JP2008513919A - ユーザビットストリームを符号化ビットストリームに変換する方法、信号内の同期パターンを検出する方法、記録担体、信号、記録装置及び再生装置 - Google Patents

ユーザビットストリームを符号化ビットストリームに変換する方法、信号内の同期パターンを検出する方法、記録担体、信号、記録装置及び再生装置 Download PDF

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Abstract

本発明は、（繰り返し）最小遷移ラン（ＲＭＴＲ）制約を伴うＲＬＬコードのための同期パターンを提案するもので、該同期パターンは、上記ＲＭＴＲ制約の違反を表す特徴的ビットパターンを含む同期パターン本体を有する。上記ＲＭＴＲ制約の違反を用いることは、短い同期パターンを可能にする。

Description

本発明は、複数の符号化ビットストリームフレームを持つ信号フォーマットに基づいてチャンネルコードによりユーザビットストリームを信号内の符号化ビットストリームに変換する方法であって、上記チャンネルコードが連続する最小ランレングスの最大数を指定するｒ制約と呼ばれる最小遷移ラン制約を有するような方法において、
− 前記ユーザビットストリームを前記符号化ビットストリームに符号化するステップと、
− 該符号化ビットストリームを第１区域及び第２区域に分割するステップと、
− 前記同期パターンを発生するステップと、
− 該発生された同期パターンを、第１区域と第２区域との間に挿入するステップと、
を有するような方法に関する。
光ディスク上のデータはＥＣＣクラスタ｛ＥＣＣクラスタは、（恐らくは結合された）ＥＣＣコードの構造を一緒に構成する全記憶シンボルの集合である｝に編成され、各クラスタは典型的には複数の記録フレームに編成され、各記録フレームは限られた数のシンボル（ＤＶＤの場合は９１、ＢＤの場合は１５５）を有する。同期パターンは、ランレングス制限された（ＲＬＬ）デコーダに入らなければならないチャンネルビットのシーケンスに対する適切な開始点を得るために、各記録フレームの開始部に必要とされ、単一ビットのズレもＲＬＬデコーダの出力を殺すことになる。従って、同期パターンは主チャンネルビットストリーム内で固有に識別可能でなければならない。通常は、ｋ制約の違反が同期パターンにおける典型的なビットパターンとして使用される（ＤＶＤ及びＢＤにおけるように）。
ｄ＝１&ｒ＝２ ＲＬＬコードへの適用
近年、更にｒ＝２なるＲＭＴＲ制約（繰り返し最小遷移ラン）を伴うＢＤのｄ＝１制約に関し、新たなコード構築方法による新たなクラスのＲＬＬコードが設計されたが、これは更なる０.９ｄＢのＳＮＲマージンを生じるので強力なビット検出にとり有利である。この新たなクラスのコードに先立ち、ｋ＝１２の第１コードが導出された。その後、上記の新たな構築方法を用いて多数のコードが導出された。これら全てのコードはＢＤのものより大きなｋ制約を有している（１７ＰＰの場合はｋ＝７）。１４なるｋ制約も普通でないことはない。従って、現状技術の手順を用いて、即ちｋ制約の違反に基づいて構築された同期パターンに関しては２つの大きな問題点が存在する。即ち、（ｉ）このような同期パターンはより多いオーバーヘッドを要し、(ii)同期パターンにおける（非常に）長いランレングスの使用により（例えば、最大ランレングスｋ＋１より２ビット長い）、誤った同期パターン検出の確率が、特に大きな容量（λ＝４０５ｎｍ及びＮＡ＝０.８５でのＢＤ型の読出チャンネルに対して３０ＧＢを超える）において一層大きくなる。
ｒ＝２ ＲＬＬコードを使用する理由
ｄ＝１制約記憶システムにとり非常に高い密度では、連続する２Ｔランはビット検出にとりアキレス腱である。両側において一層長いランレングスにより境界を接せられた２Ｔランの斯様なシーケンスは、２Ｔ列（2T-train）と呼ばれる。従って、このような２Ｔ列の長さを制限することが有利であることがわかった。これは一般的な見方であり、それ自体は新しくはない。現在、Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 39 (2000) Part 1, No. 2Bのpp. 912-919における"Optical Disc System for Digital Video Recording"にT. Narahara, S. Kobayashi, M. Hattori, Y. Shimpuku, G. van den Enden, J.A.H.M. Kahlman, M. van Dijk及びR. van Woudenbergにより開示されたようなＢＤの１７ＰＰコードは、ｒ＝６の所謂ＲＭＴＲ制約（繰り返し最小遷移ランレングス）を有し、これは、連続する最小ランレングスの数が６に制限される（又は、等価的に、２Ｔ列の最大長が１２チャンネルビットである）ことを意味する。