该码定从串行格式变换成并行格式。在输出175处相继恢复的码字具有的长度相应于编码器150所产生码字的长度。译码器176采用编码器150所加编码规则的反规则在输出177将相继码字变换成各自的用户数据字。
模拟例
例如对PR2通道模拟图2所示的通信系统148，说明具有MTR和奇偶约束组合的码对低通PR2通道能达到2dB净编码增益。
1.通道模型
诸如用于磁光记录和垂直记录中的某些类型低通通道具有高斯脉冲响应特性。这些通道的脉冲响应f(t)由下式表示：
Figure A9981687700114
式中，t是时间，T0是常数。在通道160的输入处(示于图2)以正、负脉冲的形式发送数字数据。将码元间干扰(ISI)或线性码元密度的度量定义为Ds＝T0/T，其中T为数字数据的波特周期。于是，通道160的连续时间通道响应h(t)具有式2的形式。
Figure A9981687700121
假设通道输入数据脉冲为双极性，具有值ak∈{-1/+1}，且受加性高斯白噪声(AWGN)信号n(t)破坏，则读信号r(t)记为
由于通道160具有低通频响，匹配滤波器166也为低通。在这点上，巴特沃斯型低通滤波器(LPF)代替匹配滤波器用于以下的模拟，无需证明最佳性。除极低的密度外，1/2T带宽外的能量忽略。因而，响应h(t)用-3dB点在1/2T的7阶巴特沃斯滤波器滤波后，由取样器168(也示于图2)以波特率取样，从而产生有效取样通道hk。假设通道160引入的噪声受到频带限制和取样，则由下式给出波特率通道模型。
Figure A9981687700123
如多数存储通道那样，由于信号能量随密度Ds非线性变化，规定SNR成问题。因此，采用下列专门定义以便说明：
Figure A9981687700124
式中，σ2是噪声n(t)的方差。这只是归一化密度Ds＝2时1/2T频带中噪声功率的倒数。这样，就使编码方案可根据固定通道响应的信息密度按要比较的不同比率(因而不同密度)进行操作。
2.接收机模型
本例用-3dB点在1/2T的7阶巴特沃斯滤波器作为前端低通滤波器166。随取样器168之后，离散时间FIR170进一步对读信号进行均衡。对收到的取样的矢量rk＝[rk、rk-1、…、rkL-1]T，长度L的FIR“C”矢量和时延Δ产生观察变量如下：
      yk＝cTrk+Δ.                式6
然而，采用维特比检测器172作为近似最大似然序列检测器(MLSD)实现的维特比算法对观察变量yk进行处理。为了切合实际，常将通道响应长度f＝CTh约束为预定的部分响应。对低通通道而言，一些合适的目标响应为PR1(f(D)＝1+D)、PR2(f(D)＝1+2D+D2)和EPR2＝(f(D)＝1+3D+3D2+D3)。此处所述的模拟例，则用最小均方(LMS)适应设计FIR170，以达到最小均方误差(MMSE)均衡器，MMSE准则的特征为：
Figure A9981687700131
图3中将PR1、PR2和EPR2的频响应H(f)作为频带1/2T上的频率的函数示出。沿轴200画频响H(f)的幅值，沿轴202画频率f。线204代表PR1多项式的频响，线206代表PR2多项式的频响，线208代表EPR2多项式的频响。图4是沿轴210的响应幅值作为沿轴212的频率的函数的说明曲线。线214代表PR2多项式的频响，线216代表Ds＝0.73时高斯通道的频响。显然，PR2多项式214在所选密度下是合适的响应。PR1适合较低的密度，EPR2则例如在较高密度下有用。
3.最小距离分析
一旦选择部分响应目标，即可用AWGN假设(即忽略来自均衡的噪声相关)计算最大似然差错事件及其相关概率的分布。该假设为实用分析提供合理的起点。可用通道160和接收机部件的蒙特卡罗模拟提供误差机构的更准确描述。可用以下计算的分布决定编码约束并估计相应的增益。
根据测量输入序列与接收序列之间的欧几里德(几何)距离的度量检测AWGN线性通道的最大似然序列。检测器选择支持距离最小的序列。最大可能差错事件相当于由小欧几里德距离分开的输入序列和检测器输出序列。维特比检测器的差错率(或差错概率)Pe可近似表为
Figure A9981687700132
式中，dmin是全部序列的最小欧几里德距离。因此，最小差错事件直接表示系统148对给定噪声功率的工作优良程度。此外，两个差错事件所关联距离的比率是他方所涉及特定差错事件发现似然性的度量。
给定的通道中，最小距离差错事件一般不能得到闭型解。与此相反，该距离包含在随所考虑差错事件长度增大而单调逼近最小距离的两个范围内。在PR2的情况下，小距离差错事件会存在一长串连续跃迁。因1/2T处零响应(如图3和图4所示)而造成的此事件可通过限制连续跃迁数加以消除，连续跃迁数的限制则通过从可供编码器150用的码字中去除全“1”NRZI码字完成。假设定消除这些事件，则最小距离范围对ek∈{-2、0、+2}的差错事件为dmin＝4。差错事件是分别为发送事件和检测事件的ak和k之间的差。
表1示出PR2通道的最小距离差错事件，其长度L＝9或更小，并且以ek＝+2为起点。
                      表1d＝4.0000(0.00dB)e＝{2，-2，0，0，0，0，0，0，0}d＝4.0000(0.00dB)e＝{2，-2，2，-2，0，0，0，0，0}d＝4.0000(0.00dB)e＝{2，-2，2，-2，2，-2，0，0，0}d＝4.0000(0.00dB)e＝{2，-2，2，-2，2，-2，2，-2，0}d＝4.0000(0.00dB)e＝{2，-2，2，-2，2，-2，2，-2，2}d＝4.0000(0.00dB)e＝{2，-2，2，-2，2，-2，2，0，0}d＝4.0000(0.00dB)e＝{2，-2，2，-2，2，0，0，0，0}d＝4.0000(0.00dB)e＝{2，-2，2，0，0，0，0，0，0}d＝4.8990(1.76dB)e＝{2，-2，0，2，-2，0，0，0，0}d＝4.8990(1.76dB)e＝{2，-2，0，2，-2，2，-2，0，0}d＝4.8990(1.76dB)e＝{2，-2，0，2，-2，2，-2，2，-2}d＝4.8990(1.76dB)e＝{2，-2，0，2，-2，2，-2，2，0}d＝4.8990(1.76dB)e＝{2，-2，0，2，-2，2，0，0，0}d＝4.8990(1.76dB)e＝{2，-2，2，-2，0，2，-2，0，0}d＝4.8990(1.76dB)e＝{2，-2，2，-2，0，2，-2，2，-2}d＝4.8990(1.76dB)e＝{2，-2，2，-2，0，2，-2，2，0}d＝4.8990(1.76dB)e＝{2，-2，2，-2，2，-2，0，2，-2}d＝4.8990(1.76dB)e＝{2，-2，