CN1510840B - 数据调制、解调方法和设备、及代码排列方法 - Google Patents

数据调制、解调方法和设备、及代码排列方法 Download PDF

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Abstract

在数据解调方法和设备以及代码排列方法中，多路复用器通过将预定的多路复用方法应用于每个伪随机数据流，用预定位的多路复用信息，将按预定的长度划分的数据流多路复用为多种类型的伪随机数据流。编码器对这些多种类型的伪随机数据流进行RLL调制，以便产生包括最小DC分量的调制后码流。多路复用器用多路复用信息不连续地扰频输入数据流，来产生随机数据流。编码器不用添加了附加位的DC控制子码转换表就对每个多路复用数据流进行弱无DC RLL调制，并提供在多路复用的、RLL调制的码流中的包括最小DC分量的码流。

Description

数据调制、解调方法和设备、及代码排列方法
优先权
本申请要求分别于2002年9月27日和2002年10月17日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请2002-58809和2002-63534的优先权，此处包含其全部内容作为参考。
技术领域
本发明涉及数据调制和解调领域，本发明尤其涉及数据调制方法和设备、数据解调方法和设备以及代码排列方法，提供的调制码错误传播概率降低、编码效率高且具有DC抑制能力。
背景技术
多模式编码方法提供了对没有DC抑制能力的调制码的DC抑制能力。在多模式编码方法中，将附加a位信息插入到输入数据流，根据附加a位信息产生2a随机数据流，即使在该2a随机数据流中执行没有DC抑制能力的调制时，也选择包含最小DC分量的调制后数据流中的一个，所以，调制后数据流有DC抑制能力。
美国专利6,225,921公开了“用来将n-位源字编码/译码成相应的m-位信道字，并将m-位信道字编码/译码成相应的n-位源字的装置”，其中，代码(d＝1，k＝7，m＝2，n＝3)的冗余度约2％，其编码率R是R＝49/75＝0.6533，其编码效率R/C(d，k)是R/C(d，k)＝0.6533/0.6793＝96.2％。为了方便，在美国专利6,225,921中使用的调制码称为A-代码。
美国专利6,281,815公开了“分配DC抑制能力增强了的RLL码的方法、调制方法、解调方法及其解调设备”，其中，当代码(d＝1，k＝8，n＝12)的冗余度约2％，其编码率R是R＝32/49＝0.6531，其编码效率R/C(d，k)是R/C(d，k)＝0.6531/0.6853＝95.3％。为了方便，在美国专利6,281,815中使用的调制码称为B-代码。这里，“C”指取决于“d”和“k”的能力。
在Kees A.Schouhamer Immink，Shannon Foundation Publishers，chapter13，1999的“用于大量数据存储系统”中描述的可控扰频方法中，当将冗余的4位插入数据的每25个字节中，将该数据RLL(1，7)调制，编码率R是R＝200/306＝0.6536，编码效率R/C(d，k)是R/C(d，k)＝0.6536/0.6793＝96.2％。在上述文献中使用的调制码称为C-代码。
上述传统调制方法中的编码率类似，即，在95.3％-96.2％的范围内，图1中显示了表示A-代码、B-代码和C-代码的DC抑制能力的功率频谱密度(PSD)曲线。
然而，在上述文献中公开的多模式编码方法中，将数据流变为随机数据所需的附加信息的利用的频率应当增加到具有足够的DC抑制能力。而且，即使开发了编码效率较高的调制技术，DC抑制能力也可能不足。例如，当美国专利6,281,815中公开的B-代码不包含冗余位时，可以抑制DC，但是，在没有附加位的情况下，不能有足够的DC抑制能力。在下文中，不用冗余位就能抑制DC但是没有附加位时抑制能力弱的代码称为弱无DC调制代码。
图2示出了将输入数据流转换为随机数据的传统多路复用方法。在韩国专利1999-703183中公开了传统的多路复用方法，用该方法，通过用附加a位信息对输入数据流连续扰频，将输入数据流转换为2a随机数据流，该专利由SANYO DENKI CO.，LTD提交，题为“数字调制电路、数字调制方法、数字解调电路和数字解调方法”。
图2中，用“异或”装置对多路复用信息st和代码调制单位xi，o到xi，u-1执行“异或”运算，将预定的位数据xi，o到xi，u-1组成的输入数据流y i (称为代码调制单位)转换为随机数据流f(y i /st)。
换言之，通过用“异或”装置对第一代码调制单位xi，o和初始数据(多路复用信息)st执行“异或”运算，将第一代码调制单位xi，o转换为数据yt i，o。通过对转换后的数据yt i，o和代码调制单位xi，1执行“异或”运算，将下一代码调制单位xi，1转换为数据yt i，1。尔后，对先前的代码调制单位的转换后数据和要转换的代码调制单位重复“异或”运算，直到数据输入流y i 的最后代码调制单位xi，u-1，以便产生每个代码调制单位的转换后数据。
图3示出了在将输入数据流根据图2所示的多路复用方法转换为随机数据、限制游程长度(RLL)调制、记录到存储媒体上并从存储媒体再现时，经RLL流f′(y i /st)求逆解调的流y′ i 。
在数据的求逆期间，除了未求逆RLL流f′(y i /st)的第一解调代码单位(多路复用信息st)和恰在要求逆的解调代码单位之前的解调代码单位(初始数据或未求逆解调代码单位)之外，通过对每个要求逆的解调代码单位重复执行“异或”运算来产生解调后的流y′ i 。