上記文献においては、ＲＭＴＲ制約は、しばしば、ＭＴＲ制約と呼ばれている。元々、IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 32, No. 5, 1996のpp. 3992-3994における"Maximum transition run codes for data storage systems"にJ. Moon及びB. Bricknerにより紹介された最大遷移ラン（ＭＴＲ）制約は、ＮＴＺビットストリーム（そこでは、"１"はバイポーラチャンネルストリームにおける遷移を示す）における連続する"１"ビットの最大数を示している。等価的に、ＮＲＺＩビットストリームにおいては、ＭＴＲ制約は連続する１Ｔランの数を制限する。前述したように、ＭＴＲ制約はｄ制約とも組み合わせることができ、その場合においてＭＴＲ制約は連続する最小ランレングスの数を制限する（１７ＰＰコードに当てはまるように）。ＭＴＲの使用の背後にある基本思想は、所謂支配的エラーパターン、即ち高密度記録に使用される部分応答最大尤度（ＰＲＭＬ）シーケンス検出器において殆どのエラーを生じさせるようなパターンを除去することである。Technical Digest ISOM-2003, Nov. 3-7 2003, Nara, Japan, paper We-F-45, pp. 160-161の"Eight to Twelve Modulation Code for High Density Optical Disk"にK. Kayanuma, C. Noda及びT. Iwanagaにより開示されたＥＴＭコードはｄ＝１、ｋ＝１０及びｒ＝５の制約を有し、後者は１７ＰＰのＲＭＴＲより１だけ小さい。
上記コードの問題点は、効率的な同期パターンが利用可能でないことにある。
従って、本発明の目的は、効率的な同期パターンを提供することにある。
この目的を達成するために、当該同期パターンは前記最小遷移ラン制約ｒの違反を表すようなビットパターンを持つ同期パターン本体部を有する。
普通の同期パターンとは対照的に、同期パターンにｋ制約の違反が使用されるのではなく、ｒ制約の違反が使用される。例えば、最小ランレングス（２Ｔラン）の最大連続がｎに等しいことを意味するｒ＝ｎであるようなコードにおいて、連続する最小ランレングスの数がｎより大きな同期パターンを使用することは、違反の容易な検出を可能にする。更に、ｒ制約は典型的に使用されるｋ制約よりも小さいので、違反を検出することができる前に必要とされるビットの数が一層小さくなり、同期パターンが一層短くなる。何故なら、ｒ制約の違反を生成するための同期パターンには、より少ないビットしか必要とされないからである。より小さな同期パターンは、より少ないチャンネル空間しか占有せず、所与のチャンネル容量で一層多くのデータが伝送されるのを可能にする。このように、本発明による同期パターンを採用したコードは、一層効率的であり、かくして本発明の目的を達成する。
当該方法の一実施例においては、ｒ＝２である。
ｒ制約が２に等しいコードの場合、同期パターンによる該ｒ制約の違反は即座に検出することができる。該ｒ制約は典型的に使用されるｋ制約よりも小さいので、違反を検出することができるまでに必要なビット数が小さくなり、より短い同期パターンとなる。何故なら、該ｒ制約の違反を形成する同期パターンには少ないビットしか必要とされないからである。結果としての一層小さな同期パターンは、より少ないチャンネル空間しか占有せず、所与のチャンネル容量において一層多くのデータが伝送されることを可能にする。このように、本発明による同期パターンを採用したコードは、より効率的であり、かくして本発明の目的を達成する。
当該方法の他の実施例では、ｒ＝２制約の違反は、正確に４個の連続した最小ランレングスのシーケンスを含む。
例えばｒ＝２コードの場合、４つの連続する最小ランレングスに遭遇すれば、違反を容易に高信頼度で検出することができる。ｄ＝１コードの場合、これは８ビットと等価であり、これはｋ制約の違反に依拠する同期パターンと比較して非常に短い同期パターンとなる。このようにして、当該チャンネルの一層効率的な使用が達成される。４つの連続する最小ランレングスが、検出の信頼性と、利用可能なチャンネル容量の効率的使用との間の優れたバランスを示す。３つの連続する最小ランレングスで既に上記ｒ制約の違反を構成し、かくして以前の実施例によりカバーされていた有効な同期パターンを構成するであろうが、本実施例は同期パターンにとり重要であるような一層強力な検出を可能にする。
当該方法の他の実施例では、前記同期パターンはｐ個のリーディング（先導）ビット及びｑ個のトレーリング（末尾）ビットを有し、第１区域の最後のコードワードと上記ｐ個のリーディングビットとにより及び第２区域の最初のコードワードと上記ｑ個のトレーリングビットとにより全てのチャンネルコード制約が満たされるようにする。
