DE60207227T2

DE60207227T2 - Verfahren und gerät zur informationscodierung, verfahren und gerät zur informationsdecodierung, speichermedium und signal

Info

Publication number: DE60207227T2
Application number: DE60207227T
Authority: DE
Inventors: M. Willem COENE; E. Marten VAN DIJK; P. Constant BAGGEN
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2001-04-19
Filing date: 2002-04-09
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2022-04-10
Also published as: EP1382125B1; US20020157055A1; EP1382125A1; KR20030011906A; TW588515B; WO2002087090A1; JP2004532571A; ATE309643T1; DE60207227D1; CN1461530A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Codieren von Informationswörtern, wobei dieses Verfahren die nachfolgenden Verfahrensschritte umfasst: Codierung der genannten Informationswörter zu einem Fehlerkorrekturcode mit Fehlerkorrekturcodewörtern, Codierung der genannten Fehlerkorrekturcodewörter zu einem Modulationscode mit Kanalwörtern, wobei ein Burstindikatorsubcode verwendet wird, der imstande ist, Burstfehler anzugeben, wobei der genannte Burst-Indikatorsubcode Burstindikatorsubcodebytes aufweist, die eine Anzahl Burstindikatorsubcodebits enthält.
Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum decodieren von Informationswörtern, wobei dieses Verfahren die nachfolgenden Verfahrensschritte umfasst: das Decodieren eines Modulationscodes mit Kanalwörtern zum Erreichen von Fehlerkorrekturcodewörtern eines Fehlerkorrekturcodes, das Decodieren der genannten Fehlerkorrekturcodewörter zum Erreichen der genannten Information, wobei ein Burst-Indikatorsubcode verwendet wird um Burstfehler anzugeben, wobei der genannte Burst-Indikatorsubcode Burst-Indikatorsubcodebytes aufweist, die eine Anzahl Burst-Indikatorsubcodebits enthalten.
Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Anordnung um Informationswörter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 15 auf diese Art und Weise zu codieren.
Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Anordnung um Informationswörter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 16 auf diese Art und Weise zu decodieren.
Weiters bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Speichermedium um auf diese Art und Weise codierte Information und ein Signal mit einem Strom von Kanalwörtern mit auf diese Art und Weise codierten Informationswörtern zu speichern.
In dem Bereich der optischen Aufzeichnung umfasst ein System mit einer optischen Platte einen Fehlerkorrekturcodeprozess (ECC) und einen Modulationsprozess um ECC Codewörter zu codieren.
So benutzt beispielsweise für den praktischen Fall von DVR der ECC Prozess einen Fehlerkorrekturcode von dem Format eines Fern ECC Codes (LDC) in Kombi nation mit einem Burst-Indikatorsubcode (BIS). Der LDC Code besteht aus einem [248, 216, 33] Reed-Solomon Code. Der BIS Code besteht aus einem [62, 30, 33] Reed-Solomon Code. Der BIS Code trägt Adress- und Steuerinformation und ist sehr stark geschützt, so dass mit extrem hoher Wahrscheinlichkeit der BIS Code einwandfrei decodiert werden kann, d.h. alle Fehler können korrigiert werden.
Der Grund dieser Art von Codierung ist, dass in dem Bereich des DVRs die Punktgröße einer Laserpunktes bei der Eingangsfläche einer DVR Platte von etwa 0,50 mm Durchmesser für DVD Platten auf 0,14 mm Durchmesser reduziert wird. Dies führt zu einer größeren Empfindlichkeit für Staub und Kratzer auf der Plattenoberfläche, was zu Burst-Fehlern führen kann, dies beim Auslesen der Aufzeichnungsschicht oben auf den üblichen beliebigen Fehlern drauf. Der oben genannte ECC-Code benutzt zwei Korrekturmechanismen um diese Fehler effektiv zu behandeln, und zwar den LDC in Kombination mit dem BIS.
Eine Stelle korrigierter Bytes des BIS Codes und eine Stelle von SYNC-Mustern die fehlerhaft sind, werden als sog. Pfähle verwendet, welche die Position ähnlich langer Burstfehler in den LDC Daten zwischen diesen Pfählen angeben. Wenn daraufhin Pfähle fehlerhaft sind, ist es sehr wahrscheinlich, dass alle Daten, die physikalisch zwischen diesen Pfählen liegen, ebenfalls als fehlerhaft detektiert worden sind. Der LDC kann diese Information benutzen zum Durchführen einer Löschkorrektur. Dadurch werden die BIS-Bytes mit einem Modulationscode in dem Modulationsprozess codiert, d.h. mit demselben Modulationscode wie für die LDC-Bytes.
Ein derartiges optisches Plattensystem ist in dem Artikel "Optical Disch System for Digital Video Recording", "Proceedings ISOM/ODS", Hawai, 1999, SPE Heft 3864, Seiten 50–52 T. Narahara, S. Kobayashi, M. Hattori, Y. Shimpuku, G, van den Enden, J. Kahlman, M. van Dijk, R. van Woudenberg, sowie in einer Veröffentlichung von T. Narahara u. a. "Optical disc syst for digital video recording", "Japanese Journal of Applied Physics", Tokyo, JP, Heft 39, Nr. 2B, Teil 1, Seiten 912–913 beschrieben worden.
