JP2005522809A

JP2005522809A - 確率ｄｃ制御

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Publication number: JP2005522809A
Application number: JP2003582767A
Authority: JP
Inventors: ヨセフスエイエイチエムカールマン
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2002-04-11
Filing date: 2003-04-10
Publication date: 2005-07-28
Also published as: US20050116842A1; CN1647196A; EP1500105A1; KR20040101412A; TW200307252A; US7038599B2; WO2003085667A1; AU2003219371A1

Abstract

記録担体にデータを記録する場合、前記データの正確な再生を可能とするため、記録されるデータのＤＣ成分の制御が重要である。ディジタル・サム値は前記ＤＣ成分を表す。前記ディジタル・サム値は、符号化器の出力部において、符号化の間に出現することのない符号ワードによって符号ワードを置換することにより制御されることができる。置換符号ワードは、該置換符号ワードが置換する符号ワードとは異なるパリティを持つ。結果の符合ワードのストリームは次いで、ＮＲＺＩ符号化器を利用して符号化される。これにより、前記置換符号ワードに起因するパリティの変化が、ＮＲＺＩ出力の極性の変化に帰着する。ディジタル・サム値を低く維持することが必要とされる場合には、前記ＮＲＺＩ出力の極性を変化させるために前記置換符号ワードがかくして利用されることができる。

Description

本発明は、ＤＣ制御を用いてチャネル符号を生成する方法であって、
Ｐ個のｎビット入力ワードのストリームをＰ個のｍビット符号ワードのストリームに変換するステップと、
ＮＲＺＩ変換器を利用して、前記Ｐ個のｍビット符号ワードのストリームをＰ個のｍビット出力ワードの出力ストリームに変換するステップと、
を有する方法に関する。

本発明は更に、前述の方法によって得られた変調された信号が記録される記録担体を製造する方法に関する。

本発明はまた、チャネル符号を生成する符号化装置に関する。

本発明は更に、かような符号化装置が利用される記録装置に関する。

本発明は更にまた、かような方法を利用して得られた符号ワードのストリームを有する信号に関する。

本発明は更に、前記信号が記録された記録担体に関する。

本発明は更に、復号化装置に関する。

最後に本発明は、この種の記録担体が利用される読み取り装置に関する。

かような方法、かような装置、かような記録担体及びかような信号は、整理番号ＰＨＱ９８０２３／国際特許出願公開ＷＯ９９／００９４８から知られている。

データが伝送線を介して送信される場合、又は磁気ディスク、光ディスク又は光磁気ディスクのような記録媒体に記録される場合、前記データは、送信又は記録に先立って、前記伝送線又は前記記録媒体に合致する符号に変調される。変調の手法として、ブロック符号化が知られている。ブロック符号化においては、それぞれがｍ×ｉビットを有する単位にデータ列がブロック分けされる。前記単位のそれぞれは以下データワードと呼ばれ、次いで適切な符号化規則に従ってｎ×ｉビットを有する符号ワードに変換される。ｉ＝１については、当該符号ワードは固定長符号である。ｉがそれぞれ１からｉｍａｘ即ちｉの最大値までの範囲から選択される複数の値を持つ場合には、結果の符合ワードは可変長符号である。一般に、ブロック符号化の結果得られる符号は、可変長符号（ｄ，ｋ；ｍ，ｎ；ｒ）として表現される。

ここでｉは拘束長と呼ばれ、ｒはｉｍａｘ即ち最大の拘束長である。ｄは２つの連続する１の間に出現する０の最小の数である。ｄは０の最小ランと呼ばれる。一方ｋは、２つの連続する１の間に出現する０の最大の数である。ｋは０の最大ランと呼ばれる。

ところで、上述したブロック符号化より得られた可変長符号の、例えばコンパクトディスク（ＣＤ）又はミニディスク（ＭＤ）といった光ディスク又は光磁気ディスクのような記録媒体への記録のための動作において、前記可変長符号はＮＲＺＩ（非ゼロ復帰反転）変調をかけられる。ここでは前記可変長符号の各「１」は反転として解釈され、「０」は非反転として解釈される。ＮＲＺＩ変調を完了した前記可変長符号は次いで記録される。ＮＲＺＩ変調を完了した可変長符号は、記録波列（recording wave train）と呼ばれる。それ程大きくない記録密度を規定している初期のＩＳＯ規格に準拠する光磁気ディスクの場合には、記録変調を完了したビットの列は、ＮＲＺＩ変調をかけられていないままに記録される。

上述したように、データが伝送線を介して送信される場合、又は磁気ディスク、光ディスク又は光磁気ディスクのような記録媒体に記録される場合、前記データは、送信又は記録に先立って、前記伝送線又は前記記録媒体に合致する符号に変調される。前記変調の結果得られる符号が直流成分を含む場合、ディスクドライブのサーボの制御において生成されるトラッキング誤りのような種々の誤りが変化し易くなり、又はジッタ（jitter）が容易に生成される。従ってこの理由のため、前記変調された符号が直流成分を含むことを防ぐための、可能な限り多くの労力を費やすことが望ましい。