言い換えると、同期パターンと符号化ビットストリームの区域との間の境界でランレングス違反が決して生じないように、チャンネルコードにより符号化された符号化ビットストリームフレーム内の符号化ビットストリームの区域に先行するヘッダに自由に挿入することができるような同期パターンが使用される。
第１区域の最後のコードワードとｐ個のリーディングビットとにより、及び第２区域の最初のコードワードとｑ個のトレーリングビットとによりチャンネル制約が満たされることを保証することにより、当該同期パターンは自由に挿入することが可能になる。即ち、この同期パターンは、該同期パターンが挿入される第１区域の終了部又は第２区域の開始部に特別な状態を必要とせず、代わりに、該同期パターンの上記ｐ個のリーディングビット及びｑ個のトレーリングビットを調整することにより、第１区域の終了部又は第２区域の開始部における状態に容易に適合される。従って、当該同期パターンは第２区域が特定の状態で開始することを最早必要とせず、符号化及び復号が該同期パターンを無視することを可能にし、かくして改善された効率を達成する。これは、同時に、最小遷移ラン制約ｒの違反として達成することができる。何故なら、最小遷移ラン制約の違反は、当該同期パターンのｐ個のリーディングビットとｑ個のトレーリングビットとの間に位置することができるからである。
ＲＬＬエンコーダにより有限状態マシンに基づいて発生されたチャンネルビットストリームに自由に挿入することが可能な同期パターンを使用することが有利である。
有限状態マシンは、しばしば、多数の符号化状態を使用する。次のコードワードにより規定される符号化状態は、ユーザ入力ワードが何のコードワードに符号化されるであろうかを決定する。このように、復号のためには符号化状態を決定するために次のコードワードが必要とされ、これはユーザ入力ワードを決定するために必要とされる。
チャンネルビットストリームに同期パターンが挿入された場合、この関係が中断される。ＤＶＤの場合、同期ワードは符号化状態を同期パターンの終了部において状態１にリセットし、従って該同期パターン後の最初のコードワードの選択を制限する。この制限の結果、非効率的な符号化となる。
同期パターンの終了部が該同期パターンの前のコードワードと同一の符号化状態を示すような自由に挿入可能な同期パターンを使用することにより、同期パターンが存在しなかった際に使用され得た全てのコードワードを該同期パターンの後に使用することができる。このように、同期パターンが存在しなかった際の状況と比較して、該自由に挿入可能な同期パターンを使用することにより効率が失われることはない。
ＢＤ規格に概説されているように、現記録フレームのフレーム同期パターン及び先行する記録フレームのうちの１つのフレーム同期パターンにより、異なる記録フレームを識別することが有利であり得る。ＢＤにおいては、この目的のために、７個の特別に設計された６ビット同期パターンＩＤが存在する。
複数の符号化ビットストリームフレームを持つ信号フォーマットに基づいて、チャンネルコードにより符号化ビットストリームに符号化されたユーザビットストリームを有するような信号における同期パターンを検出する方法であって、各符号化ビットストリームフレームは同期パターンを有するヘッダにより先行され、前記チャンネルコードは連続する最小ランレングスの最大数を指定する最小遷移ラン制約ｒを有し、該方法は、
− 前記最小遷移ラン制約ｒの違反を示すビットパターンに関して前記信号を検索するステップ、
を有している。
上記同期パターンの検出は容易である。上記最小遷移ラン制約ｒの違反を構成するビットパターンが一旦見付かったら、該ビットパターンを有する同期パターンが見付けられる。
同期パターンを検出する方法の他の実施例は、
− 特徴的同期パターン本体部及び予測される公称チャンネル応答に基づいた整合されたフィルタによる相関検出を実行するステップ、
を含む。
特定のビットパターンが検出されねばならないので、整合されたフィルタを用いた相関検出は、高速検出を達成するような好適な検出方法となる。
同期パターンを検出する方法の他の実施例は、
− 整合されたフィルタにより相関検出を実行するステップであって、前記フィルタの各々が、可能な複数の同期パターンＩＤのうちの１つに対する同期パターンＩＤ及び同期パターン本体部の総同期パターンに対応し、前記整合されたフィルタの各々が更に同一の予測される公称チャンネル応答に基づくようなステップ、
を含む。
固有のビットパターンが検出されねばならないので、整合されたフィルタによる相関検出が、高速検出を達成するような好適な検出方法となる。複数のビットパターンを検出するために、各々が特定のビットパターンを見付けるように調整されたフィルタのバンクが、ビットパターンの高速検出を可能にする。