换言之，通过对第一解调代码单位yt i，o和初始数据(多路复用信息)st执行“异或”运算，将第一解调代码单位yt i，o求逆为数据xi，o。下面，通过对第一未求逆解调代码单位yt i，o和解调代码单位yt i，1执行“异或”运算，将解调代码单位yt i，1求逆为数据xi，1。尔后，对要求逆的解调代码单位和恰在要求逆的解调代码单位之前的解调代码单位重复“异或”运算，直到RLL流f′(y i /st)的最后解调代码单位，以便产生每个解调代码单位的求逆数据。
如上所述，数据的求逆期间，在解调代码单位的求逆中使用一个未求逆的解调代码单位。这样，当在要求逆的解调代码单位中出现错误时，该错误也影响接下来的解调代码单位。例如，当未求逆解调代码单位
Figure G031650252D00031
有错误时，该错误影响求逆数据x* i，u-3和接下来的数据x* i，u-2。
相应地，在现有技术中，当RLL流f′(y i /st)有错误时，错误传播到解扰频的数据x* i，u-3和接下来的数据x* i，u-2。错误传播是利用扰频的多模式编码方法的一般特点。
发明内容
本发明提供了一种数据调制方法和设备，通过保持上述3个参考中所述的DC抑制能力和将多模式编码方法应用于弱无DC调制码，提供具有更高DC抑制能力的高效调制码。
本发明还提供了一种数据调制方法和设备以及数据解调方法和设备，以便减小错误传播的可能性。
本发明还提供了一种数据调制方法和设备以及数据解调方法和设备，采用通过保持DC抑制能力和断续扰频输入数据，产生伪随机数据流的多路复用方法。
本发明还提供了通过产生满足a(d，k)约束条件的码字来排列弱无DC调制码，然后排列码字的方法，从而即使在根据排列码流期间的边界规则排列码字时，也保持码流的初始特性。
根据本发明的一个方面，数据调制方法将m-位数据调制为n-位(n≥m)码字，这里，将将最小游程长度限制限定为“d”并且将最大游程长度限制限定为“k”。按预定的长度划分输入数据流，根据预定的多路复用方法用多路复用信息多路复用输入数据流，以便提供多路复用的数据流。多路复用的数据流是弱无DC限制游程长度(RLL)-调制的，没有包括附加位的分离的DC控制代码转换表，然后，提供在多路复用、RLL调制的码流中具有最小DC分量的码流。
根据本发明的另一方面，数据调制方法将m-位源数据调制为n-位(n≥m)码字，这里，将最小游程长度限制限定为“d”并且将最大游程长度限制限定为“k”。通过对每个伪随机数据流应用预定的多路复用方法，用预定位的多路复用信息将按预定的长度划分的输入数据流多路复用为多种类型的伪随机数据流。将这些多种类型的伪随机数据流进行RLL调制，以便产生执行了最佳DC抑制的调制后码流。
根据本发明的又一方面，数据调制方法将m-位源数据调制为n-位(n≥m)码字，这里，将最小游程长度限制限定为“d”并且将最大游程长度限制限定为“k”。通过对每个伪随机数据流应用预定的多路复用方法，用预定位多路复用信息将按预定的长度划分的输入数据流多路复用为多种类型的伪随机数据流。多路复用的数据流是弱无DC RLL调制的，不利用包括附加位的DC控制代码转换表，并且提供在多路复用的、RLL调制的码流中包括最小DC分量的码流。
根据本发明的还一方面，数据解调方法将n位的输入数字数据解调为m位(n≥m)的解调代码单位，以便产生具有预定长度的未求逆数据流。用多路复用信息将该未求逆数据流不连续地解扰频，以便产生求逆的数据流。
根据本发明的还一方面，将m位源数据排列为n位(n≥m)码字的方法将最小游程长度限制“d”限定为1，将最大游程长度限制“k”限定为7。当将码字a连接到码字b时，码字a是先前的码字，从码字b1和b2中选择码字b，其中将码字a连接到码字b1的码流是X1，其中将码字a连接到码字b2的码流是X2，排列码字b1和b2，以具有根据码字中的值“1”的位数是奇还是偶来预测下一代码的转变的反向参数INV。当码字a连接到码字b1或b2时，虽然根据边界规则将码字a，b1或b2调制成另一类型的码字，但是，排列码流X1和X2以具有反向参数INV。
根据本发明的还一方面，设备通过将最小游程长度限制限定为“d”并将最大游程长度限制限定为“k”，将m-位源数据调制成n-位(n≥m)码字，以便来改善DC抑制能力。该设备包括：多路复用器，用多路复用信息对按预定的长度划分的输入数据多路复用，以便提供多路复用数据流；和编码器，不用添加了附加位的DC控制子码转换表，对该多路复用数据流进行弱无DC RLL调制；和选择器，在多路复用的、RLL调制的码流中选择包含最小DC分量的码流。
根据本发明的还一方面，数据调制设备将m-位源数据调制为n-位(n≥m)码字，这里，将最小游程长度限制限定为“d”并且将最大游程长度限制限定为“k”。数据调制设备包括：多路复用器，通过将预定的多路复用方法应用于每个伪随机数据流，用预定位的多路复用信息，将按预定的长度划分的输入数据流多路复用为多种类型的伪随机数据流；和编码器，对这些多种类型的伪随机数据流进行RLL调制，以便产生其中执行了最佳DC抑制的调制后码流。
根据本发明的还一方面，数据调制设备将m-位源数据调制为n-位(n≥m)码字，这里，将最小游程长度限制限定为“d”并且将最大游程长度限制限定为“k”。数据调制设备包括：多路复用器，通过将预定的多路复用方法应用于每个伪随机数据流，用预定位的多路复用信息，将按预定的长度划分的输入数据流多路复用为多种类型的伪随机数据流；和编码器，不用添加了附加位的DC控制子码转换表，对该多路复用数据流进行弱无DC RLL调制；和选择器，在多路复用的、RLL调制的码流中选择包含最小DC分量的码流。
根据本发明的还一方面，数据解调设备包括：译码器，将每个n位的输入数字数据解调为m-位(n≥m)的解调代码单位，以便产生具有预定长度的未求逆数据流；和多路分解器，用多路复用信息不连续地将该未求逆数据流解扰频，以便产生求逆的数据流。
可以用计算机可读媒体的计算机可执行指令来实现本发明的方法的操作。
在下文的描述中解释本发明的其余方面和优点，在描述中可部分明了这些方面和优点，也可在本发明的实践中来学习。
附图说明
