CN1941141B

CN1941141B - 光储存系统的译码方法

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Publication number: CN1941141B
Application number: CN2005101064406A
Authority: CN
Inventors: 张佳彦
Original assignee: Lite On IT Corp
Current assignee: Lite On IT Corp
Priority date: 2005-09-27
Filing date: 2005-09-27
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2025-09-27
Also published as: CN1941141A

Abstract

本发明提供一种光储存系统的数据译码方法，应用部分响应最大可能性侦测以译码储存于一盘片上的通道比特序列。与已知技术不同，本发明并不直接针对侦测的射频信号，而是先将部分射频信号的值调整为理想射频信号的位准后才译码，可以降低通道比特的译码错误率。本方法包括下列步骤：取得一第一射频信号序列；判断射频信号序列是否包含符合一特定条件的信号组成；调整第一射频信号序列中多个射频信号为特定的理想射频信号，并形成一第二射频信号序列，之后译码得到的第二射频信号序列。于一较佳实施例中，本发明的译码方法更应用于部分响应通道PR(1，2，2，2，1)的系统中。

Description

光储存系统的译码方法

技术领域

本发明是有关于一种译码方法，特别是有关于一种光储存系统的译码，由调整光信号的射频值以降低通道比特译码错误率。

背景技术

编码是数字系统，尤其是数字通讯、数据储存系统中重要的一环。一般而言，编码可分为3大类：来源编码(source coding)、错误控制编码(error control coding)、与通道编码(channel coding)。来源编码的目的在将消息(information)，其来源可能是人或计算机，转换成数字数据序列，特别是二进制位序列，以及将消息内容压缩；错误控制编码则将数字数据序列编码成一新的位序列，使此位序列具有错误信号侦测、更正的保护功能；而通道编码的目的则是为了更有效率地将位序列调变至通讯通道或储存媒介中，以更方便数据的传输或储存。

游程长度限制(Run-Length Limited，RLL)码是一种广泛使用于碟型储存装置，如硬盘、CD-ROM、DVD-ROM的通道编码技术。游程长度限制码常以RLL(m，n)表示，代表其编码后数据中，若以不归零(Non-Return-to-Zero，NRZ)的法则编码，两个“1”之间需包含最少为m个、最多为n个的“0”。例如，RLL(1，7)码编码后的位字码(codeword)，两个“1”之间最多包含连续7个、最少包含1个“0”。

在光储存系统中，数据撷取的流程大致如下：读写头发射固定波长的激光光至盘片；接收反射的激光光以部分响应最大可能性(Partial Response Maximum Likelihood，PRML)侦测技术取得通道比特的射频(RF)值；以最大可能性侦测译码(如维特比算法)还原记录的通道比特数据；最后，通道比特数据再经由错误句柄的译码，以取得所要的数据位(消息)。由于噪声、干扰的影响，侦测的通道比特RF值通常会偏离理想的RF值位准，当误差过大时，可能会影响后端通道比特的译码结果。

要提升光盘系统整体的数据正确率，尤其是目前盘片储存密度越来越高的趋势下，仅靠错误控制/校正编码是不够的。本发明的动机，即在于提供一种译码方法，希望由降低通道比特的错误，来达到提升整体的译码效能。至于如何降低通道比特错误率，将详细描述于以下实施方式之中。

发明内容

本发明的目的之一，在于提供一种光储存系统的通道比特译码方法，经由调整接收的光信号射频值，以提高通道比特的正确率。

本发明的另一目的，则是提供一种应用于光储存系统的译码方法，由降低通道比特的错误率，来达到降低光储存系统整体译码的错误率的目的。

根据上述，本发明提供一种光储存系统的译码方法，应用部分响应最大可能性侦测以译码储存于一盘片上的通道比特序列，其中部分响应通道为PR(1，2，2，2，1)且该盘片上的通道比特序列符合RLL(1，n)编码原则，n为大于1的正整数，理想侦测的射频信号包含0，±2，±4，±6±8九个信号位准，其特征在于，该光储存系统的译码方法包含：

取得一射频信号序列，其中包含一序列(a，b，c)，该射频信号序列是将该盘片上读取出的射频信号通过指定的部分响应通道PR(1，2，2，2，1)取得；

判断该序列(a，b，c)是否属于一值为(2，4，2)的一特定序列；

当该判断结果为是时，调整该序列(a，b，c)为(2，4，2)；以及译码该调整后的射频信号序列。

其中判断该序列(a，b，c)是否属于一值为(2，4，2)的该特定序列的步骤还包含：

根据b是否落在一(m1，m2)区间且a与c均小于b，以判断该序列(a，b，c)属于(2，4，2)的该特定序列，其中2＜m1＜4＜m2＜6。

其中是以最大可能性侦测译码该调整后的射频信号序列。

其中该最大可能性侦测是以维特比算法实施。

其中该光储存系统包含CD-ROM、DVD-/+R、DVD-ROM或DVD-/+RW盘形光储存系统。

本发明一种光储存系统的译码方法，应用部分响应最大可能性侦测以译码储存于一盘片上的通道比特序列，其中部分响应通道为PR(1，2，2，2，1)且该盘片上的通道比特序列符合RLL(1，n)编码原则，n为大于1的正整数，理想侦测的射频信号包含0，±2，±4，±6±8九个信号位准，其特征在于，该光储存系统的译码方法包含：

