CN1867993A

CN1867993A - 平衡的非奇偶性帧同步

Info

Publication number: CN1867993A
Application number: CNA2004800299484A
Authority: CN
Inventors: J·A·H·M·卡尔曼
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2003-10-13
Filing date: 2004-10-07
Publication date: 2006-11-22
Anticipated expiration: 2024-10-07
Also published as: CN100550174C; WO2005036551A3; WO2005036551A2; EP1676276A2; US7852238B2; JP2007508656A; TWI362032B; US20070126610A1; JP4870566B2; KR101132342B1; KR20070007022A; TW200525506A

Abstract

将预编码数据提供给编码器，以使由编码器所产生的码字的RDS的绝对值受到限制。这通过确保下述来实现，即在2个码字的组中，通过第二码字的RDS来补偿第一码字的RDS。于是在第二码字结尾处的RDS是零，并且从第一码字的开始直到第二码字的结尾的RDS的偏移受到限制，因为仅存在有限数量的位能够有助于增加RDS的绝对值。该原理能够容易地应用到17PP编码器。

Description

平衡的非奇偶性帧同步

本发明涉及一种使用信道代码对M个输入字的流进行编码的方法，包括以下步骤：

-从一组帧同步扩展中选择一个帧同步扩展，

-将M个输入字的流预编码为预编码输入字的流，

-使用一个或奇偶性反转编码器将预编码输入字的流编码为多组N个码字的流，

-将帧同步体以固定长度帧直接插入到多组N个码字的流中，

-安排在多组N个码字的流中表示帧同步扩展的一组码字与插入的帧同步体直接相邻，其中在进一步NRZI编码之后，通过表示帧同步扩展的所述组的码字的非奇偶性(disparity)来平衡帧同步体的非奇偶性。

本发明进一步涉及一种制造在其上记录有根据前面的方法获得的调制信号的记录载体的方法。

本发明也涉及一种用于产生信道代码的编码设备。

本发明进一步涉及一种使用所述编码设备的记录设备。

本发明还涉及一种信号。

本发明进一步涉及一种记录有信号的记录载体。

本发明此外涉及一种解码设备。

最后，本发明涉及一种使用所述类型的记录载体的读取设备。

从WO 99/0948中可知所述方法、所述设备、所述记录载体以及所述信号。

当数据通过传输线进行传输或者被记录到诸如磁盘、光盘或磁光盘之类的记录介质上时，在传输或记录之前将所述数据调制成匹配传输线或记录介质的代码。分组编码作为一种调制技术是已知的。在分组编码过程中，将数据串分组成多个单元，每个单元包括mxi个位。然后按照适当的编码规则将以下称为数据字的每个单元转换成包括nxi个位的码字。对于i＝1来说，该码字是固定长度的代码。在i具有多个值的情况下，其中每个值是从1到作为i的最大值的imax的范围中选择的，则所得的码字是可变长度代码。通常，将从分组编码所产生的代码表示为可变长度代码(d，k；m，n；r)。

在此，i被称为约束长度，以及r是imax，即最大约束长度。d是两个连续的1之间出现0的最小数量。d被称为0的最小运行(run)。另一方面，k是两个连续的1之间出现0的最大数量。k被称为0的最大运行。

顺便说一下，在将从上述分组编码中获得的可变长度代码记录到诸如光盘或磁光盘之类的记录介质上的操作中，例如记录到光盘(CD)或小型光盘(MD)上，可变长度代码进行NRZI(不归零反转)调制，其中可变长度代码的每个“1”被解释为反转，而“0”被解释为非反转。然后记录完成NRZI调制的可变长度代码。完成NRZI调制的可变长度代码被称为记录波列。在符合规定不太大记录密度的早期ISO规范的磁光盘的情况下，记录完成记录调制的位列，因为它们不进行NRZI调制。

尽管在槽(groove)位置调制、PIC带和光存储介质方面描述了背景技术，但是同样能够将本发明应用到其它调制和应用，比如数据通信，其中避免DC分量以便减少干扰正常解调和/或跟踪。

如上所述，当数据通过传输线进行传输或者被记录到记录介质上时，在传输或记录之前将数据调制成匹配传输线或记录介质的代码。如果调制所产生的代码包含直流分量，那么诸如在盘驱动器的伺服机构控制下产生的跟踪误差之类的各种误差信号倾向于变得易于变化或者容易产生抖动。由于这个原因，因此期望的是进行尽可能多的努力来防止调制代码包含直流分量。

为了防止调制代码包含直流分量，已经提出控制RDS(连续数字和)以防止调制代码包含直流分量。RDS是通过把位(数据符号)列的值加起来而建立的总数，其中值+1和-1分别被分配给列中的“1”和“0”，这是由信道位列的NRZI调制(也就是电平编码)产生的。RDS是代码列中所包含的直流分量的指示器。通过RDS控制来减少RDS的绝对值相当于对代码列中所包含的直流分量的幅度进行抑制。

用于控制RDS的一种方法使用了预编码器，该预编码器在数据流进入编码器之前将RDS控制位插入到数据流中。

通过计算在进行预定时间周期的调制之后的编码位列(信道位列)的RDS并且将预定数量的RDS控制位插入到编码位列(信道位列)中来实现RDS控制。

无论如何，RDS控制位基本上是冗余位。如果考虑代码转换的效率，那么将RDS控制位的数量减少到最小可能值是所希望的。

另外，如果插入RDS控制位，则使最小运行d和最大运行k不变也是所希望的。这是因为(d，k)的改变将影响记录/重放特性。

PHQ 98023/WO 99/00948/EP申请99919490.5通过允许执行RDS控制以产生高效控制位来解决上述问题。

与传统方法非常相似，在通过使用转换表来转换数据串之后，通过以预定间隔将RDS控制位添加到由转换所产生的信道位列能够执行RDS控制。通过使用数据串与由基于转换表的转换产生的码字串之间的关系，能够执行RDS控制。