前記変調された符号が直流成分を含むことを防ぐため、前記変調された符号が直流成分を含むことを防ぐためのＲＤＳ（ランニング・ディジタル・サム（Running Digital Sum））の制御が提案されている。ＲＤＳは、チャネルビットの列のＮＲＺＩ変調（即ちレベル符号化）の結果得られるビットの列（データの記号）の値の積算により求められる総計である。ここで値＋１及び−１はそれぞれ前記列の「１」及び「０」に割り当てられる。ＲＤＳは、符号の列に含まれる直流成分の指標である。ＲＤＳ制御によってＲＤＳの絶対値を減少させることは、符号の列に含まれる直流成分の大きさを抑制することと等価である。

ＲＤＳ制御は、上記した表１として示された可変長ＲＬＬ（１−７）テーブルに従って生成された変調符号には適用されない。かような場合についてのＲＤＳ制御は、所定の時間の間の変調の後に符号化されたビットの列（チャネルビットの列）のＲＤＳを計算し、前記符号化されたビットの列（前記チャネルビットの列）に所定の数のＲＤＳ制御ビットを挿入することによって達成される。

いずれにしても、ＲＤＳ制御ビットは基本的に冗長ビットである。従って、符号変換の効率が考慮に入れられるべきである場合には、ＲＤＳ制御ビットの数をとり得る最小の値に減少させることが望ましい。

加えて、ＲＤＳ制御ビットが挿入された場合、最小ランｄ及び最大ランｋを不変にすることも望ましい。これは、（ｄ，ｋ）の変化が記録／再生特性に影響を与えるからである。

整理番号ＰＨＱ９８０２３は、高効率制御ビットを生成するためにＲＤＳ制御が実行されることを可能とすることにより、上述の問題に対処する。従来の方法と同様に、変換テーブルを利用することによりデータ列が変換された後、所定の間隔でＲＤＳ制御ビットを前記変換の結果得られたチャネルビットの列に加えることによりＲＤＳ制御が実行されることができる。前記データ列と変換テーブルに基づく変換の結果得られた符号ワードの列との間の関係を利用することにより、前記ＲＤＳ制御が実行されることができる。

反転を示す「１」の値を持つＲＤＳ制御ビット、及び非反転を示す「０」の値を持つＲＤＳ制御ビットをチャネルビットの列に挿入することは、反転を示す「１」の値を持つＲＤＳ制御ビット、及び非反転を示す「０」の値を持つＲＤＳ制御ビットをデータビットの列に挿入することと等価である。

従って、符号化器の前にデータ列にビットを挿入することは、符号化器の後に符号ワードの列のＲＤＳの制御を可能とする。

当該ＲＤＳ制御の不利点は、より優れたＤＣ制御を得るために、より多くのビットがデータ列に挿入される必要があり、記憶媒体のより少ない記録容量に帰着するという点である。

本発明の目的は、記憶媒体の記録容量を減少させることなく付加的なＤＣ制御を提供することにある。

この目的を達成するために、本発明は、前記出力ワードの出力ストリームのランニング・ディジタル・サムを決定するステップと、
前記ランニング・ディジタル・サムに応じて、Ｑ個のｍビット置換符号ワードの置換シーケンスによって、Ｑ個のｍビット符号ワードのシーケンスを置換するステップと、
を有し、前記置換シーケンスは、該置換シーケンスが置換する前記符号ワードのシーケンスと等しい長さであり且つ異なるパリティを持ち、ｎビット入力ワードのいずれのストリームのｍビット符号ワードへの変換時にもｍビット符号ワードのストリームに出現するものでないことを特徴とする。

このようにして、同様に長い置換符号ワードによって符号ワードを置換することによりＤＣ制御が達成され、一方で記憶媒体に保存されるべきビットの数の増加を伴わない。前記置換符号ワードの異なるパリティがＲＤＳの変化に帰着する。ｎビットの入力ワードの任意のストリームをｍビットの符号ワードに変換するときに通常発生しない置換符号ワードを利用することによって、置換符号ワードの置換シーケンスをｍビットの符号ワードの元のシーケンスによって代用することにより受信器は前記置換を元に戻すことができる。置換されるべき符号ワードを置換符号ワードと関連付けるテーブルを利用して前記置換が実行される場合には、逆の方法で、置換された符号ワードに前記置換符号ワードを関連付けるために同一のテーブルが利用されることができる。