Weitere BIS Systeme sind in WO 00/07300 und WO 99/34271 beschrieben worden.
Es gibt aber dennoch Burstfehler, die nicht von diesem bekannten System detektiert werden, da sie sich zwischen zwei Pfählen befinden, ohne dass die beiden an grenzenden Pfähle beeinflusst werden. Weiterhin werden die Schwänze langer Burstfehler durch dieses bekannte System auch nicht detektiert.
Deswegen ist es u. a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Burstfehlerdetektion zu verbessern.
Diese Aufgabe wird dadurch erfüllt, dass ein Verfahren geschaffen wird zum Codieren von Information nach dem oben genannten Typ, gekennzeichnet durch Codierung der Burstindikatorsubcodebits jedes Burstindikatorsubcodebytes zu verschiedenen Kanalwörtern.
Die Aufgabe wird weiterhin dadurch erfüllt, dass ein Verfahren geschaffen wird zum Decodieren von Information nach dem oben genannten Typ, gekennzeichnet durch Decodierung der Burstindikatorsubcodebits aus verschiedenen Kanalwörtern.
Die Aufgabe wird auch dadurch erfüllt, dass eine Anordnung geschaffen wird zum Codieren von Information nach Anspruch 15.
Die Aufgabe wird weiters dadurch erfüllt, dass eine Anordnung geschaffen wird zum Decodieren von Information nach Anspruch 16.
Die Aufgabe wird auch noch dadurch erfüllt, dass ein Speichermedium geschaffen wird, das codierte Information speichert, die nach Anspruch 17 codiert worden ist.
Weiterhin wird die Aufgabe dadurch erfüllt, dass ein Signal mit einem Strom von Kanalwörtern geschaffen wird, die codierte Informationswörter enthalten, insbesondere zur Verwendung in Internet-Applikationen, beispielsweise für Applikationen die Information übertragen ohne die Notwendigkeit eines Speichermediums.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Streuung der Burstindikatorsubcodebits über das ganze Frame von Kanalwörtern. Ein Frame ist typischerweise eine Gruppe von Kanalwörtern den ein Synchronisationsmuster vorhergeht. Während bei bekannten Systemen die BIS-Bits zu 3 Bytes gruppiert sind, wird nach der vorliegenden Erfindung ein feiner Rechen – viel empfindlicher für Burstfehler als ein viel gröberer Rechen einer Anzahl (3) BIS-Bytes nach dem Stand der Technik – einer Vielzahl von isolierten BIS-Bits zur Detektion von Burstfehlerereignissen vorgesehen.
Auf diese Weise wird die Detektion von Burstfehlern verbessert. Dadurch können die Fehlerkorrekturcodeeigenschaften auch verbessert werden.
Vorzugsweise werden die BIS-Bits zu einer besonders charakteristischen Eigenschaft verschiedener Kanalwörter codiert, insbesondere in den Paritäten der Kanal wörter, insbesondere in den Wörtern, die mit einem Ersatzcode des Modulationscodes codiert sind. Eine derartige Kombination eines Hauptcodes und eines Ersatzcodes ist als Kombicode bekannt.
Vorzugsweise benutzt der Ersatzcode zwei mögliche Kanalwörter mit entgegengesetzter Parität und einem gleichen Nächst-Zustand in einer unterliegenden Endzustandsmaschine. Auf diese Weise kann eine DC-Steuerung eines Signals mit den Kanalwörtern auf eine einfache Art und Weise gebildet werden und insbesondere ohne Hinzufügung von viel Redundanz, wodurch auf diese Weise die Code-Rate hoch gehalten wird.
Weiterhin wird bevorzugt, mit Hilfe eines Hauptcodes des Modulationscodes, des Ersatzcodes oder des Ersatzcodes, von dem ein Burstindikatorsubcode zu Paritäten der Kanalwörter codiert ist, die Fehlerkorrekturcodewörter zu Kanalwörtern zu codieren. Es sei bemerkt, dass die Information der BIS-Bits entweder in der Parität der für den Ersatzcode verwendeten Kanalwörter, oder in der Reihenfolge, in der die Kanalwörter des Ersatzcodes in der Codetabelle des Ersatzcodes erscheinen. Auf diese Weise kann eine hohe Code-Rate erhalten werden, wodurch hohe Fehlerkorrektureigenschaften und ein geringer oder überhaupt kein DC-Inhalt in dem Kanalsignal beibehalten werden.
Vorzugsweise werden die BIS-Bits über ein ganzes Frame von Kanalwörtern gestreut. Auf diese Weise wird eine Burstfehlerangabe ermöglicht, im Wesentlichen über ein ganzes Frame und folglich über einen ganzen Datenblock oder ein ganzes Datencluster. Diese Streuung ermöglicht es, dass sogar kurze Burstfehler detektiert werden können und verbessert folglich die Fehlerkorrektureigenschaften des Codierungssystems.
Weiterhin wird bevorzugt, Löschungen für die Fehlerkorrekturcodedecodierung auf Basis detektierter fehlerhafter BIS-Bits zuzuordnen. Auf diese Weise ist es möglich, Burstfehler mit einer hohen Zuverlässigkeit zu eliminieren.
