CN1996479A - 多阶游长数据转换方法及装置以及蓝光多阶光存储装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于蓝光多阶光存储装置的多阶游长数据转换方法，其中，蓝光多阶光存储装置的道间距小于0.52微米，该方法包括以下步骤：调制步骤和或解调步骤，其中，游程长度受限编码是码率R＝5/7比特/码元的3元(d，k)码，用于将10进制用户数据组成的5比特源字变换成7个多阶码元组成的码字或将7个多阶码元组成的码字变换成10进制用户数据组成的5比特源字，其中d＝2，表示两个非零码元之间码元‘0’的最少个数，k等于或大于9，k表示两个非零码元之间码元‘0’的最多的个数。本发明还提供了多阶游长数据转换装置，以及使用了上述方法或装置的蓝光多阶光存储装置。

Description

多阶游长数据转换方法及装置以及蓝光多阶光存储装置

技术领域

本发明涉及高密度数字存储技术，更具体而言，涉及用于蓝光多阶光存储装置的多阶游长数据转换方法及装置，以及涉及采用了上述多阶游长数据转换方法及装置的蓝光多阶光存储装置(例如蓝光多阶只读光盘)。

背景技术

现有的数字磁存储和光存储产品都是将信息转换成二进制数据，并将二进制数据以某种调制方式与存储介质记录符的两种不同物理状态相对应，实现数据存储，这类存储方式称为二值存储。目前的只读光盘存储技术所采用的都是二值存储方式，根据反射光光强的高低来判断当前所对应的位置是“坑”(Pit)或者“岸”(Land)，每个记录单元上可以记录两个状态数，也就是正好对应1位(bit)的信息。

多阶存储技术是相对二值存储提出的。如果将数据流调制成M进制数据(M＞2)，并将调制后的M进制数据与记录介质的M种不同物理状态相对应，即可实现M阶存储。M阶存储在一个信息记录斑的位置上可以存储log₂(M)比特数据，因此当M大于2时，每个记录单元上可以记录超过1比特的信息，并且数据传输率同时得到了提高。多阶存储是在不改变激光波长和光学数值孔径的情况下，能显著提高存储容量和数据传输率的一种新型技术。因此多阶存储系统与目前的光存储系统具有很好的兼容性。

最基本的多阶只读光盘的例子是坑深调制的多阶方案，又称为PDM(Pit-Depth Modulation)。其原理是，对于只读光盘，按照标量衍射理论，反射光的光强与光盘的记录坑点深度有着对应关系：从坑深为0开始，随着坑深的增加，反射光的光强随之减弱，在坑深为激光波长的1/4处，反射光光强达到极小值。利用了记录坑点深度与反射光强的这一关系，设置不同的坑深变化，即可实现多阶光盘存储。但光盘坑深的阶数过多，将导致如盘片复制，信号检测等很多技术问题。因此，单纯靠增加坑深的阶数来提高只读光盘的存储容量受到较大的限制。

常规的二值存储光盘都采用游程长度(简称游长)受限的编码方案，即RLL(Run Length Limited，游长受限)编码。RLL是指光盘所存储的通道序列满足以下条件：在该序列的两个‘1’之间最少有d个‘0’，最多有k个‘0’。d和k这两个参数分别规定了可能出现在序列中的最小和最大的游程。参数d控制着最高传输频率，因此可能影响序列通过带限信道传输时的码间串扰。在二进制数据传输中，通常希望接收到的信号是能够自同步的。同步通常利用一个锁相环来再现。锁相环依照接收到的波形的跳变来调整检测时刻的相位。最大游程参数k确保适当的跳变频率以满足读取时钟同步的需要。在光存储系统中，参数d通常取1或2，k值取10左右，且参数k越小越有利于时钟的恢复。此外，在光存储系统中，为了防止或减少读出信号的低频成分与跟踪伺服信号间的互相影响，还要求调制码能够抑制编码后序列在低频段的分量，即具有直流平衡的特性。采用直流平衡码还有助于消除指纹等引起的低频干扰对读出信号的影响。具有直流平衡特性的游程长度受限码被称为直流平衡的游程长度受限码。

目前多阶光盘存储的编码都是采用幅度调制的方案，尚未发掘编码技术上的潜力。RLL编码相对于幅值调制编码而言，可以提高存储容量。在二值存储中，采用RLL编码，可以在一个最小记录符上存储超过1bit的信息，因此RLL编码在光存储中得到了普遍应用。比如用于CD的EFM编码(d＝2，k＝10)和用于DVD的EFM+编码(d＝2，k＝10)。DVD由于采用了直流平衡的RLL编码，获得了1.5(bit/最小记录符)的存储密度。

为了在多阶存储系统中利用RLL码，人们提出了适用于多阶存储系统的RLL码，称为M(M＞＝2)元RLL码，显然传统的RLL码是M＝2的RLL码。已有的3元(2，10)RLL码能够将12位的源字转换成17个3阶多阶码元组成的码字，其码率R＝12/17，同时能够控制调制后多阶码元序列的直流分量。然而由于其编码码表大小(2¹²＝4096)较大，同时直流控制位较少，因此编/解码器较为复杂，且直流控制能力较弱。

因此，需要一种更为简单且直流分量控制能力强的3元RLL码以及其编/解码，能够解决上述相关技术中的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的至少一个缺陷，本发明的目的在于提供一种用于多阶存储系统、具有比已有3元(2，10)RLL码更高码率且具有更强直流分量控制能力的3元(2，9)RLL码，它具有简单的编/解码表且易于实现。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于蓝光多阶光存储装置的多阶游长数据转换方法，其中，蓝光多阶光存储装置的道间距小于0.52微米，本方法包括调制步骤：利用基于游程长度受限编码的编码表以及编码器状态信息，将输入的源字变换为码字，将码字利用激光刻录到蓝光多阶光存储装置中形成多阶码元序列；其中，游程长度受限编码是码率R＝5/7比特/码元的3元(d，k)码，用于将10进制用户数据组成的5比特源字变换成7个多阶码元组成的码字，其中d＝2，表示两个非零码元之间码元‘0’的最少个数，k等于或大于9，k表示两个非零码元之间码元‘0’的最多的个数。

在上述的多阶游长数据转换方法中，码元包括‘0’、‘1’、‘2’、‘？’和‘#’，其中，？∈{0，#，^*}，  #∈{1，2}，^*∈{0，1，2}，码元‘？’是待定码元，码元‘^*’表示第一类直流控制码元，码元‘#’表示第二类直流控制码元。

在上述的多阶游长数据转换方法中，编码表包括3个子表，分别对应于编码器的3个状态：状态1，状态2和状态3，每个子表中包含32个由7个多阶码元构成的码字，以及与这些码字相对应的编码器的下一状态，并且，与下一状态相对应的子表用于下一个源字的编码，各个子表中的码字集合互不相交。

在上述的多阶游长数据转换方法中，通过以下步骤来变更直流控制码元‘#’和待定码元‘？’的位置及取值：先把包含直流控制码元‘#’的码字分割为直流控制码元分别为‘1’和‘2’的两种码字，或者把包含待定码元‘？’的码字分割为待定码元分别为‘0’、‘1’和‘2’的三种码字，再把分割后的码字与其他码字合并。

