CN1383134A - 光记录介质、数据记录装置和该装置使用的数据记录方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光记录介质、一种数据记录装置和该装置使用的一种数据记录方法。在用于在光盘上记录数据的方法中,多个纠错码(ECC)块中的每个被划分成多个分区。下一步,分区的数据被交织以便每个ECC块被交替和等同地选择以产生记录块。所产生的记录块被调制和记录在光盘上。结果,提供了光记录介质、数据记录装置和该装置使用的数据记录方法,它们与传统高密度数字视盘(DVD)的格式相兼容并具有更高的纠错率。

Description

光记录介质、数据记录装置和该装置使用的数据记录方法

                                技术领域

本发明涉及错误纠正，特别涉及一种光记录介质、一种数据记录装置和该装置使用的一种数据记录方法，该方法能够记录高密度数据。

                                背景技术

数字广播不久将普遍用于世界上的许多国家。然而，现今的高密度数字视盘(DVD)具有4.7-10G字节的容量，因此通过数字广播接收的两小时的电影(约25G字节)不能被记录在一张盘上。作为结果，需要有用于记录电影大小的数字广播的高密度记录介质。

一种用于减小记录/读取数据的激光束尺寸的方法是提高记录密度的方法的典型示例。激光束的半径越小，形成的记录数据的信息轨道越密，因此提高了记录密度。然而如果仅仅激光束的半径被减小，则用于记录/读取数据的光量也被减少，而且由于出现在盘表面的损害或灰尘引起的影响会相对增大。即，增加了记录/读取数据的错误发生率。

                              发明内容

为了解决上述问题，本发明的第一个目的在于提供一种光记录介质、一种数据记录装置和该装置使用的一种数据记录方法，它们具有记录/读取数据的更高的纠错率。

本发明的第二个目的在于提供一种光记录介质、一种数据记录方法和该装置使用的一种数据记录方法，它们与传统的高密度数字视盘(DVD)的格式相容并具有更高的纠错率。

因此，为了实现上述目的，按照本发明的一个方面，这里提供了一种用于在光盘上记录数据的方法。该方法包括下列步骤：(a)将多个纠错码(ECC)块中的每个划分为多个分区，(b)交织各分区的数据以便每个ECC块被交替和等同地选择来产生一个记录块。

可取的是，该方法还包括步骤：(c)重新排列所产生的记录块以产生一个新的记录块，并且基于扇区重新排列所产生的记录块，以在步骤(c)中产生所述新的记录块。

也可取的是，该方法还包括步骤：(d)调制所产生的记录块，和(e)记录所调制的记录块。

也可取的是，步骤(a)包括步骤：(a11)按照预定的字节数量在列方向上将每个ECC块划分，(a12)按照预定的字节数量在行和列方向的至少一个方向上将每个目标块划分。

也可取的是，在目标块单元中按相同的算法执行步骤(b)的交织。

也可取的是，步骤(a)包括步骤(a21)当ECC块的大小为N1×N2字节时获取N1和N2的公约数，(a22)在列方向上将每个ECC块划分为d字节的单元以产生N2/d数量的目标块，和(a23)将在步骤(a22)产生的每个目标块在列和行方向上划分成d部分以产生d×d个分区。

为了实现上述目的，按照本发明的另一个方面，这里提供了在光盘上记录数据的一种方法。该方法包括步骤(a)将两个纠错码(ECC)块的每一个在行和列方向上划分以产生多个分区，和(b)交织来自各分区的数据以便每个ECC块交替和等同地被选择以产生一个记录块。

可取的是，分区的数据被交织以便2×N2个行代码字包括在步骤(b)交织数据之后获得的块中，和ECC块具有行代码字(N1，k1)与列代码字(N2，k2)，包括2×N2个行代码字的块被转换以在步骤(c)产生包括2×(N2-k2)字节的主数据区和2×k2字节的外部奇偶区的一个记录块，其中N1和k1分别表示码字的长度，N2和k2分别表示奇偶的数量。

为了实现上述目的，按照本发明的另一个方面，这里提供了一种用于在光盘上记录数据的装置。该装置包括：纠错码(ECC)编码器，用于产生多个记录了主数据的纠错码(ECC)块；交织器，包括用于在行方向上按照第一单元和在列方向上按照第二单元划分每个产生的ECC块以产生多个分区的分区部分，用于从每个ECC块中交替提取分区的数据的数据提取部分，以及用于交织所提取的数据和产生记录块的记录块产生部分。