Weiterhin wird bevorzugt einen Code mit variabler Länge als Modulationscode zu verwenden, wie ein 17PP Code, der eine hohe Codierungseffizienz hat.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines DVR-Systems mit einem ECC-Codierer, einem Kanalcodierer, einem Speichermedium, einem Kanaldecoder und einem ECC-Decodder,
2 eine bekannte ECC-Struktur eines physikalischen Clusters von 64 Kbyte mit Burstindikatorsubcodespalten,
3 ein Frameformat für 152 Bytes mit Einschließung von 24 Burstindikatorsubcodebits über den Paritätskanal eines Ersatzcodes nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, und
4 eine Darstellung, welche die ECC-Leistung des Burstindikatorsubcodecodes für den bekannten DVR-Vorschlag zeigt, und zwar im vergleich zu einem EFMCC-Vorschlag nach einer Ausführungsform der Erfindung.
1 zeigt die Basisstruktur eines DVR-Systems. Ein Informationsbitstrom 1 wird über eine Signalleitung 2 zu einem ECC-Codierer 3 gesendet. Der ECC-Codierer 3 wendet Fehlerkorrektur an dem Informationsbitstrom 1 an, wobei ECC-Codewörter 4 erzeugt werden.
Der ECC-Codierer 3 benutzt vorzugsweise einen Fern-ECC-Code (LDC), wie einen Reed-Solomon-Code. Die Codes sind derart entworfen, dass die am meisten auftretenden Kombinationen von beliebigen Bytefehlern und Burstcodes korrigiert werden können. Beliebige Bytefehler sind u. a. Jitter zuzuschreiben, wodurch ein Demodulator fehlerhafte Bytes ausliefert. Bursts von Fehlern sind beispielsweise Staub, Fingerabdrucken, Kratzern usw. zuzuschreiben.
2 zeigt eine allgemein verwendete ECC-Struktur für DVR. Dieser Code benutzt zwei Korrekturmechanismen, und zwar einen Ferncode (LDC) kombiniert mit einem Burstindikatorsubcode (BIS).
Der Ferncode besteht aus 304 [248, 216, 33] Reed-Solomon-Codewörtern je Cluster 5. Ein logischer 2 Kbyte Informationsblock ist in 9,5 Reed-Solomon-Codewörtern vorgesehen zusammen mit vier zusätzlichen Bytes, die für eine zusätzliche Fehlerdetektion verwendet werden. Der LDDC ist derart entworfen, dass dieser genügend Paritätssymbole und Verschachtelungslängen hat zum Korrigieren von beliebigen Fehlern, vielen langen Bursts und kurzen Bursts von Fehlern. Die Burstfehlerkorrekturfähigkeit kann dadurch noch verbessert werden, dass Löschkorrektur an Symbolen angewandt wird, die durch einen BIS-Code angegeben sind, dass sie fehlerhaft sind.
Bytes 6 von LDC werden mit Synchronisationsmustern 7 und Bytes 8 des Burstindikatorsubcodes gemultiplext.
Der Burstindikatorsubcode hat 24 [62, 30, 33] Reed-Soloon-Codewörter und trägt Adress- und Steuerinformation. Durch den großen Abstand des [62, 30, 33] Reed-Solomon-Codes, was zu einer niedrigen Coderate führt, werden die Codewörter des Burstindikatorsubcodes vor Fehlern stark geschützt. Deswegen kann der Burstindikatorsubcode auf geeignete Weise mit einer sehr hohen Wahrscheinlichkeit decodiert werden.
Die Stelle der korrigierten Bytes und der fehlerhaften Synchronisationsmuster dient als "Pfähle", welche die wahrscheinliche Stelle von Fernfehlern in den LDC Daten zwischen diesen Pfählen angeben. Es wird vorausgesetzt, dass in dem Fall, dass aufeinander folgende Pfähle als fehlerhaft detektiert worden sind, alle Daten, die physikalisch zwischen diesen Pfählen liegen, ebenfalls als fehlerhaft detektiert werden. In einem derartigen Fall kann der Ferncode diese Information benutzt zum Durchführen einer Löschkorrektur.
Löschungen werden Bytes zugeordnet, die höchstwahrscheinlich fehlerhaft sind, weil sie einen Teil eines vorausgesetzten Bursts von Fehlern bilden. Der Burst von Fehlern wird durch eine bestimmte Strategie angegeben, und zwar auf Basis von BIS-Bits (oder BIS-Bytes), die fehlerhaft sind. Deswegen wird ein starker Fehlerkorrekturcode auf die Information der BIS-Bytes angewandt, so dass die BIS-Bytes fehlerfrei decodiert werden können.
