CN1460329A - 用于转换以及解码数据比特流的方法和设备及信号和记录载体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于利用多个信道码C_st、C_pc将二进制信息信号(2)转换为受限的二进制信道信号(3)的数据比特流的方法和设备。除了为高编码率设计的标准码C_st，使用允许实现加在受限二进制信道信号(3)上的某种、预定的奇偶校验限制的奇偶校验使能码C_pc。这个奇偶校验限制与信道的预定错误事件相关。使用奇偶校验使能码C_pc的数量依赖于禁止特定错误事件的需要。在这种方法中还可以使用另一种信道码C_sub以便实现DC控制。本发明还涉及对应的信号、记录载体以及用于解码的方法和设备。

Description

用于转换以及解码数据比特流的方法 和设备及信号和记录载体

本发明涉及一种用于将二进制信息信号的连续的用户字序列的数据比特流转换/编码为受限的二进制信道信号的连续信道字序列的数据比特流的方法和设备以及涉及用于将受限的二进制信道信号的连续信道字序列的数据比特流解码为二进制信息信号的连续的用户字序列的数据比特流的方法和设备。而且，本发明涉及在执行这样的方法之后获得的包含受限的二进制信道信号的数据比特流的信号，以及在其中记录这样的信号的记录载体。

在存储信道的传统的编码方案中，纠错编码(ECC)以及调制编码没有公共的功能。调制编码典型地是游程长度受限(RLL)编码，特征在于其dk限制，并且设计用于改善在严重的码间干扰期间比特检测性能，并且用于使得能够定时恢复。ECC码典型地是(基于字节)里德-索罗门码，并且必须解决信道的所有错误，也就是，因比特检测过程中的不完整性产生的随机错误，其从信号波形、因磁盘表面上的划痕、灰尘等的脉冲错误得到信道比特流。

随机错误大多数经常采用RLL信道比特流中一个比特距离的转换偏移。因此这样的错误非常局部化并且在解调之后导致仅有一个(或两个)错误符号(字节)要由ECC解码器纠正。由ECC解码器纠正单一错误的符号(字节)需要冗余的两个奇偶符号(字节)。另一方面，在信道比特流一级包括奇偶校验可产生随机错误的等价错误矫正性能，但是更低的系统开销。

认识到纠错编码和调制编码的组合在整体效率和性能方面非常有利，并且从那时开始这一主题在编码著作中非常流行，如Y.Saitoh，I.Ibe，H.Imai，“Peak-Shift and Bit Error-Correctionwith Channel Side Information in Runlength-Limited Sequences(游程长度受限序列中信道端信息的峰值偏移和比特纠错)”，第十届应用代数学，代数算法和纠错码国际研讨会，1993年卷AAECC-10，第304-315页；以及P.Perry，M.-C.Lin，Z.Zhang，“Runlength-Limited Codes for Single Error-Detection with Mixed Type Errors(用于具有混合错误类型的单一错误检测的游程长度受限码)”1998年7月IEEE论文集，信息理论，卷44，第1588-1592页。

奇偶校验码关注于比特检测器留下的最显著的错误模式。对于磁记录信道，如Perry等人(参见上面)报告的奇偶校验编码考虑在磁盘上记录dk比特流的情况。dk比特流在转换的位置上是“1”比特，在别处是“0”比特。磁记录介质信道的一种最显著的随机错误类型是峰值偏移错误，其中“1”比特偏移(向左或右)，以及冒码和漏码错误，其中“0”变成“1”或者相反。对于光记录信道，dk比特流通过1T预编码器，其是一个以2为模的积分器，生成写在盘上的RLL比特流。结果，RLL比特流在标记处(凹处)是“1”比特并且在非标记处(凸处)是“0”比特。在光记录中，最显著的随机错误是转换偏移，导致在转换的左边和右边的游程长度分别变得一个(或多个)比特更长和更短。因dk比特流和RLL比特流之间的1T预编码器，RLL比特流中的转换错误与dk比特流中的峰值偏移错误相同。

由Perry等人(参见上面)描述了具有错误检测或错误纠正功能的RLL编码方案：来自RLL编码器的信道比特流解析成固定长度的信息段。在每对信息段之间，插入奇偶块。信息段与后续奇偶块组合称为代码段。通过构造，这个代码方案(以后称为解析方案)是系统类型的，也就是，信息部分从奇偶部分分离出来。需要满足下列特性：奇偶块和前面以及后续信息段的串联不违反RLL限制；并且奇偶块必须能够通过奇偶校验限制进行错误控制，对于每个代码段必须有预定值。

Perry等人(参见上面)认为磁记录信道的混合类型错误，就是错误可以是单一比特偏移错误，或者漏码或冒码错误。他们显示为检测单一的混合类型错误，需要具有长度2d+3的信道比特的奇偶块。

解析方案的主要优点是其简单以及系统的结构。按用户比特测量的用于检测单一错误的系统开销等于(2d+3)R，R是RLL码的速率。通过使用由Saitoh等人(参见上面)公开的信道端信息执行错误的定位。与等于两个奇偶字节的标准ECC的随机错误纠正所需的系统开销相比，解析方案需要大约少因数为4.5的系统开销。

串联的奇偶校验编码是具有错误检测或错误纠正能力的另一个RLL编码方案。在下列文献中对其有描述：S.Gopalaswamy，J.Bergmans“Modified Target and Concatenated Coding for d＝1 ConstrainedMagnetic Recording Channels(用于d＝1限制的磁记录信道的修改的目标和串联码)”，2000年6月18-22日，美国新奥尔良，IEEE国际通信会议会议录，第89-93页；H.Sawaguchi，M.Kondou，N.Kobayashi，S.Mita，“Concatenated Error Correction Coding forHigh-Order PRML Channels(用于高阶PRML信道的串联纠错码)”1998年Globecom会议录，悉尼，第2694-2699页；以及H.Sawaguchi，S.Mita，“Soft-output Decoding for Concatenated Error Correction inHigh-Order PRML Channels(用于高阶PRML信道的串联纠错的软输出解码)”，1999年6月6-10日，加拿大，范库弗峰，IEEE国际通信会议会议录，第1632-1637页。

这个方案考虑用标准RLL编码器编码的用户数据段。对于每个编码段，计算奇偶校验值。奇偶校验比特是单独RLL编码的并且附加在段的RLL信道比特流后，其后编码下一段。串联奇偶校验码方案(后面称为串联方案)的主要优点是其效率：奇偶校验比特要求1/C_d，k信道比特，C_d，k是(d，k)的容量-限制的序列。例如，对于速率R≈0.5的d＝2 RLL码，与Perry等人(参见上面)的解析方案相比，每个奇偶校验比特实现因数为3.5的效率增加。

但是，有两个缺点。首先，不可能从信道比特流直接检查奇偶校验限制；代替的，在可以检查出信道比特流的用户数据部分的奇偶校验限制的任何冲突之前，必须首先解调对应于奇偶校验比特的信道比特。其次，对应于奇偶校验比特的信道比特流部分不受奇偶校验的保护。在这一部分发生信道错误的情况下，错误的奇偶校验比特将被解调，并且其将导致在信道的比特流的用户数据部分中不想要的纠正。因此，因奇偶校验比特不受奇偶校验的保护，有错误传播的可能性。