判断该序列(a，b，c)是否属于一值为(-2，-4，-2)的一特定序列；

当该判断结果为是时，调整该序列(a，b，c)为(-2，-4，-2)以及译码该射频信号序列。

其中是以最大可能性侦测译码该调整后的射频信号序列。

其中该最大可能性侦测是以维特比算法实施。

附图说明

本发明的许多观点可以参考以下的附图而更加清楚的了解。相关附图并未依比例绘制，其作用仅在清楚表现本发明有关原理，其中：

图1A显示一RF序列R1；

图1B显示，本发明如何调整原RF序列R1为另一RF序列R2；

图2A显示一RF序列R3；

图2B显示，本发明如何调整原RF序列R3为另一RF序列R4；以及

图3显示本发明译码方法的流程图。

具体实施方式

本发明的一些实施方式会详细描述如下。然而，除了详细描述的内容外，本发明还可以广泛地在其它的实施例施行，且本发明的范围不受限定，其以之后的申请专利范围为准。

首先必须说明的是，在光盘片上，一般坑(pit)、巷(land)变换之处是代表通道比特“1”，平坦的坑、巷处则是代表“0”。由先前技术的说明得知，RLL(m，n)限制了两个连续的“1”之间必定包含了至少m个、最多n个的“0”。换言之，对应光盘片上的坑、巷，RLL编码的特性限制了每一段的坑、巷的长度。在本发明的实施例中对于通道比特的表示方法，则是将坑以“-1”表示，而将巷以“1”表示。举例来说，一数据序列(-1，-1，1，1，-1)若以一般RLL编码是表示为(0，1，1，0)，而数据序列(1，-1，-1，1，1)则表示为(1，0，1，0)。在盘片上一符合RLL编码规则的通道比特序列，由于m值至少为1，其限定了坑或巷的长度至少为2，故不会出现-1，1，-1或1，-1，1此种代表连续地坑、巷转换的序列(以一般方式表示即(1，1)的序列)。

PRML侦测由引进已知的符号间干扰(Inter-Symbol Interference，ISI)，即部分响应通道PR，以匹配(match)于读写头/盘片间的通道响应。并以最大可能性侦测方式来侦测/决定通道比特。因此，以PRML侦测盘片上记录的通道比特，在无噪声影响下，其值相当于通道比特经过部分响应通道的输出。在数学表示上，即通道比特与部分响应通道模型的卷积(convolution)的结果。举例来说，若通道比特为(1，-1，-1，-1，1)的序列，则经部分响应通道模型PR(1，2，1)侦测的通道比特RF值为序列(1，-1，-1，-1，1)与序列(1，2，1)的卷积结果，即(-2，-4，-2)。

符合RLL编码规则的二元数据序列，在经过PR(1，2，1)、PR(1，2，2，1)或PR(1，2，2，2，1)，这类常用于光盘系统的部分响应通道模型的输出，其具有一定的模式。换句话说，即RLL编码的二元数据序列与上述部分响应通道模型的卷积后，具有一些明显的特性。而透过这些特性的应用，在盘片的通道比特译码时，将可降低通道比特的译码错误率。

以PR(1，2，2，2，1)为例，一符合RLL(1，n)编码规则的二元数据序列(n大于1)，其卷积结果应分别位在0，±2，±4，±6±8的位准上。对应到盘片的通道译码，即在无噪声或其它干扰情形下，RF值只有0，±2，±4，±6±8这些可能。RF值的序列可透过维特比算法反向译码出记录于盘片上的通道比特。