将具有指示反转的值“1”和指示非反转的“0”值的RDS控制位插入到信道位列中相当于将具有指示反转的值“1”和指示非反转的“0”值的RDS控制位插入到数据位列中。

因此，在编码器之前将位插入到数据流中允许在编码器之后控制码字的流的RDS。

如果减少在存储介质的一部分中所使用的数据速率，那么更可能的是调制数据将具有DC分量。其中数据速率减少的存储介质的一部分的实例是光盘上的程序信息和校准区、PIC带。这里使用例如HFM槽来存储预记录信息。该区域中的数据被恢复，因为槽正被跟踪系统所跟踪，并且与槽的期望路线的偏移表示槽上调制的数据。重要的是确保槽上调制的数据中最小量的DC，以便能够可靠地恢复数据。

其中在编码器之前以预定间隔将位插入到位流中的DC控制方法具有以下缺点，即在插入的RDS控制位之间，RDS值能够进行变化并且明显地偏离零，所以不确保在PIC带中跟踪系统所要求的最低可能的RDS。而且因为PIC带中的数据速率低于PIC带外部的数据速率，所以PIC带中的调制数据会容易干扰DC控制，从而在槽跟踪过程中产生问题。

允许DC含量(content)的改进的控制的另一种解决方案是通过预编码以使RDS的绝对值每N个码字返回到零，由于仅存在其中RDS的绝对值能够增加并且越来越偏离零的N个码字，所以RDS的绝对值的偏移自动地保持很小。

由于RDS的偏移局部保持很小，所以RDS的总变化也将保持很小。由于受到N的选择的限制，RDS的局部偏移很小并且持续时间短，所以调制信号将具有非常低的DC分量。对于光的和磁的存储介质而言，这意味着轨道上调制数据的存在将仅仅最小限度地影响跟踪。

尤其当N＝2时，DC控制是非常有效的，因为在两个码字之后，RDS将返回到零并且因此严格地限制RDS的偏移。因此码字的DC含量减少，但是除了码字之外，包括码字的信道数据流也包括帧同步。帧同步表示固定长度帧的开始。帧同步包括帧同步体和帧同步扩展。作为信道数据流的一部分的帧同步对数据流的总DC起作用。

如果在存储介质的一部分中所使用的信道数据速率减少，那么更可能的是调制信道数据流将具有DC分量。其中数据速率减少的存储介质的一部分的实例是光盘上的程序信息和校准区、PIC带。这里使用例如HFM槽纹来存储预记录信息。该区域中的数据被恢复，因为槽正被跟踪系统所跟踪，并且与槽的期望路线的偏移表示槽上调制的数据。重要的是确保槽上调制的数据中最小量的DC，以便能够可靠地恢复数据。

帧同步具有以下缺点，即它引入不想要的DC含量。通过确保由帧同步扩展来抵消帧同步体的DC贡献，能够克服该缺点。然而，这具有以下缺点，即在固定长度帧中对于用户数据丧失有价值的空间。

本发明的目的是优化固定长度帧中的空间，同时通过由帧同步扩展抵消帧同步体的DC贡献来保持DC含量减少。

为了实现该目的，本发明的特征在于，表示帧同步扩展的码字的组的长度是可变的。

在具有固定长度的帧中，在表示帧同步的信道数据流中的码字的组的可变长度允许减少表示帧同步扩展的码字的组的位数量，从而允许在具有相同帧长度的帧中存储更多的用户数据位。

代替选择具有表示帧同步扩展的码字中的恒定数量位的帧同步扩展，可以选择允许使用更少位来抵消帧同步体的DC贡献的帧同步扩展。

本发明的另一实施例的特征在于，编码器是17PP编码器。

使用奇偶性保持17PP编码器允许选择导致信道码字抵消即平衡RDS的贡献以及因此信道数据流中帧同步体的DC贡献的帧同步扩展。可以在US 6496541中找到17PP编码的完整描述。

由于预编码器和17PP编码器一起确保用户数据码字中DC含量的抑制，所以包括不具有DC含量的用户数据码字和不具有DC含量的帧同步的整个信道数据流不具有DC含量。

本方法的另一实施例的特征在于，编码器是EFM编码器。

EFM编码器允许对从用户数据获得的码字进行DC控制。插入到码字的流中的帧同步显示出与上述17PP编码器相同的问题。因此同样能够将本发明很好地用于平衡其中使用EFM编码对码字进行编码的码字的流中帧同步的非奇偶性。在称为CD的光盘上使用EFM代码。

本方法的另一实施例的特征在于，编码器是EFM+编码器。

EFM+编码器允许对从用户数据获得的码字进行DC控制。插入到码字的流中的帧同步显示出与上述17PP编码器相同的问题。因此同样能够将本发明很好地用于平衡其中使用EFM+编码对码字进行编码的码字的流中帧同步的非奇偶性。在称为DVD的数字通用盘上使用EFM+代码。