在上述的多阶游长数据转换方法中，调制步骤中的将输入的源字变换为码字包括以下步骤：步骤(1)：将编码表输入到主编码表转换器的存储器中；步骤(2)：把主编码表转换器中的状态寄存器初始化为状态1，状态2或者状态3，同时把z₀和y₀初始化为0，z₀是指3元多阶码元序列{x_i}的游程数字和，i为序列中多阶码元x的序号，第i个多阶码元结束时的游程数字和 $z_i=\underset{j=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}{y}_j=z_{i-1}+y_i$ ，同时令y_i的初值y₀＝0，y_i是指3元多阶码元所对应的极性序列，y_i＝2[(y_i-1+x_i)mod3-1 ]，i和i-1为序列中多阶码元x和y的序号；步骤(3)：源字生成器把随机的2进制用户数据按5位一组的源字抽出，并送往存储器中；步骤(4)：存储器利用编码表及状态寄存器送来的所存储的当前编码器状态信息，变换为码字；步骤(5)：将码字经过并-串转换后连接成多阶码元序列，并把多阶码元序列送往dk限制器；步骤(6)：dk限制器根据一定规则确定多阶码元序列中的待定码元‘？’：步骤(7)：dk限制器把包含待定码元‘？’中的直流控制码元的多阶码元序列送往直流控制器；步骤(8)：直流控制器通过选择第一类直流控制码元‘^*’和第二类直流控制‘#’的取值来控制多阶码元序列中的直流控制码元：步骤(9)：直流控制器输出不再包含直流控制码元的多阶码元序列。

在上述的多阶游长数据转换方法中，步骤(6)包括以下步骤：步骤(6.1)：在待定码元‘？’之后的码字以‘00’开头，则令待定码元‘？’为第一类直流控制码元^*；否则，直接令待定码元‘？’为码元‘0’；步骤(6.2)：若把第一类控制码元‘^*’设为‘0’，一旦使所述多阶码元序列中连续的‘0’码元的个数大于预先设定的k值，则把的第一类直流控制码元‘^*’改变为第二类直流控制码元‘#’；否则，保持第一类直流控制码元‘^*’不变。

在上述的多阶游长数据转换方法中，步骤(8)包括以下步骤：步骤(8.1)：当多阶码元序列中出现直流控制码元时，直流控制器针对前一个直流控制码元x_m的每种取值，根据步骤(2)中计算多阶码元序列游程数字和z_i的公式计算出多阶码元序列在下一个直流控制码元x_n出现前的各种x_m值下多阶码元序列的游程数字和z_n-1；步骤(8.2)：直流控制器选择使得z_n-1的绝对值最小的x_m的取值作为直流控制码元x_m的最终取值；对于多阶码元序列中的最后一个直流控制码元，其取值则由计算到多阶码元序列末尾时的游程数字和来确定；步骤(8.3)：直流控制器重复步骤(8.1)～步骤(8.2)的操作直至所得码元序列中不再包含直流控制码元；步骤(8.4)：通过步骤(8.1)～步骤(8.3)得到的多阶码元序列x_i的游程数字和{z_i}的取值满足：N₁≤z_i≤N₂，其中N₁(-1000≤N₁≤0)和N₂(0≤N₂≤1000)是两个有限常数。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于蓝光多阶光存储装置的多阶游长数据转换方法，其中，蓝光多阶光存储装置的道间距小于0.52微米，本方法包括解调步骤：将从蓝光多阶光存储装置中读出的多阶码元序列分割为码字，利用基于游程长度受限编码的解码表以及解码器状态信息，将码字转换为源字输出；其中，游程长度受限编码是码率R＝5/7比特/码元的3元(d，k)码，用于将7个多阶码元组成的码字变换成10进制用户数据组成的5比特源字，其中d＝2，表示两个非零码元之间码元‘0’的最少个数，k等于或大于9，k表示两个非零码元之间码元‘0’的最多的个数。

在上述的多阶游长数据转换方法中，码元包括‘0’、‘1’、‘2’、‘？’和‘#’，其中，？∈{0，#，^*}，#∈{1，2}，^*∈{0，1，2}，码元‘？’是待定码元，码元‘^*’表示第一类直流控制码元，码元‘#’表示第二类直流控制码元。

在上述的多阶游长数据转换方法中，解码表分为3个子表，分别对应于3个解码器的状态：状态1，状态2和状态3，每个子表中包含32个由10进制组成的5比特源字，解码表还包含各个码字所在子编码表所对应的状态：状态1，状态2和状态3；在码字中，包含码元‘X’，表示取‘1’或‘2’，但解码的结果相同；源字中的码型‘Z’，表示不能解码。

在上述的多阶游长数据转换方法中，解码步骤中的将码字转换为源字输出包括以下步骤：步骤(1)：把解码表输入到解码表转换器中的解码表存储器以及子解码表选择器中；步骤(2)：向解码表转换器输入由7个多阶码元组成的码字CW，向子解码表选择器输入紧随所选码字CW之后的由7个多阶码元构成的码字NCW；步骤(3)：子解码表选择器根据所达码字NCW所在的子编码表所对应的编码器状态序号，并将该编码器状态j转换成具有同样状态序号的子解码表-序号后再用解码表转换方法列出；步骤(4)：解码表转换器根据所输入的码字CW从步骤(3)的序号的子解码表中找出用10进制组成的5比特源字B(t)列出。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于蓝光多阶光存储装置的多阶游长数据转换方法，其中，蓝光多阶光存储装置的道间距小于0.52微米，本方法包括上述的调制步骤和上述的解调步骤。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于蓝光多阶光存储装置的多阶游长数据转换装置，其中，蓝光多阶光存储装置的道间距小于0.52微米，本装置包括多阶游程长度受限编码装置，其包括：主编码表转换器，用于根据基于游程长度受限编码的编码表以及根据存储在状态寄存器中的编码器状态，将源字转换成由多个多阶码元构成的码字，并对码字进行并-串转换以形成多阶码元序列，其中，多阶码元包括待定码元；限制器，用于确定多阶码元序列中的待定码元；以及直流控制器，用于根据待定码元选择直流控制码元的取值，从而控制多阶码元序列中的直流分量；其中，游程长度受限编码是码率R＝5/7比特/码元的3元(d，k)码，用于将10进制用户数据组成的5比特源字变换成7个多阶码元组成的码字，其中d＝2，表示两个非零码元之间码元‘0’的最少个数，k等于或大于9，k表示两个非零码元之间码元‘0’的最多的个数。

在上述的多阶游长数据转换装置中，码元包括‘0’、‘1’、‘2’、‘？’和‘#’，其中，？∈{0，#，^*}，  #∈{1，2}，^*∈{0，1，2}，码元‘？’是待定码元，码元‘^*’表示第一类直流控制码元，码元‘#’表示第二类直流控制码元。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于蓝光多阶光存储装置的多阶游长数据转换装置，其中，蓝光多阶光存储装置的道间距小于0.52微米，本装置包括多阶游程长度受限解码装置，其包括：码字分割器，用于将多阶码元序列分割为由多阶码元构成的码字；子解码表选择器，用于根据紧随在当前码字之后的下一个码字，选择解码当前码字所采用的子解码表；以及解码表转换器，用于根据所选择的子解码表的信息从基于游程长度受限编码的解码表中选择合适的子解码表将当前码字转换成对应的源字并将其输出；其中，游程长度受限编码是码率R＝5/7比特/码元的3元(d，k)码，用于将7个多阶码元组成的码字变换成10进制用户数据组成的5比特源字，其中d＝2，表示两个非零码元之间码元‘0’的最少个数，k等于或大于9，k表示两个非零码元之间码元‘0’的最多的个数。

在上述的多阶游长数据转换装置中，解码表分为3个子表，分别对应于3个解码器的状态：状态1，状态2和状态3，每个子表中包含32个由10进制组成的5比特源字，解码表还包含各个码字所在子编码表所对应的状态：状态1，状态2和状态3；在码字中，包含码元‘X’，表示取‘1’或‘2’，但解码的结果相同；源字中的码型‘Z’，表示不能解码。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于蓝光多阶光存储装置的多阶游长数据转换装置，其中，蓝光多阶光存储装置的道间距小于0.52微米，本装置包括上述的多阶游程长度受限编码装置和上述的多阶游程长度受限解码装置。