本発明によれば、記録担体は、複数の符号化ビットストリームフレームを持つ信号フォントに基づいてチャンネルコードにより信号内の符号化ビットストリームに符号化されたユーザビットストリームを有し、前記チャンネルコードは連続する最小ランレングスの最大数を指定するｒ制約と称される最小遷移ラン制約を有し、前記信号は前記符号化ビットストリームの第１区域と該ビットストリームの第２区域との間に挿入された同期パターンを有し、該同期パターンは、前記最小遷移ラン制約ｒの違反を示すビットパターンを含むような同期パターン本体部を有する。
本発明による記録担体は、上記ｒ制約が典型的に使用されるｋ制約よりも小さいので、同期パターンの恩恵を受ける。違反を検出することができるまでに必要とされるビットの数が、より少ないので、より短い同期パターンとなる。何故なら、当該同期パターンによってはｒ制約の違反を形成するのに、より少ないビットしか必要とされないからである。より小さな同期パターンは、より少ない記憶空間しか占有せず、同期パターンにｋ制約の違反が使用される状況と比較して所与の容量の記録担体上に一層多くのデータが記憶されるのを可能にする。
本発明によれば、信号は、複数の符号化ビットストリームフレームを持つ信号フォントに基づいてチャンネルコードにより該信号内の符号化ビットストリームに符号化されたユーザビットストリームを有し、前記チャンネルコードは連続する最小ランレングスの最大数を指定するｒ制約と称される最小遷移ラン制約を有し、前記信号は前記符号化ビットストリームの第１区域と該ビットストリームの第２区域との間に挿入された同期パターンを有し、該同期パターンは、前記最小遷移ラン制約ｒの違反を示すビットパターンを含むような同期パターン本体部を有する。
本発明による信号は、上記ｒ制約が典型的に使用されるｋ制約よりも小さいので、同期パターンの恩恵を受ける。違反を検出することができるまでに必要とされるビットの数が、より少ないので、より短い同期パターンとなる。何故なら、当該同期パターンによっては上記ｒ制約の違反を形成するのに、より少ないビットしか必要とされないからである。より小さな同期パターンは、当該信号内でより少ないチャンネル空間しか占有せず、同期パターンにｋ制約の違反が使用される状況と比較して、所与のチャンネル容量に対し当該信号により一層多くのデータが伝送されるのを可能にする。
本発明によれば、記録担体上にユーザビットストリームを記録する記録装置は、ユーザビットストリームを入力すると共に、該ユーザビットストリームを、連続する最小ランレングスの最大数を指定する最小遷移ラン制約ｒを持つチャンネルコードによりユーザビットストリームを符号化ビットストリームに符号化するよう構成されたコーダに供給するように構成された入力部と、同期パターンを発生すると共に該同期パターンを当該信号に前記符号化ビットストリームの第１区域と前記符号化ビットストリームの第２区域との間で挿入する同期パターン挿入装置と、前記符号化ビットストリームを前記記録担体上の信号に記録する記録手段とを有し、前記同期パターンは前記最小遷移ラン制約ｒの違反を示すビットパターンを含むような同期パターン本体部を有する。
本発明による記録装置は、上記ｒ制約が典型的に使用されるｋ制約よりも小さいので、同期パターンの恩恵を受ける。違反を検出することができるまでに必要とされるビットの数が、より少ないので、より短い同期パターンとなる。何故なら、当該同期パターンによっては上記ｒ制約の違反を形成するのに、より少ないビットしか必要とされないからである。より小さな同期パターンは、より少ないチャンネル空間しか占有せず、同期パターンにｋ制約の違反が使用される状況と比較して、本発明による記録装置を用いれば所与の容量の記録担体上に一層多くのデータが記憶されるのを可能にする。
本発明によれば、記録担体上の信号の符号化ビットストリームを制約を持つチャンネルコードを用いてユーザビットストリームに変換する再生装置は、前記記録担体から前記信号を取り出すように構成された信号取出装置を有し、上記再生装置は同期パターン取出手段により上記記録担体からの信号から取り出された同期パターンを検出するように構成された同期パターン検出装置を有し、該信号は記録フレームに記録された連続する最小ランレングスの最大数を指定する最小遷移ラン制約ｒを持つ符号化ビットストリームを有し、上記同期パターンは該最小遷移ラン制約ｒの違反を示すビットパターンを有するような同期パターン本体部を有する。
本発明による再生装置は上記同期パターンの恩恵を受ける。何故なら、該同期パターンの検出は容易であるからである。最小遷移ラン制約ｒの違反を構成するビットパターンが一旦見付かったら、該ビットパターンを有する同期パターンが見付けられる。上記ｒ制約は一層短い同期パターンを可能にするので、当該再生装置はより迅速に同期パターンを検出することができ、ユーザビットストリームに対する一層短いアクセス時間を可能にする。
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
図１は、スライディングブロックＲＬＬコードの２つの連続するコードワードの間の、ｒ制約に違反する自由に挿入可能な同期パターンを示している。