除了侦测的RF值在特定的位准上，另外，位于4的理想RF值，其必为数据序列(-1，1，1，1，-1)与PR(1，2，2，2，1)卷积的结果；而位于-4的理想RF值，其必为数据序列(1，-1-，1，-1，1)与PR(1，2，2，2，1)卷积的结果。换个角度，即唯有数据序列(-1，1，1，1，-1)才会产生理想RF值为4的输出，或唯有数据序列(1，-1，-1，-1，1)才会产生理想RF值为-4的输出。而根据RLL(m，n)码中m大于等于1的限制，数据序列(-1，1，1，1，-1)前后两个位必为-1，数据序列(1，-1，-1，-1，1)前后两个位必为1。从另一角度来看，数据序列(-1，1，1，1，-1)若是以原本一般编码表示是为V1＝(1，0，0，1)，要满足RLL码限制条件，即两个“1”之间具有至少1个“0”，则序列V1的前后必为“0”，即(0，V1，0)＝(0，1，0，0，1，0)。再转换回为实施例使用的标记方式即是(-1，-1，1，1，1，-1，-1)序列。同理可推数据序列(1，-1，-1，-1，1)。因此，理想RF值为4的前后两个RF值必为2，数据序列(1，1，-1，-1，-1)与PR(1，2，2，2，1)、以及数据序列(-1，-1，-1，1，1)与PR(1，2，2，2，1)卷积结果为2，而理想RF值为-4的前后两个RF值必为-2，数据序列(-1，-1，1，1，1)与PR(1，2，2，2，1)、以及数据序列(1，1，1，-1，-1)与PR(1，2，2，2，1)卷积结果为-2。

上述特性可帮助盘片通道比特的译码。由于噪声的影响，实际上侦测的RF值不会正好在0，±2，±4，±6±8的位准上，而可能会有些许偏移。假设现在侦测到一RF序列R1＝(0.2，2.3，3.8，1.8，-0.1)，其原本理想RF值为(0，2，4，2，0)。已知技术中，参考图1A，是将此RF序列R1直接根据维特比算法、与软决定(Soft Decision)来译码还原通道比特。而本发明的精神在于，既然已知位于位准4的RF值其前后RF值必定为2，我们可先将RF序列R1中，其理想RF值可能为4的点先行调整为4，并将其前后调整为2后再做维特比译码。于本例中，参考图1B，即将3.8调整为4，而2.3与1.8调整为2，得到RF序列R2＝(0.2，2，4，2，-0.1)后，再以维特比算法译码。由于RF序列R2已将噪声的影响消除(中间3个RF值被修正)，将比直接对RF序列R1作维特比译码的正确性高。

同样的特性发生在RF值为-4的位准上。如前述，RF值为-4的前后两个RF 值必为-2。假设现在侦测到一RF序列R3＝(0.2，-1.8，-4.2，-2.4，-0.1)，其原本理想RF值为(0，-2，-4，-2，0)。已知技术以RF序列R3直接译码(如图2A)。而根据本发明，参考图2B，则是先将RF值-1.8、-4.2、-2.4分别调整为-2、-4、-2后(RF序列R4＝(0.2，-2，-4，-2，-0.1))再译码。

上述方法实施的重点是，必须先判断RF序列中可能为4(或-4)的点，然后再观察其前后点的RF值是否较小(或较大)。唯有以上两条件均符合时，该点与其前后两点才会调整为2、4、2(或-2、-4、-2)。判断可能为4或-4的点的一简单条件为，分别设定一组上下限值，当侦测的RF值介于该上下限区间时，则推定该点为4或-4。例如，设定位准4的上下限分别为4.3与3.7，而位准-4的上下限分别为-3.7与-4.3。接下来再确认是否其前后两点均较小(或较大)，于上述例子中，RF序列R3中的2.3、1.8均小于3.8，而RF序列R4中的-1.8、-2.4均大于-4.2，所以可如以上方式调整。

因此，若依实施例的方法，序列(0.3，2.6，3.4，3.6，2.1)不会调整，因为3.4或3.6不在区间内；而序列(0.3，2.6，2.8，3.9，3.4)会调整为(0.3，2.6，2，4，2)，因为3.9落于区间内，且2.8、3.4均小于3.9。故而，对于位准4的判断可以下列判断式表示：