Ein physikalisches Cluster 5 besteht aus 64 Kbyte Benutzerdaten-organisiert in 16 physikalischen 4 Kbytes Blöcken 9. Jeder Block 9 ist wieder in 31 Aufzeichnungsframes 10 aufgeteilt. Wenn es erwünscht ist, die Benutzerdaten eines einzigen logischen 2 Kbytes Blocks zu erhalten, ist es nur notwendig, den Burstindikatorsubcode mit allen Adressinformation zusammen mit den entsprechenden 10 Reed-Solomon-Codewörtern in dem LDC 6 zu decodieren. Da es nicht notwendig ist, ein 64 Kbyte LDC Cluster 5 völlig zu decodieren, wird ein schneller Zugriff auf einen logischen 2 Kbyte Block ermöglicht.
In 1 werden derartige ECC Codewörter 4 über eine Signalleitung 11 zu einem Kanalmodulatorcodierer 12 übertragen.
Insbesondere ist ein von dem Kanalmodulator 12 erzeugter Kanalcode entworfen, und zwar auf Basis der Grundlagen von Kombicodes. Weiterhin kann der Kanalcode mit EFM ("Eight-to-Fourteen-Modulation") – wie RLL ("Run Lengths Limited") Begrenzungen (d = 2, k = 10) entworfen werden. RLL Folgen haben eine minimale Lauflänge von d + 1 Kanalbits und eine maximale Lauflänge von k + 1 Kanalbits. Diese zur optischer Aufzeichnung verwendeten Codes sind DC-frei, d.h. sie haben fast keinen Inhalt bei niedri gen Frequenzen. Die DC-frei-Eigenschaft ist erforderlich, damit das Informationssignal von dem NF-Plattenrauschanteil getrennt werden kann, was erforderlich ist, damit der Slicer-Pegel geregelt werden kann, was die Basis für die Zeitwiederherstellung ist und damit Interferenz des Informationssignals mit Servo-Systemen vermieden wird. Die DC-Regelung der RLL-Sequenzen erfolgt über die Steuerung einer laufenden digitalen Summe (RDS). Die RDS ist die Integrale des bipolaren Kanalbitstroms bis zu einer bestimmten Bitstelle. Ein derartiger Code ist als EFMCC bekannt. Dieser Code ist ein Kombinationscode, der auf einer Kombination zweier Kanalcodes C1 und C2 basiert, die beide auf einer Byte-weisen Basis funktionieren. D beiden Codes sind konstruiert auf Basis einer FSM ("Finite State Machine") bestehend aus einer vorbestimmten Anzahl von, vorzugsweise, 6 Zuständen.
Weitere Einzelheiten derartiger Codes sind beschrieben worden in: W. M. J. Coene, E. Chuang, "EFMCC: an new combi-code for high-density optical recording", "Proceedings of the SPIE, Optical Data Storage 2000 (Whistler, Kanada), Heft 4090, Seiten 275–282 und W. M. J. Coene, "Combi-Codes for DC-Free Runlength-Limited Coding", "IEEE Transactions on Consumer Electronics", Nov. 2000, Heft 46, Nr. 4, Seiten 1082–1087.
Der Code C1 wird als der Hauptcode bezeichnet und bildet ein Byte in ein 15-Bit Kanalwort ab. Dadurch wird eine hohe Codierungsrate verwirklicht. Der Code C2 wird als der Ersatzcode bezeichnet, und bildet ein Byte in ein aus zwei möglichen 17-Bit Kanalwörter ab. Das Ziel des Codes C2 ist, eine gewährleistete DC-Regelung zu erreichen.
Die beiden 17-Bit Kanalwörter des Ersatzcodes C2 erfüllen die nachfolgenden zwei Bedingungen für jeden der Codierungszustände des FSM. Die erste Bedingung ist, dass die beiden Kanalwörter entgegengesetzte Parität haben. Die zweite Bedingung ist, dass die beiden Kanalwörter denselben Nächsten-Zustand in dem FSM haben.
Die EFMCC Codierung für ein bestimmtes Format basiert auf ein Wechselschema, das die Reihenfolge definiert, in der der Hauptcode C1 und der Ersatzcode C2 zum Codieren von ECC Codewörtern 4 verwendet werden.
Die von dem Kanalmodulator 12 codierten Daten werden als Kanalwörter 13 über eine elektrische Leitung 14 ausgeliefert, damit sie auf einem Speichermedium 15, wie eine DVR Platte, aufgezeichnet werden können.
Die mit dem Ersatzcode C2 codierten Codewörter 4 sind die Punkte in dem Kanalbitstrom 13, die eine Steuerung des DC-Inhaltes ermöglichen. Die Paritätsselektion an dem Ersatzcode C2 bestimmt die Polarität des Kanalbitstroms 13 für die nachfolgenden Codewörter, die alle mit dem Hauptcode C1 codiert sind, bis zu dem nächsten Codewort, das mit dem Ersatzcode C2 codiert ist.
Der Ersatzcode C2 des EFMCC ist im Wesentlichen ein Paritätskontrollcode. Auf diese Weise kann die Parität der Kanalwörter kontrolliert werden.
Die auf dem Speichermedium 15 gespeicherten Kanalwörter 13 können von einer Leseanordnung ausgelesen werden, welche die Kanalwörter regeneriert und sie über eine Signalleitung 16 einem Kanaldemodulator oder einem Kanaldecoder 17 zuführt, der an den Kanalmodulator bzw. den Kanalcodierer 12 angepasst ist.