结合附图，本发明的这些和/或其它方面和优点将变得明显，也可从下面对实施例的描述更易于理解：
图1示出了传统代码的功率频谱密度(PSD)曲线；
图2示出了传统的多路复用方法；
图3示出了再现用图2所表示的传统多路复用方法转换的数据时的错误传播特性；
图4是根据本发明的实施例的一个方面的数据调制设备的框图；
图5示出了利用应用于图4的多路复用器的伪扰频的多路复用方法；
图6示出了再现用图5所表示的传统多路复用方法转换的数据时的错误传播特性；
图7示出了PSD曲线，显示根据本发明的实施例的一个方面的数据调制方法中的DC抑制能力；
图8显示了主码群的码字特性；
图9显示了用于DC控制的辅码群的码字特性；
图10显示了根据结束零的数量EZ确定的下一码群ncg；
图11示出了将将码字a连接到码字b时的游程长度限制(RLL)条件；
图12显示了不满足图11的RLL条件时代码转换前后的参数INV改变；
图13示出了由用于DC控制的码字b1和b2造成的码流发散的实例；
图14显示了在同步信号中转换为多路复用ID的多路复用信息和图4所示的多路复用ID插入器；
图15A到15E显示了考虑到上述条件时产生和排列的主代码转换表；
图16显示了考虑到上述条件时产生和排列的用于DC控制的子码转换表；
图17示出了根据本发明的实施例的一个方面的RLL(1，7)码的PSD曲线；
图18显示了根据本发明的实施例的RLL(1，7)码的记录密度和记录效率，以及A-代码、B-代码和C-代码的记录密度和记录效率；
图19示出了根据本发明的实施例的一个方面的RLL(2，10)码的PSD曲线；和
图20显示了RLL(2，10)的记录密度和记录效率，以及现有8-14调制加(EFMP)码的记录密度和记录效率。
具体实施方式
现在，详细参考本发明的这些实施例，在附图中说明了其实例，其中，相似的标号都表示相似的组件。在下文中描述这些实施例，目的是通过参考附图来解释本发明。
图4是根据本发明的实施例的数据调制设备的框图。参考图4，可以如方程1来表达输入数据流，并如方程2中那样用vXu分切器10来划分。换言之，将输入数据流分为vXu(＝k)数据流，即，均为u字节长的v个数据流。
x＝(x0，x1，...，xk-1，...，x1-1)            ......(1)
B x = x 0,0 , x 0,1 , . . . , x 0 , u - 1 x 1,0 , x 1,1 , . . . , x 1 , u - 1 . . . x i , 0 , x i , 1 , . . . , x i , j , . . . , x i , u - 1 x v - 1,0 , x v - 1,1 , . . . , x v - 1 , u - 1 = y 0 ‾ y 1 ‾ . . . y i ‾ y v - 1 ‾ . . . . . . ( 2 )
这里，xi，j＝xixu+j。
利用伪扰频的多路复用器20通过将a位信息添加到每个vXu数据流，将由vXu分切器10划分的每个vXu数据流多路复用为L＝2a个数据流，然后根据所添加的多路复用信息s，将L＝2a数据流转换为伪随机数据。将u字节长度的数据流y i 多路复用为含不同内容的2au字节数据，如方程3和4所示。
C y ＝(C 0 ，C 1 ，...，C i ，...，C v-1 )       ......(3)
C i = s 0 , y 0 i , 0 , x i , 1 , . . . , x i , q - 1 , x i , q + 1 , . . . , y 0 i , p * q , . . , x i , u - 1 s 1 , y 1 i , 0 , x i , 1 , . . , x i , q - 1 , y 1 i , q , x i , q + 1 , . . . , y 1 i , p * q , . . , x i , u - 1 s L - 1 , y L - 1 i , 0 , x i , 1 , . . , x i , q - 1 , y L - 1 i , q , x i , q + 1 , . . . , y L - 1 i , p * q , . . , x i , u - 1 = f ( y i ‾ / s 0 ) f ( y i ‾ / s 1 ) f ( y i ‾ / s L - 1 ) - - - ( 4 )
其中，u-1是q的倍数，p＝0，1，...，r，r是(u-1)/q的均分(share)，q指扰频间隔指数。函数f(y i /s)指用多路复用信息s将输入数据流y i 转换为随机数据的结果。
根据所添加的多路复用信息s的位数，同步信号和多路复用ID插入器30可以有多个信道(这里，L＝2a)。同步信号和多路复用ID插入器30将同步模式插入2a多路复用伪随机数据流，即添加了多路复用信息s的多路复用伪随机数据流，然后，将多路复用信息s转换为多路复用ID。
根据添加的多路复用信息，弱无DC RLL编码器40可以有多个信道(这里，L＝2a)，并对调制码进行弱无DC RLL调制。这里，根据RLL调制，将m-位源数据转换为n-位码字(n≥m)，其受限于最小游程长度“d”约束条件和最大游程长度“k”约束条件。
弱无DC RLL编码器40将代码编码为满足预定的RLL条件的码字，该代码当在包含附加位的附加DC抑制代码转换表不出现的条件下不存在冗余时能够抑制DC，但是有弱DC抑制能力。即，最小游程长度d＝1且最大游程长度k＝7的RLL(1，7，8，12)码根据上述RLL条件将码字分组为多个码字，用主代码转换表和子码转换表对这些码字RLL调制，所述主代码转换表中排列码字，使源字的码字流具有DC控制性能，所述子码转换表用于满足预定的RLL条件的DC控制，并且通过将不必要的码字移出主代码转换表而制成。