本发明的另一实施例的特征在于，安排在多组N个码字的流中表示帧同步扩展的码字的组的步骤包括将帧同步扩展输入字插入到M个输入字的流中的步骤。

由于帧同步体与用户数据码字必须是可区分的，所以帧同步体被选择为在使用17PP编码器对用户数据进行编码时不能够出现的位的组合。违反17PP编码器的代码约束条件的组合满足帧同步体的所述要求。因此必须将帧同步体插入到由17PP编码器产生的码字中，并且帧同步体不能够通过将某些输入字插入到输入字的流中来产生。

与此相对比，通过将帧同步输入字插入到17PP编码器中从而在17PP编码器的输出端产生表示帧同步扩展的合适的码字，能够产生表示帧同步扩展的码字。因此表示帧同步扩展的码字符合17PP代码约束条件。

这有利于通过信道的传输，即记录载体的记录和重放。

由于17PP是奇偶性保持的，所以帧同步扩展输入字在通过17PP编码器编码之后将产生具有相同奇偶性的码字。由于码字的奇偶性有助于信道码字的非奇偶性，所述信道码字也就是在NRZI编码之后的码字，所以17PP编码器允许对表示帧同步扩展的信道码字的非奇偶性进行极好的控制。

本发明的另一实施例的特征在于，安排在多组N个码字的流中表示帧同步扩展的码字的组的步骤包括将表示帧同步扩展的码字插入到多组N个码字的流中的步骤。

代替将输入字插入到输入流中，即具有表示由17PP编码器产生的帧同步扩展的码字，还能够将表示帧同步扩展的码字插入到如由17PP编码器产生的码字的流中，即与帧同步体一起插入。这具有对于表示帧同步扩展的码字的插入使用与对于帧同步体的插入相同的方法的优点。而且，它消除了下述需要，即协调用于帧同步扩展的输入字的插入与帧同步体的插入，以便确保将帧同步体精确地插入在来自17PP编码器的码字的流中表示帧同步扩展的码字之前。

本发明的另一实施例的特征在于，从下表中选择在多组N个码字的流中表示帧同步扩展的码字的组：

帧同步扩展

FS0 000 001 1110 1011

FS1 010 010 1011 1010

FS2 101 000 1011 1111

FS3 100 001 1101 1010

FS4 000 100 0011 1010

FS5 001 001 1011 1110

FS6 010 000 1011 0101

FS7 100 101

FS8 101 010

在上述表中，表示帧同步扩展的码字被表示为FS0-FS8。当被有效地附加到帧同步体时，以NRZI形式编码的帧同步导致刚好为0的非奇偶性。因为与帧同步扩展FS0-FS6相比，对于帧同步扩展FS7和FS8来说，表示帧同步扩展的码字包括更少的位，并且与帧同步具有帧同步扩展FS0-FS6相比，当帧同步具有帧同步扩展FS7或FS8时，固定长度帧中的更多空间可用于表示用户数据的码字。结果更多的用户数据能够被存储在25％的帧中，从而导致记录介质或传输信道的容量增加。

通常17PP编码器用于编码PIC带之外的数据，并且对PIC带中的跟踪产生不能接受的干扰。通过本发明提供的DC控制能够使用17PP编码器来编码PIC带之外的数据和PIC带之内的数据。这具有以下优点，即对于两个区域而言，不再需要具有两个不同的编码器，因此减少了使用根据本发明的方法的设备的复杂性。而且，当对检索的数据进行解码时，不再需要具有两个不同的解码器，因为一个17PP解码器能够解码PIC带之外和PIC带之内的数据。

该实施例的进一步的优点在于，由于使用标准的17PP编码器来编码预编码输入字，所以代码的d、k和RMTR约束条件被维持。

本发明的另一实施例的特征在于，从下表中选择在多组N个码字的流中表示帧同步子ID的码字的组的第一子组：

帧同步子 ID

FS0 000 001

FS1 010 010

FS2 101 000

FS3 100 001

FS4 000 100

FS5 001 001

FS6 010 000

FS7 100 101

FS8 101 010

并且通过把从下表中选择的预编码输入字的流中的帧同步输入字的相应组提供给17PP编码器，从而使用17PP编码器来产生码字的组的第二子组：

帧同步输入字

FS0 11 10 10 11

FS1 10 11 10 10

FS2 10 11 11 11

FS3 11 01 10 10

FS4 00 11 10 10

FS5 10 11 11 10

FS6 10 11 01 01

FS7 无

FS8 无

将表示帧同步扩展的码字的组分成码字的第一子组和码字的第二子组，其中码字的第一子组以与帧同步体相同的方式被直接插入到码字的流中，码字的第二子组是通过将帧同步输入字的组插入到预编码输入字的流中获得的。当已经安排编码器来将帧同步体和表示帧同步扩展的码字的第一子组插入到码字中时，通过经由编码器的输入端来添加表示帧同步扩展的码字的组的第二子组能够避免修改编码器。

应该注意，预编码仅仅能够影响由编码器所产生的数据。如果编码器将其它元素插入到编码数据流中，例如帧同步，那么预编码不能够改变帧同步的RDS。

由于这个原因，帧同步输入字的组被添加到在预编码器之后即预编码器的输出端和17PP编码器的输入端之间的数据流。

为了克服该问题，如果编码器知道正被编码的数据在编码数据流中的位置，则通过直接跟随同步模式的数据能够补偿帧同步的RDS，因为它能够这样进行安排：帧同步输入字的组导致表示帧同步扩展的码字的组的第二子组恰好在码字的流的右侧位置，即直接在表示帧同步扩展的码字的组的插入的第一子组的后面，以使第一子组和第二子组相连并且一起表示帧同步扩展。帧同步输入字的组的添加导致数据存储容量的小的损失，但是确保了在表示帧同步扩展的码字的结尾处的非奇偶性和因此的RDS以及因此的帧同步的DC含量为零。

