CN1732533A - 编码系统 - Google Patents

编码系统 Download PDF

Info

Publication number
CN1732533A
CN1732533A CNA2003801078821A CN200380107882A CN1732533A CN 1732533 A CN1732533 A CN 1732533A CN A2003801078821 A CNA2003801078821 A CN A2003801078821A CN 200380107882 A CN200380107882 A CN 200380107882A CN 1732533 A CN1732533 A CN 1732533A
Authority
CN
China
Prior art keywords
data
ecc
code
modulation code
modulating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2003801078821A
Other languages
English (en)
Inventor
W·M·J·M·科伊内
A·H·J·伊明克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of CN1732533A publication Critical patent/CN1732533A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G11B20/12—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers
    • G11B20/1217—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers on discs
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G11B20/10009—Improvement or modification of read or write signals
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G11B20/14—Digital recording or reproducing using self-clocking codes
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G11B20/14—Digital recording or reproducing using self-clocking codes
    • G11B20/1403—Digital recording or reproducing using self-clocking codes characterised by the use of two levels
    • G11B20/1423—Code representation depending on subsequent bits, e.g. delay modulation, double density code, Miller code
    • G11B20/1426—Code representation depending on subsequent bits, e.g. delay modulation, double density code, Miller code conversion to or from block codes or representations thereof
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G11B20/18—Error detection or correction; Testing, e.g. of drop-outs
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G11B20/18—Error detection or correction; Testing, e.g. of drop-outs
    • G11B20/1833—Error detection or correction; Testing, e.g. of drop-outs by adding special lists or symbols to the coded information
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/03—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words
    • H03M13/05—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/31—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes combining coding for error detection or correction and efficient use of the spectrum
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G11B20/12—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers
    • G11B20/1217—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers on discs
    • G11B2020/1249—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers on discs wherein the bits are arranged on a two-dimensional hexagonal lattice
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G11B20/12—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers
    • G11B2020/1264—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers wherein the formatting concerns a specific kind of data
    • G11B2020/1288—Formatting by padding empty spaces with dummy data, e.g. writing zeroes or random data when de-icing optical discs
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B2220/00—Record carriers by type
    • G11B2220/20—Disc-shaped record carriers
    • G11B2220/25—Disc-shaped record carriers characterised in that the disc is based on a specific recording technology
    • G11B2220/2537—Optical discs
    • G11B2220/2541—Blu-ray discs; Blue laser DVR discs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Error Detection And Correction (AREA)
  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)

Abstract

本发明涉及结合调制编码和ECC编码的编码策略。特别涉及其中沿着在带的径向方向包括许多位行的一维展开带执行2D编码的情况，该方向与前一方向正交。本方案还涉及高速率调制编码。根据本发明，通过替换两个基本子单元构造带，每个具有自己的调制码。第一子单元包括多个位行，以及它的(高速率)调制码具有通过使用大代码字实现的高编码效率。第二子单元包括单一或极少的位行，并且它的调制码具有较低的效率，这使它更不敏感于误差传播：第二类型子单元的另一目的是将第一类型子单元粘合在一起并同时维持在第一类型子单元边界的2D限制。第一子单元涉及大多数或所有源数据，并在ECC编码之前首先被编码。第二子单元涉及ECC奇偶数据，以及源数据的剩余数据。在编码器和解码器，涉及调制码编码器(和解码器)，以及ECC编码器(和解码器)的精确次序采取特别检测。