Der Kanaldemodulator 17 regeneriert die ECC Codewörter und überträgt die regenerierten ECC Codewörter über eine Signalleitung 18 zu einem ECC Decoder 19, der die ursprüngliche Information 1 regeneriert und diese regenerierte Information an einem Ausgang 20 ausliefert.
Es wird vorgeschlagen, die Bits der BIS-Bytes 8 (2) in einen einzelnen Kanal oben auf dem RLL Kanal drauf zu codieren. Dieser einzelne Kanal ist der Paritätskanal, der mit der Codierung der LDC Bytes 6 mit dem Ersatzcode C2 des EFMCC assoziiert werden kann. Die Idee ist, die Paritätsselektion des Ersatzcodes C2 zu verwenden um ein BIS-Bit für die Burstanzeige unterzubringen. Vorzugsweise sind drei BIS-Bytes, d.h. 24 BIS-Bits für ein einziges Frame in dem DVR-Format erforderlich.
Dadurch werden drei Klassen von LDC Bytes 6 geschaffen:
Eine erste Klasse von LDC Bytes 6, codiert mit dem Hauptcode C1 von EFMCC wird geschaffen.
Eine zweite Klasse von LDC Bytes, codiert mit dem Ersatzcode C2 von EFMCC, im Hinblick auf die DC-Steuerung, wird geschaffen.
Eine dritte Klasse von LDC Bytes, codiert mit dem Ersatzcode C2 von EFMCC ist mit der Unterbringung eines BIS-Bits in der Parität des entsprechenden 17-bit Kanalwortes des Ersatzcodes versehen. Auf alternative Weise kann das BIS-Bit in der Verwendung des ersten oder des zweiten Kanalwortes, die als Eingaben in der Codierungstabelle des Ersatzcodes vorhanden sind, codiert werden.
In der dritten Klasse stellt das 17-Bit Kanalwort 9 Bits an Information dar, d.h. 8 Bits entsprechend dem LDC Byte und ein zusätzliches Bit, das Paritätsbit des Kanalwortes, entsprechend dem BIS-Bit.
Auf diese Weise ist es möglich, einzelne BIS-Bits über ein ganzes Frame 10 zu streuen, während bei dem bekannten Vorschlag die BIS-Bits zu drei Bytes gruppiert sind. Deswegen wird nach der vorliegenden Erfindung ein feiner Rechen von 24 isolierten BIS-Bits zur Detektion von Burstfehlern geschaffen. Im Gegensatz dazu hat das bekannte Codierungsschema einen viel gröberen Rechen von 3 Bytes, wie in 2 dargestellt.
3 zeigt eine symmetrische Verteilung von 24 BIS-Bits 21 über ein Frame 22 mit einem Synchronisationsmuster 23 und 152 LDC Bytes 24 nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Jedes Frame 22 ist in acht Segmente 25 aufgeteilt. Jedes Segment 25 umfasst 19 Bytes mit der nachfolgenden Struktur:
3B 1S 5B 1S 5B 1S 3B.
Diese Struktur wird in einem Frame 22 achtmal wiederholt. Die durch B bezeichneten Bytes werden mit EFMCC codiert, und zwar entweder mit dem Hauptcode C1 oder dem Ersatzcode C2. Die durch S bezeichneten Bytes werden mit dem Ersatzcode C2 von EFMCC codiert, damit die BIS-Bits untergebracht werden können. Jedes Segment 22 enthält drei BIS-Bits, was folglich insgesamt 24 BIS-Bits oder 3 BIS-Bytes für ein ganzes Frame 22 ergibt.
Diese Struktur kann in mehr allgemeinen Termen wie folgt ausgedrückt werden:
Anzahl Bytes mit der Struktur
x1B 1S x2B 1S x3B 1S ... xn – 1B 1S xnB 1S xn + 1B
unter der Bedingung, dass x₁, x₂, x₃, ..., x_n-1, x_n, x_n+1 ganzzahlige Werte sind und 2x₁, x₂, ... x_n-1, x_n, 2x_n+1 möglichst nahe bei einander liegen und wobei B ein Byte bezeichnet, das mit dem Hauptcode C1 oder dem Ersatzcode C2 codiert ist, ohne ein Burstindikatorsubcodebit und S ein Byte bezeichnet, das mit dem genannten Ersatzcode C2 mit einem Burstindikatorsubcodebit codiert ist.
Dadurch wird ein feiner Rechen von 24 Pfähle, und zwar den Bytes B mit den 24 BIS-Bits zur Angabe der Stelle von Burstfehlern gebildet. Die Stelleninformation kann für die oben genannte Löschstrategie des LDC Codes verwendet werden.
In jedem Segment 25 werden die 3 BIS-Bytes mit einer Rate R = ½ codiert, weil die Kanalwörter 13 des Ersatzcodes C2 von EFMCC um zwei Bits länger sind als die Kanalwörter des Hauptcodes C1 von EFMCC. Nach dem Stand der Technik sind sie über den Hauptcode C1 von EFMCC mit einer Rate R = 8/15 codiert. Auf diese Weise erfordert die Codierung der 3 BIS-Bytes 21 zusätzlich 3 Kanalbits für ein einziges Aufzeichnungsframe. Da aber eine Framelänge etwa 2400 Kanalbits beträgt, bedeutet dies ein Zusatz von nur 1 Promille.