同步信号和多路复用ID插入器30可以通过将最小游程长度“d”限定为2，将最大游程长度“k”限定为7，将多路复用信息转换为多路复用ID，以便增大最小标记或坑的尺寸，从而减小信号的干扰噪声。作为另一方面，弱无DC RLL编码器40可以编码代码，例如，RLL(2，10，8，15)码，这里，最小游程长度限制“d”是2，最大游程长度限制“k”是10。
比较器和选择器50在2aRLL调制后流中选择DC分量数目最少的RLL调制后流。
图5示出了利用应用于图4所示多路复用器20的伪扰频的多路复用方法。本发明参考了利用伪扰频不连续地扰频输入数据的方法作为多路复用方法。
在利用伪扰频的多路复用方法中，如图2所示，如果数据位置出现错误，该错误就造成下一数据的错误。相应地，如果不连续地扰频数据而不影响码流的DC分量，就可以减小错误传播到下一数据的可能性。
图5中，通过用不连续的第q“异或”装置，对多路复用信息st和xi，0到xi，u-1的不连续的第q个多路复用信息执行“异或”运算，将包括xi，0到xi，u-1的u字节长的输入数据流y i 转换为伪随机数据f(y i /si)。
当多路复用信息st的位数a少于或等于输入数据的位数m时，用多路复用信息st的所有位将u字节长的输入数据流y i 多路复用。然而，如果a＜m，则输入数据的最低有效位(LSB)、输入数据的最高有效位(MSB)的a位或输入数据的m位的a位到伪随机数据的转换显示了与所有m位到伪随机数据的转换几乎相同的效率。
换言之，通过对第一代码调制单位xi，0和初始数据(多路复用信息)st执行“异或”运算，将第一代码调制单位(要调制的第一数据)xi，o调制为数据yt i，0。不对代码调制单位xi，1到xi，q-1执行“异或”运算，这样，代码调制单位xi，1到xi，q-1输出不变。尔后，对调制后数据yt i，0和不连续的第q调制单位的代码调制单位xi，q执行“异或”运算，以便产生下一调制后数据yt i，q。重复“异或”运算直到输入数据流y i 的最后一个不连续的第q调制单位。
图6示出了再现根据图5中表示的利用伪扰频的多路复用方法调制的伪随机数据时的错误传播特性。在数据求逆期间，数据流f′(y i /st)是用译码器(未示出)解调的RLL流，所述译码器根据调制期间使用的RLL调制方法来解调数据流。而且，图6所示的结构可以称为多路分解器，其用多路复用信息不连续地解扰频未求逆数据，以便提供求逆后数据流。
图6中，对初始数据(多路复用数据st)和第一解调代码单位yt i，0执行“异或”运算，然后，对要求逆的每个不连续的第q解调代码单位和每个第q解调代码单位之前的每个解调代码单位执行“异或”运算，以便产生恢复的数据。
换言之，对第一解调代码单位yt i，0和初始数据(多路复用数据st)执行“异或”运算，以便产生求逆数据xi，0。不对解调代码单位xi，1到xi，q-1执行“异或”运算，并且解调代码单位xi，1到xi，q-1输出不变。尔后，对第一解调代码单位yt i，0(未求逆)和不连续的第q解调代码单位的第一第q解调代码单位yt i，q执行“异或”运算，以便产生求逆数据xi，q。下面，重复“异或”运算，直到未求逆数据流f′(y i /st)的最后一个不连续的第q解调代码单位。
相应地，将伪随机数据RLL调制，存储在诸如光盘的存储媒体上，作为RLL流f′(y i /st)从存储媒体再现。然后，如果只在没由“异或”运算转换为另一类型数据的RLL流f′(y i /st)的数据x*i，q+1中出现错误，错误就不传播到另一数据。只有在相应于输入数据的再现后RLL流中产生错误时才出现错误传播，所述输入数据经“异或”运算调制为另一类型的数据。
当根据图5所表示的利用伪扰频的多路复用方法将数据转换为伪随机数据时，与图2所表示的多路复用方法相比，将错误传播的可能性减小到1/q(q是“异或”运算的周期)。这里，应当确定q的值以在RLL调制之后接受DC能力。错误传播的可能性和DC抑制能力可以随q的值的增大而减小。相反，错误传播的可能性和DC抑制能力可以随着q的值的减小而增加。
图7描绘了PSD曲线，显示DC抑制能力随着“异或”运算周期q的改变。显示了取决于“异或”运算周期q的调制后码流的DC抑制能力，其中，多路复用信息st的位数a是2，多路复用长度u是50，要调制的输入数据的位数m是8。对多路复用信息st的2位和8位输入数据的LSB的2位执行“异或”运算。PSD曲线显示了“异或”运算周期q是1字节、5字节、10字节、15字节和20字节时随“异或”运算的结果变化的DC抑制能力。从图7可见，虽然每5个字节执行“异或”运算，但是，DC抑制能力几乎不变，而错误传播率可减小到1/5。
现在解释根据本发明的实施例的弱无DC RLL调制码。
根据记录密度和DC抑制能力评价RLL(d，k，m，n)码。这里，m指数据位数(也指源数据的位数或信息字的位数)，n指调制后码字的位数(还称为信道位数)，d指可以在码字的“1”位之间的连续0的最小数(最小游程长度限制)，k指码字中“1”位之间的连续0的最大数(最大游程长度限制)。码字之间的位隙由相应于在记录或再现中使用的时钟信号的周期的T来表示。
在调制方法中，可以通过减小数n但不改变最小游程长度限制d和数m来增大记录密度。然而，RLL码应满足码字中的最小游程长度限制d和最大游程长度限制k。这样，满足RLL(d，k)条件的码字的数量是2m(m是数据的位数)或2m以上。然而，为了实际使用RLL码，码字与码字连接的部分也应满足RLL(d，k)条件，并且当代码的DC分量影响光学记录和/或再现设备的性能时，要使用的码字应具有DC抑制能力。
在本发明的实施例中，产生两种类型的代码表，即，用于DC控制的主代码转换表和子码转换表，用于要调制的源代码的码字。
下面描述主代码转换表和子码转换表中产生码字的方法，用RLL(1，7)码作为实例，这里，最小游程长度限制是1，最大游程长度限制7。
图8说明主转换的多个码字群和这些码字群的码字特性。