Description

编码系统
本发明涉及一种将用户数据的用户数据流多维编码为信道数据流的编码装置和相应方法，特别是二维编码用户数据流。本发明还涉及相应解码装置和方法。而且，本发明涉及表示编码过的信道数据流的数据结构的信号以及存储该信号的存储介质。最后，本发明还涉及用于实施由计算机执行的所述方法的计算机程序。
在数字光学记录中，以连续的步骤完成信道编码。可以区分为两个主要的部分：传送部分，包括其中用户在记录介质上存储数据或通过传送线传送数据的写信道，以及接收部分，包括其中同一或其他用户试图通过读取存储在介质上或通过传送线传送的数据来恢复原始信息的读信道。
为了实现高效的高级可靠性，在存储或传送之前首先要编码数据。该信道编码一般包括纠错码(ECC)和调制码(MC)。在传送部分的信道编码器由纠错码编码器(ECC编码器)和调制码编码器(MC编码器)组成，通常它们以这个顺序一个接一个的级联。
位于信道接收部分的是物理信号检测，具有扫描介质上的信息或从传送线接收数据的读取头，然后是从检测的信号尽可能可靠的获得写或传送位(也称为信道位)的位检测模块。这些部件先于信道解码，信道解码由传送部分元件的各个相应部件组成，首先是MC解码器，然后是ECC解码器。
ECC以奇偶符号的形式增加冗余性，这使当出现诸如随机错误和/或突发错误的信道缺陷时有可能恢复正确信息，所述诸如随机错误或突发错误的信道缺陷会发生在从介质读取或传送期间。调制码用于将随机(二进制)序列转化为具有某些所需属性的序列。
在传统的1D光学记录中，对于高速率调制码的情况，也就是代码率接近1的代码，上述常规的编码和解码系统不是非常合适。为了获得高速率，调制码编码器需要使用包括(在用户端)许多(非常多)连续ECC符号(或字节)的非常长的代码字。假设在读信道中发生单一信道错误，如在检测信道位流中转换的小偏移(simple shift)，该错误将影响信道代码字，这会导致在ECC解码前许多错误的字节。换句话说，对于高速调制码，该常规系统会受到大型错误传播的影响。
1981年出版，W.G..Bliss，“用于对基带编码数据执行纠错计算以消除错误传播的电路(Circuitry for performing Error Correction Calculations on BasebandEncoded Data to Eliminate Error Propagation)”，IBM Techn.Discl.Bul.，23卷，4633-4634页，描述了不会受到上述缺陷影响的编码和解码系统的变体。在Bliss方案的编码器中使用2个调制码编码器而不是一个。其中一个位于ECC编码器之前并具有高效率。ECC编码器根据第一调制码编码器的输出产生奇偶数据。另一调制码编码器位于ECC编码器之后，具有较低的效率并编码ECC编码器产生的奇偶数据。然后，第二调制码编码器产生的奇偶部分的约束序列与第一调制码编码器产生的数据部分的约束序列级联。Bliss方案的解码器相应地包括两个调制码解码器，一个位于ECC解码器之前，并且另一个位于ECC解码器之后，产生相应的用户数据。
如在申请号为02076665.5(PHNL 020368)的欧洲专利申请中所述的二维(2D)编码中，将2D区域划分为带，这些带在第一方向排列，并由许多位行组成，在这里引入该欧洲专利全文以供参考。在该第一方向完成编码，并基本上变成是1维的，也就是说，代码沿着一个维展开，带的正切方向。代码字并不穿过带的边界。代码字可以基于由Nr行和Nc列组成的2D区域。在基于带的编码中，将带构造为在第二方向的带的级联不会导致违反穿过带边界的限制：为此，在带的边界的位串必须满足特定边界限制。同时可以通过适当的堆积许多子块而形成较大的带。
如上所述，在互相的顶部堆叠(子)带，也就是说，在第二方向上为了2D编码自由连接，需要位串在每个(子)带的边界满足边界限制。在许多情况中，从视图的编码点出发不是一个非常有效的办法。当对应用3个位行高的子带上的2D进行编码时，上述情况会发生。2D限制可能是不会在诸如3个位行高的子带中发生的某些最坏情况的模式。最坏情况的模式是特殊位模式，对于在信道的读取部分的接收器的位检测模块是更加易于出错的。然而，如果在互相的上部叠加子带，在两个子带的边界区域，可以发现与两个子带重叠的其他两个3个位行高的区域。对于这些其他的三个位行区域，除非应用复杂的边界限制，才能满足代码限制。
本问题的另一个变体是在除了第一方向外的其他方向也会偶尔发生最坏情况的模式，也就是，在除了与带平行的其他方向，将该情况称为对角最坏情况模式。
本发明的目的是提供多维编码的编码装置和方法，以及可以避免上述问题的相应解码装置和方法，特别是在边界区域也可以满足编码限制，可以有效避免误差传播以及可以避免最坏情况位模式。
根据本发明，如权利要求1所述的编码装置，实现上述目的，包括：
用于将所述用户数据调制码编码为第一调制数据，具有高代码率的第一调制码编码单元，
用于ECC编码所述第一调制数据，获得ECC奇偶数据的ECC编码单元，
用于将所述奇偶数据调制码编码为第二调制数据的、具有比所述第一调制码编码单元较低的代码率的第二调制码编码单元，
用于将所述第一和第二调制数据合并为包括至少2个位行的所述信道数据流的调制数据合并单元，沿着第一方向一维展开，并沿着至少第二方向互相对齐，其中在所述第二方向根据预定顺序排列所述第一和第二调制数据(BS1、BS2)，特别是交替排列。