因此本发明的一个目的是改进调制码的错误检测/纠正特性。

通过提供一种用于将二进制信息信号的连续用户字序列的数据比特流转换为通过信道传输的受限的二进制信道信号的连续信道字序列的数据比特流的方法实现了这一目的，其中：

a)所述二进制信息信号和/或所述受限的二进制信道信号被分成信道信号段，称为奇偶校验段，其中每个所述奇偶校验段分成第一部分和第二部分。

b)利用来自一个或多个信道码的第一组的代码获得所述第一部分，所述第一组包括第一种类型的信道代码，以及

c)利用来自一个或多个信道码的第二组的代码获得所述第二部分，所述第二组包括至少一个设计作为奇偶校验使能码用于实现加在所述奇偶校验段上的预定奇偶校验限制的第二种类型的信道代码，其中所述奇偶校验限制与所述信道的预定错误事件相关。

应该指出术语“组...代码”用于最广泛的意义，也就是这样的组可仅由一个代码组成或这样的组由多个代码组成。

通过提供相应的设备用于根据执行这样的方法的权利要求14或15将二进制信息信号的连续用户字序列的数据比特流编码成受限的二进制信道信号的连续信道字序列的数据比特流来进一步实现目的。

通过提供包括在执行这样的方法之后获得的受限的二进制信道信号的数据比特流的信号进一步实现目的。

通过提供在其中在轨道中记录这样的信号的记录载体进一步实现这一目的，其中信息模式表示信号部分，信息模式包括第一和第二部分，在轨道的方向交替，第一部分提出可检测属性并且第二部分提出区别于第一部分属性的可检测属性，并且具有第一属性的部分表示具有第一个逻辑值的比特单元并且具有第二属性的部分表示具有第二个逻辑值的比特单元。

通过提供用于将受限的二进制信道信号的连续信道字序列的数据比特流解码为二进制信息信号的连续的用户字序列的数据比特流的方法进一步实现目的，所述方法包括将这样的信号转换成具有第一或第二个值的比特的比特串的步骤，所述信号包括长度为m的信道字，其中m等于m₁或m等于m₂或m等于m₃，所述比特串包括n比特信息字。

应该指出在本发明的最一般的形式中，用于不同信道码的信息字的长度彼此可以不同。

通过提供用于根据适合于上述编码/转换方法的权利要求20或21将受限的二进制信道信号的数据比特流解码成二进制信息信号的数据比特流的方法，进一步实现目的。

通过提供用于根据权利要求26或27将受限的二进制信道信号的连续信道字序列的数据比特流解码为二进制信息信号的连续的用户字序列的数据比特流的方法进一步实现目的。

根据本发明提出了一种基于游程长度受限(RLL)调制码组合的替代的奇偶校验码方案。这种编码方案将错误控制与RLL调制码组合。这样的编码方案称为“组合码”。其利用组合的RLL码，类似于在W.Coene，“Combi-Codes for DC-Free Runlength-Limited Coding(用于DC-Free游程长度受限码的组合码)”，2000年11月IEEE，论文集，Cons.电子卷46，第1082-1087页的DC-free RLL码的框架中介绍的组合码方案。

本发明的主要思想是将第一种类型的信道码，也就是标准码，特别主要是RLL码与设计作为奇偶校验使能码，也就是允许实现加在信道信号上的预定奇偶校验限制的码的第二种类型的信道码，特别是RLL码一起使用。因此，这个限制称为预定错误事件。

奇偶校验使能码用于将代码段的奇偶限制设置为预定值。

因此，奇偶校验限制集成到信道码中形成集成的奇偶校验码，与解析方案和串联方案的技术发展水平相反。这一集成实现了高的编码效率，并且能够避免错误传播并且因此改进了错误纠正/检测码的特性。

优选的，为DC控制的目的，使用第三个码，替换码。

因此，提供优选的编码方法，其中

a)所述二进制信息信号和/或所述受限的二进制信道信号被根据第一种划分过程划分成第一种类型的信道信号段并且被根据第二种划分过程划分成第二种类型的信道信号段，成为所述的奇偶校验段，两个划分过程包括组成信道码的重复方案。

b)利用第一组信道码获得所述第一种类型的信道信号段，所述第一组还包括第三种类型的信道码，其中

b1)所述第一种类型的信道码用于将所述用户字的数据比特转换为所述信道字的数据比特并且

b2)所述第三种类型的信道码用于将所述用户字的数据比特转换为所述信道字的数据比特以及用于在所述受限二进制信道信号上实现DC控制，

c)利用所述的第二组信道码获得所述第二种类型的信道信号段，所述第二组包括所述第一组信道码以及所述至少一个第二种类型的信道码，并且

d)根据所述的重复方案将与所述第一种类型信道信号段相关的所述用户字的数据比特与所述第二种类型的信道码一起编码。

而且，提供根据权利要求16的对应设备，根据权利要求25的用于解码的对应方法以及根据权利要求28用于解码的对应设备。

所有三种类型的码一起构造，因此这些码的信道字自由地串联。重复方案指示无论何时第二种类型信道信号段的一个中的一个用户字必须与第二种类型(C_pc)的一个信道码一起编码。通过组合码的奇偶校验码合并了两种其它方案的优点，也就是简单性、高编码效率以及无错误传播。

有利的，单一比特转换偏移错误(SBTSE)情况下纠错所需的系统开销通过本发明提出的方案可以减少到单一比特。

利用组合码的奇偶校验码产生与串联方案类似的高效率，但是避免了所有的上述缺点。对于应用的例子，其重点在单一比特转换偏移错误是主要的错误模式的光记录。

在所附的权利要求中定义了其他的有利改进。参考附图并且参考下文中描述的实施方案，本发明的这些以及其他方面显而易见并且可以被说明。其中：

图1显示由M用户字组成的代码段的结构，用于用户字1到M-1的“标准”信道码C_st，以及用于用户字M的“奇偶校验使能”码C_pc；

图2显示分级的奇偶校验码方案(具有两级结构)；

图3显示替换码C_sub以及奇偶校验使能码C_pc的重复方案；

图4显示说明奇偶校验p₂的(d＝2，k＝10)的信道字的扇出的第一个表。

图5显示说明奇偶校验p₂的(d＝1，k＝8)的信道字的扇出的第二个表。

图6显示说明奇偶校验p₄的(d＝2，k＝10)的信道字的扇出的第三个表。

图7显示对于d＝2，k＝10编码的各种检测器的比特错误率性能；p₂方案用于SBTSE检测，与游程长度推迟检测(RPD)比特检测器级联；相位错误(p₂-P)和局部可能性(p₂-L)用做信道端信息；并且

图8显示对于d＝2，k＝10编码的各种检测器的比特错误率性能；p₂-方案和p₄-方案用于奇偶校验解码，与维特比比特检测器级联；仅局部可能性用做信道端信息。

下面描述与组合代码一起的奇偶校验码的一般概念。

与合并在这里做参考的Perry等人编码方案(参见上面)类似，本发明建议在信道比特流中识别代码段，但是在我们的情况下代码段定义为对应于M用户字序列的信道比特流的一部分(如果ECC基于字节则其通常是字节)。对于每个代码段，本发明想要实现应用于该代码段的dk限制的信道比特流的一个或一组奇偶校验条件。