现在将基于附图来讨论本发明。

在整个描述中，缩写“FS”代表“帧同步”。因此“FS ID”指的是“帧同步ID”，即“帧同步标识”，“FS体”代表“帧同步体”，并且“FS平衡字”代表“帧同步平衡字”。另外为了清楚起见，对于不同的帧同步ID分配一个标记：FS0至FS8分别表示从“帧同步ID 0”到“帧同步ID 8”。

图1示出使用预编码器的系统。

图2示出根据发明的接收器。

图3示出对输入字进行编码的实例。

图4示出根据本发明的信号的RDS。

图5示出由预编码器对数据进行预编码使用的表。

图6示出由解码器使用的表。

图7示出在使用17PP编码器时的码字的频谱内容。

图8示出在利用17PP编码器进行编码之前预编码输入字时的码字的频谱内容。

图9示出用于将数据存储在存储介质上的设备。

图10示出用于从存储介质中检索数据的设备。

图11示出同步模式的RDS的补偿。

图1示出使用预编码器的编码系统。

编码系统1在输入端6接收待编码的数据。输入端6被连接到误差校正编码器2的输入端7。误差校正编码器2被包括在内以便示出在典型编码器系统1中预编码器3的位置，但它不是本发明所必需的。

然后由误差校正编码器2将包括误差校正的数据经由其输出端8提供给预编码器3的输入端9。预编码器3然后对包括误差校正的数据进行预编码，并经由其输出端10把预编码数据提供给编码器4的输入端11。编码器4对预编码数据进行编码，并且经由其输出端11将所得的码字提供给NRZI编码器15的输入端13。NRZI编码器15将NRZI编码的码字经由其输出端14提供给编码系统1的输出端5。

由于预编码将由编码器4产生的码字的特征作为目标，所以将由预编码器3执行的预编码与由编码器4所执行的编码进行紧密的联系。整个附图讨论中所使用的编码器类型是17PP编码器。

将预编码数据提供给编码器4，以使编码器4所产生的编码字的RDS的绝对值受到限制。这通过确保下述来实现，即在两个码字的组中，通过第二码字的RDS来补偿第一码字的RDS。第二码字结尾的RDS于是为零，并且从第一码字起点直到第二码字结尾的RDS的偏移受到限制，因为仅存在能够有助于增加RDS的绝对值的有限数量的位。

编码器4例如可以是17PP编码器。

图2示出用于检索原始数据的解码系统。

解码系统20在其输入端21接收NRZI编码的码字，并且将接收到的NRZI编码的码字提供给NRZI解码器16的输入端17。NRZI解码器16除去NRZI代码，并且将这样获得的码字经由其输出17a提供给解码器23的输入端22。解码器23对码字进行解码并且因此检索包括误差校正的预编码数据，以及经由其输出端24将该数据提供给预编码解码器26的输入端25。预编码解码器26对从解码器23接收到的数据进行解码，并且经由其输出端27将预编码解码数据提供给误差校正解码器29的输入端28。误差校正解码器29从预编码解码的数据中除去误差校正编码并且执行相关的误差校正。然后，误差校正解码器将所得的数据经由其输出端19提供给解码系统20的输出端18。所得的数据对应于提供给编码系统1的输入数据。解码器23例如可以是17PP解码器。

图3示出对输入字进行编码的实例。

该实例所使用的预编码步骤使用下表：

输入输出

00 1010

01 0001

10 0111

11 0101

1010 00001000

输入字的流30包括误差校正编码输入字33、33a、33b。所述流30被预编码为预编码输入字34、34a、34b的流31。通过编码器而将预编码输入字的流31编码为码字35、35a、35b的流32。值为“00”的输入字33产生值为“1010”的预编码输入字34。随后通过17PP编码器将预编码输入字34编码为具有值为“001 001”的码字35。当预编码器遇到输入字的流30中值为“1010”的两个输入字33a的序列时，它将这两个输入字33a预编码为值为“0000 1000”的两个预编码输入字34a的序列。编码器随后将两个预编码输入字34a的序列编码为值为“000 100 100 100”的两个码字35a的序列。显然，由于17PP编码器处理了预编码输入字，所以所得的输出字将始终遵守17PP信道代码约束条件。因此使用标准的17PP解码器能够解码所得的码字，此后仅在除去误差校正编码以便产生如在原始的输入字的流30中存在的原始输入字之前除去预编码。

图4示出根据本发明的信号的RDS。该示例图示出了与码字42、42a、43、43a、44、44a相对的RDS。两个码字的组是第一码字42和第二码字42a。两个码字的另一组是第三码字43和第四码字43a。正如能够看到的，预编码器将确保对于组中两个码字42、42a、43、43a、44、44a的总RDS是零。这通过表示RDS的曲线图40的零交叉42c、43c、44c来指示。因为RDS仅能够在至多两个码字的部分期间增加，所以在其它部分期间，RDS必须返回到零，RDS绝对值的最大值也受到限制。而且，在RDS非零期间的持续时间被限制到两个码字的最大值。这样，RDS的总绝对值受到紧密的控制，并且与限制RDS绝对值的其它DC控制方法相比在大多数情况中得到减少。