在权利要求11中定义对应的解码装置，包括：
用于将所述信道数据分离为第一和第二信道数据的信道数据分离单元；
用于将所述第二信道数据调制码解码为ECC奇偶数据、具有低代码率的第二调制码解码单元；
用于ECC解码所述第一信道数据和所述ECC奇偶数据、获得ECC解码第一信道数据的ECC解码单元；以及
比所述第二调制码解码单元具有较高代码率、用于将所述ECC解码第一信道数据调制码解码为形成所述用户数据流的ECC解码用户数据的第一调制码解码单元，
在权利要求13和14中定义对应的方法。在权利要求15和16中定义根据本发明的信号，可以将该信号存储在诸如CD、DVD或BD盘的记录载体中，如权利要求17所述。在权利要求18中定义了实现根据本发明的方法的计算机程序。
本发明根据以下想法使用至少两种类型的(调制数据的)基本子单元堆叠：在第一方向堆叠这些子单元产生完整的信道数据流，特别是CD编码的2D带。使用高速率误差传播敏感性代码编码第一子单元的数据。用具有对应较短代码字的低速率代码编码第二子单元的数据，并因此产生较少的错误传播。该第二种类型的子单元的目的有2个：第一个目的是编码由ECC编码器产生的、应用于所有第一类型子单元的第一调制数据的奇偶数据，优选的是，如在优选实施例中定义的，以及没有被第一调制码编码而必须编码的剩余用户数据。第二个目的是将第一类型的连续子单元胶合在一起，以至于(i)将应用于第一类型子单元的限制也应用于边界区域以及(ii)避免与沿着2D带第一方向倾斜的方向上偶然出现对角最坏情况模式。
根据本发明，考虑需要相对较小开销的2D代码限制，也就是说，代码限制的相关容量接近1。代码限制的容量理论上对于具有该代码限制的代码率是上限。为了该高速率代码尽可能有效，在第一调制码中需要非常长的代码字，例如，在列举信道编码中使用。通过使用本发明，可以应用已知编码方案中导致误差传播问题的非常长的代码字，而不导致误差传播问题。
根据本发明，调制数据合并单元用于根据预定顺序合并第一和第二调制数据，以致解码装置可以通过使用预定顺序的信息解码接收的信道数据流。优选的是，第一和第二调制数据在第二方向是交替排列的，当合并成信道数据流时，最好与2D带的方向正交。因此，一种类型的调制数据实现将另一类型调制数据“合并”在一起的任务，以使当将他们合并成多维信道数据流时，在相同调制数据的不同部分之间的边界区域也满足代码限制。
在从属权利要求中定义本发明的优选实施例。虽然，一般而言，所有用户数据是由第一调制码编码器编码的调制数据，但是将用户数据分成第一和第二用户数据，只有第一用户数据是由第一调制码编码器编码，而第二(剩余)用户数据，以及ECC奇偶数据是由第二调制数据编码器调制码编码都是有可能的。在该实施例中，不仅从第一调制码编码数据获取ECC奇偶数据，而且也从同样输入到ECC编码器的第二用户数据获得ECC奇偶数据。以互补的方式构造解码装置。
虽然本发明总体上用于多维编码用户数据流，但优选应用是2D编码领域。其中，信道数据流的信道数据位于二维栅格的位位置，该栅格包括至少两个位行的信道带，沿着第一方向一维展开，并沿着第二方向互相对齐。
由此，优选实施例使用二维六角栅格，其中除了较大2D带边界位行的位，每个位具有6个最近相邻的位，并与中心位形成位串。然而，本发明也应用于任何其他常规2D栅格，例如四方栅格，其中每个位一般具有4个最近邻位。六角栅格具有位密度可以非常高的优点。
优选的是，沿着具有至少2个、但最好是3个位行的第一个二维调制带(或子单元)排列第一个调制数据。优选的是，沿着至少一个位行的第二个调制带(或子单元)排列第二个调制数据。位行沿着相同的第一方向一维展开，并最好沿着第二方向互相对齐，第二方向与第一方向基本正交。
在权利要求7中定义了用于2D编码的调制数据合并单元的特别优选实施例。所述调制数据合并单元获得的信道数据流包括其中每个具有3个位行的3个第一调制带(或子单元)和其中每个具有1个位行的2个第二调制带(或子单元)，其中在所述第一调制带(或子单元)之间排列所述第二调制带(或子单元)。
优选的是，第一调制码具有接近1的高代码率并因此使用长代码字。根据3个位行的调制带或子单元的该代码实施例具有152→153代码映射，优选的是，利用作为重对齐符号的其他3个位符号，例如，可以使用列举信道编码实现。
因此，具有较低代码率的第二调制码使用短代码字。特别实施例是12→13调制码。
现在将参考附图更详细的解释本发明，其中：
附图1表示编码系统的典型设计，
附图2表示已知编码装置的框图，
附图3表示已知解码装置的框图，
附图4表示在2D编码中使用的横向带编码，
附图5表示在两个带的边界具有代码约束的问题，
附图6表示根据本发明使用两个调制带，
附图7表示本发明编码装置的框图，
附图8表示根据本发明解码装置的框图。
附图9表示根据本发明编码装置另一实施例的框图，以及
附图10表示根据本发明解码装置的另一实施例的框图。
附图1表示在光学记录中使用的编码系统的典型设计为简单框图，能区分为两个部分：传送部分，该传送部分包括其中用户在记录介质上存储数据(或通过如因特网的传送信道传送数据)的写信道3，以及系统的接收部分，该接收部分包括其中同一或其他用户试图通过读取在介质上记录(或通过传送信道传送)的数据来恢复原始信息的读信道4。