下面，重点在单一类型的比特错误的奇偶校验。

图1显示代码段1的结构，称为奇偶校验段，包括二进制信息信号BIS的连续用户字2序列的数据比特流。奇偶校验段1划分为第一部分S1和第二部分S2。

数据比特流转换为受限二进制信道信号CBCS的连续信道字3序列的数据比特流。根据本发明的方案涉及至少两个信道码C_st、C_pc，两者将完整的用户字2映射成相应的信道字3。由C_st表示的第一个码是“标准”RLL代码，并且设计为具有高编码效率。所有用户字2，除了最后一个，都用代码C_st RLL编码进具有长度N_st的信道比特的信道字3。因此，获得奇偶校验段1的第一部分S1。奇偶校验段1的第二部分S2通过特殊码，也就是由C_pc表示的奇偶校验使能码获得。这个代码仅用于奇偶校验段1的最后一个用户字2。因此，第二段S2仅包括一个信道字。C_pc的信道字3具有长度N_pc的信道比特。

代码C_pc将用户字2映射为来自一组信道字3的一个字的信道字3。信道字3组对于需要满足的每个奇偶校验条件包括至少两个信道字3。选择要编码的实际信道字3目标在于将完整代码段1的奇偶校验条件设置为预定值。

下面描述奇偶校验编码的分级方案；其用于不止单一类型的比特错误。

通常，在比特检测时生成的比特错误不是单一类型。图1的方案仅解决最显著的比特错误模式。在用于奇偶校验编码分级方案中，本发明解决一组主要的错误事件，并且根据发生的可能性将其排序。例如，在d＝2 RLL编码中，由游程长度推迟比特检测器(见例如EP 0 885499 A2；以及T.Nakagawa，H.Ino和Y.Shimpuku，“A Simple DetectionMethod for DLL Codes(Run detector)(用于DLL码的简单检测方法(游程检测器)”，IEEE1997年9月，磁学会刊，卷33，第3262-3264页，都合并在这里供参考)留下的最显著的错误模式是：

-单一比特转换偏移错误，以及

-偏移的3T(最小游程长度)错误。

图2显示分级奇偶校验编码方案。为简单起见，考虑最可能和第二可能错误事件的这种情况。对于两种类型的错误事件可以设计奇偶校验条件，并且可以分别构建相关的奇偶校验使能码C_pc，1和C_pc，2、C_pc，1和C_pc，2表示对于最显著以及第二显著类型错误事件的奇偶校验使能码；没有码指示的用户字2将与“标准”码C_st一起编码。因为第二种错误模式的概率可能(很)低于第一种错误模式，希望在较短的段4上应用奇偶校验条件(1)而不是在较长的段5上应用奇偶校验条件(2)。因此，定义了奇偶校验段的分级，一级由C_pc，1保护，并且第二级由C_pc，2保护。在图2中显示了这样的两级分级方案。级(2)的段5由级(1)的多个段4组成，之后串联用于由第二个奇偶校验码C_pc，2编码的字节的信道字3。

依赖于C_pc，1和C_pc，2的奇偶校验条件设计出各种解码策略。如果两个奇偶校验条件是正交的，则解码顺序没有关系。如果它们不是正交的(象本发明中描述的奇偶校验p₂和p₄)，则在级(2)的段5上解码奇偶校验码C_pc，2之前，先对级(1)的每个段4解码奇偶校验码C_pc，1很有利。更复杂的解码策略也可能并且在所附的权利要求范围之内。

下面描述用于检测单一单比特转换偏移错误(SBTSE)的奇偶校验值。首先描述没有DC控制的方案。

首先，描述没有DC控制的情况以便简化讨论。在下面一节，将讨论DC控制和奇偶校验编码的组合。为检测单一单比特转换偏移错误(SBTSE)，建议使用在N信道比特b_i的代码段上定义的值p₂作为奇偶校验条件(在dk符号中，‘1’-s指示转换)： $p_2=\mathrm{mod}\[{\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{N-1}{\mathrm{ib}}_i,2\].----\left(1\right)$

可以很容易地看到p₂等于以2为模在奇数比特位置上转换的数量。作为惯例，代码段的第一个比特定义为具有索引‘0’。在编码器，对于每个代码段，p₂定义为具有预定值，比方说0。对于完整代码段的p₂的值是第一个M-1信道字对p₂的贡献加上最后(M-th)信道字对p₂的贡献。因此，通过对奇偶校验使能码C_pc(用于最后(M-th)个用户字)选择信道字对于整个代码段p₂的值可以为零。

下面将演示这种奇偶校验条件的错误检测能力。假设在比特检测过程中在最初(在编码器端)奇数索引的转换处发生单一比特转换偏移错误，因此现在检测为偶数索引的。然后，奇数索引的转换的数量(N₀)减1，并且因此偶数索引的转换的数量(N_c)加1。如果错误转换最初是偶数索引的，则情况相反。在这样检测的比特流上奇偶校验条件p₂的估计将为代码段生成p₂＝1，这是一个错误标记，指示发生了错误。但是，没有关于偏移转换的位置的指示。为了定位错误，如下面所讨论的可以使用信道端信息。

还应该指出在比特检测期间发生两个转换偏移错误的情况下，奇偶校验产生p₂＝0，因此没有检测到错误。但是，出现两个这样的错误的可能性基本上低于单一错误事件的可能性。

下面描述奇偶校验段中信道字C_pc的位置的效果，也就是，字的第一个比特是否位于偶数索引或奇数索引的位置。奇偶校验码C_pc(对于SBTSE)有(至少)一组两个信道字，对于每个用户字由W₁和W₂表示。用b¹ _i和b² _i表示这两个字的dk信道比特。字的长度等于N_pc信道比特。这些字必须对奇偶校验值有相反的贡献。这些贡献依赖于C_pc的信道字是否在代码段的偶数索引或奇数索引比特位置开始，并且其由下面给出： $p_{2,E}^{W_j}=\mathrm{mod}[{\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{N_{\mathrm{pc}}-1}{\mathrm{ib}}_i^j,2],---\left(2\right)$ 以及 $p_{\mathrm{2,0}}^{W_j}=\mathrm{mod}[{\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{N_{\mathrm{pc}}-1}{(i+1)b}_i^j,2].----\left(3\right)$

显然，在偶数索引或奇数索引比特位置开始的字的奇偶校验贡献由下式相关： $p_{\mathrm{2,0}}^{W_j}=\mathrm{mod}[p_{2,E}^{W_j}+p^{W_j},2],----\left(4\right)$ 其中

是信道字W_j的奇偶性，定义为： $p^{W_j}=\mathrm{mod}[{\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{N_{\mathrm{pc}}-1}{b}_i^j,2],----\left(5\right)$

对于格式中固定长度的代码段，单一C_pc码(其第一个比特总是或者位于偶数或者位于奇数位置)足够了。但是，在代码段长度变化的情况下，会发生在偶数和奇数的第一个比特位置都需要代码C_pc。两个分离的代码用于这个目的，一个用于

，并且另一个用于

。如果包括一个额外的设计标准，则这两个代码可以融合为单一的代码C_pc。这样，代码C_pc变得独立于奇偶校验段中其字的第一个比特的索引。额外的设计标准是属于相同用户字的代码C_pc的两个字有相同的奇偶值，除了对奇偶校验值的相反贡献之外。在这样的情况下，代码段中的信道字W_j的第一个比特是在偶数或者奇数位置变得不相关。可以在奇数(n^j ₀)和偶数(n^j _E)位置，根据每个字的转换数量规定代码C_pc的字对的信道字的特征，由下式给出：

以及利用这些参数，奇偶性以及奇偶检测值导致： $p^{W_j}=\mathrm{mod}[n_E^j+n_0^j,2],----\left(8\right)$ $p_{2,E}^{W_J}=n_0^j,----\left(9\right)$ $p_{\mathrm{2,0}}^{W_j}=n_E^j.----\left(10\right)$