图5示出由预编码器对数据进行预编码所使用的表。预编码器搜索误差校正编码输入字的流以与图5中表的“输入”栏中的元素匹配。当发现匹配时，匹配的误差校正编码输入字的流中的位由图5中表的“输出”栏中相应元素的位来代替。例如，当遇到“00”时，通过位“1010”来代替这些位。位速率被加倍，从而有效地将码字的频谱内容变换到较高频率，同时“输出”栏的元素是这样的，即当通过17PP编码器对“输出”栏的元素进行编码时，每组N个码字的连续数字和等于零。

图6示出预编码解码器所使用的表。从17PP解码码字中除去预编码的解码器使用图6所示的表。通过使用图6的表，解码器对预编码执行反转操作。在除去预编码之后，所得的流对应于解码器中误差校正编码输入字的流。除使用图6中的表而不是图5中的表之外，解码器为除去预编码而进行的搜索和替换操作与预编码器的搜索和替换操作类似。

图7示出在使用17PP编码器时的码字的功率谱密度。该频谱具有某一DC含量，并且从该水平随着频率增加到最大值。功率谱密度的曲线是17PP编码器所产生的码字的特征的直接结果。

图8示出在利用17PP编码器进行编码之前预编码输入字时的码字的频谱内容。通过预编码以确保每组N个码字的连续数字和等于零，预编码实现了特别低的DC含量。这降低了RDS的绝对值并且因此也降低了DC含量。此外，由于数据速率增加，所以整个功率谱密度朝着较高的频率移动。预编码的两个效果单独地将已经减少DC含量，但是组合的效果大大地减少DC含量。

图9示出用于将数据存储在存储介质上的设备。用于将数据存储在存储介质91上的设备90在其输入端接收包括输入字的流的数据，并且将该输入字的流提供给接收部分，在该接收部分中执行信号调节，并且能够处理所述输入字的流以确定例如存储位置或存储方法。然后，接收部分93将输入字的流提供给编码器92。编码器92包括误差校正编码器95、预编码器96和17PP编码器97，它们如图1所述的那样工作。17PP编码器97所产生的所得码字被提供给位引擎94。位引擎94提供将码字存储在存储介质91的装置。为了清楚起见，图9中并未示出可选的高通滤波器，但是其被插入在17PP编码器97的输出端和位引擎94的输入端之间。

图10示出用于从存储介质检索数据的设备。用于从存储介质91检索数据的设备100包括用于从存储介质91检索码字的位引擎94。位引擎将码字提供给解码器101。解码器101包括17PP解码器103、预编码解码器104和误差校正代码解码器105。解码器101如图2所示那样工作。然后解码器101将所得的数据字的流提供给处理部分102，在处理部分中，所述数据在被提供给设备100的输出端之前能够进一步进行处理。

图11示出帧同步模式的RDS的补偿。记录帧110包括帧同步体111，该帧同步体111可以根据在帧同步体之前最后位是否按照如在US6496541中详述的17PP代码的终止表进行编码而从两个变化中进行选择。帧同步体的每一变化具有不同的非奇偶性。在17PP编码器的输出端，帧同步体的两个变化是：

在帧同步体之前的最后位帧同步体(NRZ)

根据终止表进行编码 001 010 000 000 010 000 00 0010

未根据终止表进行编码 101 010 000 000 010 000 000 010

因此，在帧同步体之前的最后位的编码确定将插入帧同步体的哪个变化。然后，帧同步体连同17PP编码器的输出一起被转换为NRZI。这导致(假设NRZI中帧同步体之前的最后位是“0”)：

帧同步体(NRZ) 帧同步体(NRZI) 非奇偶性

001 010 000 000 010 000 000 010-> 001 100 000 000 011 111 111 100 -2

101 010 000 000 010 000 000 010-> 110 011 111 111 100 000 000 011 +2

所列的NRZI帧同步体的非奇偶性将增加不期望的RDS。

除了帧同步体111之外，记录帧110进一步还包括附加到帧同步体111的帧同步ID 112、帧同步平衡字113和用户数据部分114。帧同步ID 112允许识别帧同步。