Die Idee der Codierung der Bits von BIS-Bytes in einen separaten Kanal über dem RLL Kanal ist im Grunde auf jeden Code anwendbar, in dem es eine Möglichkeit gibt, eine Paritätsprüfung an festen Stellen in dem Kanalbitstrom über eine feste oder bekannte Anzahl Kanalbits durchzuführen. Nach der oben beschriebenen Ausführungsform ist dies möglich, durch die Stellen der absichtlich mit dem Ersatzcode für den Paritätskanal codierten Bytes.
Für wieder beschreibbare Platten kann ein anderes Format von Kanalmodulation verwendet werden, und zwar den sog. 17PP Modulationscode. Der 17PP Modulationscode ist ein RLL-Code auf Basis von (dk) Sequenzen. Der 17PP Modulationscode hat Lauflängenbegrenzungen d = 1, k = 7. Die DC-Steuerung erfolgt über die Paritätseinhaltungseigenschaft dieses Codes. Diese Eigenschaft bedeutet, dass die Parität eines Codewortes und die Parität des entsprechenden Kanalwortes einander gleich sind. Weitere Einzelheiten eines derartigen Codes sind in US 5.477.222 und WO 99/63671 beschrieben.
Der 17PP Code ist ein synchroner Code mit einer variablen Länge und mit einer Rate R = 2/3, wobei ein Datenwort eine Länge von 2, 4, 6 oder 8 Datenbits haben kann und ein entsprechendes Kanalwort hat eine Länge von 3, 6, 9 oder 12 Kanalbits.
Die Parität von Teilen des (dk) Kanalbitstroms kann auf eine gewährleistete Art und Weise dadurch gesteuert werden, dass einzelne DC-Steuerbits in dem Datenbitstrom gemultiplext werden; eine Änderung eines DC-Bits von 0 in 1 ändert die Parität auf entsprechende Weise. Paritätsänderungen in dem (dk) Bitstrom führen zu Polaritätsänderungen in dem bipolaren Kanalbitstrom und diese werden zur Begrenzung des Wertes der laufenden digitalen Summe RDS benutzt.
Nachstehend wird erläutert, wie die oben genannte Annäherung der Codierung der Bits der BIS-Bytes in einen einzelnen Kanal oben auf dem RLL Kanal für den 17PP Code für das wieder beschreibbare Format von DVR angewandt wird.
Da der 17PP Code ein Code mit variabler Länge auf Basis von 2, 4, 6 oder 8 aufeinander folgenden Datenbits ist und die Paritätseinhaltungseigenschaft für die entsprechenden 3, 6, 9 oder 12 Kanalbits gilt, ist der 17PP Code paritätseinhaltend in aufeinander folgenden Codierungsfenstern variabler Größe. Dadurch ist es unmöglich, die BIS-Bits unmittelbar von der Beobachtung der Parität von a priori gut definierten Teilen des Kanalbitstroms herzuleiten. Deswegen wird vorgeschlagen, Detektion von BIS-Bits in dem Datenbitstrom durchzuführen, und zwar nach einer kompletten Decodierung des Kanalbitstroms. Auf diese Weise ist die Idee der vorliegenden Erfindung auch auf 17PP Kanalcodes anwendbar.
Zwei Änderungen sollen im Vergleich zu dem bekannten Schema durchgeführt werden unter Verwendung von BIS-Bytes anstelle von BIS-Bits. Eine erste Änderung ist die Detektion der BIS-Bits. Wenn das Kombi-Codeschema verwendet wird, ist keine RLL Decodierung erforderlich, nur die Detektion der Parität der Kanalwörter, welche die BIS-Bits enthalten, soll durchgeführt werden. Eine zweite Änderung ist, dass die Löschstrategie der ECC-Decodierung angepasst werden soll.
4 zeigt eine Darstellung der Fehlerkorrekturcodeleistung des bekannten BIS-Codes im Vergleich zu dem Kombi-Code auf Basis des Vorschlags nach der vorliegenden Erfindung. Die horizontale Achse bezeichnet die beliebige Bytefehlerwahrscheinlichkeit vor der ECC-Decodierung, während die vertikale Achse die maximal erlaubte Burstfehlerereignisrate vor der ECC-Decodierung angibt.
Wenn nun vorausgesetzt wird, dass w ein Parameter ist, der als Fenstergröße bezeichnet wird, werden Löschstrategien betrachtet, bei denen alle Hauptbytes zwischen zwei Pfahlbytes/Bits gelöscht werden, wenn die zwei Pfahlbytes/Bits nahe genug beisammen liegen, d.h. sie sind durch höchstens w-2 Pfahlbytes/Bits voneinander getrennt, und wenn die beiden durch Fehler beschädigt sind, die während der BIS-Decodierung detektiert sind.