可取的是，该装置还包括用于调制所产生的记录块的调制部分，以及用于记录所调制的记录块的记录部分。

也可取的是，分区部分将每个ECC块在列方向上按照预定数量的字节划分并将每个ECC块在行方向上按照预定数量的字节划分以产生多个分区，记录块产生部分继而交织所提取的数据以产生记录块，当ECC块的尺寸为N1×N2字节时分区部分获取N1和N2的公约数d，然后按照d字节的单元在列方向上将每个ECC块划分以产生多个目标块，然后将每个目标块在列和行方向上划分为d个部分以产生d×d个分区。

为了实现上述目的，按照本发明的另一个方面，这里提供了用于在光盘上记录数据的一种装置。该装置包括：用于产生两个纠错码(ECC)块的纠错码(ECC)块编码器；交织器，用于按照第一单元在行方向上和按照第二单元在列方向上划分两个所产生的ECC块中的每一个以便产生多个分区、从每个ECC块中交替提取多个分区的数据，并交织所提取的数据和产生记录块。

可取的是，该装置还包括：调制部分，用于调制所产生的记录块；记录部分，用于记录所调制的记录块。

也可取的是，交织器在列方向上按照预定数量的字节划分每个ECC块以产生多个目标块并在行和列方向上按照预定数量的字节划分每个目标块以产生多个分区，并且当ECC块的尺寸为N1×N2时交织器获取N1和N2的公约数，然后按照d字节的单元在列方向上将每个ECC块划分以产生多个目标块，然后将每个目标块在列和行方向上划分为d个部分以产生d×d个分区，分区的数据被交织以便2×N2个行代码字包括在交织数据之后获得的块中，ECC编码器产生具有行代码字(N1，k1)与列代码字(N2，k2)的ECC块，交织器转换包括2×N2个行代码字的块以在步骤(c)产生包括2×(N2-k2)字节的主数据区和2×k2字节的外部奇偶区的一个记录块。

为了实现上述目的，按照本发明的另一个方面，这里提供了包含包括在一个或多个记录块中的数据的一种光记录介质。在此，来自多个ECC块的的分区的数据在记录块中被交织。

特别地，可取的是，来自分区的数据被交织以便每个ECC块被交替和等同地选择。

                                    附图说明

通过参照附图详细说明本发明的一个优选实施例，本发明的上述和其他目的和优点将会变得更加清楚，其中：

图1A和1B是按照本发明的一个优选实施例的数据记录装置的方框图；

图2A和2B图示了按照本发明被交织的纠错码(ECC)块的格式；

图3图示了通过图2的交织产生的块的格式；

图4图示了分配给属于分区1_1的数据的N1/d字节的数量；

图5图示了基于图3的块重新排列的记录块；

图6是图2的ECC块的A和B的示例；

图7图示了通过图5的交织而产生的块的格式；

图8图示了基于图6的块而重新排列的记录块；

图9图示了按照本发明的一个优选实施例的可以通过纠错纠正的最大错误；

图10A和10B是按照本发明的一个优选实施例的数据再现装置的方框图。

                         具体实施方式

以下，参照附图来详细说明本发明的优选实施例。

图1A和1B是按照本发明的一个优选实施例的数据记录装置的方框图。参照图1A，数据记录装置包括：纠错码(ECC)编码部分1、调制部分3和记录部分5。ECC编码部分1包括：ECC编码器1和交织器12。交织器12包括分区部分121、数据提取部分122和记录块产生部分123。

ECC编码器11利用纠错码(ECC)对主数据编码。交织器12按照本发明交织ECC编码的主数据并产生记录块。「交织」的进行是为了提高纠错效率，它是一种用于在光盘上以ECC块形式物理分布地记录连续的主数据。通过「交织」可以有效地纠正突发错误。

为了执行按照本发明的「交织」，分区部分121在行方向上和列方向划分每个所产生的ECC块以产生多个分区。数据提取部分122交替地从每个ECC块提取分区的数据以便每个ECC块被交替和等同地选择。例如，在有N个ECC块的情况下，它们可以按顺序1，2，3，…，N-1，N被选择。记录块产生部分123交织所提取的数据以产生记录块。后面将说明更具体的「交织」方法。