能够从下表中选择帧同步ID：

名称 NRZ

FS0 000 001

FS1 010 010

FS2 101 000

FS3 100 001

FS4 000 100

FS5 001 001

FS6 010 000

FS7 100 101

FS8 101 010

当被附加到帧同步体并且被转换为NRZI时，这导致：

-对于帧同步体(以NRZI形式)001 100 000 000 011 111 111 100：

帧同步ID(以NRZI形式) 非奇偶性帧同步体+帧同步ID

FS0 000 001 -6

FS1 011 100 -2

FS2 110 000 -4

FS3 111 110 +2

FS4 000 111 -2

FS5 001 110 -2

FS6 011 111 +2

FS7 111 001 0

FS8 110 011 0

-对于帧同步体(以NRZI形式) 110 011 111 111 100 000 000 011：

帧同步ID(以NRZI形式) 非奇偶性帧同步体+帧同步ID

FS0 111 110 +6

FS1 100 011 +2

FS2 001 111 +4

FS3 000 001 -2

FS4 111 000 +2

FS5 110 001 +2

FS6 100 000 -2

FS7 000 110 0

FS8 001 100 0

当帧同步ID被附加到帧同步体时，如以上两个表中所示的那样，所得的帧同步在大多数情况中将具有非零的非奇偶性，即具有所附加的帧同步ID的帧同步体将增加RDS，并且因此将不想要的DC含量引入到信号。例如，当帧同步ID FS0 000 001(NRZ)被附加到帧同步体101010 000 000 010 000 000 010(NRZ)时，如果NRZI形式的帧同步体之前的位为“0”，那么所得的NRZI形式的帧同步将具有+6的非奇偶性。对于RDS这样大的贡献是不希望的。17PP编码器和先前描述的2->4预编码一起将限制RDS以及因此的码字的DC含量。然而，具有附加的帧同步ID的帧同步体引入了DC含量。为了限制由具有附加的帧同步ID的帧同步体所引入的DC含量，将帧同步平衡字附加到帧同步ID上。因此帧同步随后包括帧同步体、帧同步ID和帧同步平衡字。由于帧同步ID与帧同步平衡字之间存在严格的一一对应关系，所以具有附加的帧同步平衡字的帧同步ID也能够被认为是一个帧同步ID。在表中，帧同步平衡字在所述情况中被直接附加到帧同步ID上，从而产生内在地平衡帧同步体的单个帧同步扩展，并且导致帧同步的总RDS为零。因此帧同步扩展包括帧同步ID和帧同步平衡字。

从基于以下的表中选择帧同步平衡字：

帧同步ID 帧同步平衡字(NRZ)

FS0 000 001 001 000

FS1 001 000 001 001

FS2 001 000 101 000

FS3 000 010 001 001

FS4 010 100 001 001

FS5 001 000 101 001

FS6 001 000 010 010

FS7 不添加字，数据跟随帧同步ID，17PP编码

FS8 不添加字，数据跟随帧同步ID，17PP编码

当将附加到帧同步ID的帧同步平衡字转换为NRZI时，具有列出非奇偶性的以下帧同步平衡字在NRZI编码帧同步体的最后位为“0”时导致：

帧同步ID 帧同步平衡字(NRZI) 非奇偶性

FS0： 111 110 001 111 +6

FS1： 001 111 110 001 +2

FS2： 001 111 001 111 +4

FS3： 000 011 110 001 -2

FS4： 100 111 110 001 +2

FS5： 001 111 001 110 +2

FS6： 110 000 011 100 -2

FS7 17PP编码数据字

FS8 17PP编码数据字

当NRZI编码的帧同步ID的最后位是“1”时：

帧同步ID 帧同步平衡字(NRZI) 非奇偶性

FS0： 000 001 110 000 -6

FS1： 110 000 001 110 -2

FS2： 110 000 110 000 -4

FS3： 111 100 001 110 +2

FS4： 011 000 001 110 -2

FS5： 110 000 110 001 -2

FS6： 001 111 100 011 +2

FS7 17PP编码数据字

FS8 17PP编码数据字

一些实例将有助于阐明帧平衡字的原理。

1)假设以NRZI形式的帧同步之前的位是“0”：

帧同步体(NRZ)：001 010 000 000 010 000 000 010

帧同步体(NRZI)：001 100 000 000 011 111 111 100(非奇偶性：-2)

对于此附加帧同步ID，例如FS2：

帧同步体(NRZ) 帧同步ID (NRZ)

001 010 000 000 010 000 000 010 101 000

当被转换为NRZI时，这变为

帧同步体(NRZI) 帧同步ID(NRZI)

001 100 000 000 011 111 111 100 110 000 (非奇偶性：-4)

为了平衡RDS，将FS2的帧同步平衡字(NRZ)添加于此：

FS体(NRZ) FS ID(NRZ) FS平衡字(NRZ)

001 010 000 000 010 000 000 010 101 000 001 000 101 000

当被转换为NRZI时，这变为

FS体(NRZI)FS FS ID(NRZI) FS平衡字(NRZI)

001 100 000 000 011 111 111 100 110 000 001 111 001 111

001 100 000 000 011 111 111 100 110 000 001 111 001 111的非奇偶性等于零，所以具有帧同步ID和帧同步平衡字的帧同步体不再作用于RDS。因为数据已经紧密地受到预编码和17PP编码的控制，所以由码字和帧同步构成的总信道数据也具有非常低的DC含量。该实例中的帧同步扩展是具有附加的帧同步平衡字的帧同步ID：以NRZI形式的110 000 001 111 001111。

2)假设以NRZI形式的帧同步之前的位是“0”：

帧同步体(NRZ)：101 010 000 000 010 000 00 0010

帧同步体(NRZI)：110 011 111 111 100 000 000 011(非奇偶性：+2)

对于此附加帧同步ID，例如FS0：

帧同步体(NRZ) 帧同步ID(NRZ)

101 010 000 000 010 000 000 010 000 001

当被转换为NRZI时，这变为

帧同步体(NRZI) 帧同步ID(NRZI)

110 011 111 111 100 000 000 011 111 110(非奇偶性：+6)

为了平衡RDS，将FS0的帧同步平衡字(NRZ)添加于此：

FS体(NRZ) FS ID(NRZ) FS平衡字(NRZ)

101 010 000 000 010 000 000 010 000 001 000 001 001 000

当被转换为NRZI时，这变为

FS体(NRZI) FS ID(NRZI) FS平衡字(NRZI)

110 011 111 111 100 000 000 011 111 110 000 001 110 000

110 011 111 111 100 000 000 011 111 110 000 001 110 000的非奇偶性等于零，所以具有帧同步ID和帧同步平衡字的帧同步体不再作用于RDS。这是因为FS平衡字111 110 001 111具有-6的非奇偶性，同时帧同步加帧同步ID具有+6的非奇偶性，从而彼此抵消。由于数据已经紧密地受到预编码和17PP编码的控制，所以由码字和帧同步构成的总信道数据也具有非常低的DC含量。该实例中的帧同步扩展是具有附加的帧同步平衡字的帧同步ID：111 110 000 001 110 000。