図１は、符号化ビットストリームの第１区域１と該符号化ビットストリームの第２区域２との間への同期パターン８の挿入を示す。第１チャンネルワード（即ち、コードワード３）は上記第１区域１の終了部に位置し、第２チャンネルワード（即ち、コードワード４）は上記第２区域２の開始部に位置する。
当該符号化ビットストリームは２つの区域に分割されるので、各区域がチャンネルコードにより適用される制約に従う。
第１コードワード３は更にＷiと示され、第２コードワード４はＷi+1と示される。
同期パターン８は、同期パターン本体部５を有する。同期パターン本体部５に隣接して、トレーリングビット６及びリーディングビット７が示されている。これらのトレーリングビット６及びリーディングビット７はオプション的であり、先行するコードワード３及び後続するコードワード４との境界の近傍における当該同期パターン内で部分的にチャンネルコード制約を維持するために使用することができる。例えば、ブロックデコーダ又はスライディングウインドウデコーダを使用する場合、第１コードワードＷiを対応するユーザシンボル又はユーザワードに復号するには、次の、即ち第２コードワードＷi+1を"先に調べる"ことを要する。第１コードワードＷi及び第２コードワードＷi+1はコーダにより制約ｒ＝２のチャンネルコードを用いて順に符号化されているので、第１コードワードＷi及び第２コードワードＷi+1の組み合わせは、該制約に従う。
コードワードＷi、Ｗi+1と同期パターン８との間の境界においてｒ＝２制約を維持するために、同期パターン８の最初の２つのビット６及び最後の２つのビット７は、ｒ＝２のコードに対して零でなければならない。例えば、同期パターン８は｜０１…で開始してはならず（"｜"は同期パターン８のような一群のビットの開始又は終了を示す）、その理由は、先行するコードワードが…００１０１０１｜で終了する場合にｒ＝２制約に違反するからである。しかしながら、上記リーディングビット及びトレーリングビットが境界においてｒ制約に対する或る程度の準拠を保証しても、同期パターンは全体として、及び特に同期パターン本体部は、該ｒ制約に違反することに注意すべきである。
図２は、フレーム構造におけるスライディングブロックＲＬＬコードの２つの連続するコードワードの間の、ｒ制約に違反する自由に挿入可能な同期パターンを示している。
図２には、同期パターンの挿入後の第１区域１、第２区域２及び同期パターン８が、記録担体上でしばしば使用されるフレーム構造に関連して示されている。次のフレーム２１の開始は点線により示されている。該次のフレームはフレームj+1として示されている。該次のフレーム２１に先行する前のフレーム２０はフレームｊとして示されている。
第１コードワード（フレームｊの最後のコードワード３である）に対する次の状態の復号は、次のフレームj+1の第１コードワードである後続の第２コードワード４の前の、図５の同期パターン検出装置５４により識別される同期パターン８を単に無視することにより進行する。また、同期パターン８後に当該エンコーダが存する状態は、本例では、トレーリングビット３３の使用により、現在の解決策におけるように固定の状態にリセットされるのではなく、ＦＳＭにより与えられるように（従って、使用されるチャンネルコードのコードテーブルに掲載されるように）、本例では前のフレームｊの終了時の第１コードワード３であるような最後の符号化コードワードの次の状態により示される。
極めて効率的なｄ＝１及びｒ＝２のＲＬＬコードが最近考案された。これらのＲＬＬコードは複数のサブコードの連結として実現され、その場合において、各サブコードは多数の状態を持つ有限状態マシン（ＦＳＭ）に関して記述される。例えば、６つのサブコードを持つバイト型ＲＬＬコードの場合［これらのうちの５つは８／１２マッピングを有し（即ち、８個のユーザビットを１２個のチャンネルビットにマッピングする）、１つは８／１１マッピングを有する］、全体のコードの結果的コードレートはＲ＝４８／７１に達する。後者のコードは、ｄ＝１、ｒ＝２及びｋ＝２２なるＲＬＬ制約を有する。上記ｋ＝２２制約は、各コードワードが最大で１１のリーディング又はトレーリング零を有するという特性により実現される（オール零のコードワードは禁止される）。６個のサブコードＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５及びＣ６のＦＭＳの各状態数は、２８，２６，２４，２２，２０及び１９である。一例として、次のシンボルがＣ１で符号化されるＣ６のコードワードをとると、幾つかのコードワードに対して、１シンボル先見デコーダは最大で２８の可能な次の状態の間で区別しなければならない。この次の状態の多様性を同期パターンに組み込むことは（現状の解決策においてなされているように）、同期パターンの長さの大幅な増加につながり、このことは、新しいＲＬＬコードの符号化効率の利得の有効性を部分的に妨げかねない（該コードは非常に効率的であるが、過度に長い同期パターンを必要とする）。