2，-2，2，0，-2，2，-2}d＝4.8990(1.76dB)e＝{2，-2，2，-2，2，0，-2，2，0}d＝4.8990(1.76dB)e＝{2，-2，2，0，-2，2，-2，0，0}d＝4.8990(1.76dB)e＝{2，-2，2，0，-2，2，-2，2，-2}d＝4.8990(1.76dB)e＝{2，-2，2，0，-2，2，-2，2，0}d＝4.8990(1.76dB)e＝{2，-2，2，0，-2，2，0，0，0}d＝4.8990(1.76dB)e＝{2，0，0，0，0，0，0，0，0}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，0，0，-2，2，-2，0，0}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，0，0，-2，2，-2，2，-2}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，0，0，-2，2，-2，2，0}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，0，0，-2，2，0，0，0}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，0，0，0，-2，2，-2，0}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，0，0， 0，-2，2，-2，2}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，0，0，0，-2，2，0，0}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，0，0，0，0，-2，2，-2}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，0，0，0，0，-2，2，0}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，0，0，0，0，0，-2，2}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，0，0，0，0，0，2，-2}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，0，0，0，0，2，-2，0}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，0，0，0，0，2，-2，2}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，0，0，0，2，-2，0，0}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，0，0，0，2，-2，2，-2}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，0，0，0，2，-2，2，0}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，0，0，2，-2，0，0，0}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，0，0，2，-2，2，-2，0}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，0，0，2，-2，2，-2，2}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，0，0，2，-2，2，0，0}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，0，2，-2，0，2，-2，0}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，0，2，-2，0，2，-2，2}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，0，2，-2，2，0，-2，2}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，0，2，0，0，0，0，0}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，2，-2，0，0，-2，2，-2}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，2，-2，0，0，-2，2，0}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，2，-2，0，0，0，-2，2}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，2，-2，0，0，0，2，-2}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，2，-2，0，0，2，-2，0}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，2，-2，0，0，2，-2，2}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，2，-2，0，2，0，0，0}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，2，-2，2，-2，0，2，0}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，2，-2，2，-2，2，0，-2}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，2，-2，2，0，-2，0，0}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，2，-2，2，0，0，-2，2}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，2，-2，2，0，0，2，-2}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，2，0，-2，0，0，0，0}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