为了实现充分高级的可靠性，在存储或传送之前首先编码用户数据DI(也称为源数据)。该信道编码一般包括纠错码(ECC)和调制码(MC)。因此，在传送端的信道编码器由ECC编码器1和调制码编码器2组成，通常它们是以一个接一个的顺序级联的。
位于信道接收末端的是物理信号检测，具有扫描介质上信息的读取头(未示出)，接着是为了尽可能可靠地从检测信号获得写位(也称为信道位)的位检测模块5。这些块先于信道解码，信道解码由传送末端的模块的各个相应部件组成，首先是调制码解码器6、接着是最后将解码的用户数据DO输出到用户的ECC解码器7。
在附图2和3分别表示了W.G.Bliss上述文章中公开的已知编码和解码方案的框图。在附图2所示的Bliss方案的编码器中，使用两个调制码而不是一个调制码。将输入(步骤S10)的源数据DI输入到第一调制码编码器21(步骤S11)，不象图1所示的传统设计，编码器21位于ECC编码器1之前。第一调制码具有(非常)高的效率，这意味着该代码的高速率接近设计调制码的信道限制的高容量：这需要前述使用长代码字，也就是，第一调制码受到错误传播的影响。
然后，ECC编码器1(步骤S12)操作第一调制码编码器21产生的调制数据D0的限制序列。因为栅格的高速率，ECC编码比起将ECC编码应用于源数据DI而没有第一调制码编码器21添加的关系的情况是很小位的低效。然后，第二调制码编码器22对ECC编码器1产生的奇偶数据P1编码(步骤S13)，它没有第一调制码编码器21那么高速，但是却较少受到误差传播的影响。然后，第二调制码编码器22产生的奇偶部分P0的有限序列与第一调制码编码器21产生的数据部分D0的有限序列级联(步骤S14)，产生信道位流BS0。级联处理会需要一些组合位以将两个位流D0和P0“胶合”在一起。
在如图3所示的Bliss方案的的解码器中，首先信道解调器62解码从信道接收(步骤S20)对应奇偶数据P0’的信道位流BS0’的一部分得到第二解调码(步骤S21)。然后，ECC解码器7(步骤22)操作输入的(解调)奇偶数据P1’和对应数据D0’的信道位流BS0’的一部分：ECC解码器7在其输出端产生对应数据部分的无差错信道位流D1’。作为最后一步(步骤23)，第一信道码解调器61为用户产生(以及作为输入的无差错输出信道位流D1’)对应的源数据DO(步骤S24)。
根据本发明，优先使用基于带的2D编码。如图4所示，将2D区域分为带。在第一方向排列带，例如水平方向，并由Nr数目的位行组成，并形成上述欧洲专利申请02076665.5(PHNL020368)中描述的比特位置的栅格。在该第一方向完成编码，并基本上成为一维的，也就是说，代码沿着一维展开，带的正切方向。代码字并不穿过带的边界。代码字可以根据由Nr行和Nc列组成的2D区域。在上述专利申请所述的基于带编码中，将带构造为在垂直方向上带的级联不会导致破坏穿过带边界的限制：为此，在带边界的位串必须满足特别的边界限制。应该注意，可以通过多个子带的合适的堆栈构造较大的带。
如上所述，在彼此的上部堆栈(子)带(也就是，在第二，例如径向方向自由级联)需要在每个(子)带边界由串满足边界限制。在许多情况中，从编码的观点看这不是有效的方式。当将2D编码应用于3个位行高的子带时，这种情况会发生。2D限制会是某些最坏情况模式在例如3个位行高的子带中不会发生。然而，当子带彼此堆叠时，在两个子带的边界区域，可以发现与两个子带重叠的两个其他3个行高的区域。这在附图5中解释，其中，表示第一和第二子带SS1和SS2，每个包括3个位行，在水平方向展开，在垂直方向对齐，形成所谓的3位的“鱼骨”，在上述欧洲专利申请中都有说明。对于这些其他穿过级联子带SS1、SS2之间边界的3行区域R1和R2，不满足代码限制，除非应用复杂的边界限制。相同问题的另一变体是在除了正切方向(与带平行)，也能偶尔构造最坏情况模式，例如，对角最坏情况模式。
根据本发明，使用两种类型基本子单元的堆叠：在径向方向堆叠这些子带会产生完整的大2D带。一种类型的子单元是由在径向方向的许多位行够成的子带：第一种类型的子单元SS3如图6a所示用于3个位行高的情况。使用高速率误差复制灵敏代码对它编码。
第二个子单元SS4是窄子带，例如，由如图6b所示的单个位行组成。该第二种类型的子单元SS4的目的是编码应用于所有第一类型子单元中调制信道位流的ECC产生的奇偶数据，以及必须编码的剩余源数据(因为还没有被第一调制码编码)。另一目的是将第一类型的子单元SS3连续粘合在一起，以至于将应用于第一类型子单元SS3的2D限制也应用于边界区域；也可以避免偶尔出现对角最坏情况模式。
本发明的思想是要实现上边两个目的以及特别设计的编码方案，这会在后来更详细的描述。将通过使用附图7和8解释根据本发明的结合ECC和调制码的2D编码格式的实施例。
有两个调制码，每一个用于每种类型的子单元SS3、SS4。用于第一种类型子单元SS3的第一调制码具有高代码率，并通过诸如列举编码的使用非常长代码字的编码方案实施。它用于用户数据的最大片断(＝源数据，例如是源编码器的输出)。应用于第二种类型子单元SS4的第二调制码具有较低编码效率，但是不象第一代码，第二代码较少受到误差传播的影响。该代码的第二目的是维持强加在边界区域的2D限制的同时，将第一类型的子单元SS3粘合在一起。第二调制码用于ECC奇偶数据，以及(可能)源数据的(小)部分。