3)假设以NRZI形式的帧同步之前的位是“0”：

帧同步体(NRZ)：001 010 000 000 010 000 000 010

帧同步体(NRZI)：001 100 000 000 011 111 111 100(非奇偶性：-2)

对于此附加帧同步ID，例如FS0：

帧同步体(NRZ) 帧同步ID (NRZ)

001 010 000 000 010 000 000 010 000 001

当被转换为NRZI时，这变为

帧同步体(NRZI) 帧同步ID(NRZI)

001 100 000 000 011 111 111 100 000 001(非奇偶性：-6)为了平衡RDS，将FS0的帧同步平衡字(NRZ)添加于此：

FS体(NRZ) FS ID(NRZ) FS平衡字(NRZ)

001 010 000 000 010 000 000 010 000 001 000 001 001 000

当被转换为NRZI时，这变为

FS体(NRZI) FS ID(NRZI) FS平衡字(NRZI)

001 100 000 000 011 111 111 100 000 001 111 110 001 111

001 100 000 000 011 111 111 100 000 001 111 110 001 111的非奇偶性等于零，所以具有帧同步ID和帧同步平衡字的帧同步体不再作用于RDS。这是因为FS平衡字111 110 001 111具有+6的非奇偶性，同时帧同步加帧同步ID具有-6的非奇偶性，从而彼此抵消。由于数据已经紧密地受到预编码和17PP编码的控制，所以由码字和帧同步构成的总信道数据也具有低的DC含量。该实例中的帧同步扩展是具有附加的帧同步平衡字的帧同步ID：以NRZI形式的000 001 111 110 001 111。

4)最后实例将示出对于帧同步ID FS7和FS8而言为什么不需要帧同步平衡字。将对帧同步ID FS7进行说明，但同样适用于FS8。

假设以NRZI形式的帧同步之前的位是“0”：

帧同步体(NRZ)：001 010 000 000 010 000 000 010

帧同步体(NRZI)：001 100 000 000 011 111 111 100(非奇偶性：-2)

对于此附加帧同步ID，例如FS7：

帧同步体(NRZ) 帧同步ID(NRZ)

001 010 000 000 010 000 000 010 100 101

当被转换为NRZI时，这变为

帧同步体(NRZI) 帧同步ID(NRZI)

001 100 000 000 011 111 111 100 111 001 (非奇偶性：0)

由于具有附加的帧同步ID FS7的帧同步体具有正好为零的组合非奇偶性，所以不再需要附加帧同步平衡字。

存在两种替换。

-附加具有零非奇偶性的帧同步平衡字

这允许所述解码将帧同步平衡字位置视为相同的，而不管帧同步ID如何。这产生不太复杂的解码。

-附加包括预编码用户数据的17PP编码码字。

这需要解码器区别具有帧同步ID FS0-FS6的帧同步与具有帧同步ID FS7或FS8的帧同步。

在遇到具有帧同步ID FS0-FS6的帧同步的情况中，解码器必须删除帧同步平衡字，而当遇到具有帧同步ID FS7或FS8的帧同步时，通过必须不被删除并且必须被转发给17PP解码器的码字来占据帧同步平衡字位置。

当对于用户数据使用帧同步平衡字的位置时，以下的情况产生：

帧同步体(NRZ) 帧同步ID(NRZ) 码字

001 010 000 000 010 000 000 010 100101 xxx xxx xxx xxx其中xxx xxx xxx xxx表示通过预编码和17PP编码从用户数据获得的码字。码字xxx xxx xxx xxx具有的非奇偶性为0，因为它经过了2-4预编码器和17PP编码器。

001 100 000 000 011 111 111 100 111 001xxx xxx xxx xxx的非奇偶性等于零，所以具有帧同步ID和码字的帧同步体不作用于RDS。这是因为从用户数据获得的码字xxx xxx xxx xxx具有的非奇偶性为0，并且帧同步体加帧同步ID具有合计为0的0非奇偶性。由于数据已经紧密地受到预编码和17PP编码的控制，所以由码字和帧同步构成的总信道数据也具有非常低的DC含量，整个记录帧110也具有低的DC含量。该实例中的帧同步扩展是具有附加的帧同步平衡字的帧同步ID：111001，其比第三实例短12位，从而显示了从用户数据获得的码字的存储空间的增加。

Claims

1.一种使用信道代码对M个输入字的流进行编码的方法，包括以下步骤：

-从一组帧同步扩展中选择一个帧同步扩展；

-将M个输入字的流预编码为预编码输入字的流；

-使用编码器将预编码输入字的流编码为多组N个码字的流；

-将帧同步体以固定长度帧直接插入到多组N个码字的流中；

-安排在多组N个码字的流中表示帧同步扩展的码字的组与插入的帧同步体直接相邻，其中在进一步的NRZI编码之后，通过表示帧同步扩展的码字的组的非奇偶性来平衡帧同步体的非奇偶性，

其特征在于，表示帧同步扩展的码字的组的长度是可变的。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，编码器是17PP编码器。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，编码器是EFM编码器。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，编码器是EFM+编码器。

5.如权利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于，安排在多组N个码字的流中表示帧同步扩展的码字的组的步骤包括将帧同步平衡输入字插入到预编码输入字的流中的步骤。