，2，0，-2，2，0，-2，2}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，2，0，0，-2，2，-2，0}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，2，0，0，-2，2，-2，2}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，2，0，0，-2，2，0，0}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，2，0，0，0，-2，2，-2}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，2，0，0，0，-2，2，0}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，2，0，0，0，0，-2，2}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，2，0，0，0，0，2，-2}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，2，0，0，0，2，-2，0}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，2，0，0，0，2，-2，2}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，2，0，0，2，-2，0，0}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，2，0，0，2，-2，2，-2}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，-2，2，0，0，2，-2，2，0}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，0，-2，2，-2，0，0，0，0}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，0，-2，2，-2，2，-2，0，0}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，0，-2，2，-2，2，-2，2，-2}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，0，-2，2，-2，2，-2，2，0}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，0，-2，2，-2，2，0，0，0}d＝5.6569(3.01dB)e＝{2，0，-2，2，0，0，0，0，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，0，-2，2，-2，0，0，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，0，-2，2，-2，2，-2，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，0，-2，2，-2，2，-2，2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，0，-2，2，-2，2，0，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，0，-2，2，0，0，0，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，0，0，-2，0，0，0，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，0，0，-2，2，0，-2，2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，0，0，0，-2，0，0，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，0，0，0，0，-2，0，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，0，0，0，0，0，-2，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，0，0，0，0，0，0，-2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，0，0，0，0，0，0，2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，0，0，0，0，0，2，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，0，0，0，0，2，0，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，0，0，0，2，0，0，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，0，0，2，-2，0，2，-2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，0，0，2，0，0，0，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，0，2，-2，0，0，-2，2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，0，2，-2，0，0，2，-2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，0，2，-2，0，2，0，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，0，2，-2，2，-2，0，2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，0，2，-2，2，0，-2，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，0，2，0，-2，2，-2，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，