上記問題に対する解決策は、スライディングブロックエンコーダ及びそのＦＳＭにより発生されたＲＬＬビットストリームに容易に挿入する（又は貼り付ける）ことが可能な同期パターンを考案することである。このような"挿入可能な"同期パターンは、一方が例えば先行するコードワードと当該同期パターンとの間、他方が該同期パターンと例えば後続するコードワードとの間であるような２つの境界においてランレングス違反とならないようなものである。
図３は、ｄ＝１コードに対してｒ＝２違反を持つ挿入可能な同期パターンの構造を示す。
ｄ＝１及びｒ＝２のコードに適した同期パターン３０は、同期パターン本体部３４に４つの２Ｔランのシーケンスを有し、かくしてｒ＝２なるＲＭＴＲ制約に違反する。該同期パターンは共通の同期パターン本体３４、別の同期パターンＩＤ３２（一例として、ビットi0,i1,…,i5を持つ６ビットの）、リーディングビット３１及びトレーリングビット３３を有する。
図示の例は、リーディングビット３１及びトレーリングビット３３を含む。というのは、これが、同期パターン３０が斯かるリーディングビット３１及びトレーリングビット３３により自由に挿入可能となるという付加的特性を提供するからである。
同期パターン３０の一般的形は、
Figure 2008513919
 である。
極性の１つの可能性のある選択に関して、反対の極性の連続するランレングスは、対応するランレングスに下線を付す又は上線を付すことにより示されている。４つの連続する２Ｔランが"１０１０１０１０"により示されている。式（１）において、チャンネルビットは(d,k)表記で提示され、これは、"１"が新たなランの開始を示し、"０"が既に開始されたランの継続を示すことを意味することに注意されたい。"０"の続く"ｎ"は、連続する零の数を示す。連続するラン［ディスク上の物理的マーク（又はピット）及び非マークの長さを表す、バイポーラチャンネルビットの］は、下線c.q.上線により示されている。
完全な同期パターンの長さは、２２＋２ｎビットに達する。結果として、同期本体は、
Figure 2008513919
 なるランレングスのシーケンスを含み、かくして、４つの連続する２Ｔランは、ｎ＋１ビットからなり反対の極性の２つの一層長いランを隣接ランとして有する。例えばｎ＝４をとると、全同期パターンは３０ビット（ＢＤ規格におけるように）を有し、５Ｔのランが２Ｔ列に隣接する。これは、５Ｔランの中央に充分に高い信号振幅（又は変調）を発生するのに充分なほど長い。
チャンネル制約が、同期パターン３０に先行する区域の最後のコードワード及びｐ個のリーディングビット３１により、及び当該符号化ビットストリームの該同期パターン３０に後続する区域の最初のコードワード及びｑ個のトレーリングビット３３により満たされることを保証することによって、該同期パターンは自由に挿入可能なものとなる。即ち、同期パターン３０は、該同期パターン３０に後続する区域の開始部に特定の状態を必要とすることはなく、代わりに、該同期パターン３０のｐ個のリーディングビット３１及びｑ個のトレーリングビット３３を調整することにより、第１区域の終了部又は当該同期パターン３０に後続する区域の開始部における状態に容易に適合される。従って、当該同期は、同期パターン３０に後続する区域が該同期パターン３０により支配される状態で開始することを最早必要とせず、符号化及び復号が同期パターン３０を無視することを可能にし、かくして、向上された効率を達成する。
図４は、ユーザビットストリームを記録担体４１上に記録する記録装置４０を示す。入力部４２は、記録担体４１上に記録されるべきユーザビットストリームを入力し、このユーザビットストリームをコーダ４３に供給する。更に、該記録装置４０に対するユーザビットストリーム又は命令は中央処理装置４６にも供給され、この中央処理装置４６の制御の下で記録処理の適切な協調を可能にすることができる。このような協調を達成するために、中央処理装置４６は当該記録装置４０に含まれる種々の装置４３、４４、４５に結合されている。コーダ４３は、チャンネルコードを使用して、上記入力部から入力されたユーザビットストリームを符号化ビットストリームに符号化する。このチャンネルコードは、例えばｋ制約又はｒ制約等の制約を有している。上記の符号化されたビットストリームは、次いで、コーダ４３により同期パターン挿入装置４４に供給される。同期パターン挿入装置４４は、当該符号化ビットストリームにおける選択された挿入点に基づいて、上記ｒ制約に違反する同期パターンを発生し、該符号化ビットストリームを第１区域及び第２区域に分割し、上記の発生された同期パターンを該符号化ビットストリームの上記第１区域と第２区域との間に挿入する。この結果、記録手段４５により記録担体４１上の信号の形態で記録するのに適したビットストリームが得られる。同期パターン挿入装置４４は、上記同期パターンを、該同期パターンが前記最小遷移ラン制約ｒの違反を示すようなビットパターンを含む同期パターン本体部を有するように発生する。