对于代码C_pc的融合版本，每个字对的两个信道字必须具有相反的奇偶校验值，并且因此根据等式(9)和(10)，n^j _E和n^j ₀有相反的值，并且作为结果其有来自等式(8)的相同的奇偶性。考虑到组合码对于DC控制有替换代码，后者的特性是方便的，如下面一节所讨论的。

下面描述具有DC控制的方案，为此参考图3。图3显示了二进制信息信号BIS的连续用户字2的序列。这个序列，在信道端有受限的二进制信号的连续信道字的序列作为对应物，根据第一划分过程被划分为第一种类型的信道信号段6并且根据第二种划分过程被划分为第二种类型的信道信号段7，也就是奇偶校验段。两种划分过程构成了信道码C_sub、C_pc以及C_st(未示出)的重复方案。

通过组合码利用主码或标准码C_st，以及如Coene中所述的替换码C_sub可以实现DC控制，“Combi-Codes for DC-Free Runlength-LimitedCoding(用于无DC的游程长度受限编码的组合码)”(参见上面)合并在这里供参考。对于p₂奇偶校验码，组合码需要处理第三种类型的码，奇偶校验使能码C_pc。C_sub和C_pc的重复方案不需要相同：例如，DC控制可能比奇偶校验控制需要的更频繁，并且重复方案甚至可以是不规则的，代替周期性的。

图3显示了C_pc和C_sub具有不同的重复频率的典型的方案。具有DC控制的每个段，称为DC段6，包括恰好一个要用替换码C_sub编码的用户字2以及多个(可能是零)要用与替换码C_sub不同的代码编码的用户字2。DC段6例如以与替换码C_sub一起编码的用户字2开始。具有奇偶校验特性的每个段，称为奇偶校验段7，包括至少一个要用奇偶校验使能码C_pc编码的用户字2以及多个(可能是零)不用奇偶校验使能码C_pc编码的用户字2。奇偶校验段7例如以要用奇偶校验使能码C_pc编码的用户字结束。

下面描述如果对于p₂替换码C_sub要与奇偶校验使能码C_pc组合，则加在替换码C_sub上的额外要求。在组合码的最初提议中，仅在Coene中描述了DC控制，“Combi-Codes for DC-Free Runlength-LimitedCoding(用于无DC的游程长度受限编码的组合码)”(参见上面)替换码C_sub具有这样的特性，即对于每个用户字2，有具有相反的奇偶性并且在滑动块代码的有限状态机(FSM)中具有相同的下一状态的至少两个信道字。

对于用奇偶校验码C_pc扩展的组合码，加上额外的限制：代码字C_sub应该具有相同的奇偶校验值。利用这个额外的特性，组合码的编码策略可以如下：

首先，根据其重复方案，并且利用信道字C_sub对奇偶校验值的贡献的知识(通过独立于为C_sub选择的两个字构建相同的)选择信道字C_pc。

接着，应用为C_sub选择的信道字的DC控制，可能利用预测未来，组合决策树中的后续决定。

应该指出信道字的奇偶校验贡献依赖于其第一个比特的比特位置(偶数或奇数索引的位置)。在一般的重复方案中，字C_sub可以位于两种类型的位置。因此，要求构建两种版本的C_sub码：

-对于偶数位置，对于每个字对C^E _sub的两个信道字需要保持n^j _O固定，并且

-对于C⁰ _sub，在奇数位置，需要保持n^j _E固定。

总之，对于具有SBTSE奇偶校验和DC控制的组合码，除了标准码还需要三种代码。对于每个用户字每个额外的代码有一个字对。对于替换代码的字对的两个信道字，需要字分别具有与奇偶性n^j _E+n^j ₀相反的值，并且分别对于C^E _sub和C⁰ _sub的n^j ₀或n^j _E相同的值。对于(融合版本)奇偶校验码C_pc，同时需要与奇偶性n^j _E+n^j ₀相同的值以及n^j ₀和n^j _E相反的值。

下面描述对(d＝2，k＝10)RLL限制的具有奇偶校验p₂的代码设计。

根据本发明的一种实施方案，设计了对于类似EFM的RLL限制(d＝2，k＝10)的具有p₂奇偶校验的代码。用户字是8比特长(面向字节的代码)，并且对于C_st、C^E，0 _sub和C_pc的信道字分别具有长度15、17和17个信道比特。对于代码构建，使用与用于EFMCC组合码相同的近似特征向量以及相同的6状态有限状态机(FSM)，其在Coene的“Combi-Codes for DC-Free Runlength-Limited Coding(用于无DC的游程长度受限编码的组合码)”(参见上面)被论述。

原则上，对于奇偶校验使能码C_pc不需要对替换码C_sub基本的相同的下一状态特性。尽管如此，这个特性还是被用于C_pc，因为其对给定的用户字序列导致了确定性的编码路径。注意利用这个额外的特性，奇偶校验使能码也可用于另一个字而不是奇偶校验段中的最后一个用户字。根据图4在表1中与每个状态的扇出一起，给出了FSM的状态描述。扇出是离开一个状态的字的所有数量。对于除标准码C_st的所有代码，扇出指信道字对。

下面描述对于(d＝1，k＝8)的RLL限制的奇偶校验p₂的代码设计。

满足如p₂的二进制奇偶校验的系统开销是一个用户比特，并且相等的，需要 信道比特，其中C是RLL代码的容量。对于d＝2，对p₂需要两个信道比特的系统开销。对于d＝1，C_d＝1＝0.6942，因为

所以应用相同的系统开销。但是，后者的关系还指示1.5信道比特的最小系统开销是可行的。这样的系统开销可以利用在J.J.Ashley和B.H.Marcus，“Time-Varying Encoders for ConstrainedSystems：An Approach to Limiting Error Propagation(用于受限系统的时间变化编码器：限制错误传播的方法)”，2000年5月，IEEE，信息理论论文集，卷46，第1038-1043页中描述的时间变化编码器实现，合并在这里供参考，对于d＝1考虑到DC控制的组合码的有效实现，其等价于在Coene的“Combi-Codes for DC-Free Runlength-LimitedCoding(用于无DC的游程长度受限编码的组合码)”(参见上面)应用的部分比特的实际使用。

时间变化编码器的缺点是，对于编码器的每个阶段，需要单独的代码。仅对于DC控制的情况，需要一组四个码，并且对于奇偶校验p₂，还需要设计额外的一组两个码。作为替代，可能将p₂的替换码C_sub的DC控制功能和奇偶校验使能码C_pc的功能组合成单一的‘联合’码，由C_sub-pc表示，需要3个信道比特的联合系统开销，接近奇偶性控制和奇偶校验控制两者的最小系统开销。对于每个字节，联合码有一组四个信道字，两两有相反的奇偶性，并且两两对奇偶校验p₂有相反的贡献。对于d＝1，k＝8，利用具有8-12映射的标准码C_st，以及具有8-15映射的联合码C_sub-pc设计组合码。在码设计中使用的大致特征向量是：v_{(d＝1，k＝8)}＝{2，3，3，3，2，2，2，2，1)。在状态合并后，获得4状态FSM，如根据图5的表2所描述的。