0，2，0，-2，2，-2，2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，0，2，0，-2，2，0，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，2，-2，0，-2，2，-2，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，2，-2，0，-2，2，-2，2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，2，-2，0，-2，2，0，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，2，-2，0，0，-2，0，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，2，-2，0，0，0，-2，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，2，-2，0，0，0，0，-2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，2，-2，0，0，0，0，2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，2，-2，0，0，0，2，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，2，-2，0，0，2，0，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，2，-2，0，2，-2，0，2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，2，-2，0，2，0，-2，2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，2，-2，2，-2，0，-2，2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，2，-2，2，-2，0，0，-2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，2，-2，2，-2，0，0，2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，2，-2，2，0，0，-2，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，2，-2，2，0，0，0，-2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，2，-2，2，0，0，0，2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，2，-2，2，0，0，2，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，2，-2，2，0，2，-2，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，2，-2，2，0，2，-2，2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，2，0，-2，0，2，-2，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，2，0，-2，0，2，-2，2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，2，0，-2，2，-2，0，2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，2，0，-2，2，0，-2，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，2，0，0，-2，0，0，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，2，0，0，0，-2，0，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，2，0，0，0，0，-2，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，2，0，0，0，0，0，-2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，2，0，0，0，0，0，2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，2，0，0，0，0，2，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，2，0，0，0，2，0，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，2，0，0，2，0，0，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，2，0，2，-2，0，0，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，2，0，2，-2，2，-2，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，2，0，2，-2，2，-2，2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，-2，2，0，2，-2，2，0，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，0，-2，2，-2，0，2，-2，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，0，-2，2，-2，0，2，-2，2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，0，-2，2，-2，2，0，-2，2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，0，-2，2，0，-2，2，-2，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，0