当最小游程长度限制是d，最大游程长度限制是k，源数据的位数是m，调制后码字的位数是n，从调制后码字的LSB到MSB的连续0的数量是结束零(EZ)，从MSB到LSB的连续0的个数是引导零(LZ)，根据LZ条件将d＝1，k＝7，m＝8和0≤EZ≤5的码字分类如下。
(1)满足1≤LZ≤7的码字数为210。
(2)满足0≤LZ≤4的码字数为316。
(3)满足0≤LZ≤2的码字数为264。
为了调制8位源数据，码字数应当是至少256个或256个以上。然而，在群(1)中，码字数少于256，这样，就取满足不同的LZ条件的码字部分来补充码字的短缺。换言之，从群(2)中满足LZ＝0的码字减去51个“1010xxxxxxxx”码字，然后加到群(1)中的码字。然后，群(1)中的码字数成为261，群(2)中的码字数成为265，群(3)中的码字数成为264。结果，群(1)、(2)和(3)均包含256个或256个以上的码字，这样，可以满足要调制的8位源数据的码字的最小数“256”。从每个群(1)、(2)和(3)取出256个码字，造成3个主码群MCG1、MCG2和MCG3。图8中，主码群MCG1相应于包含群(1)，群(1)包含满足1≤LZ≤7的码字和从群(2)取出的51个码字，主码群MCG2和MCG3分别相应于群(2)和(3)。只用每个主码群MCG1、MCG2和MCG3的256个码字作为要调制的源数据的码字。
图9示出了用于DC控制的子码转换表的多个码字群和这些码字群的码字特性。
子码转换表中的码字是满足6≤EZ≤7的码字、主码群MCG1，MCG2和MCG3的冗余码字以及满足5≤LZ≤6或LZ＝3的码字，然后用作辅码群。下面详细描述产生子码转换表的码字的条件，用ACG1、ACG2和ACG3来表示辅码群。
辅码群ACG1包含15个码字，这15个码字得自：满足6≤EZ≤7且LZ≠0的8个码字+主码群MCG1的5个冗余码字+满足6≤EZ≤7且LZ＝0的2个“1010xxxxxxxx”码字。
辅码群ACG2包含40个码字，这40个码字得自：满足6≤EZ≤7且0≤LZ≤6的12个码字+满足0≤EZ≤5且5≤LZ≤6的21个码字+主码群MCG2的9个冗余码字一满足6≤EZ≤7且LZ＝0的2个“1010xxxxxxxx”码字。
辅码群ACG3包含51个码字，这51个码字得自：满足6≤EZ≤7且0≤LZ≤3的10个码字+满足0≤EZ≤5且LZ＝3的33个码字+主码群MCG3的8个冗余码字。
图10显示了参数ncg，参数ncg表示根据参考图6所述的主代码转换表和参考图9所述的用于DC控制的子码转换表中先前码字a的结束零的数量EZ_a所确定的下一个码群M＝ncgdet，即，先前码字a的下一个码群。根据数字EZ_a确定码字b所属的码群。换言之，如果数字EZ_a是“0”，码字b的码群是“1”(＝MCG1)，如果1≤EZ_a≤3，码字b的码群是2(＝MCG2)，如果4≤EZ_a≤7，码字b的码群是3(＝MCG3)。
连接码字a和码字b的部分必须满足RLL(d，k)条件。
图11示出了当码字b与码字a连接时的RLL(d，k)条件。通过将码字a的结束零的EZ_a数加到码字b的引导零的LZ_b数而获得的值应当大于或等于最小游程长度d且小于或等于最大游程长度k，目的是满足RLL(d，k)条件。
图12示出了码字a和b不符合参考图11所述的RLL(d，k)条件时代码调制前后的参数INV的改变。参数INV表示下一码字的转变，这里，如果码字中值“1”的位数是偶数，参数INV就是“0”，而如果码字中值“1”的位数是奇数，参数INV就是“1”。另外，数字和值(DSV)参数指码字流中的DSV，低绝对DSV表示码字流包含小量的DC或低频分量。码字和值(CSV)参数表示码字中的DC值，用于测量代码调制期间的DC或低频分量，低CSV表示码字包含小量的DC或低频分量。如果在码字流中累积到当前码字的INV值是“0”，将下一码字的CSV值加到累加到下一码字之前的码字的DSV值，以便更新DSV值。如果累积的INV值是“1”，对下一码字的CSV的符号求反，然后加到累积的DSV值，以便更新DSV值。
参考图12，根据先前的码字a的结束零的数量EZ_a确定码字b所属的码群。在指定一个码群作为码字b的码群的情况下，码字b的码群可以不满足RLL(d，k)条件，其中所指定的码群由于缺少主代码转换表和用于DC控制的子码转换表中的码字而从另一代码转换表取出码字。图12中，码字b的码群违反d≤EZ_a+LZ_b≤k，这里，改变了码字a的结束零的数量EZ_a。与RLL条件不符所造成的码字改变称为“边界规则”。表示码字流中的值“1”的位数是偶数或奇数的参数INV可能根据边界规则从代码调制之前的状态有所改变。这样，码字以用于DC控制的代码转换表中预定的顺序排列。
图13示出了用于DC控制的码字b1和b2造成的码字流的发散。根据本发明实施例的代码调制的显著特点是两个可选代码转换表中的码字具有相反的INV特性(表示码字流中的值“1”的位数是奇数还是偶数)，目的是控制直流电(DC)。这样，由于两个可选的代码转换表中的码字具有相反的INV特性，所以，可以排列两个码字中的一个用于最佳DC控制。如上所述，根据边界条件，参数INV可能被改变。然而，这一改变在可在DC控制点选择的两个代码转换表中出现相同的现象时，即在两个代码转换表中都改变参数INV时并不重要。相应地，在本发明的实施例中，考虑到以下条件来设计代码转换表。
首先，在将码字a连接到码字b的位置A，可以选择码字b1和b2作为码字b。这种情况下，码字a数量EZ_a的结束零与“xxxxxxxxx101”中相同，码字b1数量LZ_b1的引导零与“101xxxxxxxxx”中相同，码字b2数量LZ_b2的引导零与“101xxxxxxxxx”中相同。换言之，具有如“101xxxxxxxxx”中的多个引导零的码字被置于主码群MCG1和辅码群ACG1中相同的位置，具有如“xxxxxxxxx101”中的多个结束零的码字被置于主码群MCG1和辅码群ACG1、主码群MCG2和辅码群ACG2、以及主码群MCG3和辅码群ACG3中相同的位置。相应地，当码字a的多个结束零与“xxxxxxxxx101”中相同时，码字a的参数INV改变或不改变。这样，根据边界规则，码字b1所属的码流和码字b2所属的码流具有相反的INV特性。