根据本发明的另一方面，提供了一种蓝光多阶光存储装置，其具有激光刻录形成的记录坑中，其中，所述蓝光多阶光存储装置的道间距小于0.52微米，记录坑对应于采用上述的游程长度受限编码进行编码后得到的存储数据。

通过实施本发明，可以在其它参数保持不变的前提下，采用该3元(2，9)RLL码的多阶存储系统，可以比原有的2阶DVD存储系统提高约43％的存储容量和数据传输率。

综上，本发明提出的3元(2，9)RLL码可用于多阶存储系统读出和写入数据。采用本发明提出的3元(2，9)RLL码将信息写入介质(包括光存储介质，磁存储介质，以及其它支持多阶记录的存储介质)，并利用读出系统从上述已写入信息的介质上得到再生信号，在得到的再生信号中，由于几乎不包含伺服频段的成分，对于用于信号检测的读取器的跟踪性没有损害。此外，采用本发明提出的3元(2，9)RLL码的光存储系统具有在不改变激光波长和光学数值孔径的情况下，能显著提高存储系统存储容量和数据传输率的特点，并且与目前的光存储系统保持了最大的兼容性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出根据本发明的用于该3元(2，9)RLL码的编码装置的电路框图；

图2示出根据本发明的一个实施例的3元(2，9)RLL码的编码方法流程图；

图3示出根据本发明的一个实施例的3元(2，9)RLL码的功率谱密度图像；

图4示出根据本发明的一个实施例的3元(2，9)RLL码的解码方法流程图；以及

图5示出根据本发明的一个实施例的用于该3元(2，9)RLL码的解码装置的电路框图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

本发明提供了一种用于蓝光多阶光存储装置的多阶游长数据转换方法，其中，蓝光多阶光存储装置的道间距小于0.52微米，本方法包括调制步骤：利用基于游程长度受限编码的编码表以及编码器状态信息，将输入的源字变换为码字，将码字利用激光刻录到蓝光多阶光存储装置中形成多阶码元序列；其中，游程长度受限编码是码率R＝5/7比特/码元的3元(d，k)码，用于将10进制用户数据组成的5比特源字变换成7个多阶码元组成的码字，其中d＝2，表示两个非零码元之间码元‘0’的最少个数，k等于或大于9，k表示两个非零码元之间码元‘0’的最多的个数。

码元可包括‘0’、‘1’、‘2’、‘？’和‘#’，其中，？∈{0，#，^*}，#∈{1，2}，^*∈{0，1，2}，码元‘？’是待定码元，码元‘^*’表示第一类直流控制码元，码元‘#’表示第二类直流控制码元。

编码表可包括3个子表，分别对应于编码器的3个状态：状态1，状态2和状态3，每个子表中包含32个由7个多阶码元构成的码字，以及与这些码字相对应的编码器的下一状态，并且，与下一状态相对应的子表用于下一个源字的编码，的各个子表中的集合互不相交。

优选地，上述的调制步骤，包括以下步骤：

步骤(1)：把一种基于游程长度受限编码的编码表输入到主编码表转换器的存储器中，该游程长度受限编码是一种码率R＝5/7比特/码元的3元(d，k)码，用以把10进制用户数据组成的5比特源字编码成7个多阶码元组成的码字，该多阶码元属于集合{0，1，2}，在所述的7个多阶码元组成的码字中除了码元‘0’、‘1’和‘2’以外，还使用了码元‘？’和‘#’，其中，？∈{0，#，^*}，#∈{1，2}，^*∈{0，1，2}，码元‘？’是一个待定码元，当取码元‘^*’时，该码元‘^*’表示是一个第一类直流控制码元，码元‘#’是第二类直流控制码元；所述d＝2，d表示两个非零码元之间码元‘0’的最少个数，k等于或大于9，k表示两个非零码元之间码元‘0’的最多的个数；所述编码表分为3个子表，分别对应于3个编码器的状态：状态1，状态2和状态3，所述每个子表中包含32个由7个多阶码元构成的码字，以及与这些编码相对应的编码器的下一状态，所述下一状态是指编码器在转换完该源字之后应进入的新的状态，并选择的所进入的新的状态相对应的子表用于下一个源字的编码；所述的各个子表中的集合互不相交；

步骤(2)：把主编码表转换器中的状态寄存器初始化为状态1，状态2或者状态3，同时把z₀和y₀初始化为0，所述z₀是指3元多阶码元序列{xi}的游程数字和，所述i为序列中多阶码元x的序号，第i个多阶码元结束时的游程数字和 $z_i=\underset{j=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}{y}_j=z_{i-1}+y_i$ ，同时令y_i的初值y₀＝0，所述y_i是指3元多阶码元所对应的极性序列，y_i＝2[(y_i-1+x_i)mod3-1]，所述i和i-1为序列中多阶码元x和y的序号；

步骤(3)：源字生成器把随机的2进制用户数据按5位一组的源字抽出，并送往所述主编码表转换器的存储器中；

步骤(4)：所述主编码表存储器利用所述编码表及状态寄存器送来的所存储的当前编码器状态信息，变换为码字；

步骤(5)：经过转换后的7个多阶码元组成的码字经过并-串转换后连接成多阶码元序列，并把所述多阶码元序列送往一个dk限制器；

步骤(6)：所述dk限制器根据以下规则确定多阶码元序列中的待定码元‘？’：

步骤(6.1)：在待定码元‘？’之后的码字以‘00’开头，则令待定码元‘？’为第一类直流控制码元^*；否则，直接令待定码元‘？’为码元‘0’；

步骤(6.2)：若把第一类控制码元‘^*’设为‘0’，一旦使所述多阶码元序列中连续的‘0’码元的个数大于步骤(1)所设定的k值，则把所述的第一类直流控制码元‘^*’改变为第二类直流控制码元‘#’；否则，保持第一类直流控制码元‘^*’不变；

步骤(7)：dk限制器把包含直流控制码元的多阶码元序列送往一个直流控制器；

步骤(8)：所述直流控制器按以下步骤通过选择第一类直流控制码元‘^*’和第二类直流控制’#’的取值来控制所述多阶码元序列中的直流分量；

步骤(8.1)：当出现直流控制码元时，直流控制器针对前一个直流控制码元x_m的每种取值，根据步骤(2)中所述计算多阶码元序列游程数字和z_i的公式计算出所述多阶码元序列在下一个直流控制码元x_n出现前的各种x_m值下多阶码元序列的游程数字和z_n-1；

步骤(8.2)：直流控制器选择使得z_n-1的绝对值最小的x_m的取值作为直流控制码元x_m的最终取值；对于多阶码元序列中的最后一个直流控制码元，其取值则由计算到多阶码元序列末尾时的游程数字和来确定；

步骤(8.3)：直流控制器重复步骤(8.1)～步骤(8.2)的操作直至所得码元序列中不再包含直流控制码元；

步骤(8.4)：通过步骤(8.1)～步骤(8.3)得到的多阶码元序列x_i的游程数字和{z_i}的取值满足：

N₁≤z_i≤N₂，

其中N₁(-1000≤N₁≤0)和N₂(0≤N₂≤1000)是两个有限常数；

步骤(9)：直流控制器输出信道码元序列。

所述直流控制码元‘#’和待定码元‘？’的位置及取值是可以通过以下步骤来变更的：先把包含直流控制码元‘#’的码字分割为直流控制码元分别为‘1’和‘2’的两种码字，或者把包含待定码元‘？’的码字分割为待定码元分别为‘0’、‘1’和‘2’的三种码字，再把分割后的码字与其他码字合并即可。