，-2，2，0，-2，2，-2，2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，0，-2，2，0，-2，2，0，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，0，0，-2，2，-2，0，0，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，0，0，-2，2，-2，2，-2，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，0，0，-2，2，-2，2，-2，2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，0，0，-2，2，-2，2，0，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，0，0，-2，2，0，0，0，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，0，0，0，-2，2，-2，0，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，0，0，0，-2，2，-2，2，-2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，0，0，0，-2，2，-2，2，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，0，0，0，-2，2，0，0，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，0，0，0，0，-2，2，-2，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，0，0，0，0，-2，2，-2，2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，0，0，0，0，-2，2，0，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，0，0，0，0，0，-2，2，-2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，0，0，0，0，0，-2，2，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，0，0，0，0，0，0，-2，2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，0，0，0，0，0，0，2，-2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，0，0，0，0，0，2，-2，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，0，0，0，0，0，2，-2，2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，0，0，0，0，2，-2，0，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，0，0，0，0，2，-2，2，-2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，0，0，0，0，2，-2，2，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，0，0，0，2，-2，0，0，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，0，0，0，2，-2，2，-2，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，0，0，0，2，-2，2，-2，2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，0，0，0，2，-2，2，0，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，0，0，2，-2，0，0，0，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，0，0，2，-2，2，-2，0，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，0，0，2，-2，2，-2，2，-2}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，0，0，2，-2，2，-2，2，0}d＝6.3246(3.98dB)e＝{2，0，0，2，-2，2，0，0，0}通道160是线性的，因而符号相反的事件距离相等。用下式计算距离“d”：
Figure A9981687700181
式中，N是通道响应f的长度。表1中还示出以分贝(dB)为单位的离开最小距离事件的距离。下文将讨论，表1中划线的差错事件相当于本发明一实施例中所采用编码方案达到的最小距离。
另一常用的品质因数是匹配滤波器距离。这是仅发送一个通道码元，使检测器不受通道的码元间干扰(ISI)特性影响时，检测器看的距离。通过将差错事件设定为ek＝{+2、0、0、0、…}，用上述距离公式能计算匹配滤波器距离。对PR2通道而言，匹配滤波器距离为d＝4.899。因此，该通道的ISI结构使其最小距离劣化1.76dB。
4.调制码约束
编码器150(示于图2)所加的调制码通过施加防止发送差值等于小距离差错事件的2个序列，使最小距离增加。为了消除距离小于匹配滤波器范围的差错事件，可用时变大跃迁游程(MTR)码。
传统的MTR给码位序列Yn施加约束MTR(j；k)，以消除大于j个连续跃迁和k个连续非跃迁的码位序列。时变MTR具有约束MTR(j1/j2；k)，防止序列中从奇数位置开始的连续跃迁在j1个以上，从偶数位置开始的连续跃迁在j2个以上。假设修改检测器172和译码器176中的任何约束以反映此变化，可倒置编码器150中偶数或奇数位置的约束分配。
用具有约束MTR(1/2；k)的码能消除±{+2、-2}形式的差错事件。采用3/4编码率可得具有此约束的实际码，其中k＝6。这些MTR的容量为0.7925。不幸的是，低编码率要求增加的带宽会使噪声功率增大1.25dB。此外，通道码元能量还会随密度加大而减小，因此净效果性能受损。