下面，当码字b1和b2分别与码字c连接时，在码字b连接到码字c的位置B，虽然根据边界规则将码字b1、b2或c调制为另一类型的码字，但是，码字b1连接到码字c的码流同码字b2连接到码字c的码流具有相反的参数INV。
现在解释同步模式和多路复用ID。
在将“1”位之间的连续0的最大数“k”限制为7的调制方法中，使用违反限制k＝7的同步模式“010000000010000000010”。
同步模式：010000000010000000010
如图14所示，将4位多路复用信息调制为6位多路复用ID，以便将数据流多路复用。这种情况下，将一个数据流转换为L＝24＝16种类型的随机数据流。
图15A到15E说明了考虑到上述条件而产生和排列的主代码转换表。
图16显示了考虑上述条件而产生和排列的用于DC控制的子码转换表。检查先前的码字(图13的码字a)和随后的码字(图13的码字c)是否违反游程长度限制。当先前的码字和随后的码字不违反游程长度限制时，应当使用子码转换表中的码字。
图17示出了根据本发明RLL(1，7)调制的码流的PSD曲线。
图18将根据本发明的实施例的RLL(1，7)码的编码率和编码效率与传统的A-代码、B-代码和C-代码的编码率和编码效率进行比较。RLL(1，7)码具有与传统的A-代码、B-代码和C-代码相似的DC抑制能力和更高的编码效率。结果，可以将记录密度提高约2％。
图19示出了PSD曲线，显示根据本发明的实施例的RLL(2，10，8，15)的DC抑制能力和在传统DVD上使用的8-14调制加(EFMP)码的DC抑制能力。这里，除了主代码转换表之外，EFMP码还利用用于DC控制的分离的代码转换表抑制DC。在本申请人提交的韩国专利申请2001-21360中公开了RLL(2，10，8，15)码的一个实例。本发明的实施例执行弱无DC RLL调制，其用主代码转换表和用于DC控制的子码转换表，而不使用包含附加位的分离的子码转换表。
图20将根据本发明实施例的RLL(2，10，8，15)的编码率和编码效率与EFMP码的编码率和编码效率进行比较。RLL(2，10，8，15)码具有与EFMP码类似的DC抑制能力和更高的编码效率，这就将记录密度增大了5.4％。
本发明的实施例可有效地应用于存储数字数据的多种存储媒体，尤其是诸如高密度数字多用途光盘(HD-DVD)的高密度存储媒体。
如上所述，本发明可以将弱无DC调制码与多模式编码方法结合，以便提供DC抑制能力提高了高效调制码。结果，可以提高记录密度。
此外，当用在DC抑制RLL调制期间用另一类型的码字代替违反RLL条件的码字时，可以排列所代替的码字，以维持码流的DC抑制能力。结果，可以实现码流的DC抑制能力提高的效果。
此外，在多模式编码方法中，将输入数据不连续地扰频，以便多路复用为伪随机数据，从而去除DC分量。这样，可以保留DC抑制能力，并且与利用一般的扰频方法的多模式编码方法相比，可以减小错误传播的可能性。
可以用计算机可读媒体的计算机可执行指令来实现本发明的方法的操作。
虽然已经显示和描述了本发明的几个实施例，但是，本领域的技术人员要知道，可以对实施例进行改变而不背离本发明的原理和精神，其范围由权利要求和其等同内容来限定。

Claims (41)

1.一种将m-位源数据调制为n-位码字的数据调制方法，其中，n≥m并且m和n是正整数，最小游程长度限制限定为“d”并且最大游程长度限制限定为“k”，“d”和“k”是正整数，所述数据调制方法包含：
按预定的长度划分输入数据流，并且根据预定的多路复用方法利用多路复用信息将输入数据流多路复用，以便提供多路复用数据流；
使用主代码转换表和DC控制子码转换表，对多路复用数据流进行弱无DC RLL调制；和
在多路复用的、RLL调制的码流中提供DC分量最小的码流。
2.根据权利要求1所述的数据调制方法，其中，多路复用方法使用扰频方法。
3.根据权利要求1所述的数据调制方法，其中，多路复用方法使用交织方法。
4.根据权利要求1所述的数据调制方法，其中，弱无DC RLL调制通过以下方式进行：产生符合预定的RLL条件的码字，以及用主代码转换表和DC控制子码转换表根据该预定的RLL条件将这些码字分组，在所述主代码转换表中排列码字使源字流具有DC抑制能力，所述DC控制子码转换表通过以下方式得到：从所述主代码转换表取出符合该预定RLL条件的不必要的码字。
5.根据权利要求4所述的数据调制方法，其中，最小游程长度限制“d”是1，最大游程长度限制“k”是7。
6.根据权利要求4所述的数据调制方法，其中，在弱无DC RLL调制中，在主码群和DC控制辅码群中的相同数据的码字具有相反的INV值，以便控制DC，其中，INV是根据码字流中的值“1”的位数是奇数还是偶数来预测下一码字的转变方向的参数。
7.根据权利要求4所述的数据调制方法，其中，主代码转换表包含满足条件0≤EZ≤5、1≤LZ≤7、0≤LZ≤4和0≤LZ≤2的码字群，其中，EZ是表示码字中从最低有效位到最高有效位的连续0的数目的结束零，LZ是表示从最高有效位到最低有效位的连续0的数目的引导零。
8.根据权利要求7所述的数据调制方法，其中，包含源代码少于要调制的最少数量码字的主代码转换表的码群之一通过以下方式准备：从包含码字大于该最小数量的码群之一去除冗余码字，使得保留大于该最小数量的码字。
9.根据权利要求4所述的数据调制方法，其中，DC控制子转换表包含：
包含满足6≤EZ≤7且LZ≠0的码字、第一主码群的冗余码字和满足6≤EZ≤7且LZ＝0的“1010xxxxxxxx”码字的群，其中，EZ是表示从最低有效位到最高有效位的连续0的数目的结束零，LZ是表示从最高有效位到最低有效位的连续0的数目的引导零；