本发明还提供了一种用于蓝光多阶光存储装置的多阶游长数据转换方法，其中，蓝光多阶光存储装置的道间距小于0.52微米，本方法包括解调步骤：将从蓝光多阶光存储装置中读出的多阶码元序列分割为码字，利用基于游程长度受限编码的解码表以及解码器状态信息，将码字转换为源字输出；其中，游程长度受限编码是码率R＝5/7比特/码元的3元(d，k)码，用于将7个多阶码元组成的码字变换成10进制用户数据组成的5比特源字，其中d＝2，表示两个非零码元之间码元‘0’的最少个数，k等于或大于9，k表示两个非零码元之间码元‘0’的最多的个数。

在上述的多阶游长数据转换方法中，码元包括‘0’、‘1’、‘2’、‘？’和‘#’，其中，？∈{0，#，^*}，  #∈{1，2}，^*∈{0，1，2}，码元‘？’是待定码元，码元‘^*’表示第一类直流控制码元，码元‘#’表示第二类直流控制码元。

在上述的多阶游长数据转换方法中，解码表分为3个子表，分别对应于3个解码器的状态：状态1，状态2和状态3，每个子表中包含32个由10进制组成的5比特源字，解码表还包含各个码字所在子编码表所对应的状态：状态1，状态2和状态3；在码字中，包含码元‘X’，表示取‘1’或‘2’，但解码的结果相同；源字中的码型‘Z’，表示不能解码。

优选地，上述的解调步骤可以包括以下步骤：

步骤(3.1)：把一种基于游程长度受限解码的解码表输入到一个解码表转换器中的解码表存储器以及一个子解码表选择器中，该游程长度受限解码是一种码率R＝5/7比特/码元的3元(d，k)码，用以把7个多阶码元组成的码字解码成用10进制用户数据组成的5比特源字，该多阶码元属于集合{0，1，2}；所述d＝2表示两个非零码元之间码元‘0’的最少个数是2，k等于或大于9表示两个非零码元之间码元‘0’的最多的个数是等于或大于9；所述解码表分为3个子表，分别对应于3个解码器的状态：状态1，状态2和状态3，所述每个子表中包含32个由10进制组成的5比特源字，该解码表还包含这各码字所在子编码表所对应的状态：状态1，状态2和状态3；在所述码字中，X表示取‘1’或‘2’，但解码的结果相同；源字中的Z表示不能解码；

步骤(3.2)：向解码表转换器输入由7个多阶码元组成的码字CW，向子解码表选择器输入紧随所选码字CW之后的由7个多阶码元构成的码字NCW；

步骤(3.3)：子解码表选择器根据所达码字NCW所在的子编码表所对应的编码器状态序号，并将该编码器状态j转换成具有同样状态序号的子解码表-序号后再用所述解码表转换方法列出；

步骤(3.4)：所述解码表转换器根据所输入的码字CW从步骤(3.3)所述的序号的子解码表中找出用10进制组成的5比特源字B(t)列出。

显然，根据本发明的多阶游长数据转换方法可以同时包括上述的调制步骤和解调步骤。

本发明给出的蓝光多阶光存储系统，具有比已有3元(2，10)RLL码更高码率且具有更强直流分量控制能力的3元RLL码，该码具有简单的编/解码方法和装置。具体而言，根据本发明可以得到码率R＝5/7，码表大小为96，最小游程为3T，最大游程为10T的3元(2，9)RLL码，其中T代表一个多阶码元的时间长度。本发明给出的3元(2，9)RLL码的低频段(信道时钟频率的1/10000以下的频率)的振幅分量低于-25dB，有利于伺服系统的正常工作。另一方面，该码的解码过程亦十分简单，能够以码字为单位进行处理，并且由于解码时仅需参考紧随其后的一个码字，因此可以实现解码误差传播极小的电路结构。

为了实现上述目的，本发明提供了一种码率R＝5/7的3元(2，9)RLL码，它能够将5位二进制用户数据组成的源字转换为7个多阶码元组成的码字，其中的多阶码元属于集合{0，1，2}，该编码的码率R＝5/7比已有文献报道的3元(2，10)RLL码的码率R＝12/17提高了1.2％。

多阶多阶码元序列中具有根据(d，k)约束条件选择必须是码元‘0’或可以是任意多阶码元的待定码元；待定码元经过(d，k)约束条件确定后，组成的多阶码元序列确保满足d＝2，k＝9的游程约束即序列中相邻非零码元之间码元‘0’的个数至少为2个，至多为9个，参数d＝2确定了可能出现在信道序列中的最小游程，参数k＝9确定了可能出现在信道序列中的最大游程。

编码表的特征在于分为3个子编码表，且分别对应于3个编码器状态。每个状态对应的子编码表中包含32个7个多阶码元构成的信道码字的子编码表，以及这些信道码字对应的编码器下一状态，每个子解码表中的信道码字集合不相交。

此外，多阶码元序列中还具有根据(RDS：Running Digital Sum)可以选择是‘0’，‘1’或者‘2’的第一类直流控制码元和可以选择是‘1’或者‘2’的第二类直流控制码元；随机用户数据经过该3元(2，9)RLL编码后得到的多阶码元序列再进行预编码(模M运算，这里M＝3)处理后，得到的3元NRZ序列在低频段(信道时钟频率的1/10000以下的频率)的分量低于-25dB。

解调步骤及其装置的特征在于，能够容易地判断出由7个多阶多阶码元构成的码字所属的状态，并具有多个解码表；解码表中储存着7个多阶码元构成的码字及其在不同解码条件下对应的5位二进制数构成的源字；具备根据当前码字和其后续码字信息，选择当前码字解码时所需用的解码表的装置；拥有使用当前码字和已选择的解码表得到对应源字的装置。

为了明确本发明的上述以及其它的目的、特征及优点，下面结合附图和实施例详细说明本发明。

表1示出根据本发明的编码调制步骤的实施方式设计出的一个3元(2，9)RLL码的编码表，其码表大小为96。

表1：3元(2，9)RLL码编码表

5比特源字	状态1		状态2		状态3
							码字	下一状态	码字	下一状态	码字	下一状态
	0	0000100	1	010000？	1	100000？							1
1							0000100	2	010000？	2	100000？	2
	2	0000100	3	0100000	3	1000000							3
3							0001000	1	020000？	1	200000？	1
	4	0001001	1	020000？	2	200000？							2
5							0001002	1	0200000	3	2000000	3
	6	000100？	2	0100100	1	100100？							1
7							0001000	3	0100100	2	100100？	2
	8	001000？	1	0100100	3	1001000							3
9							001000？	2	0100200	1	100200？	1
	10	0010000	3	0100200	2	100200？							2
11							0000200	1	0100200	3	1002000	3
	12	0000200	2	0200100	1	200100？							1

13	0000200	3	0200100	2	200100？	2
							14	0002000	1	0200100	3	2001000	3
15	0002001	1	0200200	1	200200？	1
							16	0002002	1	0200200	2	200200？	2
17	000200？	2	0200200	3	2002000	3
							18	0002000	3	0100010	1	#000100	1
19	0020000	1	0100010	2	#000100	2
							20	0020001	1	0100020	1	#000100	3
21	0020002	1	0100020	2	#000200	1
							22	002000？	2	0200010	1	#000200	2
23	0020000	3	0200010	2	#000200	3
							24	0010010	1	0200020	1	1000010	1
25	0010010	2	0200020	2	1000010	2
							26	0010020	1	0000010	1	1000020	1
27	0010020	2	0000010	2	1000020	2
							28	0020010	1	0000020	1	2000010	1
29	0020010	2	0000020	2	2000010	2
							30	0020020	1	000000？	1	2000020	1
31	0020020	2	0000000	3	2000020	2