调制部分3调制按照本发明的一个优选实施例由ECC编码部分1产生的记录块。此实施例中使用的该调制方法是8到14比特改进调制编码方法(EFM+)，即，用于将记录块数据的每个字节调制为16比特代码字的一种方法。记录部分5在光盘100上记录所调制的记录块。当在光盘100上记录调制的记录块时，记录了按照本实施例被调制的位流通过不归零翻转(NRZI)方法转换成的通道位脉冲序列。在此，可以使用用于记录通道位脉冲序列的各种转换方法。

图2A和2B图示了按照本发明被交织的ECC块的格式。参见图2A，每个ECC块A和B包含行方向的N1字节的数据和列方向的N2字节的数据。包含主数据和内部奇偶的行代码字被在行方向上排列。在此，预定数量的行代码字组成一个扇区。因此至少一个扇区被在列方向上排列，每个扇区包括具有标识符ID的行代码字。

行代码字可以通过里德-索罗蒙乘积编码方法获得。即，每行为一个RS(N1，m，p)编码。在此，N1为编码字的总体大小，m为主数据的尺寸，p为奇偶位加一位的数量。由于里德-索罗蒙乘积编码方法擅于纠正多错误且被用于高密度数字视盘(DVD)中，里德-索罗蒙乘积编码方法被选来用于与DVD相容。然而，可以在需要时改变使用的编码方法。类似地，可以改变ECC块的尺寸和分配给奇偶的字节数量。每个扇区中包括标识符ID和用于错误检测EDC的奇偶。包括在对应扇区中的主数据的地址被记录在标识符ID中。因此，主数据可以通过标识符ID搜索。

在下列的基础上执行用于按照本发明组成记录块的交织。

如图2A所示，首先，ECC块A和B的每一个在列方向上以d行为单位而划分。在此，d是N1和N2的公约数。通过在列方向上以d行为单位而划分获得的各块被称为目标块，如图2B所示。按照本发明的实施例的交织被以两个目标块a和b为单位而重复执行，这两个目标块a和b属于ECC块A和B。

参见图2B，交织算法将更具体地说明如下。

首先，目标块a和b在列方向上被划分为一字节的单元并在行方向上划分为d字节的单元。作为结果，每个目标块a和b被划分成d×d个分区，共有2×d×d个分区。这些分区是1_1、1_2、…、1_2×d、2_1、2_2、…、2_2×d、…、d_1、d_2、…、d_2×d。

最终获得在分区如1_1、1_2、…、1_2×d、2_1、2_2、…、2_2×d、…、d_1、d_2、…、d_2×d中有N1/d字节的数据。

下一步，从分区中以数字顺序提取数据。即，首先，从分区1_1提取数据，其次从分区1_2提取数据，…，第2×d步从分区1_2×d提取数据。又一次，在第2×d+1步，从分区1_1提取数据，在第2×d+2步，从分区1_2提取数据，…，在第2×d+2×d步，从分区1_2×d提取数据。以此顺序，所有的数据被从分区1_1、1_2、…、1_2×d中提取，然后，替换为数据被从分区2_1、2_2、…、2_2×d中提取。

上述步骤在目标块单元中重复进行。作为执行上述步骤结果产生的记录块如图3所示。

参见图3，按照图2A和2B产生的块由2×(N2-k2)行主数据和2×k2行外部奇偶组成。在记录块的行方向上记录的数表示分配给在每个分区中现有的数据字节的系列号。即，如果执行交织，此参照图2已说明，数据字节被以如图3所示的顺序排列。所产生的块可以在2KB的扇区的基础上重新排列。