本発明による方法の一実施例は、Ｑが４以上であることを特徴とする。

４個のｍビットワードの単位を選択し、これら４個のｍビットの単位に演算することにより、ストリーム中の置換可能な符号ワードの出現の頻度と、利用されていない符号ワードの利用可能性との間の均衡が達成される。より長いシーケンスが選択される場合、より多くの利用されていない符号ワードが置換符号ワードとしての利用のために利用可能となるが、置換可能な符号ワードの出現頻度が減少する。従って、所望される場合に置換が発生し得る場合を減少させる。このことは、ＤＣレベルの訂正が望ましい場合、制御ワードのシーケンスを実際に置換する機会が、置換可能なシーケンスの減少された出現頻度のために、平均して遅延させられることを意味する。更に高い値のＱは、たった１ビットのみが欠損している場合でさえ、復号化の際に不必要な誤りの伝播を引き起こすという更なる不利点を持つ。

更なる実施例は、チャネル符号の符号制約が保存されることを特徴とする。

符号の符号制約が保存されるように前記置換符号ワードを選択することにより、結果の出力符合ワードもまた、チャネル特性への符号の合致を維持するために重要な制約に従う。

更なる実施例は、１７ＰＰ符号化器がｎビットの入力ワードからｍビットのワードのストリームへの変換を実行することを特徴とする。

１７ＰＰ符号化器は、光記録媒体への記録のために特別に構成されたものであり、ｎビットの入力ワードの任意のストリームのｍビット符号ワードへの変換時に発生しない符合ワードのシーケンスを提示し、前記符号を本発明のために特に適したものにする。

更なる実施例は、前記置換シーケンスが以下のテーブルから選択されることを特徴とする：
1:101 001 010 100 -> 100 100 100 100
2:010 001 000 101 -> 010 000 000 101
3:001 001 000 101 -> 001 000 000 101
4:101 000 010 010 -> 100 100 000 010
5:101 001 000 001 -> 100 100 000 001
6:101 000 100 101 -> 101 000 000 101
7:101 000 100 010 -> 101 000 000 010

該テーブルの右側に列記された符号ワードは１７ＰＰ符号には出現するものではなく、従って該テーブルの左側に列記された符号ワードを置き換えるのに適している。

更に、該置換テーブルを利用することにより前記符号の制約が保存され、一方で前記置換符号ワードは異なる数の「１」を有し、そのため置換されるべき符号ワードとパリティが異なる。

入力ワードを符号ワードに変換するときに、全ての符号ワードが等しく頻繁に出現するわけではない。

前記テーブルの左側に列記された符号ワードは、出現することのない全てのとり得る符号ワードから選択されたものであり、そのためこれら符号ワードは１７ＰＰ符号化器によって入力ワードから生成された符号ワードのストリーム中に頻繁に出現する。このようにしてパリティが変化させられ得る十分な場合が、符号ワードのストリーム中に出現する。

本発明は以下図に基づいて議論される。

議論はパリティ保存１７ＰＰ符号化器に基づくが、他の符号化器が利用されても良いことは留意されるべきである。挿入されるパリティビットは先行技術に由来するものであり、本発明が既存のＤＣ制御と組み合わせられ得ることを示すためのみ議論に含まれる。付加的な例として、パリティ保存符号化器の代わりにパリティ反転符号化器が利用されても良い。本発明は、符号化器によって生成されることがなく従って符号ワードのストリーム中に出現することのない符号ワードがある必要があるという要求を除いて、原則として符号ワードの内容とは独立であるため、パリティ保存符号化器に限定されるものではなく、符号ストリームに既にＤＣ制御が組み込まれていることを必要としない。しかしながら、本発明を既にＤＣ制御を有するストリームと組み合わせて利用する利点がある。なぜなら、本発明はＤＣ制御の更なるレイヤを加え、両方のＤＣ制御を組み合わせる場合と、両方のＤＣ制御を独立に操作する場合との両方において、より優れたＤＣ制御に帰着するからである。

図１には先行技術のシステムが示される。ここでは、入力ワードのストリームが符号化器１６の入力部１に入力される。入力部１から、前記入力ワードのストリームが、パリティビット挿入手段２の入力部１４に送られる。ランニング・ディジタル・サムを決定する手段８の入力部７によってパリティビット挿入手段２のランニング・ディジタル・サム入力部１５に供給されるデータ、パリティビットの位置、及びどのような符号化器が前記パリティビット挿入手段の後に利用されるかに依存して、前記パリティビット挿入手段は、挿入されるパリティビットが値「１」又は「０」のいずれを持つべきかを決定する。このため、一方は値「０」を持つ挿入されるパリティビットを用いた計算であり、他方は挿入されるパリティビット値「１」を用いた計算である、２つの計算が実行される。どちらの結果が好ましいか、即ちどちらが低い絶対ＲＤＳ値に帰着するかに依存して、挿入されるパリティビットのための１つの値が選択される。パリティビット挿入手段２は、パリティビット挿入手段１２の出力部１３を介して、前記挿入されたパリティビットを持つ入力ワードのストリームを符号化器３の入力部１２に供給する。符号化器３は、例えば光記憶装置において利用されるような１７ＰＰ符号化器であっても良い。符号化器３は、前記挿入されたパリティビットを持つ入力ワードのストリームを、符号ワードのストリームに符号化する。符号化器３は当該符号ワードのストリームを、符号化器３の出力部１１を介して、ＮＲＺＩ符号化器４の入力部１０に供給する。ＮＲＺＩ符号化器４は、前記符号ワードのストリームのフォーマットをＮＲＺＩフォーマットに変更し、出力ワードのストリームとして、ＮＲＺＩフォーマットの前記符号ワードのストリームを前記符号化器の出力部に供給する。ＮＲＺＩ符号化とは実際上、符号ワードのストリーム中の全ての「１」が、出力ワードのストリームにおける遷移に帰着することを意味する。