在表1所示的编码表中，不同的由7个多阶多阶码元{0，1，2}构成的码字分属对应3个状态的码表，3个状态分别是状态1，状态2和状态3，其对应码表分别是子编码表1，子编码表2和子编码表3。在表1所示的编码表中，5位二进制数构成的源字用其对应的十进制数{0，1，...，31}来表示。在表1所示的编码表中，每一个源字在3个子编码表中都有一个‘下一状态’与其对应，‘下一状态’的取值定义了编码器在转换完该源字之后应进入的状态。编码器根据当前所处的状态选择与状态对应的子编码表用于编码，在完成编码转换后会自动进入下一个状态并选择与其对应的子编码表用于下一个源字的编码，重复上述过程直至编码结束。以本发明的3元(2，9)RLL码调制，可将5位的源字转换为7个多阶码元构成的码字，其码率R＝5/7。

本发明提供了一种用于蓝光多阶光存储装置的多阶游长数据转换装置，其中，蓝光多阶光存储装置的道间距小于0.52微米，本装置包括多阶游程长度受限编码装置，其包括：主编码表转换器，用于根据基于游程长度受限编码的编码表以及根据存储在状态寄存器中的编码器状态，将源字转换成由多个多阶码元构成的码字，并对码字进行并-串转换以形成多阶码元序列，其中，多阶码元包括待定码元；限制器，用于确定多阶码元序列中的待定码元；以及直流控制器，用于根据待定码元选择直流控制码元的取值，从而控制多阶码元序列中的直流分量；其中，游程长度受限编码是码率R＝5/7比特/码元的3元(d，k)码，用于将10进制用户数据组成的5比特源字变换成7个多阶码元组成的码字，其中d＝2，表示两个非零码元之间码元‘0’的最少个数，k等于或大于9，k表示两个非零码元之间码元‘0’的最多的个数。

在上述的多阶游长数据转换装置中，码元可包括‘0’、‘1’、‘2’、‘？’和‘#’，其中，？∈{0，#，^*}，#∈{1，2}，^*∈{0，1，2}，码元‘？’是待定码元，码元‘^*’表示第一类直流控制码元，码元‘#’表示第二类直流控制码元。

本发明还提供了一种用于蓝光多阶光存储装置的多阶游长数据转换装置，其中，蓝光多阶光存储装置的道间距小于0.52微米，本装置包括多阶游程长度受限解码装置，其包括：码字分割器，用于将多阶码元序列分割为由多阶码元构成的码字；子解码表选择器，用于根据紧随在当前码字之后的下一个码字，选择解码当前码字所采用的子解码表；以及解码表转换器，用于根据所选择的子解码表的信息从基于游程长度受限编码的解码表中选择合适的子解码表将当前码字转换成对应的源字并将其输出；其中，游程长度受限编码是码率R＝5/7比特/码元的3元(d，k)码，用于将7个多阶码元组成的码字变换成10进制用户数据组成的5比特源字，其中d＝2，表示两个非零码元之间码元‘0’的最少个数，k等于或大于9，k表示两个非零码元之间码元‘0’的最多的个数。

在上述的多阶游长数据转换装置中，解码表可分为3个子表，分别对应于3个解码器的状态：状态1，状态2和状态3，每个子表中包含32个由10进制组成的5比特源字，解码表还包含各个码字所在子编码表所对应的状态：状态1，状态2和状态3；在码字中，包含码元‘X’，表示取‘1’或‘2’，但解码的结果相同；源字中的码型‘Z’，表示不能解码。

本发明还提供了一种用于蓝光多阶光存储装置的多阶游长数据转换装置，其中，蓝光多阶光存储装置的道间距小于0.52微米，本装置可同时包括上述的多阶游程长度受限编码装置和上述的多阶游程长度受限解码装置。

在表1所示的编码表中，7个多阶码元组成的码字中除了码元‘0’，‘1’和‘2’以外，还使用了码元‘？’和‘#’。码元‘？’(？∈{0，#，^*}，其中#∈{1，2}，^*∈{0，1，2})表示该码元是一个待定码元，其取值由图1中所示的dk限制器204确定，或由图1中所示的dk限制器204和直流控制器205共同确定。码元‘#’表示该码元是一个第二类直流控制码元，其取值由图1中所示的直流控制器205确定。

图1示出根据本发明提出的用于该3元(2，9)RLL码的编码装置的电路框图。任意随机的用户数据被分割成5个一组的源字B(t)进入主编码表转换器201。主编码表转换器201由一个编码表202和状态寄存器203构成，其中编码表202采用表1所示的编码表，但也可采用其它类似的编码表。进入主编码表转换器的201的源字B(t)按照编码表202的编码规则，且根据当前编码器的状态S(t)选择相应的子编码表被转换成相应的7个多阶多阶码元构成的码字X(t)，与此同时将源字B(t)在子编码表中对应的下一状态送入状态寄存器，状态寄存器中的值指示了进行下一个源字B(t+1)的转换时编码器所处的状态S(t+1)。码字X(t)经过并-串转换后形成多阶码元序列，并进入图1中的dk限制器204。dk限制器204根据以下规则确定多阶码元序列中的待定码元‘？’：

步骤1：若待定码元‘？’之后的码字以‘00’开头，则令码元‘？’为第一类直流控制码元‘^*’(^*∈{0，1，2})并进入步骤2，否则直接令码元‘？’为码元‘0’；

步骤2：若将第一类直流控制码元‘^*’设为‘0’，一旦使得多阶码元序列中连续‘0’码元的个数大于k＝9，则令码元第一类直流控制码元‘^*’为第二类直流控制码元‘#’(#∈{1，2})，否则保持第一类直流控制码元‘^*’不变。

经过dk限制器204的多阶码元序列中除了包含码元‘0’，‘1’和‘2’之外，还包含第一类直流控制码元‘^*’和第二类直流控制码元‘#’。第一类直流控制码元‘^*’可取值‘0’，‘1’或‘2’，而第二类直流控制码元‘#’只能取值‘1’或‘2’，而不能取值为‘0’。两类直流控制码元‘^*’和‘#’的最终取值由图1中的直流控制器205最终决定。无论两类直流控制码元的最终取值如何，都不会破坏d＝2和k＝9的游程约束。

对于dk限制器204输出的包含直流控制码元的序列，直流控制器205通过控制第一类直流控制码元‘^*’和第二类直流控制码元‘#’的取值来控制多阶码元序列中直流分量。这里定义3元多阶码元序列{x_i}的游程数字和(RDS：Running Digital Sum){z_i}为：

$z_i=\underset{j=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}{y}_j=z_{i-1}+y_i,---\left(1\right)$

y_i＝2[(y_i-1+x_i)mod3-1]，    (2)

其中y_i是与多阶码元序列x_i对应的多阶极性序列，y₀＝0，z₀＝0。通过选择直流控制码元的取值可以使得序列{x_i}的游程数字和{z_i}的取值满足：

N₁≤z_i≤N₂，                (3)

其中N₁(-1000≤N₁≤0)和N₂(0≤N₂≤1000)是两个有限常数。直流控制器205通过选择直流控制码元‘^*’和‘#’的取值来控制多阶码元序列的游程数字和{z_i}，进而控制多阶码元序列在低频段的分量。