本发明一实例中，通过消除单一位差错事件，还进一步使最小欧几里德距离减小。若修改编码器150和检测器172的维特比格网，使MTR约束外还包含奇偶约束，则能避免单一码字内出现奇数差错(事件中的非零差错位)。这会消除单一位差错事件以及3位事件、5位事件等。
奇偶约束与MTR(1/2；k)约束组合后，最小距离差错事件成为ek＝+{2，0，2}，即表1中画线的项。这相当于d＝6.32或增益为3.98dB的最小距离。然而，系统148不会看到4dB的全工作增益。反之，采用低编码率的码隐含的SNR损失会使此距离减小。因此，MTR和奇偶约束组合的容量小于仅有MTR约束的容量0.7925。
5.编码器/译码器设计例
设计编码器150和译码器176，以实现上面讨论的编码约束。可在例如状态机、组合逻辑、软件或硬件查找表中实现这些约束。可使用其它一些构成。
MTR约束比奇偶约束更具有约束性，因此，MTR约束是本讨论合理的开始点。一实施例中，编码器和译码器适应实现表2所示映射规定的3/4率MTR(1/2；6)码。
         表2
     XmYn     Xm Yn0001000    10001000010001    10101010100010    11001100111001    1111010
表2中的选择码字即使在码字相互级联时也满足选择的MTR约束。码字中的“1”代表图2中调制器159的输出上的写电流极性的跃迁。跃迁序列在每一码字中奇位位置上开始时，将连续跃迁数限制为1，跃迁序列在每一码字偶数位位置开始，则将连续跃迁数限制为2。码字相互级联时，存在6个非跃迁(即“0”)的最大可能游程。另一些实施例中，k约束可具有其他的值，包括无穷大。
通过每一码字Yn(或每一码字串)级联一个2位序列(Nn、Zn+1)，实施奇偶约束。首先，决定码字中的前置奇偶位。如果Xm＝[x0、x1、…xm-1]代表数据字，Yn＝[y0、y1…、yn-1]代表码字，则对以时间索引号k开始的码字而言，根据下式，由先前码元与当前码位的模2和决定预编码器148的输出上发送的二进制{0、1}NRZ码元：
ak＝ak-1yk                                     式10
通过设定初始条件Qk-1＝0(这里“Qk-1”是先前码位的奇偶性)并按下式进行计算，决定NRZ制1的个数的奇偶性：
Qi＝Qi-1ak，i＝k...k+n-1.                      式11
偶奇偶性，Q＝0；奇奇偶性，Q＝1。一实施例中，选择2个位Zn、Zn+1，提供偶奇偶性如下：
结果，在预编码器156的输出得到期望的奇偶性。于是，图2中编码器150的输出上，MTR+奇偶码为：
Zn+2＝[Ynznzn+1]                                 式13
因此，XmZn+2构成m/(n+2)率奇偶码。选择决定最后奇偶性的2位序列，因为该序列不破坏MTR(1/2；k)约束。实际上，与3/4率MTR(1/2；6)码级联时，保留全部约束，并且得到3/6率码的结果。保留来自3/4率码的约束意味着能级联来自MTR码的多个字，在与奇偶约束位级联前构成较长的字。如果采用3/4率编码器的p次重复，则所得编码器具有3p/(4p+2)编码率。p＝1，则编码率为3/6＝0.5，但p＝16，编码率为48/66＝0.7273。作为一个例子，表3中示出3/6率码的映射。
              表3
   XmYn，Zn，Zn+1   XmYn，Zn，Zn+1000100010            100010001001000101            101010110010001010            110011001011100101            111101010
如果要级联“p”个3/4率码，则编码器150建立
Figure A9981687700211
所建立的式中，采用3/4率MTR(1/2；6)的编码器/译码器进行3位X3至4位Y4的映射。此公式提供实现简易的块式编码器-译码器。
图5是逻辑性说明块编码器的方框图，其中根据本发明一实施例，多个3/4率编码功能块2500～250i(i＝p-1)相互级联并且连接一个2位奇偶序列，如上所述。对m＝3，编码器150在输入152上接收用户数据位X3＝[x0、x1、x2…x3i、x3i+1、x3i+2]，传给各自的编码器功能块2500～250i。每一编码器功能块2500～250i根据上述表2，将各自的3位用户数据位序列在输出153处编码成相应的4位码字。对n＝4，将各自的4位码字位序列标为Y4＝[y0、y1、y2、y3…、y4i、y4i+1、y4i+2、y4i+3]。此外，每一编码器级根据上述式11计算每一位序列的奇偶性Q。例如，根据初始条件ak-1＝0和Qk-1＝0计算Q3。计算NRZI位a3，提供给Q3，作为下一编码器功能2501的初始条件，由该级计算Q7。对每一编码器级重复此处理过程，直到计算最后的奇偶性Q4i+3。然后，奇偶产生器252根据Q4i+3的值和以上给出的公式，产生2个奇偶约束位Z4i+4和Z4i+5，在输出153处添加到级联码字的末端，使在预编码器156的输出上得到的预编码位序列a0…a4i+5具有奇或偶的奇偶性。
图6是逻辑性说明译码器176所执行功能的框图。译码器176包含多个译码器功能级2540～254i，采用编码器150所用3/4率MTR(1/2；6)编码规则的反规则将输入175上接收的相继码字Y4＝[y0、y1、y2、y3…、y4i、y4i+1、y4i+2、y4i+3]变换成输出177上的各自数据字X3＝[x0、x1、x2…、x3i、x3i+1、x3i+2]。因为检测器实施奇偶性，译码器176忽略2个奇偶约束位Z4i+4和Z4i+5。
图7是样本码字流260中计算并级联奇偶位例的说明图。码字流260由2个级联码字261和262构成，分别具有“1001”和“1010”的值。在码字262的始端前，给码字261前添加值为“01”的2个奇偶位263。码字261和262分别具有4位的码字长度。第1位在时间上位于位流260的远左处，后面的各位在时间上延伸到右端。行266根据各码字内位的总体位置，给码字261和262中的每一位分配一整数。这种编号系统下，码字261和262其每一码字的第1位是最高有效位，并将其编号为第3位。每一码字的最后位是最低有效位，并将其编号为第0位。行267根据整个码字流160内位的临时位置，对码字261、262的每一位和奇偶位263分配一整数。