包含满足6≤EZ≤7且≤LZ≤6的码字、满足0≤EZ≤5且5≤EZ≤6和第二主码群的冗余码字的群，该群去除了满足6≤EZ≤7且LZ＝0的“1010xxxxxxxx”码字；和
包含满足6≤EZ≤7且0≤LZ≤3的码字、满足0≤EZ≤5且LZ＝3的码字以及第三主码群的冗余码字的群。
10.根据权利要求9所述的数据调制方法，其中，当码字a，b1和c的流以及码字a，b2和c的流成对且码字b1和b2是DC控制子码转换表中具有相反I NV特性的码字时，虽然由于违反码字a，b1和b2的流同码字b1，b2和c的流之间的预定游程长度限制而转换码字a，b1，b2或c，但是，在主代码转换表和DC控制子码转换表中排列码字，使得码字a，b1和c的调制后流与码字a，b2和c的调制后流具有相反的INV特性。
11.根据权利要求4所述的数据调制方法，其中，最小游程长度限制“d”是2，最大游程长度限制“k”是10。
12.根据权利要求1所述的数据调制方法，还包含将同步模式插入添加了多路复用信息的多路复用数据流，并将该多路复用信息转换为多路复用ID。
13.根据权利要求12所述的数据调制方法，其中，多路复用ID满足最小游程长度限制“d”为2与最大游程长度限制“k”为10，从而增大最小标记长度，以便减小信号的干扰噪声。
14.一种将m-位源数据调制为n-位码字的数据调制方法，其中，n≥m并且m和n是正整数，最小游程长度限制限定为“d”并且最大游程长度限制限定为“k”，“d”和“k”是正整数，所述数据调制方法包含：
通过将预定的多路复用方法应用于每个伪随机数据流，使用预定位的多路复用信息，来将按预定的长度划分的输入数据流多路复用为多种类型的伪随机数据流；和
使用主代码转换表和DC控制子码转换表，对这些多种类型的伪随机数据流进行RLL调制，以便产生执行了最佳DC抑制的调制后码流。
15.根据权利要求14所述的数据调制方法，其中，通过用多路复用信息不连续地扰频输入数据流，来产生伪随机数据流。
16.根据权利要求15所述的数据调制方法，其中，当st是用于多路复用被划分为均具有u字节长的v个数据流的输入数据流的多路复用信息时，多路复用信息st的位数a少于或等于输入源数据的位数m，其中，u和v是正整数。
17.根据权利要求16所述的数据调制方法，其中，伪随机数据流的产生包含：
对多路复用信息st和多种类型的伪随机数据流的第一代码调制单位的头m位数据执行“异或”运算，以产生调制后数据；
从第二代码调制单位到第q-1代码调制单位将数据不加改变地输出而不执行“异或”运算；
对第一代码调制单位和第q代码调制单位执行“异或”运算，以便产生下一调制后数据；和
重复输入数据流的从第q代码调制单位到最后代码调制单位的“异或”运算。
18.根据权利要求17所述的数据调制方法，其中，当“异或”运算周期是q时，这里，q是正整数，将错误传播的可能性减小到1/q。
19.根据权利要求14所述的数据调制方法，还包含：
将输入数据流分为预定的长度；
在产生伪随机数据流时将同步模式插入添加了多路复用信息的多路复用的伪随机数据流，并将多路复用信息转换为多路复用ID；和
比较多种类型的RLL调制后码流，以便选择包含最小DC分量的码流。
20.一种将m-位源数据调制为n-位码字的数据调制方法，其中，n≥m并且m和n是正整数，最小游程长度限制限定为“d”并且最大游程长度限制限定为“k”，“d”和“k”是正整数，所述数据调制方法包含：
通过将预定的多路复用方法应用于每个伪随机数据流，使用预定位的多路复用信息，来将按预定的长度划分的输入数据据流多路复用为多种类型的伪随机数据流；和
使用主代码转换表和DC控制子码转换表，对这些多路复用数据流进行弱无DC RLL调制，并提供在多路复用的、RLL调制的码流中的包含最小DC分量的码流。
21.根据权利要求20所述的数据调制方法，其中，通过用多路复用信息不连续地扰频输入数据流，来产生伪随机数据流。
22.根据权利要求21所述的数据调制方法，其中，当st是用于多路复用被划分为均具有u字节长的v个数据流的输入数据流的多路复用信息时，多路复用信息st的位数a少于或等于输入源数据的位数m，其中，u和v是正整数。
23.根据权利要求22所述的数据调制方法，其中，伪随机数据流的产生包含：
对多路复用信息st和多种类型的随机数据流的第一代码调制单位的头m位数据执行“异或”运算，以产生调制后数据；
从第二代码调制单位到第q-1代码调制单位将数据不加改变地输出而不执行“异或”运算；
对第一代码调制单位和第q代码调制单位执行“异或”运算，以便产生下一调制后数据；和
重复输入数据流的从第q代码调制单位到最后代码调制单位的“异或”运算。
24.根据权利要求23所述的数据调制方法，其中，当“异或”运算周期是q时，这里，q是正整数，将错误传播的可能性减小到1/q。
25.根据权利要求20所述的数据调制方法，还包含：
将输入数据流分为预定的长度；
在产生伪随机数据流时将同步模式插入添加了多路复用信息的多路复用的伪随机数据流，并将多路复用信息转换为多路复用ID；和
比较多种类型的RLL调制后码流，以便选择包含最小DC分量的码流。
26.根据权利要求20所述的数据调制方法，其中，弱无DC RLL调制通过以下方式进行：产生符合预定的RLL条件的码字，以及用主代码转换表和用DC控制子码转换表根据该预定的RLL条件将这些码字分组，在所述主代码转换表中排列码字使源字流具有DC抑制能力，所述DC控制子码转换表通过以下方式得到：从所述主代码转换表取出符合该预定RLL条件的不必要的码字。
27.根据权利要求26所述的数据调制方法，其中，最小游程长度限制“d”是1，最大游程长度限制“k”是7。
28.根据权利要求26所述的数据调制方法，其中，在弱无DC RLL调制中，在主码群和DC控制辅码群中相同数据的码字具有相反的INV值，以便控制DC，并且INV是根据码字流中的值“1”的位数是奇数还是偶数来预测下一码字的转变方向的参数。