１７ＰＰ符号化のパリティ保存特性のため、入力ワードのストリームへの値「１」を持つパリティビットの挿入は、出力ワードのストリームにおける付加的な遷移に帰着し、この時点以後の出力ワードの反転に実質的に帰着する。ＮＲＺＩ符号化器４は、ＮＲＺＥＩ符号化器４の出力部９を介して、出力符号ワードのストリームを符号化器の出力部５に供給する。前記出力ワードのストリームはまた、ランニング・ディジタル・サム決定手段８の入力部６にも供給される。ランニング・ディジタル・サム決定手段８は、前記出力符号ワードのストリームのランニング・ディジタル・サムを継続的に計算する。

図２において、図１において説明されたような先行技術の符号化器によって生成されるような出力符号ワードのストリームのＤＣ成分が示される。説明を容易化するため、例えば、挿入されたパリティビットの位置がランニング・ディジタル・サムに及ぼす影響のような、他の要素は無視されている。

入力符号ワードのストリーム２０は、挿入されたパリティビット２２、２３、２４及び２５を有する。これら挿入されたパリティビットは、前記入力符号ワードのストリームに等距離で挿入されている。

出力ワードのストリームのランニング・ディジタル・サム（ＲＤＳ）２１は、前記出力ワードのストリームのＤＣ成分と等価である。それ故、とり得る最小の逸脱を伴って、可能な限りＲＤＳ２１を０に近く維持することが望ましい。

値「１」を持つパリティビットが前記入力ワードのストリームに挿入される場合、前記出力ワードのストリームのＲＤＳ２１が方向を反転させる。なぜなら、ＮＲＺＩ符号化及び１７ＰＰ符号化のパリティ保存特性のため、「１」は前記出力ワードのストリームにおける付加的な遷移に帰着するからである。図２は、前記挿入されるパリティビットとＲＤＳ２１の方向の変化との間の対応を示す。前記挿入されるパリティビットのための最適な値を決定するため、２つの計算が実行される。
−一方は、挿入されるパリティビット値「０」を用いた計算
−他方は、挿入されるパリティビット値「１」を用いた計算

前記挿入されるパリティビットの現在の位置と、次の挿入されるパリティビットの位置との間の、前記出力ワードのストリームの次の部分について、ＲＤＳが次いで決定される。現在のパリティビットの１つは、ＲＤＳを０のＲＤＳに可能な限り近くで終了させる。このパリティビットの最適値は、前記挿入されるパリティビットとして、前記入力ワードのストリームに挿入される。かくして、前記パリティビット挿入手段は、前記挿入されるパリティビットの値の特定の選択の結果を評価するため、前記入力ワードのストリームを先読みする。

次の挿入されるパリティビット位置におけるＲＤＳの絶対値が、現在のパリティビット位置における現在値よりも大きい値となった場合、前記パリティビット挿入手段は、前記挿入されるパリティビットとして挿入されるべきパリティビットについて値「１」を選択し、かくして次の符号ワードによって引き起こされるＲＤＳの増大をＲＤＳの減少へと反転させる。

図２において、挿入されるパリティビット２２及び２３の値は「１」であり、ＲＤＳ２１を０の方向へ移動させる。ＲＤＳ２１のグラフにおいて点線は、前記挿入されるパリティビットが値「１」を持たなかったとした場合にとられるＲＤＳ２１の方向を示す。

図２において、挿入されるパリティビット２４の値は「０」である。なぜなら値「１」の選択であるとすると、ＲＤＳ２１を０から更に離れる方に移動させるであろうからである。

図３は、本発明の基本的な方法を単純化された形式で示す。

符号化器によって生成されるような符号ワードのストリーム３０は、各符号ワード３８及び３９の開始を決定するために評価される。このことは、前記符号ワードのストリーム中の符号ワードを、潜在的に置換され得る符号ワード即ち置換可能な符号ワードのセットと合致させることを可能とするために必要とされる。前記符号ワードの境界が決定されると、符号ワードのシーケンスがステップウィンドウを用いて評価される。図３において、望ましい場合には置換符号ワードのシーケンスによって置換され得る、符号ワードのシーケンス３９が見出される。更に、符号ワードのストリーム３０のＲＤＳ３５、及び置換符号ワード３８のシーケンスを有する符号ワードのストリーム３２（以下処理された符号ワードのストリームと呼ぶ）のＲＤＳ３４が示されている。矢印によって示された時点において、ＲＤＳ３５は目標値０から更に離れる方に移動している。置換符号ワード３８のシーケンスによって符号ワードのシーケンス３９を置換することにより、ＲＤＳ３４の方向の反転が引き起こされる。ここで置換符号ワードのシーケンス３８の全体のパリティは、置換される符号ワードのシーケンス３９のパリティとは異なる。置換符号ワードのシーケンス３８は、符号ワードの通常のストリームには出現しないものであるため、復号化器は、入力される符号ワードのストリームを復号化する際に、置換符号ワードの当該シーケンス３８を検出し、符号ワードの元のシーケンス３８を代用することができる。かくして、符号ワードのストリーム３０における付加的なビットの形でオーバヘッドを増大させることなく、ＲＤＳ３４及び３５の制御が達成される。

図４は、本発明による符号化器を示す。入力ワードのストリームは、符号化器４０の入力部６５に入力される。符号化器４０の入力部６５から、前記入力ワードのストリームが、パリティビット挿入手段４１の入力部４８に入力される。前記パリティビット挿入手段は図１において説明されたとおりに機能し、ＲＤＳ決定手段４７の出力部５７からＲＤＳ値を取得する。ＲＤＳ決定手段４７は、ＮＲＺＩ符号化器４６の出力部に入力されるワードのストリームのランニング・ディジタル・サムを決定する。符号化器４２は、パリティビット挿入手段４１の出力部４９から符号化器４２の入力データを取得し、符号化器４２の出力部５２を介して符号ワードのストリームを、ＮＲＺＩ符号化器の入力５４及び置換手段４３の入力部５３に供給する。置換手段４３は、第２のＲＤＳ決定手段４５の出力部５８から得られたＲＤＳの絶対値を最小化するために、符号ワードのシーケンスが置換符号ワードのシーケンスによって置換される必要があるか否かを決定する。符合ワードのシーケンスを置換すべきか否かを決定するため、ＲＤＳの２つの計算が実行される：
−一方は、前記ストリーム中の符号ワードの元のシーケンスを用いた計算
−他方は、前記ストリーム中の置換符号ワードのシーケンスを用いた計算

前記ＲＤＳは、両方の場合において、置換され得る符号ワードのシーケンスのストリーム中の現在の位置から次の出現まで決定される。

置換可能な符号ワードのシーケンス中の次の出現における最小の絶対ＲＤＳ値に帰着する場合が次いで選択される。ＲＤＳの絶対値が最小化されるような場合、前記符号ワードのシーケンスは次いで置換符号ワードのシーケンスによって置換される。そうでなければ、符号ワードの元のシーケンスが前記ストリーム中に置換されずに残される。

ＮＲＺＩ符号化器４４の入力部６１は置換符号ワードのシーケンス置換手段４３の出力部６０に接続される。ＮＲＺＩ符号化器４４は、符号ワードの処理されたストリームを置換手段４３から受信し、ＮＲＺＩフォーマットで符号化器４０の出力部及びＲＤＳ決定手段４５の入力部へ供給する。

図５は、置換符号ワードのシーケンスによって符号ワードのシーケンスを置換すべきか否かを決定するための方法を示す。最初に、符号ワードのシーケンスが、例えば１７ＰＰ符号化器のような符号化器から取得される。次いで、符号ワードのシーケンスを置換され得る符号ワードのシーケンスに照合させることが可能となるように、符号ワードの境界の位置が決定される必要がある。次いで、符号ワードの各シーケンスが、該シーケンスが置換され得る符号ワードのシーケンスに合致するか否かを決定するために評価される。前記シーケンスが置換され得る符号ワードのシーケンスに合致しない場合、前記符号ワードのシーケンスはＮＲＺＩ符号化器に出力される。前記符号ワードのシーケンスが置換され得る符号ワードのシーケンスに合致する場合、前記符号ワードのシーケンスが置換される状況、及び前記符号ワードのシーケンスが置換されない状況の両方について、次の置換可能な符号の出現まで、前記符号ワードのストリームについてＲＤＳが決定される。前記符号ワードのシーケンスが置換される場合のほうが、このようにして決定されたＲＤＳの絶対値が低い場合には、前記ストリームにおける置換が実行され、置換符号ワードのシーケンスが処理された符号ワードのストリームの一部として前記ＮＲＺＩ符号化器に供給される。そうでない場合には、前記符号ワードのシーケンスは置換されず、更なる処理のため前記ＮＲＺＩ符号化器に供給される。

図６は、前記符号化器による利用のためのルックアップテーブルを示す。前記テーブルの左側の列における符号ワードのシーケンスは、１７ＰＰ符号における頻繁な出現として選択される。勿論、他の符号用に同様のテーブルが確立され得る。右側の列における対応する置換符号ワードのシーケンスは、３つの基準に基づいて選択される：
−置換符号ワードのシーケンスは、入力ワードのストリームを符号ワードのストリームに変換する際に出現するものでない。
−置換符号ワードのシーケンスは、該シーケンスが置換する符号ワードのシーケンスとは異なるパリティを持つ。
−符号制約が保存される。

図７は、前記復号化器による利用のためのルックアップテーブルを示す。前記復号化器が、前記符号ワードのストリーム中に通常出現するものでない符号ワードのシーケンスに遭遇したとき、該復号化器は、該符号ワードのシーケンスを図７におけるテーブルの左側の列における符号ワードと照合する。該シーケンスは次いで、元の符号ワードのシーケンスを含む元のストリームを得るために、図７の右側の列における対応する符号ワードのシーケンスによって置換される。このようにして、前記符号化器において１７ＰＰ符号化器によって生成されるような符号ワードのストリームは、前記符号化器において再生成される。

図８は前記復号化器を示す。復号化器８０は、置換手段８２を前記符号ワードのストリームにおける符号ワードの境界に同期させる手段８１を有する。該手段は、符号ワードのシーケンスを図７におけるテーブルの左側の列における符号ワードのシーケンスに照合することを可能とするために必要とされる。かくして得られる同期情報は、同期のための手段８１によって置換手段８２に供給される。置換手段８２は、復号化器８０の入力部８４から前記符号ワードのストリームを受信し、前記符号ワードのストリーム中の符号ワードのシーケンスと図７のテーブルにおける符号ワードのシーケンスのエントリとの間の照合のため、前記ストリームを検索する。合致が見つからない場合、前記符号ワードのシーケンスは１７ＰＰ復号化器８３に送られる。一方、合致が見つかった場合、前記符号ワードのシーケンスは図７のテーブルの右側の列における対応する符号ワードのシーケンスによって置換され、その後１７ＰＰ復号化器３に送られる。

図９は、前記符号ワードのストリームを復号化するために前記復号化器が実行するステップを示す。

最初に、前記符号ワードのストリームに同期することにより、前記符号ワードの境界の位置が特定される。前記ストリーム中の符号ワードの境界が確立されると、符号ワードのシーケンスは、図７におけるテーブルの左側の列における符号ワードのシーケンスと比較される。

合致が見つからない場合、前記符号ワードのシーケンスは前記１７ＰＰ復号化器に送られる。合致が見つかった場合、前記符号ワードのシーケンスは図７におけるテーブルの右側の列における対応する符号ワードのシーケンスによって置換され、更なる復号化のために前記１７ＰＰ復号化器に送られる。前記１７ＰＰ復号化器は前記符号ワードのストリームを復号化し、かくして前記符号化器の入力部に入力されたような元の入力ワードのストリームを生成する。

図１０は、前記符号化器によるＤＣ制御の更なる改良を示す。ここでは符号化器１１０は、符号化器１１０の入力部１００において、入力ワードのストリームを受信する。該入力ワードのストリームはパリティビット挿入手段１０１に供給される。パリティビット挿入手段１０１において、ＤＣ制御手段１０７によって供給される入力に依存して、パリティビットが前記入力ワードのストリームに挿入される。ここで前記挿入されたパリティビットを有する前記入力ワードのストリームは、パリティビット挿入手段１０１によって１７ＰＰ符号化器１０２に供給される。１７ＰＰ符号化器１０２において、前記挿入されたパリティビットを有する前記入力ワードのストリームは、１７ＰＰ符号化に従って符号ワードのストリームに符号化される。該符号ワードのストリームは次いで１７ＰＰ符号化器１０２によって置換手段１０３に供給される。置換手段１０３において、ＤＣ制御手段１０７によって供給される情報に依存して、図４及び５において説明されたように、符号ワードのシーケンスが置換され又はされず、かくして処理された符号ワードのシーケンスに帰着する。該処理された符号ワードのシーケンスは次いで、置換手段１０３によってＮＲＺＩ符号化器１０４に供給される。ＮＲＺＩ符号化器１０４において、前記処理された符号ワードのストリームのフォーマットが、ＮＲＺＩフォーマットの処理された符号ワードのストリームに符号化される。ＮＲＺＩ符号化器１０４は、ＮＲＺＩフォーマットの該処理された符号ワードのストリームを、出力ワードのストリームとして、符号化器１１０の出力部１０５及びＲＤＳ決定手段１０６に供給する。前記ＲＤＳ決定手段は、ＮＲＺＩフォーマットの前記処理された符号ワードのストリームのランニング・ディジタル・サム値を形成し、該ランニング・ディジタル・サムをＤＣ制御手段１０７に供給し、かくして実質的にフィードバックループを閉じる。前記ＤＣ制御手段はここではパリティビット挿入手段１０１と置換手段１０３との両方を制御するため、前記挿入されるパリティビットの最適値、及び符号ワードのシーケンスを置換すべきか否かを決定するためのより大きな自由度が得られ、出力ワードのストリームのＤＣ成分のより効果的な制御に帰着する。

符号ワードを置換するか否かの決定が置換手段４３によって実行されていた図４に比較して、図１０においては、当該決定はＤＣ制御手段１０７において実行される。なぜなら、パリティ挿入手段１０１と置換手段１０３との両方の影響に対して考慮が為される必要があるからである。一方図４においては、置換手段４３はパリティ挿入手段４１を制御しない。

前記挿入されたパリティビットの値の選択は、符号ワードのストリームの置換の必要性に影響を与え、またその逆も成り立つことは留意される必要がある。これに加えて、前記挿入されたパリティビットの位置、及び前記ストリーム中に出現するものとして置換され得る符号ワードのシーケンスの位置は、最適なＤＣ制御のために前記挿入されたパリティビットを利用するか若しくは置換された符号ワードのシーケンスを利用するか又はこれらの両方を利用するかの決定に影響を与える。

図１１は、符号ワードのストリームの例を示し、前記入力ワードのストリーム中に挿入されたパリティビットが前記符号ワードのストリームに影響を及ぼし始める位置、及び置換可能な符号ワードの位置を示す。しかしながら、１７ＰＰ符号化器によって生成されるような実際の符号ワードのストリームにおいては、前記挿入されたパリティビットの位置は、対応する位置１５１、１５２及び１５３を示すことにより入力ワードのストリーム１４０中の前記挿入されたパリティビット１４１、１４２及び１４３について図１１に示されるような符号化の影響のため、凡そにしか示され得ない。これら対応する位置１５１、１５２及び１５３において、挿入されたパリティビット１４１、１４２及び１４３は、符号ワードのストリーム１５０において影響を持ち始める。符号ワードのストリーム１５０において置換可能な符号ワードの位置１６１、１６２及び１６３もまた示されている。

挿入されたパリティビット１４１、１４２及び１４３と置換可能なパリティビット１６１、１６２及び１６３との両方を利用してＤＣ制御を適用する場合、前記符号化器は以下を決定する必要がある：
−いつＤＣ制御を実行するか、即ちこの目的のため特定のパリティビットと置換可能な符号ワードとのいずれを利用するか。
−ＤＣ制御のために、特定のパリティビットと置換可能な符号ワードとのいずれを利用するかを決定する際に、以下の選択肢のうちどれだけ先まで考慮するか。
−挿入されたパリティビット１５１から、次の挿入されたパリティビット１５２まで
−挿入されたパリティビット１５１から、次の置換可能な符号ワード１６２まで
−置換可能な符号ワード１６２から、次の置換可能な符号ワード１６３まで
−置換可能な符号ワード１６２から、次の挿入されたパリティビット１５２まで

図１１の識別子への単一の参照は、説明の簡潔さを維持するために利用される。

これらの選択肢の選択は、ＤＣ制御の有効性に影響を与え、符号化器の選択、挿入されたパリティビット１４１、１４２及び１４３間の距離、並びに選択された２つの連続する置換可能な符号ワード１６２、１６３及び１６４間の距離の統計的な分散に強く関連する。

どれだけ先まで考慮するかの決定は、次の挿入されたパリティビット又は置換可能な符号ワードまでの考慮に限られないこともまた明白である。挿入されたパリティ及び置換可能な符号ワードは、ＤＣ制御の機会である。例えば、挿入されたパリティビットの値についての決定の際、次のＤＣ制御の機会より先まで考慮することは、少なくとも１つのＤＣ制御の機会が、ＲＤＳの計算に含まれることを意味する。ＤＣ制御の機会がＲＤＳの計算に含まれない場合には、前記ＤＣ制御手段は、前記挿入されたパリティビットが値「０」を持つ場合について１度、及び前記挿入されたパリティビットが値「１」を持つ場合について１度、ＲＤＳを決定する必要があるのみである。このことは例えば、先への考慮が矢印１４５によって示されている、図１１における第２の挿入されたパリティビット１４２と第３の挿入されたパリティビット１４３との間に当てはまる。

ＤＣ制御の機会が、ＲＤＳの計算において利用されるストリームの一部に含まれる場合には、該計算は、前記ＤＣ制御の機会がＤＣ制御のために利用される場合と、前記ＤＣ制御の機会がＤＣ制御のために利用されない場合とを含むこととなり、実質的に計算の数を２倍にするが、挿入されたパリティビットと置換可能な符号ワードとを互いに独立して利用することにより得られるＤＣ制御、又はより近くまでしか考慮しないことにより得られるＤＣ制御のレベルよりもＤＣ制御のレベルを増大させる。

このことは例えば、第１の挿入されたパリティビット１４１と第２の挿入されたパリティビット１４２との間に当てはまる。ここではこれら挿入されたパリティビットの間に２つのＤＣ制御の機会が位置しており、第１の挿入されたパリティビット１４１の適切な値について決定するために計算されるべきＲＤＳのシナリオの数の４倍化に帰着する。当該先までの考慮は図１１において矢印１４６によって示される。

次のＤＣ制御の機会までのみ考慮することは、ＲＤＳの計算が減少させられることを可能とし、ＤＣ制御手段の減少された複雑さに帰着する。

このことは例えば、第１の挿入されたパリティ１４１と第１の置換可能な符号ワード１６２との間に当てはまる。当該先までの考慮は図１１において矢印１４７によって示される。

パリティ制御ビットを入力ワードのストリームに挿入することによりＤＣ制御が達成される先行技術を示す。信号のＤＣ成分、及びパリティ制御ビットを挿入することによるＤＣ成分の制御を示す。置換符号ワードによる符号ワードの置換を示す。置換符号ワードにより符号ワードを置換する手段を示す。符号ワードのとり得る置換を決定するために利用されるフロー図を示す。データ保存の間に置換符号ワードを選択するために利用されるテーブルを示す。データ取得の間に置換符号ワードに基づいて元の符号ワードを選択するためのテーブルを示す。データ取得の間に置換符号ワードに基づいて元の符号ワードを決定するための手段を示す。データ取得の間に正しい符号ワードを決定するために利用されるフロー図を示す。符号化器によるＤＣ制御の更なる改良を示す。符号ワードのストリームの例を示し、入力ワードのストリーム中に挿入されたパリティビットが符号ワードのストリームに影響を及ぼし始める位置、及び置換可能な符号ワードの位置を示す。

Claims

ＤＣ制御を用いてチャネル符号を生成する方法であって、
Ｐ個のｎビット入力ワードのストリームをＰ個のｍビット符号ワードのストリームに変換するステップと、
ＮＲＺＩ変換器を利用して、前記Ｐ個のｍビット符号ワードのストリームをＰ個のｍビット出力ワードの出力ストリームに変換するステップと、
を有する方法において、
前記出力ワードの出力ストリームのランニング・ディジタル・サムを決定するステップと、
前記ランニング・ディジタル・サムに応じて、Ｑ個のｍビット置換符号ワードの置換シーケンスによって、Ｑ個のｍビット符号ワードのシーケンスを置換するステップと、
を有し、前記置換シーケンスは、該置換シーケンスが置換する前記符号ワードのシーケンスと等しい長さであり且つ異なるパリティを持ち、ｎビット入力ワードのいずれのストリームのｍビット符号ワードへの変換時にもｍビット符号ワードのストリームに出現するものでないことを特徴とする方法。
前記方法はＤＣ制御の更なる方法の後に利用されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
各前記方法は、他方の方法の前記ランニング・ディジタル・サムにおける影響を考慮に入れて前記ランニング・ディジタル・サムを決定することを特徴とする、請求項２に記載の方法。
前記Ｐ個のｎビットワードのストリームをＰ個のｍビット符号ワードのストリームに変換するステップは、パリティ保存符号化器を用いて達成されることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
前記Ｑが４以上であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
前記チャネル符号の符号制約が保存されることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
１７ＰＰ符号化器が、前記ｎビット入力ワードからｍビットワードのストリームへの変換を実行することを特徴とする、請求項４乃至６のいずれか一項に記載の方法。
前記置換シーケンスは、テーブル：
1:101 001 010 100 -> 100 100 100 100
2:010 001 000 101 -> 010 000 000 101
3:001 001 000 101 -> 001 000 000 101
4:101 000 010 010 -> 100 100 000 010
5:101 001 000 001 -> 100 100 000 001
6:101 000 100 101 -> 101 000 000 101
7:101 000 100 010 -> 101 000 000 010
から選択されることを特徴とする、請求項４乃至７のいずれか一項に記載の方法。
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法を利用する符号化装置。
請求項９に記載の符号化装置を有する記録装置。
請求項１乃至８のいずれか一項に記載された方法を利用して得られる符号ワードのストリームを有する信号。
請求項１１に記載の信号を有する記録担体。
請求項１２に記載の記録担体を読み取るための読み取り装置。