奇数/偶数行268位于行267上方，给码字流260中的每一偶数位分配“E”标号，码字流260的每一奇数位则分配“O”标号。“E”和“O”标号与码字流260中各自的位在垂直方向上对齐。MTR行269对码字流260中每一位的位置指定MTR约束。码字流260中每一偶数位位置具有1的MTR约束。该流260的各偶数位位置则具有2的MTR约束。由于给码字261添加的奇偶位数是偶数，相继码字261和262中的相应位位置(由行266指定)具有相同的MTR约束。这有助于确保该流中的各码字间边界上的整个码流260满足全部MTR约束。例如，偶数位位置6开始，码字流260中仅有2个跃迁(“1”)，如位位置6和7中的“1”所示。这满足将偶数位位置开始的最大跃迁数为2的MTR约束。
行270代表上述式10决定的预编码器156的输出。行270的每一位是行270中先前预编码位和行260中当前码字位的异逻辑运算结果，其条件为假设起始条件是ak-1＝0(即行270中第1位前面的位)。因此，预编码器156的输出在位位置1～4具由行267决定的奇数个“1”。位位置5和6上的附加预编码奇偶位使行270中的预编码输出在位1～6具有偶奇偶性，其原因在于给流中的这些位添加附加的“1”。
行271代表每一位位置的“Q”计算值。如上所述，对i＝k…k+n-1而言，Qi＝Qi-1ak，并且假设Qk-1为零。由于Q3(图7中行271上位位置4的Q值)为“1”，根据上述式12，码字流260的位置5和6上添加的奇偶位Zn和Zn+1为“01”。
6.维持比译码器
一实施例中，维特比检测器172适应实现一种维特比算法，用于对PR2通道检测受MTR和奇偶约束组合码约束的数据。格网可用于任何长度为3的通道响应，并可推广用于较长的响应(诸如EPR2等)。MTR约束随时间变化，取决于样本索引号k。因此，格网也是随时间变化的。
图8示出用于MTR(1/2；k)编码PR2通道的一例格网状态机图的段300。注意，格网的输入{ak-2、ak-1}在图中示为双极性{-1，+1}的形式。以后的图中，采用二进制表示{0、1}，其含义相同。格网300具有垂直朝向状态组表示的多个离散时间间隔，这些间隔决定来自通道的任何用户输入序列的无噪声输出。如所周知，每一状态一般作为加法比较选择(ACS)单元实现。ACS单元在其相应路径将每一分支度量相加成总度量。然后，比较每一状态的2个输入路径的度量，选择最佳度量的路径。通过禁止编码器150为避免各差错事件而清除的位序列所对应的路径302和304(用虚线表示)，修改格网300，以实施所选MTR约束。假设段306代表偶数位位置，段308代表奇数位位置，由于例如禁止在奇数位位置上开始的2个相继跃迁，在段308消除路径302和304。
图9示出格网段310，长度也为3，与格网段300相同，但修改成包含每一状态的路径奇偶性“Q”。跟踪每一状态的路径奇偶性，直到码字结尾。这时，从格网删去奇奇偶性(格网段310下半部分中，Q＝1)对应的状态。图10示出扩展成包含6位码字(来自上例的3/6率码)的格网段320，其中已去除奇奇偶性对应的状态。为了实用，VLSI设计应包含任何时刻所需的全部状态。然而，有些状态未输入，因而使其度量大，以免下一时刻影响格网。图11示出消除全部未用状态的格网段320。
7.模拟结果
按照48/66率码实现上述编码约束。以标准16/17率RLL(0、6/6)码为背景对高斯通道模型进行此模拟，该标准码在5537112号美国专利中讨论，此专利由P.Tsang在1996年7月16日提出，题目为“部分响应通道中实现游程长度有限码的方法和设备(Method and Apparatus for Implementing Run Length LimitedCodes in partial Response Channel)”。图12画出用户位密度(Du＝编码率×Ds)Du＝0.7时的模拟结果。轴350代表检测器差错率，轴352代表以dB为单位的SNR。线354示出16/17率码的检测器位差错率，线356示出48/66率码的检测器位差错率。用户位密度为0.7时，所建议的48/66率编码方案与16/17率码相比，提供1dB的增益。用户位密度变化时，PR2多项式及其差错机构是通道响应良好模型的范围也变化。
为了考查此间的折衷，测量达到10-5固定差错率所需的SNR，作为密度的函数。图13画出这些测量结果。轴400代表差错率为1×10-5时的SNR(dB)，轴402代表用户位密度Du，轴404代表两种编码方案间的增益。线406示出16/17率码的SNR，线408示出48/66率码的SNR。线410示出两种编码方案间的增益。48/66率码在低密度时提供显著的增益。然而，在密度为0.85附近，距离增益由编码率损耗抵销，因而净增益为零。密度更高时，低编码率使所建议的方案工作差。
另一实施例中，编码器150仅对每一码字(或码字串)末端添加一个奇偶位，使预编码器156的输出具有偶或奇的奇偶性。然而，由于奇偶位使码字间的边界难以满足MTR约束，一个奇偶位造成对给定MTR约束选择有效字更复杂。例如，对表2的码字“0001”末端添加一个奇偶位后，跟着连接表2的“1000”码字，就会用位序列“000111000”。此序列存在3个连续跃迁(即“1”)，因而不满足约束MTR(1/2；k)。又由于在码字间添加奇数个二进制位，采用一个奇偶位也难以在每一码字内对不同的临时位置(诸如偶数位置和奇数位置)保持不同的MTR约束。然而，如果需要，可用奇数个奇偶位。
9.结论
上述模拟结果示出MTR(1/2；k)加上奇偶约束配合低通滤波器通道(具有高斯脉冲响应)使用时，能生效。低用户密度的情况下，编码提供高达2分贝的余量，但密度大于0.8，则增益为零或负值。通过对编码器和维特比算法的修改，实施编码约束。
总之，本发明的一个方面涉及包含数据字输入152和码字输出153的数据存储通道编码器150。编码器150适应于根据具有MTR和奇偶性约束的组合的选择码，将数据字输入152上收到的相继数据字Xm编码成码字输出153上的相继码字Yn。MTR约束对相继码字Yn进行限制，使相继码字Yn在输出154级联成编码位流260时，该位流260具有最多一个在其奇数或偶数索引位位置268开始的连续跃迁和最多2个在其他奇数或偶数索引位位置268开始的连续跃迁。
一实施例中，选择码对每组p个的相继码字Yn在码字输出端产生至少一个奇偶位Zn，其中p为大于零的正整数变量。例如，可用2个奇偶位Zn和Zn+1，包括二进制的“10”或二进制的“01”，取决于相继码字组的奇偶性Q。一实施例中，编码器150适应于根据选择码将数据字输入152上收到的相继3位数据字Xm编码成码字输出153上的连续4位码字Ym。
本发明的另一方面涉及一种将相继数据字Xm编码成相继码字Yn通过通道160传输的方法。该方法包含根据选择码将每一相继数据字Xm映射成相应的一个码字Yn。相继的码字Yn在输出154级联成具有多个奇数和偶数索引位位置268的编码位流。在选择码上施加最大跃迁游程约束MTR(1/2)，使输出154上的编码位流260具有在其一个奇数或偶数索引位位置268开始的一个连续跃迁的最大可能游程，并且具有在该编码位流260其他奇数或偶数索引位位置268开始的2个连续跃迁的最大可能游程。还在选择码上施加奇偶约束Zn、Zn+1。