IF RF(i)＜n1且RF(i)＞n2，

IF(RF(i+1)&&RF(i-1))＜RF(i)，

RF(I)＝4；

RF(i+1)＝2；

RF(i-1)＝2；

END

其中，RF(i)表示第i个RF序列的值，n1与n2为判断位准4的上下限值，n1＞n2(分别为4.3与3.7)。

同理，对于位准-4的判断可以下列判断式表示：

IF RF(i)＜n3且RF(i)＞n4，

IF(RF(i+1)&&RF(i-1))＞RF(i)，

RF(I)＝-4；

RF(i+1)＝-2；

RF(i-1)＝-2；

END

其中，n3与n4为判断位准-4的上下限值，n3＞n4(例如，n3为-3.7而n4为-4.3)。

而整个译码方法应用在光盘系统的流程如图3。首先，侦测盘片反射的激光光，以取得一RF序列(步骤300)。接着找寻RF序列中，是否包含落于位准4或位准-4的区间的点(步骤302)，其中位准4的区间例如为3.7到4.3；位准-4的区间例如为-3.7到-4.3。若RF序列中没有符合的点，则直接进行步骤312对RF序列做维特比译码；若有，且其是落在位准4的区间，则进入步骤304，判断该点的前后两点是否符合皆小于该点的值：若是，则调整RF序列，使该点与其前后两点依顺序为2、4、2(步骤306)；若否，则进入步骤312。若步骤302的结果是该点位于位准-4的区间，则进入步骤308，判断该点的前后两点是否符合皆大于该点的值：若是，则调整RF序列，使该点与其前后两点依顺序为-2、-4、-2(步骤310)；若否，则进入步骤312。

综而言之，本发明是根据RLL编码与部分响应通道-特别是PR(1，2，2，2，1)通道-做卷积后输出的特性，经由调整符合一些特定条件的RF值，来降低之后通道比特译码的错误率。我们发现，特别是对于以PR(1，2，2，2，1)模型而言，于RF位准为4(或-4)的点其特征最为明显，其前后两点在理想状况下必为2(或-2)。故而，我们可将符合条件的RF序列的点在进入维特比译码阶段前，如上述实施例方式先行做调整，并根据调整后的RF序列译码，如此可降低通道比特错误率。

再者，本发明的精神亦可广泛应用于其它实施例中，并不以上述PR(1，2，2，2，1)或RF位准为4或-4为限。例如，对PR(1，2，2，1)通道与符合RLL(1，3)码编码规则的数据序列而言，RF值位准为6的前后两点必为4(因为理想上只有序列(1，1，1，1)会形成位准6的RF值)。且因RLL(1，3)码编码规则的限制，序列(1，1，1，1)前后必为-1，而使得该位准6前后两点RF值必为4。如同前述方法，若一RF序列中包含RF值位准为6的点且其前后均小于该点，可依类似的方法做调整，例如，序列(0.3，2.5，4.4，5.8，5.1，3.4)调整为(0.3，2.5，4，6，4，3.4)。

因此，只要满足“于RF侦测阶段即可得知可能的理想RF值为何”的条件，我们即可由调整一部分侦测的RF值为理想的RF值，并形成一新的RF序列，由对此新的RF序列译码将可降低通道比特译码错误率，增加盘片数据读取的译码正确率。另外，根据本发明所得到的光储存系统的译码方法，可广泛应用在CD-ROM、DVD-/+R、DVD-ROM与DVD-/+RW等各种碟形光储存系统之中。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的申请专利范围；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在下述的申请专利范围中。

Claims

1.一种光储存系统的译码方法，应用部分响应最大可能性侦测以译码储存于一盘片上的通道比特序列，其中部分响应通道为PR(1，2，2，2，1)且该盘片上的通道比特序列符合RLL(1，n)编码原则，n为大于1的正整数，理想侦测的射频信号包含0，±2，±4，±6±8九个信号位准，其特征在于，该光储存系统的译码方法包含：

判断该序列(a，b，c)是否属于一值为(2，4，2)的一特定序列；

2.如权利要求1所述的光储存系统的译码方法，其特征在于，其中判断该序列(a，b，c)是否属于一值为(2，4，2)的该特定序列的步骤还包含：

3.如权利要求1所述的光储存系统的译码方法，其特征在于，其中是以最大可能性侦测译码该调整后的射频信号序列。

4.如权利要求3所述的光储存系统的译码方法，其特征在于，其中该最大可能性侦测是以维特比算法实施。

5.如权利要求1所述的光储存系统的译码方法，其特征在于，其中该光储存系统包含CD-ROM、DVD-/+R、DVD-ROM或DVD-/+RW盘形光储存系统。

6.一种光储存系统的译码方法，应用部分响应最大可能性侦测以译码储存于一盘片上的通道比特序列，其中部分响应通道为PR(1，2，2，2，1)且该盘片上的通道比特序列符合RLL(1，n)编码原则，n为大于1的正整数，理想侦测的射频信号包含0，±2，±4，±6±8九个信号位准，其特征在于，该光储存系统的译码方法包含：

当该判断结果为是时，调整该序列(a，b，c)为(-2，-4，-2)以及译码该调整后的射频信号序列。

7.如权利要求6所述的光储存系统的译码方法，其特征在于，其中是以最大可能性侦测译码该调整后的射频信号序列。

8.如权利要求7所述的光储存系统的译码方法，其特征在于，其中该最大可能性侦测是以维特比算法实施。

9.如权利要求6所述的光储存系统的译码方法，其特征在于，其中该光储存系统包含CD-ROM、DVD-/+R、DVD-ROM或DVD-/+RW盘形光储存系统。