如附图7所示，是在提出的2D编码方案中编码器侧的不同步骤。在图7中，在输入源数据DI(步骤S30)之后，将源数据DI分为(步骤S31a、S31b)两个部分DI1和DI2，也称为SD第一部分和SD第二部分。然后，使用(第一)调制码编码器23编码源数据第一部分DI1(步骤S32)，在第一类型的不同子单元SS11、SS12、SS13中产生信道位流BS1，在该情况中，每个包括3个位行。然后，后者信道位流BS1与源数据第二部分DI2是ECC编码器1的输入(步骤S33a)，在它的输出产生ECC奇偶数据(步骤S33b)。随后，源数据第二部分DI2与ECC奇偶数据P’是第二调制码编码器24的输入(步骤S34)，在第二类型的不同子单元SS21、SS22产生信道位流BS2，在该情况中，每个包括1个位行。最后(步骤S35)，集合或组合不同子单元SS11、SS12、SS13和SS21、SS22用于产生完整的大2D带的整体信道位流BS3。然后，后者整体位流BS3准备在信道上转移(步骤S36)。
在附图8所示是在提出的2D编码方案中解码器侧的不同步骤。在从信道接收信道位流BS3’之后(步骤S40)，将作为检测的整体信道位流BS3’多路分解(步骤S41a，S41b)为对应每个子单元类型的各个部分BS1’和BS2’。对应调制码编码器24的调制码解码器64将第二种类型子单元的作为检测的信道位流BS2’解码(步骤S42)为ECC奇偶数据P’和源数据第二部分DO2’。随后执行ECC解码：在它输入时(步骤S43a)，ECC解码器7使用第一类型子单元的检测信道位流BS1’，ECC奇偶数据P’和源数据第二部分DO2’。因为在读操作、随后的位检测中的信道错误，所有这些会包含错误。在它的输出端，ECC解码器7产生(步骤S43b)无误差(纠正的)第一类型子单元的信道位流BS1”以及纠正的源数据第二部分DO2”。接着，对应调制码编码器23的调制码解码器63解码第一类型子单元的无误差信道位流BS2”(步骤S44)，因此产生源数据第一部分DO1”。最后(步骤S45a，S45b)，再次集合源数据的两部分DO1”和DO2”用于产生整体源数据DO，其然后能输出到用户(步骤S46)。
因此，根据本发明，可以通过改变调制码和ECC的顺序避免导致误差传播的长代码字应用的问题(对于第一调制码编码器和解码器)，例如当在信道位流中错误的检测到单一位时，这会在解码之后的位流中导致错误的字。在该情况中，ECC将首先纠正信道位流或调制数据中的单一位错误，并然后将纠正的位流应用于调制码编码器而没有任何错误传播。这可以有效完成的原因是系统的高代码率。从ECC误差纠正能力的角度看，将ECC放在调制码编码器之前与放在调制码编码器之后是具有几乎同样的效率。对于较低容量的系统，对于每个用户位ECC将纠正的位的数目将增加到导致ECC的较低功效。因此，对于最好用作第一调制码的152→153代码，改变该顺序。然而，产生的奇偶数据仍然需要被调制编码。通过具有分离第一类型带(或子单元)、并将这些带(或子单元)粘合一起的功能的第二(较低速率)调制码，最好是12→13代码来实现，如上所述。
对于第一类型子单元的152→153调制码，这意味着如51个连续鱼骨(每个包括3位)排列长度为153信道位的错误信道字不会再象具有ECC和MC标准顺序的已知编码系统一样产生长度为152的错误用户字，其中错误是因为单一信道位错误，其中不会将错误信道字首先解调为长度为152的错误用户字，该用户字随后形成对ECC块的输入，信道数据中的每个单一位错误将导致在ECC的输入处的多个错误并且将降低误差纠正码在误差传播中的性能。
在上面示例性描述中，已选择第二类型子单元为1个位行高。总之，第二类型子单元可以超过1个位行高，但是最好低于第一类型子单元的位行高。而且，优选2D六角栅格的实施例。然而，本发明也应用于任何其他(常规)2D栅格，例如，四方栅格。更进一步，也可以使用超过2个调制码。
第二用户数据DI2(SD第二部分)也可以为空。如果有许多奇偶数据填充(所述第二调制数据的)中间‘粘合’带，例如在级联超过3行的大子带的情况，那么第二用户数据DI2可以为空(近似的，在解码器中，第二用户数据DO2’和DO2”将为空)。在所有的奇偶数据已经填充之后，在‘粘合’带中仍留下一些空间的情况中，对于有效的原因主要是存在第二用户数据DI2。附图9和10表示其中SD第二部分为空的编码装置和解码装置的实施例。
本发明并不限制于2D编码。也可以用于3D编码，其中在3D管线(或管)中安排第一调制码和在3D管周围的外壳中安排第二调制数据，以便在除了沿着3D管线正切方向的每个其他方向分离这些3D管线。
本发明涉及联合调制编码和ECC编码的编码策略。特别涉及其中沿着在带的径向方向包含多个位行的一维展开带进行2D编码的情况。本方案还涉及高速率调制编码。根据本发明，通过可选择的两个基本子单元构造带，每个子单元具有自身的调制码。第一子单元包括较多的位行，并且它的(高速率)调制码具有通过使用大代码字实现的高编码效能。第二子单元包括单一或很少的位行，并且它的调制码具有较低的效率，这使它对于错误传播没有那么敏感：第二种类型子单元的另一功能是将第一类型子单元粘合在一起并同时维持在第一类型子单元的边界处的2D限制。第一子单元涉及大多数或所有的源数据，并在ECC编码前首先被编码。第二子单元涉及ECC奇偶数据，以及源数据的剩余数据。在编码器和解码器，涉及调制码编码器(和解码器)以及ECC编码器(和解码器)的精确次序采取特别测量。