对于经过dk限制器204之后的多阶码元序列{x_i}，假设其第m位是第i个直流控制码元，其第n位是第i+1个直流控制码元，即x_m∈{#，^*}且x_n∈{#，^*}，可以为第一类和第二类的直流控制码元。若x_m为第一类直流控制码元‘^*’，其取值可以是‘0’，‘1’或‘2’。针对x_m的每种取值，直流控制器205计算出计算出多阶码元序列在下一个直流控制码元x_n出现前的各种x_m值下多阶码元序列的游程数字和z_n-1，然后选择使得z_n-1绝对值最小的x_m取值作为直流控制码元x_m的最终取值。若x_m为第二类直流控制码元‘#’，其取值可以是‘1’或‘2’。针对x_m的每种取值，直流控制器205计算出多阶码元序列在下一个直流控制码元x_n出现前的游程数字和z_n-1，然后选择使得z_n-1绝对值最小的x_m取值作为直流控制码元x_m的最终取值。重复以上操作直至所有码元序列中不再包含直流控制码元。

图2示出上述的3元(2，9)RLL码的编码方法流程图。首先，编码开始的时候，将编码器的状态寄存器203初始化为状态1，状态2或者状态3，同时将y₀和z₀初始化为0。将随机的2进制用户数据按5位一组的源字抽出，利用表1所示的编码表202以及状态寄存器203所储存的当前编码器状态信息，变换为码字；同时根据编码表202更新状态寄存器203存储的状态信息。转换后的7个多阶码元组成的码字经过并-串转换之后连接形成多阶码元序列，该序列被输入至图1所示的dk限制器204。dk限制器204根据前述的工作原理将多阶码元序列中的待定码元‘？’赋值为码元‘0’、第一类直流控制码元‘^*’或第二类直流控制码元‘#’。经过dk限制器204的多阶码元序列包含码元‘0’、‘1’和‘2’，以及两类直流控制码元‘^*’和‘#’。该序列进入图1所示的直流控制器205，直流控制器205在检测到序列中的第i个直流控制码元后直至第i+1个直流控制码元出现为止，计算该直流控制码元在其不同取值情况下的游程数字和z_n-1，然后根据计算得到的游程数字和确定第i个直流控制码元的最佳取值，之后则开始计算第i+1个直流控制码元在其不同取值情况下序列的游程数字和，直至出现第i+2个直流控制码元为止，并根据计算结果确定第i+1个直流控制码元的取值，以此类推。通常，直流控制码元的取值在下一个直流控制码元出现以前不能确定，然而对于多阶码元序列中的最后一个直流控制码元，其取值则由计算到多阶码元序列末尾时的游程数字和确定。

图3示出根据本发明设计出的3元(2，9)RLL码在上述编码方法下得到的多阶NRZI变换后的信号的功率谱密度，横轴表示利用信道时钟频率作规一化后的频率，纵轴表示不同频率成分所对应的振幅比，单位为dB。使用本发明的3元(2，9)RLL码对随机的二进制用户数据进行调制后，如图3所示，多阶码元序列经多阶NRZI变换后其振幅成分在信道时钟频率的1/10000以下的低频段小于-25dB。由于在信道时钟频率的1/10000以下的频率频带中，存在控制光学头位置的伺服信号，而经3元(2，9)RLL码调制后的多阶码元序列在该低频段的振幅强度低于-25dB，因此可以有效降低其对伺服系统控制信号的恶劣影响，有利于保证伺服控制的精度。此外，图3还示出了已有的码率R＝12/17的3元(2，10)RLL码调制后多阶码元序列的功率谱，其振幅在低频段(信道时钟频率的1/10000以下的频率)的分量仅低于-15dB。本发明给出的3元(2，9)RLL码抑制调制后多阶码元低频段分量的能力明显优于已有的3元(2，10)RLL码。

此外，以上的说明是基于表1的编码表和图1、图2描述的编码方法和装置进行的。通过改变表1所示编码表中的源字与码字的对应关系可以得到其它类似的编码表，且利用图1、图2描述的编码方法和装置应该能够得到同样的效果。此外，编码表中包含直流控制码元‘#’和待定码元‘^*’的码字并不局限于表1所示编码表中的例子。例如，将包含直流控制码元‘#’的码字分割为直流控制码元分别为‘1’和‘2’时的两种码字，将包含待定码元‘^*’的码字分割为待定码元分别为‘0’，‘1’和‘2’的三种码字，通过将分割后的码字与其它码字合并，可以容易地变更直流控制码元‘#’和待定码元‘？’的位置及取值。由于通过上述变更操作得到的编码表中直流控制位出现的频率不会发生变化，因此可以预期其与使用表1所示的编码表具有相同的特性。除此以外，通过改变dk限制器204步骤2所示规则中k的取值，还可以得到不同k参数的3元(2，k)RLL码，其中k可以取9及其以上的整数，这里考虑到k越小越有利于从再生信号中恢复时钟的原则，故取k＝9，然而k＝10，11”...的编码同样是可以实现的，且应当具有更好的低频分量控制能力。

下面对通过本发明的3元(2，9)RLL码得到的多阶码元序列的解码方法和解码装置进行说明。图4示出根据本发明提出的3元(2，9)RLL码的解码方法流程图。首先，通过对检测再生信号得到的多阶码元序列进行分割，以连续7个多阶码元为一组构成一个码字；然后，根据当前待解码码字信息及紧随其后的一个码字信息，并按照表2所示解码规则对当前码字进行解码，将得到的5位源字输出。其具体解码过程已如前述。

表2示出根据本发明提出的一个用于3元(2，9)RLL码解码的解码表，表中部分码字中包含码元‘X’，表示该码元为‘1’或‘2’时解码规则相同。

表2：3元(2，9)RLL码解码表

码字	子解码表1	子解码表2	子解码表3
				源字	源字	源字
	0000100	0	1				2
0001000				3	6	7
	0001001	4	6				Z
0001002				5	6	Z
	0001000	8	9				10
001000X				8	9	Z
	0000200	11	12				13
0002000				14	17	18
	0002001	15	17				Z
0002002				16	17	Z
	0020000	19	22				23
0020001				20	22	Z
	0020002	21	22				Z
0010010				24	25	Z
	0010020	26	27				Z
0020010				28	29	Z
	0020020	30	31				Z
0100000				0	1	2
	010000X	0	1				Z
0200000				3	4	5
	020000X	3	4				Z
0100100				6	7	8
	0100200	9	10				11
0200100				12	13	14
	0200200	15	16				17
0100010				18	19	Z
	0100020	20	21				Z

0200010	22	23	Z
				0200020	24	25	Z
0000010	26	27	Z
				0000020	28	29	Z
0000000	30	Z	31
				000000X	30	Z	Z
1000000	0	1	2
				100000X	0	1	Z
2000000	3	4	5
				200000X	3	4	Z
1001000	6	7	8
				100100X	6	7	Z
1002000	9	10	11
				100200X	9	10	Z
2001000	12	13	14
				200100X	12	13	Z
2002000	15	16	17
				200200X	15	16	Z
X000100	18	19	20
				X000200	21	22	23
1000010	24	25	Z
				1000020	26	27	Z
2000010	28	29	Z
				2000020	30	31	Z