図５は、記録担体４１上の信号における符号化ビットストリームを、制約を持つチャンネルコードを使用してユーザビットストリームに変換する再生装置５０を示す。該再生装置５０は、記録担体４１から上記信号を取り出すように構成された信号取出装置５５を有している。該信号取出装置５５は、該取り出された信号（挿入された同期パターンを伴う上記符号化ビットストリームを有する）を、同期パターン検出装置５４に供給し、該装置では同期パターンが、特徴的同期パターン本体部及び予測される公称チャンネル応答に基づいて整合されたフィルタによる相関検出を用いて検出される。該同期パターン検出装置５４は、検出後に同期パターンを上記信号から削除すると共に、当該符号化ビットストリームの第１区域及び当該符号化ビットストリームの第２区域を付加装置５７に供給し、該装置においては上記第２区域が上記第１区域に付加されて、再生された符号化ビットストリームを再生する。この再生された符号化ビットストリームは、次いで、付加装置５７によりデコーダ５３に供給される。該デコーダ５３は、上記の再生された符号化ビットストリームをユーザビットストリームに復号し、該ユーザビットストリームを出力部５２に供給する。当該再生装置は、該再生装置５０内の種々の装置５３、５４、５５、５７を協調させる中央処理装置５６も有している。
同期パターン検出装置５４による同期パターンの検出は、ビット同期ドメインにおけるＨＦ信号波形に対して実行される。相関検出は、式（２）で概説されたような特徴的ランレングスのシーケンスに対して、整合されたフィルタにより実行される。これは、恐らくは等化されていない信号波形が、収差のない公称読出条件下の目標密度に対して当てはまるような、同期パターン本体部における考察されるビットシーケンスに対して予測される信号波形と相関される。
ピット／ランド非対称のない場合においては、単一の予測信号波形のみと相関をとることで充分であり、これは、相関検出の出力として＋１又は−１の何れかとなる。
ピット／ランド非対称性ある場合は、相関を、同期本体に対する２つの予測信号波形を、即ち前記波形の２つの極性の各々に対して１つ（式（２）には、１つのみの極性が示されていることに注意されたい）を用いて実行することができる。その場合、相関検出器の正の結果のみが考慮される。
前記信号取出装置５５に位置する（ＰＲＭＬ）ビット検出器から結果として得られるビットストリームからは同期パターンは検出されないことに注意すべきである。
しかしながら、前記取り出された信号は、信号取出装置５５により（ＰＲＭＬ）ビット検出を実行することなく、即ち生の形で同期パターン検出装置５４に供給することができる。これは、同期パターン検出装置５４が同期パターンを検出すると共に、該同期パターンの位置の知識を利用して、（ＰＲＭＬ）ビット検出を用いて得られたビットストリームにおける対応する位置の対応する同期パターンを削除するのを可能にする。後者のビット検出器は、同期パターンのｒ＝２違反に対処することはできない。しかしながら、整合されたフィルタの検出器は、同期本体のビットの完全なシーケンスに対して、及び整合されたフィルタが可能性のある同期ＩＤの各々に対して設計されている場合は恐らく同期ＩＤを含む同期の完全な長さに対して、同期パターンを検出し、従って非常に信頼性がある。
図１は、２つの連続するスライディングブロックＲＬＬコードのコードワードの間の、ｒ制約に違反する自由に挿入可能な同期パターンを示す。 図２は、フレーム構造の２つの連続するスライディングブロックＲＬＬコードのコードワードの間の、ｒ制約に違反する自由に挿入可能な同期パターンを示す。 図３は、ｄ＝１コードに対してｒ＝２違反を持つ挿入可能な同期パターンの構造を示す。 図４は、記録装置を示す。 図５は、再生装置を示す。

Claims (13)

  1. ユーザビットストリームを、複数の符号化ビットストリームフレームを持つ信号フォーマットに基づいてチャンネルコードにより信号内の符号化ビットストリームに変換する方法であって、前記チャンネルコードは連続する最小ランレングスの最大数を指定するようなｒ制約と呼ばれる最小遷移ラン制約を有し、前記方法が、
    − 前記ユーザビットストリームを前記符号化ビットストリームに符号化するステップと、
    − 前記符号化ビットストリームを第１区域及び第２区域に分割するステップと、
    − 同期パターンを発生するステップと、
    − 該発生された同期パターンを、前記第１区域と前記第２区域との間に挿入するステップと、
    を有し、前記同期パターンが、前記最小遷移ラン制約ｒの違反を示すビットパターンを有する同期パターン本体部を有するような方法。
  2. 請求項１に記載の方法において、ｒ＝２であるような方法。
  3. 請求項１又は請求項２に記載の方法において、ｒ＝２制約の違反を達成するために、前記同期パターンが正確に４つの連続する最小ランレングスのシーケンスを有するような方法。