6.如权利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于，安排在多组N个码字的流中表示帧同步扩展的码字的组的步骤包括将表示帧同步扩展的码字插入到多组N个码字的流中的步骤。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，从下表中选择在多组N个码字的组的流中表示帧同步扩展的码字的组：

帧同步扩展

FS0 000 001 000 001 001 000

FS1 010 010 001 000 001 001

FS2 101 000 001 000 101 000

FS3 100 001 000 010 001 001

FS4 000 100 010 100 001 001

FS5 001 001 001 000 101 001

FS6 010 000 001 000 010 010

FS7 100 101

FS8 101 010

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，从下表中选择在所述流中表示帧同步扩展的第一部分的码字的第一子组：

帧同步扩展的第一部分

FS0 000 001

FS1 010 010

FS2 101 000

FS3 100 001

FS4 000 100

FS5 001 001

FS6 010 000

FS7 100 101

FS8 101 010

以及从下表中选择帧同步平衡输入字：

帧同步平衡输入字

FS0 11 10 10 11

FS1 10 11 10 10

FS2 10 11 11 11

FS3 11 01 10 10

FS4 00 11 10 10

FS5 10 11 11 10

FS6 10 11 01 01

FS7 无

FS8 无

9.一种用于存储流的记录载体，所述流包括使用信道代码从输入字中获得的码字并且进一步包括包含帧同步扩展的帧同步，所述帧同步扩展包括帧同步标识和帧同步平衡字，其中所述帧同步的非奇偶性为零，其特征在于，帧同步扩展的长度是可变的。

10.如权利要求9所述的记录载体，其特征在于，信道代码是17PP代码。

11.如权利要求9所述的记录载体，其特征在于，信道代码是EFM代码。

12.如权利要求9所述的记录载体，其特征在于，信道代码是EFM+代码。

13.如权利要求9、10、11或12所述的记录载体，其特征在于，从下表中选择在所述流中表示帧同步扩展的码字的组：

帧同步扩展

FS0 000 001 000 001 001 000

FS1 010 010 001 000 001 001

FS2 101 000 001 000 101 000

FS3 100 001 000 010 001 001

FS4 000 100 010 100 001 001

FS5 001 001 001 000 101 001

FS6 010 000 001 000 010 010

FS7 100 101

FS8 101 010

14.一种用于将数据存储在记录介质上的设备，包括：编码器，其具有连接到帧同步插入装置的输入端的输出端，其中所述编码器被安排来将输入字的流编码为码字的流，以及所述插入装置被安排来将表示帧同步体的码字的组插入到所述码字的流中，其中所述编码器被安排来控制码字的RDS，以及其中所述插入装置被安排来将表示具有帧同步扩展非奇偶性的帧同步扩展的码字的组插入到与表示帧同步体的码字相邻的流中，其中选择帧同步扩展非奇偶性以抵消表示帧同步体的码字的组的非奇偶性，其特征在于，表示帧同步扩展的码字的组的长度是可变的。

15.一种用于将数据存储在记录介质上的设备，包括：编码器，其具有输入端以及连接到帧同步插入装置的输入端的输出端，其中所述编码器被安排来将输入字的流编码为码字的流，以及所述插入装置被安排来将表示帧同步体的码字的组插入到所述码字的流中，其中所述编码器被安排来控制码字的RDS，以及其中所述插入装置被安排来将表示帧同步扩展第一部分的码字的第一子组插入到与表示帧同步体的码字的组相邻的流中，以及其中另一插入装置被耦合到编码器的输入端，其中所述另一插入装置被安排来将帧同步平衡输入字提供给编码器以用于在编码器的输出端上获得表示帧同步扩展第二部分的码字的第二子组，其中表示帧同步扩展的码字的组包括表示帧同步扩展第一部分的码字的第一子组以及表示帧同步扩展第二部分的码字的第二子组，并且其中选择帧同步平衡输入字以抵消表示帧同步体的码字的组的非奇偶性，其特征在于，表示帧同步扩展的码字的组的长度是可变的。

16.如权利要求14或15所述的用于将数据存储在记录介质上的设备，其特征在于，编码器是17PP编码器。

17.如权利要求14或15所述的用于将数据存储在记录介质上的设备，其特征在于，编码器是EFM编码器。

18.如权利要求14或15所述的用于将数据存储在记录介质上的设备，其特征在于，编码器是EFM+编码器。

19.如权利要求14、15或16所述的用于将数据存储在记录介质上的设备，其特征在于，从下表中选择在所述流中表示帧同步扩展的码字的组：

帧同步扩展的第一部分

FS0 000 001 000 001 001 000

FS1 010 010 001 000 001 001

FS2 101 000 001 000 101 000

FS3 100 001 000 010 001 001

FS4 000 100 010 100 001 001

FS5 001 001 001 000 101 001

FS6 010 000 001 000 010 010

FS7 100 101

FS8 101 010

20.如权利要求15或16所述的用于将数据存储在记录介质上的设备，其特征在于，从下表中选择在所述流中表示帧同步扩展的第一部分的码字的第一子组：

帧同步子ID

FS0 000 001

FS1 010 010

FS2 101 000

FS3 100 001

FS4 000 100

FS5 001 001

FS6 010 000

FS7 100 101

FS8 101 010

以及从下表中选择帧同步平衡输入字：

帧同步平衡输入字

FS0 11 10 10 11

FS1 10 11 10 10

FS2 10 11 11 11

FS3 11 01 10 10

FS4 00 11 10 10

FS5 10 11 11 10

FS6 10 11 01 01

FS7 无

FS8 无