由于解码表是7个多阶码元构成的码字与5位二进制数据构成的源字对应的形式，其中5位二进制数构成的源字用其对应的十进制数来表示，因此具有不易发生误差传播的优点。表2所示的解码表分为3个子解码表，分别对应着解码器的3个状态。在每个子解码表中都存在着32个由5位二进制数构成的源字与32个码字一一对应。解码时，图5所示的解码装置能够根据当前码字X(t)的紧随其后的码字X(t+1)来选择相应的子解码表用于当前码字X(t)的解码。如果紧随当前码字X(t)之后的码字X(t+1)属于状态1所对应的子编码表，那么选择子解码表1对当前码字X(t)进行解码；如果当前码字X(t)之后的码字X(t+1)属于状态2所对应的子编码表，那么选择子解码表2对当前码字X(t)进行解码；如果当前码字X(t)之后的码字X(t+1)属于状态3所对应的子编码表，那么选择子解码表3对当前码字X(t)进行解码。在确定用于解码的子编码表之后，解码工作可以通过查询的方式完成。此外，在解码表中未出现的7个多阶码元构成的码型，和在解码表中对应的源字栏中用“Z”表示的码型，均是利用本发明的3元(2，9)RLL码进行编码所不能发生的码型。当检测到这些码型的时候，将该码型作为不能解码来处理，并输出解调错误的信息同时输出任意的源字。

图5示出根据本发明提出的用于该3元(2，9)RLL码的解码装置的电路框图。首先，多阶码元序列被输入到码字分割器701得到7个多阶码元构成的码字单元；然后，当前的码字X(t)被送入解码表转换器703等候解码，与此同时紧随其后的码字X(t+1)则被送入子解码表选择器702，用于选择对当前码字X(t)解码所应采用的子解码表；之后，选择子解码表的信息被送入解码表转换器703，解码表转换器703从解码表704中选择合适的子解码表将当前码字X(t)转换成与此对应的5位二进制数构成的源字B(t)并作为解码表转换器703的输出。此外，解码表转换器703对于解码表704中没有出现的码型，输出不能解调的信息。在解码过程中，以7个多阶码元构成的码字为单位进行处理，并且，由于仅参照当前码字X(t)及紧随其后的一个码字X(t+1)即可实现解码，可以实现解码误差不易传播的电路结构。

本发明还提供了一种蓝光多阶光存储装置例如红光光盘，其具有激光刻录形成的记录坑，其中，所述蓝光多阶光存储装置的道间距小于0.52微米，记录坑对应于采用上述的游程长度受限编码进行调制后得到的存储数据。

通过实施本发明，可以在其它参数保持不变的前提下，采用该3元(2，9)RLL码的多阶存储系统，可以比原有的2阶DVD存储系统提高约43％的存储容量和数据传输率。

此外，对于本领域的相关人员，通过阅读本专利对于调制码编/解码方法及其装置的描述可以轻易地通过硬件或者软件，或者硬件和软件结合的方式来实现本专利所描述的编码方法和装置。

另外，本领域技术人员应当理解，当本发明用于制作红光光盘时，可以将道间距限定为对应于刻录光盘所使用的激光波长，例如，通常小于0.52微米，也可以限定为小于0.51微米或更小，例如小于0.50微米或0.48微米。但本发明并不限定于，本发明设计的调制码编/解码方法并不受限于光盘的道间距。

再者，出于说明目的，本文披露了用于实现本发明的很多装置、设备、或者系统的具体生产厂商和型号，但是，本领域技术人员应当理解，这并不用于限定本发明，采用其它厂商的其它型号的产品同样可以实现本发明。

综上，本发明提出的3元(2，9)RLL码可用于多阶存储系统读出和写入数据。采用本发明提出的3元(2，9)RLL码将信息写入介质(包括光存储介质，磁存储介质，以及其它支持多阶记录的存储介质)，并利用读出系统从上述已写入信息的介质上得到再生信号，在得到的再生信号中，由于几乎不包含伺服频段的成分，对于用于信号检测的读取器的跟踪性没有损害。此外，采用本发明提出的3元(2，9)RLL码的光存储系统具有在不改变激光波长和光学数值孔径的情况下，能显著提高存储系统存储容量和数据传输率的特点，并且与目前的光存储系统保持了最大的兼容性。

此外，本发明不限定于上述各实施例，在本发明的技术思想范围内，可以对各实施例进行适宜变更。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种用于蓝光多阶光存储装置的多阶游长数据转换方法，其中，所述蓝光多阶光存储装置的道间距小于0.52微米，其特征在于，包括调制步骤：利用基于游程长度受限编码的编码表以及编码器状态信息，将输入的源字变换为码字，将所述码字利用激光刻录到所述蓝光多阶光存储装置中形成多阶码元序列；其中，

所述游程长度受限编码是码率R＝5/7比特/码元的3元(d，k)码，用于将10进制用户数据组成的5比特源字变换成7个多阶码元组成的码字，其中d＝2，表示两个非零码元之间码元‘0’的最少个数，k等于或大于9，k表示两个非零码元之间码元‘0’的最多的个数。

2.根据权利要求1所述的多阶游长数据转换方法，其特征在于，所述码元包括‘0’、‘1’、‘2’、‘？’和‘#’，其中，？∈{0，#，^*}，#∈{1，2}，^*∈{0，1，2}，码元‘？’是待定码元，码元‘^*’表示第一类直流控制码元，码元‘#’表示第二类直流控制码元。

3.根据权利要求2所述的多阶游长数据转换方法，其特征在于，所述编码表包括3个子表，分别对应于所述编码器的3个状态：状态1，状态2和状态3，每个所述子表中包含32个由7个多阶码元构成的码字，以及与这些码字相对应的编码器的下一状态，并且，与所述下一状态相对应的子表用于下一个源字的编码，所述的各个子表中的集合互不相交。

4.根据权利要求3所述的多阶游长数据转换方法，其特征在于，通过以下步骤来变更所述直流控制码元‘#’和待定码元‘？’的位置及取值：

先把包含直流控制码元‘#’的码字分割为直流控制码元分别为‘1’和‘2’的两种码字，或者把包含待定码元‘？’的码字分割为待定码元分别为‘0’、‘1’和‘2’的三种码字，再把分割后的码字与其他码字合并。

5.根据权利要求4所述的多阶游长数据转换方法，其特征在于，所述调制步骤中的将输入的源字变换为码字包括以下步骤：

步骤(1)：将所述编码表输入到主编码表转换器的存储器中；

步骤(2)：把主编码表转换器中的状态寄存器初始化为状态1，状态2或者状态3，同时把z₀和y₀初始化为0，所述z₀是指3元多阶码元序列{x_i}的游程数字和，所述i为序列中多阶码元x的序号，第i个多阶码元结束时的游程数字和 $z_i=\underset{j=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}{y}_j=z_{i-1}+y_i,$ 同时令y_i的初值y₀＝0，所述y_i是指3元多阶码元所对应的极性序列， $y_i=2[(y_{i-1}+x_i)\mathrm{mod}3-1],$ 所述i和i-1为序列中多阶码元x和y的序号；

步骤(3)：源字生成器把随机的2进制用户数据按5位一组的源字抽出，并送往所述存储器中；

步骤(4)：所述存储器利用所述编码表及状态寄存器送来的所存储的当前编码器状态信息，变换为所述码字；

步骤(5)：将所述码字经过并-串转换后连接成多阶码元序列，并把所述多阶码元序列送往dk限制器；

步骤(6)：所述dk限制器根据dk限制规则确定多阶码元序列中的待定码元‘？’；

步骤(7)：所述dk限制器把包含由所述待定码元‘？’而来的直流控制码元的所述多阶码元序列送往直流控制器；

步骤(8)：所述直流控制器通过选择第一类直流控制码元‘^*’和第二类直流控制‘#’的取值来控制所述多阶码元序列中的直流控制码元：

步骤(9)：直流控制器输出不再包含所述直流控制码元的所述多阶码元序列。

6.根据权利要求5所述的多阶游长数据转换方法，其特征在于，所述步骤(6)包括以下步骤：

步骤(6.1)：在待定码元‘？’之后的码字以‘00’开头，则令待定码元‘？’为第一类直流控制码元^*；否则，直接令待定码元‘？’为码元‘0’；

步骤(6.2)：若把第一类控制码元‘^*’设为‘0’，一旦使所述多阶码元序列中连续的‘0’码元的个数大于预先设定的k值，则把所述的第一类直流控制码元‘^*’改变为第二类直流控制码元‘#’；否则，保持第一类直流控制码元‘^*’不变。