Weiterhin wird eine feste Anzahl mittlerer Bytes zwischen Fehlern nach der ECC-Decodierung und eine feste Burstlänge eines zu untersuchenden Burstfehlers vorausgesetzt. Dann gibt e Kurve 26 den auf dem Kombicode basierten Vorschlag an und die Kurve 27 gibt den bekannten Vorschlag an. Das Gebiet unter den Kurven 26, 27 gibt die Kapazitätsgebiete an, die wie folgt definiert sind: jeder beliebige Punkt unterhalb der Kurve führt zu einer akzeptierbaren Anzahl mittlerer Bytes zwischen Fehlern nach der ECC-Decodierung. Der auf dem Kombicode basierte Vorschlag nähert der idealen Situation für kleine beliebige, durch die Linie 28 angegebene Bytefehlerwahrscheinlichkeiten an, entsprechend denen vorausgesetzt wird, dass der Decoder die genaue Stelle aller Bytes eines Burstereignisses kennt. Im Vergleich zu dem bekannten Vorschlag nach der Kurve 27 ist der auf dem Kombicode basierte Vorschlag nach der Kurve 26 um einen Faktor von etwa 2,5 besser für kleine beliebige Bytefehlerwahrscheinlichkeiten.
In dem bekannten Vorschlag erreicht eine Fenstergröße w = 2 bereits das dargestellte Kapazitätsgebiet und in dem auf dem Kombicode basierten Vorschlag erreicht eine Fenstergröße w = 8 bereits das dargestellte Kapazitätsgebiet. Im Allgemeinen reicht für alle betrachteten Situationen w = 2 für den bekannten Vorschlag und w = 8 reicht für den auf dem Kombicode basierten Vorschlag nach der vorliegenden Erfindung.
Zusammengefasst, die Idee der Codierung von Bits eines Burstindikatorsubcodes in einen einzelnen Kanal oben auf dem RLL Kanal drauf, insbesondere in der Parität von Kanalwörtern des Ersatzcodes des Kombicodes, wodurch auf diese Weise die Streuung der BIS-Bits über ein ganzes Frame ermöglicht wird, schafft einen "Fein-Rechen" Burstindikatorsubcode mit verbesserter Fehlerdetektions- und Korrektureigenschaften.

1

2: Information
3: ECC Codierer
11: ECC Codewörter
14: Kanalwörter
15: Optische Platte
16: regenerierte Kanalwörter
17: Kombicode RLL Demodulator
18: regenerierte ECC Codewörter
19: ECC Decoder
20: regenerierte Information

2

7: Synchronisation
.: Richtung logischer 2K Blöcke
.: Datenstrom auf der Platte
.: physikalischer 4K Block

3

Segment
Ersatzcode mit Paritätskanal

4

Auf dem Kombicode basierter Vorschlag
Bekannter Vorschlag
Kapazitätsgebiete
Ideale Situation
Anzahl mittlerer Bytes zwischen Fehlern
Beliebige Bytefehlerwahrscheinlichkeit
Maximal erlaubte Burstfehlerrate

Claims

Verfahren zum Codieren von Informationswörtern (1), wobei dieses Verfahren die nachfolgenden Verfahrensschritte umfasst: – Codierung der genannten Informationswörter (1) zu einem Fehlerkorrekturcode mit Fehlerkorrekturcodewörtern (4), – Codierung der genannten Fehlerkorrekturcodewörter (4) zu einem Modulationscode mit Kanalwörtern (13), wobei ein Burst-Indikatorsubcode (8, 21) verwendet wird, der imstande ist, Burstfehler anzugeben, wobei der genannte Burst-Indikatorsubcode (8, 21) Burst-Indikatorsubcodebytes aufweist, die eine Anzahl Burst-Indikatorsubcodebits enthält, gekennzeichnet durch – Codierung der genannten Burst-Indikatorsubcodebits jedes Burst-Indikatorsubcodebytes zu verschiedenen Kanalwörtern (13).
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Codierung der genannten Burst-Indikatorsubcodebits zu einer bestimmten charakteristischen Eigenschaft verschiedener Kanalwörter, insbesondere in den Paritäten der genannten verschiedenen Kanalwörter (13).
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Codierung jedes der genannten Burst-Indikatorsubcodebits in den Paritäten der genannten Kanalwörter (13) eines Ersatzcodes des genannten Modulationscodes.
Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch den genannten Ersatzcode, der zwei mögliche Kanalwörter mit entgegengesetzter Parität und einem gleichen Zustand in einer unterliegenden Endzustandsmaschine schafft.
Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Codierung der genannten Fehlerkorrekturcodewörter (4) zu Kanalwörtern (13) mit a) einem Hauptcode des genannten Modulationscodes, b) dem genannten Ersatzcode des genannten Modulationscodes, oder c) wobei der genannte Ersatzcode des genannten Modulationscodes ein Burst-Indikatorsubcodebit hat, codiert in den genannten Paritäten der genannten Kanalwörter (13).
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Streuung der Burst-Indikatorsubcodebits einer Anzahl Burst-Indikatorsubcodebytes über ein ganzes Frame (22) von Kanalwörtern (13).