同时，为了简化，现在说明对目标块a和b的系列号编号的方法。由于在目标块a和b的每一个分区中有N1/d个字节数据，下面的系列号被分配给目标块a和b的每一个分区。

分区1_1：将数1_2×N1按2×d划分而余数为1的N1/d个数按顺序排列。

分区1_2：将数1_2×N1按2×d划分而余数为2的N1/d个数按顺序排列。

…

分区1_2×d：将数1_2×N1按2×d划分而余数为0的N1/d个数按顺序排列。

分区2_1：将数2×N1+1_2×N1+2×N1按2×d划分而余数为1的N1/d个数按顺序排列。

分区2_2：将数2×N1+1_2×N1+2×N1按2×d划分而余数为2的N1/d个数按顺序排列。

…

分区2_2×d：将数2×N1+1_2×N1+2×N1按2×d划分而余数为0的N1/d个数按顺序排列。

…

分区d_1：将数(d_1)×2×N1+1_d×2×N1按2×d划分而余数为1的N1/d个数按顺序排列。

分区d_2：将数(d_1)×2×N1+1_d×2×N1按2×d划分而余数为2的N1/d个数按顺序排列。

…

分区d_2×d：将数(d_1)×2×N1+1_d×2×N1按2×d划分而余数为0的N1/d个数按顺序排列。

这可以被综合如下：

分区m_n：将数(m-1)×2×N1+1_m×2×N1以2×d划分而余数为n的N1/d个数按顺序排列。

例如参见图4，诸如1、1+2d、1+4d、…、1+2N1-4d和1+2N1-2d的数按顺序分配给属于分区1_1的数据的N1/d个字节。即，在分区1_1中有数据的N1/d个字节，1被分配给数据的N1/d个字节的第1个字节，1+2d被分配给数据的N1/d个字节的第2个字节，1+4d被分配给数据的N1/d个字节的第3个字节，…，1+2N1-4d被分配给数据的N1/d个字节的第{(N1/d)-1}个字节，1+2N1-2d被分配给数据的N1/d个字节的第N1/d个字节。

图5图示了在图3的块基础上重新排列的记录块。参见图5，2×(N2-k2)/32行被从图3的块中提取和排列，及2×k2×32行被从外部奇偶提取和排列，于是形成一个扇区。上述步骤产生的扇区数总共为32。形成32个扇区的原因是在DVD中一个纠错码(ECC)块有16个扇区组成。换句话说，考虑了与DVD的兼容性。在传统DVD中可以通过里德-索罗蒙乘积编码方法纠正的突发错误的纠正的范围是16行×182字节+10字节。即2,922字节。

图6是图2的ECC块A和B的示例。参见图6，ECC块A和B表示N1＝182字节、N2＝208字节和d＝2的情况。在此情况下，按照本发明的记录块通过下面所述的交织而产生。

首先，ECC块A和B的每个被在行方向上以2行为单位分成多个目标块。作为结果，诸如①、②、③、④、⑤、⑥、⑦和⑧的总共8个分区存在于目标块a和b中。下一步，从分区①提取第1个数据，从分区③提取第2个数据，从分区⑥提取第3个数据，从分区⑧提取第4个数据。再一次，从分区①提取第5个数据，从分区③提取第6个数据，从分区⑥提取第7个数据，从分区⑧提取第8个数据。以这种方式，从分区①、③、⑥和⑧中提取所有数据后，再一次，数据替换为从分区②、④、⑤和⑦中提取。上述步骤以2行为单位重复进行。作为执行上述步骤的结果而产生的记录块如图7所示。

参见图7，按照图5产生的记录块包含384行数据和32行的外部奇偶。类似地，如图7所示的数量表示分配给数据字节的序列号，此参照图3和4已说明。同时，所产生的记录块可以在扇区基础上被重新排列。

图8图示了在图7的块的基础上重新排列的记录块。参照图8，12行被从图7的块中包括的主数据区中提取和排列，1行被从外部奇偶提取和排列，于是形成一个扇区。上述步骤产生的扇区的数量总共是32。由于在DVD中的一个纠错码(ECC)块包括16个扇区，在此考虑了与DVD的兼容。

图9图示了按照本发明由错误纠正可以纠正的最大的错误。

例如，在RS(182，172，11)×RS(208，192，17)中使用的由错误纠正可以纠正的最大的错误确定如下。参见图9，首先，在错误发生在31个连续行中并且每个20字节的错误发生在31个连续行的首尾处、共40个字节的错误的情况下，错误的3行的外部奇偶被转换为按照本发明通过交织而获得的记录块中的2行的错误，而错误的28行的主数据被转换为按照本发明通过交织而获得的记录块中的14行的错误，因此总共16行代码可以被外部奇偶纠正。而且，由于在31行的开始处发生的20字节的错误导致2行的错误，分别在记录块a和b中包含一个5字节，因此可以被内部奇偶纠正。