Claims (18)

1.一种将用户数据的用户数据流多维编码为信道数据流的编码装置，包括：
一个具有高代码率的第一调制码编码单元(23)，用于将所述用户数据(DI)调制码编码为第一调制数据(BSI)，
一个ECC编码单元(1)，用于ECC编码所述第一调制数据(BSI)，获得ECC奇偶数据(P)，
一个具有比所述第一调制码编码单元(23)低的代码率的第二调制码编码单元(24)，用于将所述奇偶数据(P)调制码编码为第二调制数据(BS2)，
一个调制数据合并单元，用于将所述第一和第二调制数据(BS1、BS2)合并为包括至少两个位行的所述信道数据流(BS3)，沿着第一方向一维展开，并沿着至少第二方向互相对齐，其中在所述第二方向，根据预定顺序排列，特别是交替排列所述第一和第二调制数据(BS1、BS2)。
2.如权利要求1所述的编码装置，还包括一用户数据分离单元，用于将所述用户数据(DI)分离为第一和第二用户数据(DI1，DI2)，
其中：
所述第一调制码编码单元(23)用于将所述第一用户数据(DI1)调制码编码为所述第一调制数据(BS1)，
所述ECC编码单元(1)用于ECC编码所述第一调制数据(BS1)和所述第二用户数据(DI2)，获得所述ECC奇偶数据(P)，以及
所述第二调制码编码单元(24)用于将所述第二用户数据(DI2)和所述奇偶数据(P)调制码编码为所述第二调制数据(BS2)。
3.如权利要求1所述的编码装置，
其中所述装置用于将所述用户数据流的所述用户数据二维编码为沿着至少两个位行的二维信道带的所述信道数据流，沿着第一方向一维展开，并沿着第二方向互相对齐，所述两个方向构成比特位置的二维栅格。
4.如权利要求3所述的编码装置，其中所述两个方向构成比特位置的二维六角或正方形栅格。
5.如权利要求3所述的编码装置，其中沿着第一类型的具有至少2个位行，特别是3个位行的二维调制带(SS11，SS12，SS13)排列所述第一调制数据(BS1)，沿着所述第一方向一维展开，并沿着所述第二方向互相对齐。
6.如权利要求3所述的编码装置，其中沿着至少一个1个位行的第二类型的调制带(SS11，SS12)排列所述第二调制数据(BS2)，沿着所述第一方向一维展开。
7.如权利要求5和6所述的编码装置，其中所述调制数据合并单元用于交替地合并所述第一和第二调制数据(BS1，BS2)以便获得信道数据流(BS3)，该信道数据流包括每个具有3个位行的3个第一类型调制带(SS11、SS12、SS13)和在所述3个第一类型调制带(SS11、SS12、SS13)之间排列的每个具有1个位行的2个第二类型调制带(SS21、SS22)。
8.如权利要求3所述的编码装置，其中所述第一调制码编码单元(23)用于使用长代码字，特别是将所述第一用户数据的152个用户位编码为所述第一调制数据的153个调制位，特别是使用列举的信道编码。
9.如权利要求3所述的编码装置，其中所述第二调制码编码单元(24)用于使用短代码字，特别是将所述第二用户数据的12个用户位和所述ECC奇偶数据编码为所述第二调制数据的13个调制位。
10.如权利要求1所述的编码装置，其中所述第二调制码编码单元(24)用于按以下方式进行调制码编码：即当在所述信道数据流(BS3)中交替排列所述第一和第二调制数据(BS1，BS2)时，实现所述第一调制码的代码约束。
11.一种将信道数据的信道数据流多维解码为用户数据流的解码装置，所述信道数据流包括至少2个位行，沿着第一方向一维展开，并沿着至少第二方向互相对齐，其中在所述第二方向，根据预定顺序排列，特别是交替排列所述第一和第二调制数据(BS1、BS2)，所述解码装置包括：
一个信道数据分离单元，用于将所述信道数据(BS3’)分离为第一和第二信道数据(BS1’，BS2’)，
一个具有低代码率的第二调制码解码单元(64)，用于将所述第二信道数据(BS2’)调制码解码为ECC奇偶数据(P’)，
一个ECC解码单元(7)，用于ECC解码所述第一信道数据(BS1’)和所述ECC奇偶数据(P’)，获得ECC解码的第一信道数据(BS1”)，
一个具有比所述第二调制码解码单元(64)高的代码率的第一调制码解码单元(63)，用于将所述ECC解码的第一信道数据(BS1”)调制码解码为ECC解码的用户数据(DO)，形成所述用户数据流。