下面描述用于检测在相同的方向上偏移的一个或两个单一比特转换偏移错误(SBTSE)的奇偶校验值。首先描述没有DC控制的方案。

如另一种奇偶校验条件，建议使用在N信道比特b_i(在dk符号中)的代码段上定义的值p₄： $p_4=\mathrm{mod}[{\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{N-1}{\mathrm{ib}}_i,4].----\left(11\right)$

p₄奇偶校验有两个用户比特的系统开销。需要奇偶校验使能码C_pc’其中字节可以映射为来自信道字的四位字节的信道字。来自信道字的四位字节的每个字对奇偶校验p₄的值有不同的贡献。在奇偶校验代码段中，仅有最后一个用户字与奇偶校验使能码C_pc一起编码。从信道字的四位字节中为段的最后一个用户字正确选择信道字，允许实现奇偶校验条件p₄的预定值，对该段，比方说零。

在如检测的RLL比特流中不同类型的错误将导致如下的p₄的不同值：一个单一比特转换偏移错误将导致值p₄＝1或p₄＝3(＝-1)，分别依赖于转换是向右还是向左偏移。检测的值p₄＝2(＝-2)指示两个转换在相同的方向上偏移了一个单一比特的距离。对于d＝2 RLL码的情况，后面的错误事件几乎肯定涉及偏移的最小游程长度(3T)。

注意，在p₄＝2的情况下，从奇偶校验的值不能确定两个转换的偏移方向。奇偶校验值p₄＝±1理论上也可以由所有的在相同方向上的三个同时的转换偏移造成，但是实际上发生这个的可能性是可以忽略的。

类似于对p₂，描述奇偶校验码C_pc如何可以独立于奇偶校验段中其字的第一个比特的索引。对于给定用户字的四个可允许的信道字的信道字由W₀、W₁、W₂和W₃表示。bⁱ _j，j＝0，...，3表示这四个字的dk信道比特。这些字的每个的长度等于N_pc信道比特。四位字节的四个字的顺序可以总安排如下： $\mathrm{mod}[{\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{N_{\mathrm{pc}}-1}{\mathrm{ib}}_i^j,4]=j,j=0,...;3.----\left(12\right)$

类似于对p₂的情况，当奇偶校验段的长度固定时，单一C_pc码(其信道字的第一个比特总是位于具有固定相位的位置，其是位置模4的索引)足够了。但是，在代码段的长度变化的情况下，会出现对于第一个比特位置的所有相位0、π/2、π和3π/2需要不同的代码C_pc。

利用额外的设计标准，这四个代码可以融合成单一的代码C_pc。在代码C_pc的信道字W₀、W₁、W₂和W₃的第一个比特处从一个相位向另一个可能相位的改变导致等式(12)的和中修改的自变量，在这个范围内，因数i变为i+1或i+2或i+3或仅保持等于i。相位的这些改变的每个在如下条件下在等式(12)上没有任何影响(对于给定用户字的四个信道字)： $\mathrm{mod}[{\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{N_{\mathrm{pc}}-1}{b}_i^k,4]=\mathrm{mod}[{\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{N_{\mathrm{pc}}-1}{b}_j^i,4],\∀k,l=0,...,3.----\left(13\right)$

这暗示值对应于一个用户字，

独立于每个字四位字节的字的字索引1。利用前面的条件，可以构建奇偶校验p₄的单一(融合版本)的代码C_pc。应该指出因为等式(13)，四位字节的四个字也有相同的奇偶性。

下面描述具有DC控制的方案。

如连同具有DC控制的p₂奇偶校验所解释的，考虑使用三个代码，标准码C_st、用于DC控制的替换码C_sub、以及用于奇偶校验p₄的奇偶校验使能码C_pc。还考虑图3的规则的重复方案，对于C_pc和C_sub具有可能的不同重复频率。替换码的两个信道字的特征在于两个字有相反的奇偶性，并且导致在调制码中有限状态机中相同的下一状态。

类似于对于p₂的情况，对给定相位j＝0，...，3，C_sub的两个代码字应对奇偶校验值p₄有相同的贡献，所述相位是在奇偶校验代码段中信道字C_sub的第一个比特的相位。该相位是确定的摸4。如果b^sub，1 _i，j和b^sub，2 _i，j表示替换码C_sub的字对的两个信道字W₁ ^sub和W₂ ^sub的第i个信道比特，其第一个比特位于相位j，则后者的条件可以写成： $\mathrm{mod}[{\mathrm{\Σ}}_i{(i+j)b}_i^{\mathrm{sub},1},4]=\mathrm{mod}[{\mathrm{\Σ}}_i{(i+j)b}_i^{\mathrm{sub},2},4].----\left(14\right)$

对于两个或更多相位不能同时实现这个要求，因为替换码的字具有相反的奇偶性。因此，对于替换码的信道字的第一个比特的每个可能的相位j，设计对于每个用户字具有信道字W_1，j ^sub和W_2，j ^sub的单独的代码C_sub ^j。

下面描述对于(d＝2，k＝10)的RLL限制的具有奇偶校验p₄的代码设计。

根据本发明，设计了对于类似EFM RLL限制(d＝2，k＝10)的p₄奇偶校验的代码。考虑了对于信道字的第一个比特位置的四个可能的相位需要的替换码的四个变体。用户字8比特长，并且对于C_st、C_sub ^{0，1，2，3}和C_pc的信道字分别长度为15、17和19信道比特。

对于代码的构建，如对p₂一样使用相同的近似特征向量；对6状态有限状态机(FSM)的状态描述与用于根据图4的表1中设计的代码稍微有不同，其与在Coene的，“Combi-Codes for DC-FreeRunlength-Limited Coding(用于无DC的游程长度受限编码的组合码)”(参见上面)中论述的EFMCC组合码相关。

原则上，对于奇偶校验使能码C_pc不需要对于替换码C_sub基本的相同的下一状态特性。尽管如此，对于C_pc还是采用这个特性，因为其对于给定的用户字序列导致确定性的编码路径。根据图6在表3中与每个状态的扇出一起给出了FSM的状态描述。仅对于标准码C_st，扇出指单一的信道字。对于替换码C_sub ^{0，1，2，3}，扇出指信道字对，并且对于奇偶校验使能码C_pc，扇出指信道字的四位字节。对于替换码的四个变体，对于j＝0，...，3，扇出在单一列上列出作为连续数字。

下面描述用于检测在相同方向上偏移的多达n个单一比特转换偏移错误(SBTSE)的奇偶校验值。

类似前面章节中的p₂和p₄的广义类型的奇偶校验限制可以很容易地获得如下： $p_{2n}=\mathrm{mod}[{\mathrm{\Σ}}_{i=0}^{N-1}{\mathrm{ib}}_i,2n]----\left(15\right)$

奇偶校验条件p_2n具有log₂(2n)个用户比特的系统开销。其能够检测在相同方向上的多达n个转换的单一比特偏移，以及除了p_2n＝n的所有情况下的公共方向的偏移。在几乎所有的转换偏移错误在相同方向的情况下这种奇偶校验是有趣的，对于信道的不对称脉冲响应可能是这种情况。在具有切线盘倾斜的读出期间，并且当没有使用自适应均衡时可能发生这种情况。

下面描述通过信道端信息的错误定位过程。

在比特检测之后，在奇偶校验段的检测的RLL比特流上的奇偶校验限制的估计允许在该段出现SBTS错误(对于p₂的情况)的检测。为了定位错误，信道端信息如合并在这里供参考的Saitoh等人建议的(参见上面)使用。