  4. 請求項１、２又は３に記載の方法において、前記同期パターンがｐ個のリーディングビット及びｑ個のトレーリングビットを有し、全てのチャンネルコード制約が前記第１区域の最後のコードワード及び前記ｐ個のリーディングビットにより、且つ、前記第２区域の最初のコードワード及び前記ｑ個のトレーリングビットにより満足されるようにする方法。
  5. 複数の符号化ビットストリームフレームを持つ信号フォーマットに基づいてチャンネルコードにより符号化ビットストリームに符号化されたユーザビットストリームを有する信号内の同期パターンを検出する方法であって、各符号化ビットストリームフレームは同期パターンを有するヘッダにより先行され、前記チャンネルコードは連続する最小ランレングスの最大数を指定する最小遷移ラン制約ｒを有し、前記方法が、
    − 前記最小遷移ラン制約ｒの違反を示すビットパターンに関して前記信号を検索するステップ、
    を有しているような方法。
  6. 請求項５に記載の信号内の同期パターンを検出する方法において、ｒ＝２であるような方法。
  7. 請求項５に記載の信号内の同期パターンを検出する方法において、前記同期パターンが正確に４つの連続する最初ランレングスのシーケンスを有するような方法。
  8. 請求項５、６又は７に記載の方法において、同期パターンの検出が、
    − 特徴的同期パターン本体及び予測される公称チャンネル応答に基づく整合されたフィルタによる相関検出を実行するステップ、
    を含むような方法。
  9. 請求項５、６又は７に記載の方法において、同期パターンの検出が、
    − 整合されたフィルタのバンクフィルタによる相関検出を実行するステップであって、前記フィルタの各々が、可能性のある複数の同期パターンＩＤのうちの１つに関する同期パターンＩＤ及び同期パターン本体部の総同期パターンに対応し、前記整合されたフィルタの各々が同一の予測される公称チャンネル応答にも基づくようなステップ、
    を含むような方法。
  10. 複数の符号化ビットストリームフレームを持つ信号フォーマットに基づいてチャンネルコードにより信号内の符号化ビットストリームに符号化されたユーザビットストリームを有する記録担体であって、前記チャンネルコードは連続する最小ランレングスの最大数を指定するｒ制約と称される最小遷移ラン制約を有し、前記信号は前記符号化ビットストリームの第１区域と該ビットストリームの第２区域との間に挿入された同期パターンを有し、該同期パターンが前記最小遷移ラン制約ｒの違反を示すビットパターンを有する同期パターン本体部を有するような記録担体。
  11. 複数の符号化ビットストリームフレームを持つ信号フォーマットに基づいてチャンネルコードにより符号化ビットストリームに符号化されたユーザビットストリームを有する信号であって、前記チャンネルコードは連続する最小ランレングスの最大数を指定するｒ制約と称される最小遷移ラン制約を有し、前記信号は前記符号化ビットストリームの第１区域と該ビットストリームの第２区域との間に挿入された同期パターンを有し、該同期パターンが前記最小遷移ラン制約ｒの違反を示すビットパターンを有する同期パターン本体部を有するような信号。
  12. 記録担体上にユーザビットストリームを記録する記録装置であって、該記録装置はユーザビットストリームを入力すると共に、該ユーザビットストリームを、ユーザビットストリームを連続する最小ランレングスの最大数を指定する最小遷移ラン制約ｒを持つチャンネルコードにより符号化ビットストリームに符号化するように構成されたコーダに供給するように構成された入力部と、同期パターンを発生すると共に、該同期パターンを前記符号化ビットストリームの第１区域と該符号化ビットストリームの第２区域との間で信号に挿入する同期パターン挿入装置と、前記符号化ビットストリームを前記記録担体上の信号に記録する記録手段とを有し、前記同期パターンが前記最小遷移ラン制約ｒの違反を示すビットパターンを持つ同期パターン本体部を有するような記録装置。
  13. 記録担体上の信号における符号化ビットストリームを、制約を持つチャンネルコードを用いてユーザビットストリームに変換する再生装置であって、前記記録担体から前記信号を取り出すように構成された信号取出装置を有し、前記再生装置は前記記録担体からの前記信号から同期パターン取出手段により取り出された同期パターンを検出するように構成された同期パターン検出装置を有し、前記信号は記録フレームに記録された連続する最小ランレングスの最大数を指定する最小遷移ラン制約ｒを持つ符号化ビットストリームを有し、前記同期パターンが前記最小遷移ラン制約ｒの違反を示すビットパターンを持つ同期パターン本体部を有するような再生装置。
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