12.如权利要求11所述的解码装置，其中：
所述第二调制码解码单元(64)用于将所述第二信道数据(BS2’)调制码解码为第二解调数据(DO2’)和ECC奇偶数据(P’)，
所述ECC解码单元(7)用于ECC解码所述第一信道数据(BS1’)，所述第二解调数据(DO2’)和所述ECC奇偶数据(P’)，获得ECC解码的第一信道数据(BS1”)和ECC解码的第二用户数据(DO2”)，
所述第一调制码解码单元(63)用于将所述ECC解码的第一信道数据(BS1”)调制码解码为ECC解码的第一用户数据(DO1”)，以及
提供用户数据合并单元，用于将所述ECC解码的第一和第二用户数据(DO1”，DO2”)合并为所述用户数据流(DO)。
13.一种将用户数据的用户数据流多维编码为信道数据流的编码方法，包括：
将所述用户数据(DI1)调制码编码为第一调制数据(BS1)的具有高代码率的第一调制码编码步骤；
ECC编码所述第一调制数据(BS1)，获得ECC奇偶数据(P)的ECC编码步骤；
具有比所述第一调制码编码步骤低的代码率的第二调制码编码步骤，用于将所述奇偶数据(P)调制码编码为第二调制数据(BS2)，
调制数据合并步骤，用于将所述第一和第二调制数据(BS1、BS2)合并为包括至少两个位行的所述信道数据流(BS3)，沿着第一方向一维展开，并沿着至少第二方向互相对齐，其中在所述第二方向，根据预定顺序排列，特别是交替排列所述第一和第二调制数据(BS1、BS2)。
14.一种将信道数据的信道数据流多维解码为用户数据流的解码方法，所述信道数据流包括至少2个位行，沿着第一方向一维展开，并沿着至少第二方向互相对齐，其中，在所述第二方向，根据预定顺序排列，特别是交替排列所述第一和第二调制数据(BS1、BS2)，该解码方法包括：
将所述信道数据(BS3’)分离为第一和第二信道数据(BS1’，BS2’)的信道数据分离步骤，
用于将所述第二信道数据(BS2’)调制码解码为ECC奇偶数据(P’)的具有低代码率的第二调制码解码步骤，
用于ECC解码所述第一信道数据(BS1’)和所述ECC奇偶数据(P’)，获得ECC解码的第一信道数据(BS1”)和ECC解码的用户数据(DO2”)的ECC解码步骤，
具有比所述第二调制码解码步骤高的代码率的第一调制码解码步骤，用于将所述ECC解码的第一信道数据(BS”)调制码解码为ECC解码的用户数据(DO1”)，形成所述用户数据流(DO)。
15.一种包括从用户数据流的用户数据多维编码的信道数据流的信道数据的信号，所述信号包括合并成包括至少两个行的所述信道数据流的第一和第二调制数据(BS1、BS2)，沿着第一方向一维展开，并沿着至少第二方向互相对齐，其中在所述第二方向，根据预定顺序排列，特别是交替排列所述第一和第二调制数据(BS1、BS2)，其中：
由具有高代码率的第一调制码编码单元(23)从用户数据(DI1)调制码编码的＝所述第一调制数据；
由具有比所述第一调制码编码单元(24)低的代码率的第二调制码编码单元(24)从奇偶数据(P)调制码编码所述第二调制数据，ECC编码所述第一调制数据(BS1)获得所述奇偶数据。
16.如权利要求15所述的信号，其中：
从第一用户数据(DI1)调制码编码所述第一调制数据，以及
从第二用户数据(DI2)和奇偶数据(P)调制码编码所述第二调制数据，ECC编码所述第一调制数据(BS1)和所述第二用户数据(DI2)获得所述奇偶数据。
17.一种存储如权利要求15所述的信号的存储介质。
18.包括当所述程序在计算机上运行，使计算机实行权利要求13或14的方法步骤的程序代码的计算机程序。
CNA2003801078821A 2002-12-30 2003-11-26 编码系统 Pending CN1732533A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP02080583 2002-12-30
EP02080583.4 2002-12-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1732533A true CN1732533A (zh) 2006-02-08