信道端信息可以从信号波形中获得的替代信息中获得，例如，以局部可能性信息的形式。现在更详细地解释对于p₂的情况：

考虑在其中检测到违反奇偶校验限制的奇偶校验段。对于在检测的信道比特流中出现的每个单独的转换，如果RLL限制允许则考虑向左和/或向右的偏移。对于每种偏移转换的情况，以偏移转换为中心，计算局部比特序列的可能性。

由信道响应的跨度(这在维特比检测器中使用)确定局部序列的扩展。通过对于局部序列中不同信道比特的计算的分支矩阵的和得到可能性。怀疑是错误的，并且因此需要再次偏移回来的转换是产生最高可能性的那个。

使用信道端信息的第二种方式是通过搜索具有最大相位错误(绝对值)的转换来查明错误转换，如在定时恢复期间在相位锁定循环(PLL)中检测的。在EP 0 885 499 A2中描述了使用来自相位错误的信息的类似测量，合并在这里供参考，假设比特检测器在检测的RLL比特流中纠正游程长度破坏。这样的检测器称为游程检测器，如在T.Nakagawa，H.Ino和Y.Shimpuku，“A Simple Detection Method forDLL Codes(Run detector)(用于DLL码的简单检测方法(游程检测器)”，1997年9月，IEEE磁学会刊卷33，第5号，第3262-3264页中描述的，或者称为游程长度推迟检测器(RPD)。

为发明的目的，然后错误的转换如相位错误的符号所指示的偏移回来。在纠正偏移转换之后，p₂的值如在编码器端设置的再次等于零，并且其可以继续纠正的信道比特流的解调。

很明显因使用奇偶校验码的比特错误率的改善依赖于生成RLL比特流的比特检测器的质量。很清楚，有利的是，在采用奇偶校验解码之前，使用RPD检测器或甚至是合并在这里供参考的在W.Coene，H.Pozidis，M.van Dijk，J.Kahlman，R.van Woudenberg，B.Stek，“Channel Coding and Signal Processing for OpticalRecording Systems beyond DVD(用于DVD之外的光记录系统的信道码和信号处理)”磁记录会议会议录，TMRC 2000，圣何塞，IEEE，磁学论文集，中公开的具有类似PRML性能的次最优检测器，代替简单门限检测器。还可能在完全维特比检测器或PRML(部分响应最大可能性)比特检测器之后采用奇偶校验解码。下面论及这些情况中的一些。

下面特别根据模拟结果演示在光记录情节中建议的奇偶校验方案的性能。为这个目的，根据下列线性模型生成模拟的应答信号： $x_k=\underset{i=-\∞}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}{a}_1{f}_{k-1}+n_k={(a*f)}_k+n_k,---\left(16\right)$

其中x_k是来自光驱动器的(模拟)信号的采样，a_k表示存储在盘上的双极RLL信道比特，f_k是光记录信道的脉冲响应，并且n_k是附加的白高斯噪声(AWGN)。隐含地假设光读出是线性过程。

根据合并在这里供参考的G.Bouwhuis，J.Braat，A.Huijser，J.Pasman，G.van Rosmalen和K.Schouhamer Immink的Principles of Optical Disc System(光盘系统的原理)，Adam Hilger有限公司，布里斯托尔，英国，1985年，中公开的Braat-Hopkins模型生成了光信道脉冲响应f_k。这意味着f_k的傅立叶转换由下式给出：

其中Ω是频率的标准化测量(Ω＝1对应波特率1/T)，并且Ω_c表示(低通)光信道频率响应的标准化截止频率。F(Ω)表达式仅在基本间隔[-0.5，0.5]，并且在对称应用之外有效。对于使用波长λ的激光二极管并且具有数字光圈NA的镜头的光记录系统，由 ${\mathrm{\Ω}}_c=\frac{2\mathrm{NA}}{\mathrm{\λ}}T$ 给出标准化(空间的)截止频率。对于DVD系统，λ＝650nm，NA＝0.6并且T＝133nm，得到Ω_c≈0.25。

使用生成作为(d＝2，k＝10)最大熵RLL序列的信道比特流a_k。通过进行F(Ω)反转傅立叶转换并且将结果的响应截取成21个抽头(绕最大幅度抽头的10个抽头)计算在本发明的实施方案中使用的脉冲响应f_k。

应答序列x_k在发送到检测器之前被均衡。在均衡器输出处的序列由下式给出：

     y_k＝(x*w)_k＝(a*f*w)_k+(n*w)_k＝(a*p)_k+U_k，        (18)

其中w_k是均衡器的脉冲应答，p_k＝(f*w)_k是组合(信道和均衡器)的响应，并且U_k是过滤的噪声。均衡器抽头是基于LMS算法自适应调整的，以便最小化合适的错误信号的均方值。均衡器适应的目的在于使信道响应f_k定形为目的响应g_k＝[0.29，0.5，0.58，0.5，0.29]。这个响应的傅立叶转换与光信道F(Ω)的频率响应匹配的很好，并且选择用于最小噪声增强。均衡器输出处的频率y_k应用于门限检测器(TD)以便生成信道比特a_k的估计值。然后利用如在EP 0 885 449 A2和Nakagawa等人(参见上面)公开中的游程长度推迟比特检测器来纠正检测的比特流中RLL代码限制的违反。

首先，检测应用于与RPD级联的p₂的奇偶校验编码。在包含N＝100信道比特的代码段上定义奇偶校验值p₂。选择相对低的值N以便最小化在一个段中多个SBTSE的可能性。无论何时p₂＝1，都出现错误标志。

考虑了两种使用信道端信息的方式，或者通过相位错误，或者通过局部可能性信息。图7说明了对等式(18)的信号应用上述检测器，以及奇偶校验检测/纠正方案的结果。显示的是作为信道SNR(以分贝为单位)的函数的每个方案的比特错误率(BER)性能，这里定义为SNR＝E_f/O² _n，其中E_f表示信道f_k的能量并且O² _n是噪声n_k的方差。

图7还显示了维特比检测器(VD)的性能，其实现部分响应最大可能性(PRML)检测。关于使用信道端信息，结果是使用局部可能性信息比使用相位错误生成更好的性能。其还显示，对于10^-4的BER等级(对应于测量的200个错误)，奇偶校验方案比RPD需要少1.75dB，比二进制限制器(TD)少2.5dB，而其落后VD大约1dB的SNR。

其次，应用与维特比检测器级联的对p₂的奇偶校验编码的检测。图8中显示这些结果。仅使用局部可能性信息来定位错误。还考虑了在包含N＝200个信道比特的代码段上定义的奇偶校验条件p₄(保持相关系统开销与p₂相同)。在10^-4的BER等级，p₂和p₄奇偶校验方案比VD分别需要大约少0.7 5dB和1dB的SNR。

因为与VD相比，p₂和p₄方案的复杂性是最小的，所以当奇偶校验方案与RPD检测器级联使用时可用于提供有吸引力的性能/复杂性折衷。应该指出，为完整性，通过合适地选择目标响应g_k可以改善RPD和奇偶校验方案的性能。

总之，根据本发明，提出了一种利用RLL码组合的奇偶校验RLL编码的方案。所有的代码是滑动块代码，为了减少错误传播优选地应用于固定长度符号上。除了设计用于高代码率的标准代码，提出了允许在信道比特流段上实现某种奇偶校验限制的奇偶校验使能码。这个限制设计用于解决信道的特定类型的随机错误。奇偶校验限制的违反允许信道比特流的段中的错误检测。