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Frame (22) eine Anzahl Segmente (25) aufweist, wobei jedes Segment (25) eine Anzahl Bytes mit der nachfolgenden Struktur aufweist: x₁B 1S x₂B 1S x₃B 1S ... x_n-1B 1S x_nB 1S x_n+1B unter der Bedingung, dass x₁, x₂, x₃, ..., x_n-1, x_n, x_n+1 ganze Werte sind und dass 2_x1, x₂, ..., x_n-1, x_n, 2x_n+1 möglichst nahe beieinander liegen und wobei B ein Byte bezeichnet, codiert mit dem genannten Hauptcode oder Ersatzcode ohne ein Burst-Indikatorsubcodebit und wobei S ein Byte bezeichnet, codiert mit dem genannten Ersatzcode mit einem Burst-Indikatorsubcodebit.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass x_1+i gleich 3 ist, dass x_2+i gleich 5 ist und dass x_3+i gleich 5 ist und dass x_4+i gleich 3 ist, wobei i der Index der Segmente ist wobei i = 0, 1, 2, 3, ...,7 ist, wobei die Anzahl Bytes jede Segmentes 19 ist, wobei jedes Segment 3 Burst-Indikatorsubcodebits enthalten und jedes Frame 24 Burst-Indikatorsubcodebits oder 3 Burst-Indikatorsubcodebytes enthalten.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Modulationscode ein Code variabler Länge ist.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Code variabler Länge ein (1, 7) lauflängenbegrenzter Paritätsbewahrcode ist.
Verfahren zum Decodieren von Informationswörtern (1), das die nachfol genden Verfahrensschritte umfasst – Decodieren eines Modulationscodes mit Kanalwörtern (13) zum Erreichen von Fehlerkorrekturcodewörtern (4) eines Fehlerkorrekturcodes, – Decodieren der genannten Fehlerkorrekturcodewörter (4) zum Erreichen der genannten Information (1), wobei ein Burst-Indikatorsubcode (8, 21) verwendet wird um Burstfehler anzugeben, wobei der genannte Burst-Indikatorsubcode (8, 21) Burst-Indikatorsubcodebytes aufweist, die eine Anzahl Burst-Indikatorsubcodebits enthalten, gekennzeichnet durch – Decodierung der genannten Burst-Indikatorsubcodebits aus verschiedenen Kanalwörtern (13).
Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch Decodierung der genannten Burst-Indikatorbits aus den Paritäten der genannten Kanalwörtern (13).
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch Zuordnung von Löschungen für die Fehlerkorrekturcodedecodierung auf Basis detektierter fehlerhafter Burst-Indikatorsubcodebits zum Korrigieren von Burstfehlern.
Verfahren nach Anspruch 11, 12 oder 13, gekennzeichnet durch Decodierung von Information, die nach einem der Ansprüche 1 bis 10 codiert wird.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei eine Löschstrategie auf Fenstergröße w aufeinander folgender Burst-Indikatorsubcodebits basiert ist, wobei die Löschung zugeordnet wird, wenn und unter der Bedingung dass zwei aufeinander folgender Burst-Indikatorsubcodebits nicht mehr als um w-2 Stellen voneinander entfernt sind.
Anordnung zum Codieren von Informationswörtern (1), wobei diese Anordnung die nachfolgenden Elemente umfasst: – Informationscodierungsmittel (3) zum Codieren von Informationswörtern zu einem Fehlerkorrekturcode mit Fehlerkorrekturcodewörtern (4), – Codewortcodierungsmittel (12) zum Codieren von Fehlerkorrekturcodewörtern (4) zu einem Modulationscode mit Kanalwörtern (13), – wobei ein Burst-Indikatorsubcode (8, 21) verwendet wird, der imstande ist, Burstfehler anzugeben, wobei der genannte Burst-Indikatorsubcode Burst-Indikatorsubcodebytes aufweist, die eine Anzahl Burst-Indikatorsubcodebits enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass – die genannten Codewortcodierungsmittel (12) die genannten Burst-Indikatorsubcodebits jedes Burst-Indikatorsubcodebytes zu verschiedenen Kanalwörtern (13) codieren.
Anordnung zum Decodieren von Informationswörtern (1), wobei diese Anordnung die nachfolgenden Elemente aufweist: – Codewortdecodierungsmittel (17) zum Decodieren eines Modulationscodes mit Kanalwörtern (16) zum Erreichen von Fehlerkorrekturcodewörtern (18) eines Fehlerkorrekturcodes, – Informationsdecodierungsmittel (19) zum Decodieren der genannten Fehlerkorrekturcodewörter (18) zum Erreichen der genannten Information (1), – wobei ein Burst-Indikatorsubcode (8, 21) verwendet wird um Burstfehler anzugeben, wobei der genannte Burst-Indikatorsubcode (8, 21) Burst-Indikatorsubcodebytes aufweist, die eine Anzahl Burst-Indikatorsubcodebits enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass – die genannten Codewortdecodierungsmittel (17) die genannten Burst-Indikatorsubcodebits von verschiedenen Kanalwörtern (13) decodieren.
Speichermedium zum Speichern codierter Informationswörter (1), die entsprechend einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 codiert worden sind.
Signal mit einem Strom von Kanalwörtern (13), die codierte Informationswörter (1) enthalten, die nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 codiert worden sind.