Family

ID=32668857

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2003801078821A Pending CN1732533A (zh) 2002-12-30 2003-11-26 编码系统

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20060104372A1 (zh)
EP (1) EP1581949A1 (zh)
JP (1) JP2006512700A (zh)
KR (1) KR20050097924A (zh)
CN (1) CN1732533A (zh)
AU (1) AU2003279474A1 (zh)
WO (1) WO2004059647A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107919944A (zh) * 2016-09-02 2018-04-17 南布列塔尼大学 用于生成经优化的编码调制的方法和设备
CN108231097A (zh) * 2016-12-15 2018-06-29 国际商业机器公司 利用用于存储在磁带上的数据的横向编码的逻辑格式

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5011116B2 (ja) * 2004-10-26 2012-08-29 エージェンシー フォー サイエンス，テクノロジー アンド リサーチ 変調の制約及び誤り制御を用いて情報の符号化及び復号化を実行する方法及びシステム
US8122323B2 (en) * 2007-03-08 2012-02-21 Intel Corporation Method, apparatus, and system for dynamic ECC code rate adjustment
US9584159B1 (en) * 2014-07-03 2017-02-28 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Interleaved encoding

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5778139A (en) * 1995-05-29 1998-07-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Digital video data recording with outer-error-correction coding of trick-play data and apparatus for use therewith
US5901127A (en) * 1995-06-30 1999-05-04 Sony Corporation Data recording method and apparatus, data record medium and data reproducing method and apparatus
US6009549A (en) * 1997-05-15 1999-12-28 Cirrus Logic, Inc. Disk storage system employing error detection and correction of channel coded data, interpolated timing recovery, and retroactive/split-segment symbol synchronization
US6304995B1 (en) * 1999-01-26 2001-10-16 Trw Inc. Pipelined architecture to decode parallel and serial concatenated codes
KR20010081335A (ko) * 2000-02-12 2001-08-29 구자홍 차세대 고밀도 기록 매체를 위한 디지털 데이터의 오류정정 부호화 방법
US6505320B1 (en) * 2000-03-09 2003-01-07 Cirrus Logic, Incorporated Multiple-rate channel ENDEC in a commuted read/write channel for disk storage systems

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107919944A (zh) * 2016-09-02 2018-04-17 南布列塔尼大学 用于生成经优化的编码调制的方法和设备
CN107919944B (zh) * 2016-09-02 2020-12-15 南布列塔尼大学 用于生成经优化的编码调制的方法和设备
CN108231097A (zh) * 2016-12-15 2018-06-29 国际商业机器公司 利用用于存储在磁带上的数据的横向编码的逻辑格式
US10824346B2 (en) 2016-12-15 2020-11-03 International Business Machines Corporation Logical format utilizing lateral encoding of data for storage on magnetic tape

Also Published As

Publication number Publication date
KR20050097924A (ko) 2005-10-10
AU2003279474A1 (en) 2004-07-22
WO2004059647A1 (en) 2004-07-15
JP2006512700A (ja) 2006-04-13
US20060104372A1 (en) 2006-05-18
EP1581949A1 (en) 2005-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20060193522A1 (en) Printed material having location identification function, two-dimensional coordinate identification apparatus, image-forming apparatus and the method thereof
JP5726312B2 (ja) 不完全な誤り特性を持つチャネルおよびメモリのための誤り検出および訂正符号
CN1273982C (zh) 光盘复制保护的方法
CN1828754A (zh) 在调制编码数据中实现非均匀约束的技术
CN101079317A (zh) 使用数据总线反转的低功率平衡编码
CN1040698A (zh) 错误校正电路
US8533577B1 (en) Universal parity encoder
CN1808610A (zh) 使用周期性变化的符号映射对数据施加调制约束的技术
EP1282040A2 (en) Data storage method for use in a magnetoresistive solid-state storage device
CN1053508A (zh) 多道存储媒体的双向存储、译码、重放装置及其所用单式媒体
US11016844B2 (en) Error correction code structure
EP0147336B1 (en) Error correcting and detecting system
CN102298953B (zh) 带保护字的二维游程长度受限约束的编解码器及使用方法
CN1732533A (zh) 编码系统
CN1105356C (zh) 以小存储器容量进行纠错处理的方法和装置
US5938773A (en) Sideband signaling with parity bit schemes
CN1243351C (zh) 记录和再现方法以及记录和再现设备
CN1284123C (zh) 一种标记物品的方法
KR100252968B1 (ko) 홀로그램 데이터 저장장치의 데이터처리방법
CN1118822C (zh) 多磁道存储格式中磁道的猝发性误差校正的方法和设备
CN1516869A (zh) 数据记录介质、数据记录方法和数据记录装置
CN1489145A (zh) 地址数据调制和解调装置及方法、调制地址数据记录介质
CN1700333A (zh) 用于编码数据的电路及方法和数据记录器
US20230359367A1 (en) Encoding system data in parity symbols
US20240185959A1 (en) Nested Error Correction Codes for DNA Data Storage

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication