JP2006129506A - 情報の符号化のための装置及び方法、その符号化された情報を復号するための装置及び方法、変調信号及び記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】より一層効率的なコード、即ち、記録媒体に記録される、または、伝送路を介して伝送される情報の密度を向上し得るコードを提供する。
【解決手段】ｍは整数で、ｎは前記ｍよりも大きい整数であるとき、ｍ−ビットの情報ワードを受信し、そのｍ−ビットの情報ワードをｎ−ビットのコードワードに変換する。ｎ−ビットのコードワードは、第１類型及び第２類型と、第１の種類及び第２の種類との符号化状態に区分され、ｍ−ビットの情報ワードが、前のｍ−ビットの情報ワードが第１類型のｎ−ビットのコードワードに変換されると、第１または第２の種類のｎ−ビットのコードワードに変換され、前のｍ−ビットの情報ワードが第２類型のｎ−ビットのコードワードに変換されると、第１の種類のｎ−ビットのコードワードに変換される。
【選択図】図３

Description

本発明は、情報の符号化に係るもので、詳しくは、向上した情報密度で情報を符号化するための装置及びその方法に関するものである。本発明は、符号化された情報から変調された信号を生成すること、記録媒体に符号化された情報を与えること及び、その記録媒体自体に関するものである。本発明は、変調された信号及び／または記録媒体から符号化された情報を復号する方法及びその装置にも関する。

データが伝送路を介して伝送される時、または、磁気ディスク、光ディスク、または光磁気ディスクのような記録媒体に記録される時、データは、伝送または記録される前に伝送路または記録媒体に整合するコードに変調される。

一般に、（ｄ、ｋ）コードで表示されるラン・レングス制限コード（run length limited code)は、現代の磁気及び光学記録システムに幅広く成功的に適用されているもので、そのコードと、コードを具現するための各手段は、“Ｃｏｄｅｓ ｆｏｒ Ｍａｓｓ Ｄａｔａ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ”（ＩＳＢＮ ９０−７４２４９−２３−Ｘ、１９９９）という題名の本で、Ｋ．Ａ．Ｓｃｈｏｕｈａｍｅｒ Ｉｍｍｉｎｋにより詳細に説明されている。

ラン・レングス制限コードは、初期の非ゼロ復帰（ｎｏｎ ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ ｚｅｒｏ、以下、ＮＲＺと略称す）コードの延長であって、２進で記録された０は、記録媒体で如何なる（磁束）変化もないことを示し、２進の１は、記録媒体で磁束が何れか一方向から反対方向に遷移されたことを示している。

前記（ｄ、ｋ）コードでは、上述した記録規定の他に、連続するデータ“１”の間に少なくとも“０”がｄ個だけ存在し、及びｋ個を超過してはならないという追加的な条件を有する。最初の条件は、一連の“１”が連続的に記録される場合に、再生されるパルス群により発生するシンボル間の干渉を除去するためのもので、２番目の条件は、ＰＬＬを再生信号の遷移にロッキングさせることで再生データからクロックを回復させるためのものである。

もし、“１”で中断されずに連続する“０”のストリングが長すぎると、クロック再現ＰＬＬの同期が外れるようになる。例えば、（１、７）コードは、記録された“１”間に少なくとも２個の“０”が存在すべきで、記録された“１”間に連続的な“０”が７個を超過してはならない。

一連の復号化されたビット列は、モジュロ−２積分動作により、ハイまたはロー信号値を有するビットセルからなる変調信号に変換される。このように変換された変調信号において、ビット“１”は、ハイからロー、または、その反対の変化を示し、ビット“０”は、変調信号の変化がないことをそれぞれ示す。

このようなコードの情報伝達効率は、コードワード（code word）のビット数（ｎ）に対する情報ワード（information word）のビット数（ｍ）の比率、即ちｍ／ｎで表示される。ｄ及びｋの値が与えられた時、理論的な最大コード率をシャノン容量（Shannon capacity）という。図１は、ｄ＝１である時、ｋ値によるシャノン容量Ｃ（ｄ、ｋ）を示したものである。（１、７）コードセットに対し、図１に示したように、シャノン容量Ｃ（１、７）は０．６７９２９の値を有する。この値の意味は、（１、７）コードセットは、０．６７９２９よりも大きいコード率を得ることができないということである。

実際的なコードの実現においては、コード率が有理数の分数に表示される。現在まで、（１、７）コードは２／３のコード率を有する。２／３のコード率は、０．６７９２９のシャノン容量よりもやや小さいだけで、よって（１、７）コードはかなり効率的なコードである。２／３のコード率を達成するためには、２ビットの非符合データを３ビットの条件符号化ビットに変換させる。

コード率２／３の（１、７）コード及びそれに関連するエンコーダ及びデコーダを具現するための手段が、“コード率２／３の（１、７）チャネルの無雑音スライディングブロックコード”という題の米国特許第４、４１３、２５１号に開示されている。この特許は‘Ａｄｌｅｒ’を発明者として特許され、５個の内部状態からなる制限状態機器のエンコーダを提示している。また、米国特許第４、４８８、１４２号は、“非符合データをコード率２／３の（１、７）フォーマットに復号化する機器”が“Ｆｒａｎａｓｚｅｋ”を発明者として特許され、８個の内部状態からなるエンコーダを提示している。
特開平８−３１１００ 特表平１０−５０８４５６ 米国特許第４、４１３、２５１号 米国特許第４、４８８、１４２号

然し、より一層効率的なコード、即ち、記録媒体に記録される、または、伝送路を介して伝送される情報の密度を向上し得るコードに対する要求が存在している。

本発明に係る変換方法及び装置においては、ｍ−ビットの情報ワードが２／３よりも高い割合でｎ−ビットのコードワードに変換される。結果的に、同じ量の情報がより一層小さい空間に記録され、情報密度が向上する。

本発明において、ｎ−ビットのコードワードは第１類型と第２類型とに区分され、以前のｍ−ビットの情報ワードが第１類型のｎ−ビットのコードワードに変換されたとすると、ｍ−ビットのコードワードは第１の種類または第２の種類のｎ−ビットのコードワードに変換され、また、以前のｍ−ビットの情報ワードが第２類型のｎ−ビットのコードワードに変換されたとすると、第１の種類のｎ−ビットのコードワードに変換されるように第１の種類と第２の種類のコード化状態に区分される。一実施態様において、第１類型のｎ−ビットのコードワードは０で終了し、第２類型のｎ−ビットのコードワードは１で終了し、第１の種類のｎ−ビットのコードワードは０から開始し、第２の種類のｎ−ビットのコードワードは０または１から開始する。更に、本発明に係る実施態様において、ｎ−ビットのコードワードは、連続する１に最小１個、最大限ｋ個の０が入るという（１、ｋ）のｄｋ−条件を満足する。

本発明の他の実施態様において、本発明に係る符号化装置及び方法は、記録媒体に情報を記録し、本発明に係る記録媒体を製造するために採用された。
本発明のその他の実施態様において、本発明の符号化装置及び方法は、情報を伝送するための目的として採用された。
本発明に係る復号化方法及び装置において、符号化方法及び装置により生成されたｎ−ビットのコードワードは、ｍ−ビットの情報ワードに復号化される。復号化は、次のｎ−ビットのコードワードの状態を決定することが付加され、その決定された状態に基づいて、現在のｎ−ビットのコードワードはｍ−ビットの情報ワードに変換される。
本発明の他の実施態様において、本発明に係る復号化装置及び方法は、記録媒体から情報を再生するために採用される。
本発明のその他の実施態様において、本発明に係る復号化装置及び方法は、媒体を介して伝送される情報を受信するために採択される。

本発明の理解度を高めるために明細書の一部として構成されて挿入された図面は、本文と共に本発明の実施例を示し、本文と共に本発明の原理を説明する。

本発明に係る一般的な符号化方法は、符号化方法の特定の第１実施形態によって説明される。また、本発明に係る一般的な符号化方法は、その第１実施形態の文脈で説明される。本発明に係る多様な装置は後述される。特に、本発明に係る符号化装置、記録装置、伝送装置、復号化装置、再生装置及び受信装置が説明される。更に、本発明に係る追加的な符号化実施形態が説明される。

符号化方法
本発明により、ｍ−ビットの情報ワードは、コード率ｍ／ｎが２／３よりも大きくなるようにｎ−ビットのコードワードに変換される。コードワードは、“０”で終了するコードワードを含む第１類型（ｔｙｐｅ）と、“１”で終了するコードワードを含む第２類型とに区分される。従って、第１類型のコードワードは、二つのサブグループＥ００、Ｅ１０に区分され、第２類型のコードワードは、二つのサブグループＥ０１、Ｅ１１に区分される。

コードワードサブグループＥ００は、“０”から開始して“０”で終了するコードワードを含み、コードワードサブグループＥ０１は、“０”から開始して“１”で終了するコードワードを含み、コードワードサブグループＥ１０は、“１”から開始して“０”で終了するコードワードを含み、コードワードサブグループＥ１１は、“１”から開始して“１”で終了するコードワードを含む。

また、各コードワードは、少なくとも一つの第１の種類（ｋｉｎｄ）の状態（ｓｔａｔｅ）と、少なくとも一つの第２の種類の状態とに区分される。第１の種類の状態は、単に“０”から開始するコードワードを含み、前記第２の種類の状態は、“０”及び“１”中何れか一つから開始するコードワードを含む。

第１実施形態に係る符号化方法
本発明に係る第１実施形態において、９−ビットの情報ワードは１３−ビットのコードワードに変換される。このコードワードは（１、ｋ）の条件を満足し、第１の種類の３個の状態と、第２の種類の２個の状態とに区分される。その結果、全体的には５個の状態を有する。ｋ−制限条件を緩和するために、三つのコードワード、即ち、“０００００００００００００”、“００００００００００００１”及び“０００００００００００１０”のようなコードワードは、各復号化表から禁止される。

復号化を行うために、各状態にある各１３−ビットのコードワードは、符号化状態方向と関連させられる。状態方向は、符号化過程中である情報ワードに対応するコードワードが選択された後の情報ワードを変調させるためのコードワードの状態を示す。状態方向は、“０”で終了するコードワード（即ち、サブグループＥ１０、Ｅ００内のコードワード）をｒ＝５個の状態中の任意の一つを示す状態方向と関連させ、一方、“１”で終了するコードワード（即ち、サブグループＥ０１、Ｅ１１内のコードワード）を第１の種類の状態中一つだけを示す状態方向と関連させるという方式で、コードワードに割当てられる。

それはｄ＝１の制限条件を満足させるためである。即ち、１で終了するコードワードの後の２つ後のコードワードは０から開始する。

また、以下で詳細に説明されているように、同一状態内では同一コードワードを他の情報ワードに割当てることができるが、異なる状態は同一コードワードを含むことができない。特に、サブグループＥ１０、Ｅ００内の各コードワードは、一つの状態内で他の情報ワードに５回割当てることができるが、一方、サブグループＥ１１、Ｅ０１内の各コードワードは、一つの状態内で他の情報ワードに３回割当てることができる。

第１類型のコードワードに対しては、サブグループＥ００内に２３０個のコードワード、サブグループＥ１０内に１４３個のコードワードがあるので、１８７５（５×（２３０＋１４３））個の‘コードワード−状態方向’の組合せが生成される。第２類型のコードワードに対しては、サブグループＥ０１内に１４３個のコードワード、サブグループＥ１１内に８９個のコードワードがあるので、６９６（３×（１４３＋８９））個の‘コードワード−状態方向’の組合せが生成される。従って、全体的に１８７５＋６９６＝２５７１個の‘コードワード−状態方向’の組合せが存在することになる。

ｍ−ビットの情報ワードに対して、２^m個の情報ワードが存在する。したがって、９−ビットの情報ワードに対して、５１２（＝２⁹）個の情報ワードが存在する。復号化の実施形態には５個の状態があるので、２５６１（５１２×５）個の‘コードワード−状態方向’の組合せが必要となる。したがって、２５７１−２５６１＝１０個の組合せを残して置く。

多様なサブグループ内の利用可能な各コードワードは、前述した各制限条件に符合するように第１、第２の種類の状態に分配される。図２は、多様なサブグループのコードワードがどのように多様な状態に割当てられるかを示した例で、図示されたように、状態１、状態２、状態３は第１の種類に属する状態で、状態４、状態５は第２の種類に属する状態である。

サイズ２３０のサブグループＥ００を例に挙げると、サブグループＥ００は、夫々状態１、２、３で７６個のコードワードを含み、状態４及び５で１個ずつのコードワードを更に有する。そして、状態１を例に挙げると、状態１で、‘コードワード−状態方向’の組合せの数は５×７６＋３×４４＝５１２９個になり、それは９−ビットの情報ワードを割当てることができることを意味する。

第１類型の各コードワードは、状態方向として５個の異なる状態中如何なる状態にも割当てることができるので、一つの状態内で５回使用することができるが、第２類型の各コードワードは、ｄ＝１の制限条件により、状態方向として第１の種類の３個の状態中の一つにのみ割当てられるので、一つの状態内で３回使用することができる。

図２に示されたｒ＝５個の符号化状態中、何れも、９−ビットの情報ワードを受け入れることができる少なくとも５１２個の情報ワードに割当て可能なコードワードを有することを立証することができる。上述したような方式通り、任意の一連の９−ビットの情報ワードは、唯一に一連のコードワードに変換することができる。

図４（Ａ）〜（Ｈ）は、９−ビットの情報ワードを１３−ビットのコードワードに変換するための実施形態に係る完全な変換表を示した図で、それらの変換表には各コードワードに割当てられた状態方向が表記されている。特に、図４（Ａ）〜（Ｈ）において、第１列は、第２列の情報ワード(Data bits）の１０進の数字を示す。第３、５、７、９、１１列は、夫々１、２、３、４、５状態（State 1-State 5)における各情報ワードに割当てられたコードワード（当該技術分野では“チャネルビット(Channel bits)”とも言う）を示している。第４、６、８、１０、１２列は、夫々１、２、３、４、５の各数字により、第３、５、７、９、１１列のコードワードに関連する状態方向(state)を示している。

一連の情報ワードの一連のコードワードへの変換に対し、図５を参照してより詳しく説明する。図５において、第１列は上から下に、一連の連続的な９−ビットの情報ワードを示したもので、第２列はこのような各情報ワードの１０進数値を括弧中に示したものである。第３列の“ｓｔａｔｅ”は、情報ワードの変換のために使われる符号化状態を示したものである。このｓｔａｔｅは、以前の符号化ワードが伝送された時（例えば、以前のコードワードの状態方向）おかれる。第４列の“ｃｏｄｅ ｗｏｒｄｓ”は、図４（Ａ）〜（Ｈ）の変換表に係る情報ワードに割当てられたコードワードを含む。第５列の“ｎｅｘｔ ｓｔａｔｅ”は、第４列のコードワードと関連する状態方向を示し、図４（Ａ）〜（Ｈ）の変換表により決定される。

図５の第１列に示された一連の情報ワードからの一番目のワードは、１０進法で１のワード値を有する。一連の情報ワードに対する変換が初期化された時の符号化状態は、状態１（Ｓ１）と仮定する。すると、最初のワードは、変換表の状態１のコードワードによってコードワード“００００００００００１００”に変換される。同時に、状態１の１０進数値１を表現するコードワード“００００００００００１００”に割当てられた状態方向が状態２であるため、次の状態（ｎｅｘｔ ｓｔａｔｅ）は状態２（Ｓ２）となる。これは次の情報ワード（１０進数３）が状態２のコードワードを使用して変換されることを意味する。結果的に、１０進数値３を有する後の情報ワードは、コードワード“０００１０１０００１０１０”に変換される。このような方法により、１０進数値５、１２、１９を有する情報ワードが変換される。

復号化方法
以下からは、記録媒体から受信されたｎ−ビットのコードワード（この実施形態では、１３−ビットワード）を復号する方法に対し、図４（Ａ）〜（Ｈ）を参照して詳しく説明する。

これを説明するために、例えば、記録媒体から受信される一連の連続するコードワードのワード値が“００００００００００１００”、“０００１０１０００１０１０”及び“０１０１００１００１００１”であると仮定する。図４（Ａ）〜（Ｈ）の変換表から、最初のコードワード“００００００００００１００”は、情報ワード０、１、２、３、４に割当てられ、状態方向１、２、３、４、５に夫々割当てられる。次のコードワード値は“０００１０１０００１０１０”で、この値は状態２のコードワードセットに属する。これは最初のコードワード“００００００００００１００”が状態方向２であることを意味する。

状態方向２を有する最初のコードワード“００００００００００１００”は、１０進数値“１”を有する情報ワードを示す。従って、最初のコードワード“００００００００１００”は、１０進数値“１”を有する情報ワードを表現するものと決定される。

また、３番目のコードワード“０１０１００１００１００１”は、状態４の要素である。従って、２番目のコードワード“０００１０１０００１０１０”は、１０進数値“３”を有する情報ワードを表現するという前記と同じ方式により決定される。このような方式により他のコードワードを復号することができる。現在のコードワードを唯一の情報ワードとして復号するためには、現在のコードワード及び次のコードワードを確認すべきであることに注目する必要がある。

符号化装置
図３は、本発明実施形態に係る符号化装置１２４に対する実施形態を示した図である。
符号化装置１２４は、ｍ−ビットの情報ワードをｎ−ビットのコードワードに変換する。ここで、相互に異なる符号化状態ｒの個数は、ｓ−ビットで表現される。例えば、符号化状態ｒの数が５個である場合に、ｓは３になる。図示されたように、符号化装置１２４は、ｍ＋ｓの２進入力信号をｎ＋ｓの２進出力信号に変換するための変換器５０を含む。望ましい実施形態における変換器５０は、本発明の少なくとも一つの実施形態に係る変換表を格納するロム（ＲＯＭ）と、ｍ＋ｓの２進入力信号に基づいて変換表をアドレッシングするアドレス回路とを含む。ロム（ＲＯＭ）の代りに、変換器５０は、本発明の少なくとも一つの実施形態に係る変換表と同一結果が得られる組合せ論理回路を含むことができる。

ｍ入力端は、ｍビットの情報ワードを受信するために変換器５０の入力端から第１バス５１に連結される。ｎ出力端は、ｎビットのコードワードを伝達するために変換器５０の出力端から第２バス５２に連結される。また、ｓ入力端は、瞬時符号化状態（instantaneous coding state）を示す状態ワードを受信するためにｓ−ビットの第３バス５３に連結される。状態ワードは、例えばｓ個のフリップフロップを含むバッファメモリ５４から伝達される。バッファメモリ５４は、状態ワードから自分にロードされる状態方向を受信するために、第４バス５５に連結されたｓ個の入力端を有する。バッファメモリ５４にロードされる状態方向を伝達するために、変換器５０のｓ出力端が使用される。

第２バス５２は、並列−直列変換器５６の並列入力端に連結される。並列−直列変換器５６は、第２バス５２を介して受信されたコードワードを直列ビットストリングに変換する。信号線５７は、直列ビットストリングを変調回路５８に印加する。変調回路５８は、ビットストリングを変調信号に変換する。その後、変調された信号は、信号線６０を介して伝達される。変調回路５８は、モジュラ−２積分器のように２進データを変調信号に変換する公知された回路である。

符号化装置の動作を同期化させるための目的で、符号化装置は、例えば、並列−直列変換器５８のタイミングを制御し、バッファメモリ５４のローディングタイミングを制御するためのクロック信号を発生するための通常のクロック発生回路（図示せず）を含む。

変換器５０は、ｍ−ビットの情報ワード及びｓ−ビットの状態ワードを第１バス５１及び第３バス５３から夫々受信する。ｓ−ビットの状態ワードは、ｍ−ビットの情報ワードを変換する時に使用する変換表における状態を示す。従って、ｍ−ビットの情報ワードの値に基づいて、ｎ−ビットのコードワードは、ｓ−ビットの状態ワードにより確認された状態内のコードワードから決定される。また、ｎ−ビットのコードワードと関連された状態方向が決定される。状態方向、即ち、その値は、ｓ−ビットの２進ワードに変換されるか、状態方向がｓ−ビットの２進ワードとして変換表に格納される。変換器５０は、ｎ−ビットのコードワードを第２バス５２に、また、ｓ−ビットの状態方向を第４バス５５に、夫々出力する。バッファメモリ５４は、ｓ−ビットの状態方向を状態ワードとして格納し、ｓ−ビットの状態ワードを第３バス５３を介して変換器５０の次のｍ−ビットの情報ワードの受信時点に同期化させて変換器５０に印加する。このような同期化は上述したようにクロック信号に基づいて行われる。

第２バス５２上のｎ−ビットのコードワードは、並列−直列変換器５６により直列データに変換され、その変換された直列データは変調器５８により変調信号に変換される。変調信号は、記録または伝送を行うための追加処理過程を経由することになる。

記録装置
図６は、図３に示したような本発明に係る符号化装置１２４を含む、情報を記録するための記録装置を示したものである。

図６に示したように、ｍ−ビットの情報は、符号化装置１２４により変調信号に変換される。符号化装置１２４により生成された変調信号は、制御回路１２３に伝送される。制御回路１２３としては、変調信号に対応したマークパターンが記録媒体１１０に記録されるように、制御回路１２３に印加された変調信号に応じて光ピックアップまたはレーザーダイオード１２２を制御するための一般の制御回路が用いられる。

図７は、本発明に係る記録媒体１１０を例に挙げて示したものである。図示された記録媒体１１０は、ロム（ＲＯＭ）タイプの光ディスクである。一方、本発明に係る記録媒体１１０は、ロムタイプの光ディスクに限定されず、ＷＯＲＭ（write-once read-many）光ディスク、ＲＡＭ光ディスクのような形態の光ディスクを用いることができる。また、記録媒体１１０は光ディスクに制限されず、磁気ディスク、光磁気ディスク、メモリカード及び磁気テープのような形態の記録媒体を用いることができる。

図７に示したように、本発明の一実施形態に係る記録媒体１１０は、トラック１１１に整列された情報パターンを含む。特に、図７は、トラック１１１の一方向１１４を沿って拡大されたトラック１１１をも示す。図示されたように、トラック１１１には、ピット領域１１２と非ピット領域１１３がある。一般に、ピット及び非ピット領域１１２、１１３は、変調信号１１５の常数信号区間（constant signal regions）（コードワードで“０”）を示し、ピット領域と非ピット領域間の遷移は、変調信号１１５における論理状態遷移（コードワードの１）を示す。

上述したように、記録された記録媒体１１０は、まず変調信号を生成した後、その変調信号を記録媒体１１０に記録して得られる。代案的に、記録媒体が光ディスクであれば、記録された記録媒体１１０は公知のマスターリング（mastering）と複製技術（replica techniques）により得ることができる。

伝送装置
図８は、図３に示したような本発明に係る符号化装置１２４を含む情報を伝送するための伝送装置を示した図である。図８に示したように、ｍ−ビットの情報ワードは符号化装置１２４により変調信号に変換される。その後、伝送器１５０は、その変調信号を、自分が属する通信システムにより左右される伝送を行うための形態に変換するための追加処理過程を行い、空気（または空間）、光繊維、ケーブル、導体のような通信媒体を利用して変換された変調信号を伝送する。

復号化装置
図９は、本発明に係るデコーダを示した図である。デコーダは、図３に示した変換器の逆過程を行って、本発明に係るｎ−ビットのコードワードをｍ−ビットの情報ワードに変換させる。図示されたように、デコーダ１００は、第１参照表（ＬＵＴ）１０２及び第２参照表１０４を含む。第１及び第２参照表１０２、１０４は、復号化されるｎ−ビットのコードワードを生成するために使用された変換表を格納する。ここで、Ｋは時間を示し、第１参照表１０２は、Ｋ＋最初のｎ−ビットのコードワードを受信し、第２参照表１０４は、第１参照表１０２の出力及びＫ番目のｎ−ビットのコードワードを受信する。従って、デコーダ１００は、スライディングブロックデコーダと同様に動作する。毎ブロック時間瞬間に、デコーダ１００は、一つのｎ−ビットのコードワードを一つのｍ−ビットの情報ワードに復号化し、直列データから次のｎ−ビットのコードワード（“チャネルビットストリーム”とも呼ばれる）に進行する。

第１参照表１０２は、格納された変換表からＫ＋最初のコードワードの状態を決定し、その決定された状態を第２参照表１０４に出力する。第１参照表１０２の出力は１からｒ（ここで、ｒは変換表にある状態の数を表記したものである）までの範囲内の２進数である。第２参照表１０４は、格納された変換表を使用するＫ番目のコードワードからＫ番目のコードワードと関連する可能なｍ−ビットの情報ワードを決定した後、第１参照表１０２及び格納された変換表から状態情報を使用して、ｎ−ビットのコードワードにより表現される可能なｍ−ビットの情報ワード中から特定の一つを決定する。

単なる説明の補充のために、ｎ−ビットのコードワードは、図４（Ａ）〜（Ｈ）の変換表を使用して形成された１３−ビットのコードワードであると仮定する。図５を参照する。Ｋ＋最初の１３−ビットのコードワードが“０００１０１０００１０１０”であると、第１参照表１０２は、そのコードワードの状態を状態２と決定する。また、Ｋ番目の１３−ビットのコードワードが“００００００００００１００”であると、第２参照表１０４は、Ｋ番目の１３−ビットのコードワードが１０進数０、１、２、３または４の値を有する９−ビットの情報ワード中一つを示すと決定する。そして、次の状態または状態２の状態方向が第１参照表１０２により提供されるため、第２参照表１０４は、状態方向２と関連される１３−ビットのコードワード“００００００００００１００”が１０進数１の値を有する９−ビットの情報ワードを表現しているので、Ｋ番目の１３−ビットのコードワードは、１０進数１の値を有する９−ビットの情報ワードを表現するものであると決定する。

再生装置
図１０は、図９に示したような本発明に係るデコーダ１００を含む再生装置を示したものである。図示されたように、本再生装置は、本発明に従って記録媒体１１０を読み出す公知の形態の光ピックアップ１２２を含む。記録媒体１１０は、上述したような形態の記録媒体を用いることができる。光ピックアップ１２２は、記録媒体１１０上の情報パターンに応じて変調されたアナログ読み取り信号を形成する。検出回路１２５は、読み取り信号を通常の方法によりデコーダ１００が受信可能な形態の２進信号に変換する。デコーダ１００は、ｍ−ビットの情報ワードを得るために２進信号を復号する。

受信装置
図１１は、図９に示したような本発明に係るデコーダ１００が包含された受信装置を示したものである。図示されたように、前記受信装置は、空気（または空間）、光繊維、ケーブル、導体などのような媒体を介して伝送された信号を受信する受信機１６０を含む。前記受信機１６０は、受信信号を前記デコーダ１００が受信可能な形態の２進信号に変換する。前記デコーダ１００は、ｍ−ビットの情報ワードを得るために前記２進信号を復号する。

第２実施形態に係る符号化方法
図１２及び１３（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第２実施形態を示したものである。この実施形態によると、９−ビットの情報ワードを１３−ビットのコードワードに変換することによって２／３よりも高い符号化率が達成される。ここで、符号化状態ｒは１３である。符号化状態の８個は第１の種類の符号化状態で、符号化状態の５個は第２の種類の符号化状態である。また、コードワードは（１、ｋ）の制限条件を満足する。図１２は、第１実施形態の図２に対応するもので、第２実施形態における各状態へのコードワードの分割を例示したものである。

上述したように、“０”で終了するコードワード、即ち、サブグループＥ００、Ｅ１０内のコードワードは、ｒ＝１３の状態中何れの状態にも進入することが許される。一方、“１”で終了するコードワード、即ち、サブグループＥ０１、Ｅ１１内のコードワードは、第１の種類（状態１から状態８）の状態にだけ進入することができる。

したがって、サブグループＥ００、Ｅ１０内のコードワードは他の情報ワードに１３回割当てられ、サブグループＥ０１、Ｅ１１内のコードワードは他の情報ワードに８回割当てられる。

図１２を参照すると、サブグループＥ００は状態１に２４個のコードワードを有し、サブグループＥ０１は状態１に２５個のコードワードを有する。従って、‘コードワード−状態方向’の組合せの数は、（１３×２４）＋（８×２５）＝５１２個となる。これは、９−ビットの情報ワードが割当てられることを意味する。これはｒ＝１３個の符号化状態中の何れからも９−ビットの情報ワードを充分に受け入れ可能な情報ワードに割当てられる、少なくとも５１２個の情報ワードがあることを立証することができる。

図１３（Ａ）〜（Ｃ）は、第１実施形態に対する変換表を説明する図４（Ａ）〜（Ｈ）と同様の方式により、第２実施形態に対する変換表の最初、中間、最後部分を示した図である。

第３実施形態に係る符号化方法
図１４及び１５（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第３実施形態を示したものである。この実施形態によると、１１−ビットの情報ワードを１６−ビットのコードワードに変換することで、２／３よりも高い符号化率を達成することができる。ここで、符号化状態ｒの数は１３で、符号化状態の８個は第１の種類の符号化状態で、５個は第２の種類の符号化状態である。また、コードワードは（１、ｋ）の制限条件を満足する。図１４は、第１実施形態の図２に相応するものであって、第３実施形態における各状態へのコードワードの分割を例示した図である。ｒ＝１３個の符号化状態中の何れかの符号化状態から１１−ビットの情報ワードを充分に受け入れ可能な、少なくとも２０４８個の情報ワードがコードワードに割当てられることを立証することができる。

図１５（Ａ）〜（Ｃ）は、第１実施形態に対する変換表を説明する図４（Ａ）〜（Ｈ）と同様の方式により、第３実施形態に対する変換表の最初、中間、最後部分を示した図である。

第４実施形態に係る符号化方法
図１６及び１７（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第４実施形態を示したものである。この実施形態によると、１３−ビットの情報ワードを１９−ビットのコードワードに変換することで、２／３よりも高い符号化率を達成することができる。ここで、符号化状態ｒの数は５で、符号化状態の３個は第１の種類の符号化状態で、符号化状態の２個は第２の種類の符号化状態である。また、コードワードは（１、ｋ）の制限条件を満足する。図１６は、第１実施形態の図２に相応するものであって、第４実施形態における各状態へのコードワードの分割を例示した図である。ｒ＝５個の符号化状態中の何れかの符号化状態から１３−ビットの情報ワードを充分に受け入れることが可能で、コードワードに割当てられる少なくとも８１９２個の情報ワードがあることを立証することができる。

図１７（Ａ）〜（Ｃ）は、第１実施形態に対する変換表を説明する図４（Ａ）〜（Ｈ）と同様の方式により、第４実施形態に対する変換表の最初、中間、最後部分を示した図である。

以上説明したように、ｍ−ビットの情報ワードは２／３よりも高いコード率でｎ−ビットのコードワードに変換される。結果的に、同量の情報を小さい空間内に記録することが可能で、情報密度が増加する。
本発明は、好ましい実施形態に基づいて詳しく説明されたが、本発明の思想及び範囲内で効果を奏する変形及び修正を行うことができる。

ｋ値によるｄ＝１及び、ｋに対するシャノン容量Ｃ（ｄ、ｋ）を図表化したものである。 第１実施形態において、多様なサブグループのコードワードがどのように多様な状態に割当てられるかを示した例である。 本発明に係る符号化装置の一実施形態を示した図である。 ９−ビットの情報ワードを１３−ビットのコードワードに変換させる、第１実施形態に係る変換表を示した図である。 ９−ビットの情報ワードを１３−ビットのコードワードに変換させる、第１実施形態に係る変換表を示した図である。 ９−ビットの情報ワードを１３−ビットのコードワードに変換させる、第１実施形態に係る変換表を示した図である。 ９−ビットの情報ワードを１３−ビットのコードワードに変換させる、第１実施形態に係る変換表を示した図である。 ９−ビットの情報ワードを１３−ビットのコードワードに変換させる、第１実施形態に係る変換表を示した図である。 ９−ビットの情報ワードを１３−ビットのコードワードに変換させる、第１実施形態に係る変換表を示した図である。 ９−ビットの情報ワードを１３−ビットのコードワードに変換させる、第１実施形態に係る変換表を示した図である。 は、９−ビットの情報ワードを１３−ビットのコードワードに変換させる、第１実施形態に係る変換表を示した図である。 図４（Ａ）〜（Ｈ）の変換表を利用して一連の情報ワードが一連のコードワードに変換されることを例示した図である。 本発明に係る記録装置の一実施形態を示した図である。 本発明に係る記録媒体及び変調された信号を示した図である。 本発明に係る伝送装置を示した図である。 本発明に係る復号化装置を示した図である。 本発明に係る再生装置を示した図である。 本発明に係る受信装置を示した図である。 第２実施形態において、多様なサブグループのコードワードがどのように多様な状態に割当てられるかを示した例である。 ９−ビットの情報ワードを１３−ビットのコードワードに変換させる第２実施形態に係る変換表の最初の部分を示した図である。 ９−ビットの情報ワードを１３−ビットのコードワードに変換させる第２実施形態に係る変換表の中間の部分を示した図である。 ９−ビットの情報ワードを１３−ビットのコードワードに変換させる第２実施形態に係る変換表の最後の部分を示した図である。 第３実施形態において、多様なサブグループのコードワードがどのように多様な状態に割当てられるかを示した図である。 １１−ビットの情報ワードを１６−ビットのコードワードに変換させる第３実施形態に係る変換表の最初の部分を示した図である。 １１−ビットの情報ワードを１６−ビットのコードワードに変換させる第３実施形態に係る変換表の中間の部分を示した図である。 １１−ビットの情報ワードを１６−ビットのコードワードに変換させる第３実施形態に係る変換表の最後の部分を示した図である。 第４実施形態において、多様なサブグループのコードワードがどのように多様な状態に割当てられるかを示した図である。 １３−ビットの情報ワードを１９−ビットのコードワードに変換させる第４実施形態に係る変換表の最初の部分を示した図である。 １３−ビットの情報ワードを１９−ビットのコードワードに変換させる第４実施形態に係る変換表の中間の部分を示した図である。 １３−ビットの情報ワードを１９−ビットのコードワードに変換させる第４実施形態に係る変換表の最後の部分を示した図である。

符号の説明

５０：変換器、５１：第１バス、５２：第２バス、５３：第３バス、５４：バッファメモリ、５５：第４バス、５６：並列−直列変換器、５７：信号線、５８：変調回路、６０：信号線

Claims (1)

1. ｍ−ビットの情報ワードを受信する段階と、
   前記ｍ−ビットの情報ワードをｎ−ビットのコードワードに変換する段階と、
   を含み、前記ｍは整数で、前記ｎは前記ｍよりも大きい整数であり、前記ｎ−ビットのコードワードは、第１類型及び第２類型と、第１の種類及び第２の種類との符号化状態に区分され、前記ｍ−ビットの情報ワードは、前のｍ−ビットの情報ワードが第１類型のｎ−ビットのコードワードに変換されると、第１または第２の種類のｎ−ビットのコードワードに変換され、前のｍ−ビットの情報ワードが第２類型のｎ−ビットのコードワードに変換されると、第１の種類のｎ−ビットのコードワードに変換されることを特徴とする変換方法。

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