为了纠错，优选地使用信道端信息。为纠正单一比特转换偏移错误，奇偶校验编码可以是因数16，比通过利用里德-索罗门码的标准纠错解码的纠错更有效。

该方案还可以与另一种码，替换码组合，以便实现DC控制。通过组合码的奇偶校验码合并了另两种已有方案的优点，即合并在这里供参考的Perry等人的解析方案以及Gopalaswamy等人(参见上面)的串联方案：简单，高编码效率，并且没有错误传播。

提出了对于不同奇偶校验限制的一些实际的d＝2和d＝1 RLL码。在需要DC控制的情况下，组合码方案中单独的代码的数量依赖于奇偶校验限制，并且依赖于替换码和奇偶校验使能码的重复频率。例如，对于p₄奇偶校验限制，其能够检测相同方向上的多达两个转换偏移错误，并且还包括DC控制，需要最大六个单独的码。

Claims (28)

1.一种用于将二进制信息信号(BIS)的连续用户字(2)的序列的数据比特流转换为要通过信道发送的受限二进制信道信号(CBCS)的连续信道字(3)的数据比特流的方法，其中：

a)所述二进制信息信号(BIS)和/或所述受限二进制信道信号(CBCS)被划分成信道信号段，称为奇偶校验段(1，7)，其中每个所述奇偶校验段(1，7)被划分成第一部分(S1)和第二部分(S2)，

b)利用来自第一组一个或多个信道码的代码获得所述第一部分(S1)，所述第一组包括第一种类型的信道代码(C_st)，以及

c)利用来自第二组一个或多个信道码的代码获得所述第二部分(S2)，所述第二组包括至少一个设计作为奇偶校验使能码用于实现加在所述奇偶校验段(1，7)上的预定奇偶校验限制的第二种类型的信道代码(C_pc)，其中所述奇偶校验限制与所述信道的预定错误事件相关。

2.根据权利要求1的方法，其中所述奇偶校验段(1，7)中的一些具有与其他奇偶校验段(1，7)不同的长度。

3.根据权利要求1的方法，其中所述第一种类型的信道码(C_st)是第一游程长度受限码。

4.根据权利要求1的方法，其中所述第二种类型的信道码(C_pc)是第二游程长度受限码。

5.根据权利要求1的方法，其中所述第二组包括用于获得所述奇偶校验段(1，7)的所述受限二进制信道信号(CBCS)的多个奇偶校验使能码(C_pc，1，C_pc，2)，奇偶校验使能码(C_pc，1，C_pc，2)的每个允许实现加在所述受限二进制信道信号(CBCS)上的不同的预定奇偶校验限制，其中使用所述奇偶校验使能码(C_pc，1，C_pc，2)的数量依赖于与每个奇偶校验使能码(C_pc，1，C_pc，2)允许实现的奇偶校验限制相关的错误事件出现的概率。

6.根据权利要求1的方法，其中所述第二组包括用于获得所述奇偶校验段(1，7)的所述受限二进制信道信号(CBCS)的多个奇偶校验使能码(C_pc，1，C_pc，2)，每个奇偶校验使能码允许实现加在所述受限二进制信道信号(CBCS)上的不同的预定奇偶校验限制，其中使用所述奇偶校验使能码(C_pc，1，C_pc，2)的数量依赖于从信道的预定错误事件中恢复的需要。

7.根据权利要求1的方法，其中所述信道的所述预定错误事件是单一比特转换偏移错误(SBTSE)。

8.根据权利要求1的方法，其中所述信道的预定错误事件是一组在相同方向上偏移的多达n个单一比特转换偏移错误(SBTSE)。

9.根据权利要求1的方法，其中所述信道的预定错误事件是在单一比特上的单一最小游程偏移错误。

10.根据权利要求1的方法，其中

a)所述二进制信息信号(BIS)和/或所述受限二进制信道信号(CBCS)被根据第一种划分过程分成第一种类型的信道信号段(6)并且被根据第二种划分过程分成第二种类型的信道信号段(1，7)，成为所述奇偶校验段(1，7)，两个划分过程组成信道码(C_st、C_sub、C_pc)的重复方案，

b)利用第一组信道码(C_st、C_sub)获得所述第一种类型的信道信号段(6)，所述第一组还包括第三种类型的信道码(C_sub)，其中

i)所述第一种类型的信道码(C_st)用于将所述用户字(2)的数据比特转换为所述信道字(3)的数据比特并且

ii)所述第三种信道码(C_sub)用于将所述用户字(2)的数据比特转换成所述信道字(3)的数据比特并且用于在所述受限二进制信道信号(CBCS)上实现DC控制。

c)利用所述第二组信道码获得所述第二种类型的信道信号段(1，7)，所述第二组包括所述第一组信道码(C_st、C_sub)以及所述至少一个第二种类型的信道码(C_pc)，以及

d)根据所述重复方案将与所述第一种类型的信道信号段(6)相关的所述用户字(2)的数据比特被用所述第二种类型的信道码(C_pc)编码。

11.根据权利要求10的方法，其中每个所述第一种类型的信道信号段(6)有相同的长度，称为第一种类型段长度，和/或其中每个所述第二种类型信道信号段(7)有相同的长度，称为第二种类型段长度。

12.根据权利要求11的方法，其中第一种类型段长度和第二种类型段长度是相同的。

13.根据权利要求10的方法，其中所述奇偶校验使能码(C_pc)安排用于实现DC控制，其中所述第一组信道码仅用于将所述用户字(2)的数据比特转换为所述信道字(3)的数据比特。

14.一种用于将二进制信息信号(BIS)的连续用户字(2)的序列的数据比特流转换成受限二进制信道信号(CBCS)的连续信道字(3)序列的数据比特流的设备，用于执行根据前面的权利要求的任何一个的方法之一。

15.一种特别根据权利要求14的用于将二进制信息信号(BIS)的连续用户字(2)的序列的数据比特流转换成要通过信道发送的受限二进制信道信号(CBCS)的连续信道字(3)序列的数据比特流的设备，包括：

a)用于将所述二进制信息信号(BIS)和/或所述受限二进制信道信号(CBCS)分成称为奇偶校验段(1，7)的信道信号段的划分装置，其中每个所述奇偶校验段(1，7)被划分成第一部分(S1)和第二部分(S2)，

b)用于利用来自第一组一个或多个信道码的代码将所述用户字(2)的数据比特编码成所述第一部分(S1)的所述信道字(3)的数据比特的第一信道码编码装置，所述第一组包括第一种类型的信道码(C_st)以及

c)用于利用来自第二组一个或多个信道码的代码将所述用户字

(2)的数据比特编码成所述第二部分(S2)的所述信道字

(3)的数据比特的第二信道码编码装置，所述第二组包括至少一个设计作为奇偶校验使能码用于实现加在所述奇偶校验段(1，7)上的预定奇偶校验限制的第二种类型的信道码(C_pc)，其中所述奇偶校验限制与所述信道的预定错误事件相关。