29.根据权利要求26所述的数据调制方法，其中，主代码转换表包含满足条件0≤EZ≤5、1≤LZ≤7、0≤LZ≤4和0≤LZ≤2的码字群，其中，EZ是表示码字中从最低有效位到最高有效位的连续0的数目的结束零，LZ是表示从最高有效位到最低有效位的连续0的数目的引导零。
30.根据权利要求29所述的数据调制方法，其中，包含源代码少于要调制的最少数量码字的主代码转换表的码群之一通过以下方式准备：从包含码字大于该最小数量的码群之一去除冗余码字，使得保留大于该最小数量的码字。
31.根据权利要求26所述的数据调制方法，其中，DC控制子转换表包含：
包含满足6≤EZ≤7且LZ≠0的码字、第一主码群的冗余码字和满足6≤EZ≤7且LZ＝0的“1010xxxxxxxx”码字的群；
包含满足6≤EZ≤7且≤LZ≤6的码字、满足0≤EZ≤5且5≤EZ≤6和第二主码群的冗余码字的群，该群去除了满足6≤EZ≤7且LZ＝0的“1010xxxxxxxx”码字，其中，EZ是表示从最低有效位到最高有效位的连续0的数目的结束零，LZ是表示从最高有效位到最低有效位的连续0的数目的引导零；和
包含满足6≤EZ≤7且0≤LZ≤3的码字、满足0≤EZ≤5且LZ＝3的码字以及第三主码群的冗余码字的群。
32.根据权利要求31所述的数据调制方法，其中，当码字a，b1和c的流以及码字a，b2和c的流成对且码字b1和b2是DC控制子码转换表中具有相反INV特性的码字时，虽然由于违反码字a，b1和b2的流同码字b1，b2和c的流之间的预定游程长度限制/边界规则而转换码字a，b1，b2或c，但是，在主代码转换表和DC控制子码转换表中排列码字，使得码字a，b1和c的调制后流与码字a，b2和c的调制后流具有相反的INV特性。
33.根据权利要求26所述的数据调制方法，其中，最小游程长度限制“d”是2，最大游程长度限制“k”是10。
34.根据权利要求25所述的数据调制方法，其中，多路复用I D满足最小游程长度“d”是2，最大游程长度“k”是7，从而增大最小标记长度，以便减小信号的干扰噪声。
35.一种数据解调方法，包含：
将每个n位的输入数字数据解调为m位的解调代码单位，这里，n≥m并且m和n是正整数，以便产生具有预定长度的未求逆数据流；和
用多路复用信息不连续地解扰频该未求逆数据流，以便产生求逆数据流，其中，未求逆数据流的解扰频包含：
对第一解扰频代码单位和作为多路复用信息的初始数据执行“异或”运算，以便产生第一求逆数据；
将第二解调代码单位到第q-1解调代码单位输出，而不执行“异或”运算；
对第一解调代码单位和不连续的第q解调代码单位的头第q个解调代码单位执行“异或”运算，以便产生下一求逆数据；和
重复“异或”运算，直到未求逆数据流的其余第q解调代码单位的最后一个，以便提供求逆的数据流。
36.一种通过将最小游程长度限制“d”限定为1并将最大游程长度限制“k”限定为7，将m-位源数据排列成n-位码字的方法，这里n≥m，n和m是正整数，“d”和“k”是正整数，所述方法包含：
当将码字a连接到码字b时，码字a是前面的码字，从码字b1和b2选择码字b，其中将码字a连接到码字b1的码流是X1，其中将码字a连接到码字b2的码流是X2，排列码字b1和b2，以具有根据码字中的值“1”的位数是奇还是偶来预测下一代码的转变的反向参数INV；和
当码字a连接到码字b1或b2时，虽然根据边界规则将码字a，b1或b2调制成另一类型的码字，但是，排列码流X1和X2以具有反向参数INV。
37.根据权利要求36所述的方法，其中，当码字a和码字b1之间以及码字a和码字b2之间的值“0”的位数少于最小游程长度限制“d”＝1时，根据边界规则来修改码字a，b1或b2，以便排列码字a，b1和b2，使得修改的码字a和修改的码字b1之间以及修改的码字a和修改的码字b2之间的值“0”的位数大于或等于最小游程长度限制“d”，并小于或等于最大游程长度限制“k”＝7。
38.根据权利要求36所述的方法，其中，码流X1中的码字a和码流X2中的码流a均根据边界规则转换为另一类型的码字，以便具有相同的INV值，使得码流X1和X2由于码字b1和b2的INV值而具有相反的INV值。
39.一种通过将最小游程长度限制“d”限定为1并将最大游程长度限制“k”限定为7，将m-位源数据排列成n-位码字的方法，这里n≥m，n和m是正整数，“d”和“k”是正整数，所述方法包含：
当码字b连接到码字c时，码字b是前面的码字，从码字b1和b2选择码字b，其中码字b1连接到码字c的码流是Y1，其中码字b2连接到码字c的码流是Y2，排列码字b1和b2，以具有根据码字中的值“1”的位数是奇还是偶来预测下一代码的转变的反向参数INV；和
当码字b1或b2连接到码字c时，虽然根据边界规则将码字b1，b2或c调制成另一类型的码字，但是，排列码流Y1和Y2以具有反向参数INV。
40.一种数据调制方法，包括：
将源数据调制为码字，此时最小游程长度限制限定为“d”并且最大游程长度限制限定为“k”，“d”和“k”是正整数，
其中所述调制步骤包括：在码字a的结束零与码字b的引导零的和小于最小游程长度限制或大于最大游程长度限制的情况下，将码字a改变为其他码字，使得码字a的结束零与码字b的引导零的和大于或等于最小游程长度限制且小于或等于最大游程长度限制，其中码字b连接到码字a，码字a为前面的码字，结束零为从码字a的最低有效位到最高有效位的连续0的数目，引导零为从码字b的最高有效位到最低有效位的连续0的数目。
41.根据权利要求40所述的数据调制方法，其中，最小游程长度限制“d”是1，最大游程长度限制“k”是7，所述改变包括在码字a的结束零为“0”并且码字b的引导零为“0”的情况下，将码字a改变为最低有效位为“0”的码字。
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