7.根据权利要求5所述的多阶游长数据转换方法，其特征在于，所述步骤(8)包括以下步骤：

步骤(8.1)：当所述多阶码元序列中出现直流控制码元时，所述直流控制器针对前一个直流控制码元x_m的每种取值，根据所述步骤(2)中所述计算多阶码元序列游程数字和z_i的公式计算出所述多阶码元序列在下一个直流控制码元x_n出现前的各种x_m值下多阶码元序列的游程数字和z_n-1；

步骤(8.2)：所述直流控制器选择使得z_n-1的绝对值最小的x_m的取值作为直流控制码元x_m的最终取值；对于多阶码元序列中的最后一个直流控制码元，其取值则由计算到多阶码元序列末尾时的游程数字和来确定；

步骤(8.3)：所述直流控制器重复步骤(8.1)～步骤(8.2)的操作直至所得码元序列中不再包含直流控制码元；

步骤(8.4)：通过步骤(8.1)～步骤(8.3)得到的多阶码元序列x_i的游程数字和{z_i}的取值满足：

N₁≤z_i≤N₂，

其中N₁(-1000≤N₁≤0)和N₂(0≤N₂≤1000)是两个有限常数。

8.一种用于蓝光多阶光存储装置的多阶游长数据转换方法，其中，所述蓝光多阶光存储装置的道间距小于0.52微米，其特征在于，包括解调步骤：将从所述蓝光多阶光存储装置中读出的所述多阶码元序列分割为所述码字，利用基于所述游程长度受限编码的解码表以及解码器状态信息，将所述码字转换为所述源字输出；其中，

所述游程长度受限编码是码率R＝5/7比特/码元的3元(d，k)码，用于将7个多阶码元组成的码字变换成10进制用户数据组成的5比特源字，其中d＝2，表示两个非零码元之间码元‘0’的最少个数，k等于或大于9，k表示两个非零码元之间码元‘0’的最多的个数。

9.根据权利要求8所述的多阶游长数据转换方法，其特征在于，所述码元包括‘0’、‘1’、‘2’、‘？’和‘#’，其中，？∈{0，#，^*}，#∈{1，2}，^*∈{0，1，2}，码元‘？’是待定码元，码元‘^*’表示第一类直流控制码元，码元‘#’表示第二类直流控制码元。

10.根据权利要求9所述的多阶游长数据转换方法，其特征在于，所述解码表分为3个子表，分别对应于3个解码器的状态：状态1，状态2和状态3，所述每个子表中包含32个由10进制组成的5比特源字，所述解码表还包含所述各个码字所在子编码表所对应的状态：状态1，状态2和状态3；在所述码字中，包含码元‘X’，表示取‘1’或‘2’，但解码的结果相同；源字中的码型‘Z’，表示不能解码。

11.根据权利要求10所述的多阶游长数据转换方法，其特征在于，所述解码步骤中的将所述码字转换为所述源字输出包括以下步骤：

步骤(1)：把所述解码表输入到解码表转换器中的解码表存储器以及子解码表选择器中；

步骤(2)：向所述解码表转换器输入由7个多阶码元组成的码字CW，向所述子解码表选择器输入紧随所选码字CW之后的由7个多阶码元构成的码字NCW；

步骤(3)：所述子解码表选择器根据所达码字NCW所在的子编码表所对应的编码器状态序号，并将该编码器状态j转换成具有同样状态序号的子解码表-序号后再用所述解码表转换方法列出；

步骤(4)：所述解码表转换器根据所输入的码字CW从步骤(3)所述的序号的子解码表中找出用10进制组成的5比特源字B(t)列出。

12.一种用于蓝光多阶光存储装置的多阶游长数据转换方法，其中，所述蓝光多阶光存储装置的道间距小于0.52微米，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的调制步骤和权利要求8至11中所述的解调步骤。

13.一种用于蓝光多阶光存储装置的多阶游长数据转换装置，其中，所述蓝光多阶光存储装置的道间距小于0.52微米，其特征在于，包括多阶游程长度受限编码装置，其包括：

主编码表转换器，用于根据基于游程长度受限编码的编码表以及根据存储在状态寄存器中的编码器状态，将源字转换成由多个多阶码元构成的码字，并对所述码字进行并-串转换以形成多阶码元序列，其中，所述多阶码元包括待定码元；限制器，用于确定所述多阶码元序列中的所述待定码元；以及

直流控制器，用于根据所述待定码元选择直流控制码元的取值，从而控制所述多阶码元序列中的直流分量；其中，所述游程长度受限编码是码率R＝5/7比特/码元的3元(d，k)码，用于将10进制用户数据组成的5比特源字变换成7个多阶码元组成的码字，其中d＝2，表示两个非零码元之间码元‘0’的最少个数，k等于或大于9，k表示两个非零码元之间码元‘0’的最多的个数。

14.根据权利要求13所述的多阶游长数据转换装置，其特征在于，所述码元包括‘0’、‘1’、‘2’、‘？’和‘#’，其中，？∈{0，#，^*}，#∈{1，2}，^*∈{0，1，2}，码元‘？’是待定码元，码元‘^*’表示第一类直流控制码元，码元‘#’表示第二类直流控制码元。

15.一种用于蓝光多阶光存储装置的多阶游长数据转换装置，其中，所述蓝光多阶光存储装置的道间距小于0.52微米，其特征在于，包括多阶游程长度受限解码装置，其包括：

码字分割器，用于将多阶码元序列分割为由多阶码元构成的码字；

子解码表选择器，用于根据紧随在当前所述码字之后的下一个码字，选择解码所述当前所述码字所采用的子解码表；以及

解码表转换器，用于根据所选择的子解码表的信息从基于所述游程长度受限编码的解码表中选择合适的所述子解码表将所述当前码字转换成对应的源字并将其输出；其中，所述游程长度受限编码是码率R＝5/7比特/码元的3元(d，k)码，用于将7个多阶码元组成的码字变换成10进制用户数据组成的5比特源字，其中d＝2，表示两个非零码元之间码元‘0’的最少个数，k等于或大于9，k表示两个非零码元之间码元‘0’的最多的个数。

16.根据权利要求15所述的多阶游长数据转换装置，其特征在于，所述解码表分为3个子表，分别对应于3个解码器的状态：状态1，状态2和状态3，所述每个子表中包含32个由10进制组成的5比特源字，所述解码表还包含所述各个码字所在子编码表所对应的状态：状态1，状态2和状态3；在所述码字中，包含码元‘X’，表示取‘1’或‘2’，但解码的结果相同；源字中的码型‘Z’，表示不能解码。

17.一种用于蓝光多阶光存储装置的多阶游长数据转换装置，其中，所述蓝光多阶光存储装置的道间距小于0.52微米，其特征在于，包括权利要求13或14所述的多阶游程长度受限编码装置和权利要求15或16所述的多阶游程长度受限解码装置。

18.一种蓝光多阶光存储装置，其具有激光刻录形成的记录坑，其中，所述蓝光多阶光存储装置的道间距小于0.52微米，其特征在于，所述记录坑对应于采用权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、13、14、15、16中任一项所述的游程长度受限编码进行编码后得到的存储数据。

Images