本发明的另一方面涉及一种在存储通道输出173检测相继码字用的数据存储读通道148，该连续码字根据一种码进行编码。该读通道148包含适应检测连续码字的似然序列检测器172。检测器172具有检测序列300、310、320，该序列有效禁止检测存储通道输出173中具有一个以上在位流中奇数或偶数索引位位置268开始的连续跃迁的位流、在通道输出173中具有2个以上在其他奇数或偶数索引位位置268开始的连续跃迁的位流，以及通道输出173中具有禁止的奇偶性的位流。
本发明的又一方面涉及包含传感器和编码器150、155、156、158的盘片驱动器存储通道148。传感器能与数据存储盘片连通。编码器150、155、156、158连接传感器，根据选择码将相继数据字Xn编码为相继码字Ym，以构成编码位流154、260，并对编码位流154、260进行预编码后，将预编码位流157加给传感器作为通道输入。
一实施例中，编码器对相继码字Yn进行约束，使编码位流154具有最多一个在其奇数或偶数索引位位置268开始的连续跃迁和最多2个在其他奇数或偶数索引位位置开始的连续跃迁，并且在通道输入157上施加选择的奇偶约束。
应理解，尽管以上说明已记述本发明各实施的许多特征和优点，以及本发明各实施例的详细结构和功能，但该揭示仅属说明，其细节可改变，尤其是在所附权利要求广义表达的全范围的本发明的原理内，改变其结构和部件安排。例如，可修改采用的具体码，能用不同的硬件和/或软件配置实施这些码。序列检测器可包括修改成实施选择的码约束的各种类型检测器。

Claims (17)

1.一种数据存储通道编码器，其特征在于包含：
数据字输入；
码字输出；
编码器，连接在数据字输入与码字输入之间，适应于根据具有最大跃迁游程约束和奇偶约束组合的选择码，将数据字输入处接收的相继数据字编码成码字输出上的相继码字，其中最大跃迁游程约束对连续码字进行限制，使连续码字级联成编码位流时，该编码位流具有最多一个在其奇数或偶数索引位位置开始的连续跃迁，以及最多2个在其他奇数或偶数索引位位置开始的连续跃迁。
2.如权利要求1所述的数据存储通道编码器，其特征在于，奇偶约束在码字输出端对每组p个的相继码字产生至少一个奇偶性实施位，其中p为大于零的正整数变量。
3.如权利要求2所述的数据存储通道编码器，其特征在于，奇偶约束对每一p个码字的组产生并添加一个奇偶性实施位，以实施奇偶约束。
4.如权利要求2所述的数据存储通道编码器，其特征在于，奇偶约束对每一p个码字的组添加2个奇偶性实施位，以实施奇偶约束。
5.如权利要求4所述的数据存储通道编码器，其特征在于，2个奇偶约束位包含二进制“10“或二进制“01”，取决于p个码字组的奇偶性。
6.如权利要求1所述的数据存储通道编码器，其特征在于，该编码器适用于根据选择码，将数据字输入上接收的相继3位数据字编码成码字输出上的相继4位码字。
7.一种将相继数据字编码成相继码字通过通道传输的方法，其特征在于包含以下步骤：
(a)根据选择码，将每一相继数据字编码成相应的一个码字；
(b)级联相继码字构成具有多个奇数和偶数索引位位置的编码位流，其中映射步骤(a)在选择码上实施奇偶约束和最大跃迁游程约束，使该编码位流具有在该位流的一个奇数或偶数索引位位置开始的一个连续跃迁的最大可能游程和在该位流其他奇数或偶数索引位位置开始的2个连续跃迁的最大可能游程。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于还包含：
(e)将编码位流从不归零码取反格式编码成不归零格式，其中映射步骤(a)实施的奇偶约束导致选择码格式中每一p个连续码字的组具有偶奇偶性或奇奇偶性，p为大于零的正整数变量。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，映射步骤(a)包含对每一p个连续码字的组级联至少一个奇偶性实施位，使每一p个连续码字的组和至少一个奇偶性实施位一起满足步骤(c)中在编码位流内施加的最大跃迁游程约束，其中，P为大于零的正整数。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，映射步骤(a)对每一p个连续码字的组级联2个奇偶性实施位。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，映射步骤(a)包含对每一p个连续码字的组级联二进制“10”或二进制“01”，取决于该p个连续码字的组的奇偶性。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，映射步骤(a)包含对每一p个连续码字的组级联一个奇偶性实施位。
13.如权利要求7所述的方法，其特征在于，映射步骤(a)包含根据选择码将相继3位数据字映射成相继4位码字。
14.一种数据存储读通道，用于在存储通道输出处检测相继码字，该相继码字根据一种码加以编码，其特征在于，该读通道包含：
似然序列检测器，该检测器适应于检测相继码字，并且具有检测序列，该序列有效禁止检测在存储通道输出处具有一个以上在该位序列奇数或偶数索引位位置开始的连续跃迁的位序列、在通道输出处具有2个以上在其他奇数或偶数索引位位置开始的连续跃迁的位序列，以及在通道输出处具有禁止的奇偶性的位序列。
15.如权利要求14所述的数据存储读通道，其特征在于，所述似然序列检测器适应于实现维特比算法，该算法可表为具有由多个分支连接的多个状态的格网图，其中有效禁止通道输出处从多个分支中选择的一些分支，这些分支对应于具有一个以上奇数或偶数索引位位置开始的连续跃迁的位序列和具有2个以上其他奇数或偶数索引位位置开始的连续跃迁的位序列，并且有效禁止通道输出处从多个状态中选择的一些状态，这些状态对应于具有所选禁止的奇偶性的位序列。
16.一种盘片驱动器存储通道，其特征在于包含：
能与数据存储盘片通信的传感器；
连接该传感器的编码装置，用于根据选择码将相继数据字编码为相继码字，构成编码位流，并且对编码位流进行预编码后，将预编码位流加给传感器作为通道输入。
17.如权利要求16所述的盘片驱动器数据存储通道，其特征在于，所述编码装置包含：
对相继码字进行约束的装置，该约束使编码位流具有最多一个在该编码位流奇数或偶数索引位位置开始的连续跃迁和最多2个在其他奇数或偶数索引位位置开始的连续跃迁；
在通道输入处实施选择的奇偶约束的装置。
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