因此总共182字节×31+40字节＝5,682字节被纠正。

以这种方式，按照本发明的此实施例，利用块的交织利用2个传统的ECC块而执行，在每个块中的利用代码字的交织被执行以产生记录块。作为结果，突发错误被分配到两个区中，通过利用代码字的交织的内部奇偶的纠正能力被翻两番。

同时，在上述的实施例中，已经说明了用于交织两个ECC块的方法，但是也可能将此交织的方法用于多于两个ECC块的情况。即，可以获得多于ECC块的公约数，然后每个ECC块可以在获得的公约数的行的基础上被划分成多个分区。下一步，包含在被划分的多个分区中的部分数据被从分区提取，于是交织了数据。数据的提取被执行以便每个ECC块被交替和等同地选择。通过交织获得的记录块其实可以按原样被连续记录或在基于扇区而被重新安排后记录。

图10A和10B是按照本发明的数据再现装置的方框图。参见图10A，数据再现装置包括读取部分13、解调部分12和ECC解码部分11。读取部分13从光盘900读取数据，在此光盘上按照本发明记录了数据。解调部分12解调读取的数据。使用的解调方法依赖于调制方法。

ECC解码部分11对解调的数据即一个记录块进行ECC解码。更具体地说，参见图10B，ECC解码部分11包括解交织器111和ECC解码器112。解交织器111按照与图1B的交织器12相反的顺序对记录块解交织以产生多个纠错码(ECC)块。ECC解码器112利用ECC将解调的数据解码为主数据，它被用于所产生的ECC块中，并输出主数据。

如上所述，按照本发明，提供了光记录介质、数据记录装置和该装置使用的数据记录方法，它们与传统的高密度数字视盘(DVD)相容并具有更高的纠错率。

虽然本发明已经参照优选实施例而具体示出和说明，本领域的技术人员应当理解可以在不脱离所附的权利要求书中所限定的本发明的精神和范围的情况下在形式和细节上进行各种改变。

Claims (31)