16.根据权利要求15的设备，

a)还包括设计用于将所述二进制信息信号(BIS)和/或所述受限二进制信道信号(CBCS)根据第一种划分过程分成第一种类型的信道信号段(6)并且根据第二种划分过程分成第二种类型的信道信号段(7)的划分装置，成为所述奇偶校验段(1，7)，两个划分过程组成信道码(C_st、C_sub、C_pc)的重复方案，其中

b)第一种信道码编码装置被设计用于利用第一组信道码(C_st、C_sub)获得所述第一种类型的信道信号段(6)，所述第一组还包括第三种类型的信道码(C_sub)，其中

i)所述第一种类型的信道码(C_st)用于将所述用户字(2)的数据比特转换为所述信道字(3)的数据比特并且

ii)所述第三种信道码(C_sub)用于将所述用户字(2)的数据比特转换成所述信道字(3)的数据比特并且用于在所述受限二进制信道信号(CBCS)上实现DC控制。

c)第二种信道码编码装置被设计用于利用所述第二组信道码获得所述第二种类型的信道信号段(1，7)，所述第二组包括所述第一组信道码(C_st、C_sub)以及所述至少一个第二种类型的信道码(C_pc)，以及

d)所述第一种和/或第二种信道码编码装置被设计用于根据所述的重复方案用所述第二种类型的信道码(C_pc)对与所述第一种类型的信道信号段(6)相关的所述用户字(2)的数据比特编码。

17.根据权利要求15或16的设备，包括用于合并所述编码段(6，7)以便形成所述受限二进制信道信号(CBCS)的合并装置。

18.在执行根据权利要求1到13的任何一个的方法之一后获得的包括受限二进制信道信号(CBCS)的数据比特流的信号。

19.在其上的轨道中记录根据权利要求18的信号的记录载体，其中信息模式表示信号部分，其信息模式包括第一和第二部分，在所述轨道的方向上交替，所述第一部分显示可检测特性并且所述第二部分显示与所述第一特性有区别的可检测特性，并且具有所述第一特性的所述部分表示具有第一逻辑值的比特单元并且具有所述第二特性的所述部分表示具有第二逻辑值的比特单元。

20.一种用于将受限二进制信道信号(CBCS)的连续信道字(3)序列的数据比特流解码成二进制信息信号(BIS)的连续用户字(2)序列的数据比特流的方法，包括将根据权利要求18的信号转换成具有一个第一或第二个值之一的比特的比特串的步骤，所述信号包括长度m的信道字，其中m等于m₁，或m等于m₂，或m等于m₃，所述比特串包含n比特信息字。

21.一种特别根据权利要求20的用于将受限二进制信道信号(CBCS)的连续信道字(3)序列的数据比特流解码成二进制信息信号(BIS)的连续用户字(2)序列的数据比特流的方法，其中

a)所述受限二进制信道信号(CBCS)包括信道信号段，称为奇偶校验段(1，7)，其中每个所述奇偶校验段(1，7)包括第一部分(S1)和第二部分(S2)，

b)利用来自第一组一个或多个信道码的代码解码所述第一部分(S1)，所述第一组包括第一种类型的信道码(C_st)，以及其中

c)利用来自包括至少一个设计作为奇偶校验使能码用于实现加在所述奇偶校验段(1，7)上的预定奇偶校验限制的第二种类型的信道码(C_pc)的第二组一个或多个信道码的代码解码所述第二部分(S2)，其中所述奇偶校验限制与所述信道的预定错误事件相关。

22.根据权利要求21的方法，其中

a)从来自所述奇偶校验段(1，7)的受限二进制信道信号(CBCS)的检测比特估计所述奇偶校验段(1，7)的所述奇偶校验限制的值，并且与在编码操作期间加在所述奇偶校验段(1，7)上的奇偶校验限制的值相比较并且

b)如果奇偶校验限制的检测值不同于奇偶校验限制上所加的值，则在所述奇偶校验段(1，7)中纠正信道错误事件的最可能出现。

23.根据权利要求22的方法，其中利用以比特同步信道信号波形的局部可能性信息形式的信道端信息确定在所述奇偶校验段(1，7)中最可能的信道错误事件的位置。

24.根据权利要求22的方法，其中利用以在用于定时恢复的锁相环中估计的比特同步信道信号波形的信号转换相位误差的形式的信道端信息确定在所述奇偶校验段(1，7)中最可能的信道错误事件的位置。

25.根据权利要求21或22的方法，其中所述第一种类型信道信号段(6)和所述第二种类型信道信号段(7)构成信道码(C_st、C_sub、C_pc)的重复方案，其中

a)利用第一组信道码(C_st、C_sub)解码所述第一种类型的信道信号段(6)，所述第一组还包括第三种类型的信道码(C_sub)，其中

i)所述第一种类型的信道码(C_st)用于将所述信道字(3)的数据比特解码为所述用户字(2)的数据比特并且

ii)所述第三种信道码(C_sub)用于将所述信道字(3)的数据比特解码成所述用户字(2)的数据比特并且可能用于在所述受限二进制信道信号(CBCS)上检测DC控制信息，并且其中

b)利用所述第二组信道码解码所述第二种类型的信道信号段(1，7)，所述第二组包括所述第一组信道码(C_st、C_sub)以及所述至少一个第二种类型的信道码(C_pc)，以及

c)根据所述重复方案用所述第二种类型的信道码(C_pc)对与所述第一种类型的信道信号段(6)相关的所述信道字(3)的数据比特解码。

26.一种用于将受限二进制信道信号(CBCS)的连续信道字(3)序列的数据比特流解码成二进制信息信号(BIS)的连续用户字(2)序列的数据比特流的设备，所述设备包括用于将根据权利要求18的信号转换成具有一个第一或第二值的比特的比特串的转换装置，所述信号包括m比特的信道字，所述比特串包含n比特信息字。

27.一种特别根据权利要求26的用于将受限二进制信道信号(CBCS)的连续信道字(3)序列的数据比特流解码成二进制信息信号(BIS)的连续用户字(2)序列的数据比特流的设备，包括

a)所述受限二进制信息信号(CBCS)包括信道信号段，称为奇偶校验段(1，7)，其中每个所述奇偶校验段(1，7)包括第一部分(S1)和第二部分(S2)，

b)用于利用来自第一组一个或多个信道码的代码解码所述第一部分(S1)的第一信道码解码装置，所述第一组包括第一种类型的信道码(C_st)以及

c)用于利用来自第二组的一个或多个信道码解码所述第二部分(S2)的第二信道码解码装置，所述第二组包括至少一个设计作为奇偶校验使能码用于实现加在所述奇偶校验段(1，7)上的预定奇偶校验限制的第二种类型的信道码(C_pc)，其中所述受限的奇偶校验与所述信道的预定错误事件相关。

28.根据权利要求27的设备，其中所述第一种类型信道信号段(6)和所述第二种类型信道信号段(7)构成信道码(C_st、C_sub、C_pc)的重复方案，

a)第一信道码解码装置被设计用于利用所述第一组信道码(C_st、C_sub)解码所述第一种类型的信道信号段(6)，所述第一组还包括第三种类型的信道码(C_sub)，其中

i)所述第一种类型的信道码(C_st)用于将所述信道字(3)的数据比特解码为所述用户字(2)的数据比特并且

ii)所述第三种类型的信道码(C_sub)用于将所述信道字(3)的数据比特转换成所述用户字(2)的数据比特并且用于在所述受限二进制信道信号(3)上检测DC控制信息，并且其中

b)第二信道码解码装置被设计用于利用所述第二组信道码解码第二种类型的信道信号段(7)，所述第二组包括所述第一组信道码(C_st、C_sub)以及所述至少一个第二种类型的信道码(C_pc)，以及

c)所述第一和/或第二信道码解码装置被设计用于根据所述重复方案利用所述第二种类型的信道码(C_pc)对与所述第一种类型的信道信号段(6)相关的所述信道字(3)的数据比特解码。

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