1.一种在光盘上记录数据的方法，该方法包括步骤：

(a)将多个纠错码(ECC)块中的每一个划分为多个分区；和

(b)交织来自分区的数据以便每个ECC块被交替和等同地选择以产生记录块。

2.如权利要求1所述的方法，还包括步骤(c)：重新排列所产生的记录块以产生新的记录块。

3.如权利要求2所述的方法，其中所产生的记录块以扇区为基础重新排列以在步骤(c)产生新的记录块。

4.如权利要求1所述的方法，还包括步骤：

(d)调制所产生的记录块；和

(e)记录所调制的记录块。

5.如权利要求1所述的方法，其中步骤(a)包括步骤：

(a11)按照预定的字节数量在列方向上将每个ECC块划分成目标块，

(a12)按照预定的字节数量在行和列方向的至少一个方向上将每个目标块划分以产生多个分区。

6.如权利要求5所述的方法，其中交织步骤(b)以相同的算法在目标块单元中执行。

7.如权利要求1所述的方法，其中预定数量的数据的字节被提取和排列以在步骤(b)产生记录块。

8.如权利要求1所述的方法，其中步骤(a)包括步骤：

(a21)当ECC块的大小为N1×N2字节时获取N1和N2的公约数d；

(a22)在列方向上将每个ECC块划分为d字节的单元以产生N2/d数量的目标块；

(a23)将在步骤(a22)产生的每个目标块在列和行方向上划分成d部分以产生d×d个数目的分区。

9.一种用于在光盘上记录数据的方法，该方法包括步骤：

(a)将两个纠错码(ECC)块的每一个在行和列方向上划分以产生多个分区；

(b)交织来自各分区的数据以便每个ECC块交替和等同地被选择以产生一个记录块。

10.如权利要求9所述的方法，还包括步骤(c)，重新排列所产生的记录块以产生新的记录块。

11.如权利要求10所述的方法，其中所产生的记录块被基于扇区重新排列以在步骤(c)产生新的记录块。

12.如权利要求10所述的方法，还包括步骤：

(d)调制所产生的记录块；

(e)记录所调制的记录块。

13.如权利要求10所述的方法，其中步骤(a)包括步骤：

(a11)按照预定的字节数量在列方向上将每个ECC块划分；

(a12)将每个划分的ECC块划分成目标块，使得在目标块单元中用相同的算法交织；

(a13)按照预定的字节数量在行和列方向上划分每个每个目标块以产生多个分区。

14.如权利要求9所述的方法，其中交织步骤(b)以相同的算法在目标块单元中执行。

15.如权利要求10所述的方法，其中在步骤(b)预定数量的数据字节被提取。

16.如权利要求10所述的方法，其中步骤(a)包括步骤：

(a21)当ECC块的大小为N1×N2字节时获取N1和N2的公约数d；

(a22)在列方向上以d字节单元划分每个ECC块以产生N2/d数量的目标块；

(a23)将在步骤(a22)产生的每个目标块在列和行方向上划分成d数目个部分以产生d×d数目个分区。

17.如权利要求16所述的方法，其中分区的数据被交织以便2×N2个行代码字被包括在在步骤(b)交织数据后获得的块中。

18.如权利要求16所述的方法，其中ECC块具有行代码字(N1，k1)与列代码字(N2，k2)，包括2×N2个行代码字的块被转换以在步骤(c)产生包括2×(N2-k2)字节的主数据区和2×k2字节的外部奇偶区的一个记录块。

19.一种用于在光盘上记录数据的装置，该装置包括：

纠错码(ECC)编码器，用于产生多个记录了主数据的纠错码(ECC)块；

交织器，包括用于在行方向上按照第一单元和在列方向上按照第二单元划分每个产生的ECC块以产生多个分区的分区部分，用于从每个ECC块中交替提取分区的数据的数据提取部分，以及用于交织所提取的数据和产生记录块的记录块产生部分。

20.如权利要求19所述的装置，还包括：

调制部分，用于调制所产生的记录块；和

记录部分，用于记录所调制的记录块。

21.如权利要求20所述的装置，其中分区部分将每个ECC块在列方向上按照预定数量的字节划分并将每个ECC块在行方向上按照预定数量的字节划分以产生多个分区。

22.如权利要求20所述的装置，其中记录块产生部分顺序交织所提取的数据以产生记录块。

23.如权利要求20所述的装置，其中当ECC块的尺寸为N1×N2字节时分区部分获取N1和N2的公约数d，然后按照d字节的单元在列方向上将每个ECC块划分以产生多个目标块，然后将每个目标块在列和行方向上划分为d个部分以产生d×d个分区。

24.一种在光盘上记录数据的装置，该装置包括：

纠错码(ECC)块编码器，用于产生两个纠错码(ECC)块；

交织器，用于按照第一单元在行方向上和按照第二单元在列方向上划分两个所产生的ECC块中的每一个以便产生多个分区、从每个ECC块中交替提取多个分区的数据，并交织所提取的数据和产生记录块。

25.如权利要求24所述的装置，还包括：

调制部分，用于调制所产生的记录块；和

记录部分，用于记录所调制的记录块。

26.如权利要求25所述的装置，其中交织器按预定数量的字节在列方向上划分每个ECC块以产生多个目标块并按预定数量的字节在列方向上划分每个目标块以产生多个分区。

27.如权利要求24所述的装置，其中当ECC块的尺寸为N1×N2字节时交织器获取N1和N2的公约数d，然后按照d字节的单元在列方向上将每个ECC块划分以产生多个目标块，然后将每个目标块在列和行方向上划分为d个部分以产生d×d个分区。

28.如权利要求27所述的装置，其中分区的数据被交织以便2×N2个行代码字被包括在数据交织后获得的块中。

29.如权利要求28所述的装置，其中ECC编码器产生具有行代码字(N1，k1)与列代码字(N2，k2)的ECC块，和

交织器转换包括2×N2个行代码字的块以在步骤(c)产生包括2×(N2-k2)字节的主数据区和2×k2字节的外部奇偶区的一个记录块。

30.一种包含包括在一个或多个记录块中的数据的光记录介质，其中来自多个ECC块的分区的数据被在记录块中交织。

31.如权利要求30所述的介质，来自分区的数据被交织以便每个ECC块被交替和等同地选择。

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