JP2009500782A

JP2009500782A - 記憶媒体からのサンプリング信号の復調

Info

Publication number: JP2009500782A
Application number: JP2008519889A
Authority: JP
Inventors: フェヒネルマンフレート
Original assignee: Thomson Licensing SAS
Current assignee: Thomson Licensing SAS
Priority date: 2005-07-08
Filing date: 2006-06-01
Publication date: 2009-01-08
Also published as: KR20080040666A; CN101248494A; WO2007006610A1; DE102005032375A1; EP1902444A1; US20090262614A1

Abstract

ＰＬＬの使用を伴わずに、サンプリング信号（ＨＦ）を記憶媒体から復調する方法、および、記憶媒体から読み込み、および／または記憶媒体に書き込むデバイスであって、そのような方法を用いるデバイス。サンプリング信号（ＨＦ）を記憶媒体から復調する方法であって、サンプリング信号（ＨＦ）の情報を変調周波数の周期（Ｔ）の整数倍のパルス長で符号化する方法は、現在のパルス長（ｐｂ１）および／または２つの連続パルスの現在の合計長（ｐｂ２）を決定するステップ（２）と、サンプリング信号（ＨＦ）内で発生する最大パルス長（ｍｐｂ１）および／または２つの連続パルスの最大合計長（ｍｐｂ２）を決定するステップ（３）と、サンプリング信号のタイプを決定するため、または同期ビットのシーケンスを確立するために、決定された少なくとも２つの値（ｐｂ１、ｐｂ２、ｍｐｂ１、ｍｐｂ２）を比較するステップ（４、５）を有する。

Description

本発明は、記憶媒体、特に光学記憶媒体からのサンプリング信号を復調する方法、および、記憶媒体から読み込み、および／または記憶媒体に書き込むデバイスであって、そのような方法を用いるデバイスに関する。

光学記憶媒体、例えば、コンパクトディスク（compact disc）またはＤＶＤ（digital versatile disc）から変調されるサンプリング信号においては、情報は、変調周波数の周期Ｔの整数倍のパルス長で符号化される。１ビットがそれぞれ１周期Ｔに対応するコードワードにおいては、パルスの終了は、「１」でマークされ、パルス中の時間は「０」でマークされる。データフレーム（フレーム）を開始する一義的な同期ビットのシーケンス（同期パターン）、およびデータフレームの絶対長が、定義される。対応する符号は、光学記憶媒体に用いられるだけでなく、例えば、磁気（例えば、磁気テープ）または光磁気（例えば、光磁気ディスク）の記憶媒体、およびデータ伝送においても見受けられる。サンプリング信号を復号化するために、以下のポイントを知っていることが要求される。
１．信号のタイプ（例えば、コンパクトディスクまたはＤＶＤ）
２．データフレームの開始位置
３．周期Ｔの期間

信号のタイプは、一般に、読取装置のファームウェアによって設定される。正しく設定することは、それゆえ、機能にとって必須条件である。周期期間Ｔは、サンプリング信号と同期をとるＰＬＬ（phase-locked loop）を用いて決定する。ＰＬＬの品質は、このように決定的に重要なことである。周期期間Ｔがわかると、同期ビットのシーケンスを検出することができ、復号化を達成することができる。

ＰＬＬは、信号と同期を取らなければならず、したがって、信号中の干渉に対して敏感に反応する。ＰＬＬは、システムクロックを基準として用いるが、基準の安定性は、信号干渉、変動の制御、およびエラーの制御のために達成することができず、システムクロックの周波数の安定性は、同様に、もはや達成することができない。

ＰＬＬの使用を伴わずに、記憶媒体からサンプリング信号を復調する方法を提案することが、本発明の目的である。

本発明によると、この課題は、記憶媒体からのサンプリング信号を復調する方法であって、サンプリング信号中の情報を変調周波数の周期Ｔの整数倍のパルス長で符号化する方法によって達成され、その方法は、以下のステップを有する。
現在のパルス長および／または２つの連続パルスの現在の合計長を決定するステップ、
サンプリング信号中で発生する最大パルス長および／または２つの連続パルスの最大合計長を決定するステップ、および
サンプリング信号のタイプを決定するため、または同期ビットのシーケンスを確立するために、決定された少なくとも２つの値を比較するステップ。
ここに提示した方法は、ＰＬＬの使用を伴わない。ここに提示した方法は、固定クロック、望ましくはシステムクロックを用いて測定したパルス長を用いる。システムクロックは、百万分の一（ppm range）の幅で安定した時間であり、信号干渉に依存しない。ＰＬＬの変動の結果としての悪影響（negative influence）は、このように排除される。決定ユニットは、サンプリング信号を２段階の信号に最初に変換するのに用いられるのが望ましい。２段階の信号は、パルス長の測定を簡単にする。解像度（resolution）を高めるために、サンプリング信号が決定ユニットの基準レベルを通じて交差するポイントの位置は、このケースでは、クロックパルスのフラクションに挿入される。特定の基準に関してパルス列を分析することは、その後、個々のまたは複数の以下のデータ項目を決定する。
１．信号のタイプ
２．同期時間（同期ビットのシーケンス）
３．システムクロックパルスの周期Ｔ

これらのデータは、信頼性の高いサンプリング信号の復号化を可能にする。

サンプリング信号のタイプは、２つの連続パルスの最大合計長とサンプリング信号中で発生する最大パルス長を比較することによって決定するのが望ましい。このケースでは、２つの連続パルスの最大合計長が、発生する最大パルス長の２倍と等しい場合、サンプリング信号は、第１のタイプに割り当てられる。これは、例えば、サンプリング信号がコンパクトディスクまたはブルーレイディスク（BluRay disk）から発生するケースである。対照的に、２つの連続パルスの最大合計長が、発生する最大パルス長の２倍未満の場合、サンプリング信号は、第２のタイプに割り当てられる。これは、例えば、ＤＶＤまたはＨＤ−ＤＶＤ（high density digital versatile disc）からのサンプリング信号のケースである。

現在の２つの連続パルスの合計長が、２つの連続パルスの最大合計長の定義済みのフラクションより大きい場合（第１の信号タイプの場合）、または現在のパルス長が、発生する現在のパルスの最大長の定義済みのフラクションより大きい場合（第２の信号タイプの場合）のいずれかの場合、同期ビットシーケンスは、サンプリング信号のタイプに依存して、確立される。

変調周波数の周期期間を決定するため、２つの同期ビットシーケンス間のパルス長は、データフレームの期間に有利に追加され、この手法によって決定された期間は、サンプリング信号のタイプに依存する値によって分割される。これは、ＰＬＬの補助なしで変調周波数の周期期間を決定することを可能にする。サンプリング信号のタイプに依存する値は、決定された記憶媒体によって用いられるデータフレームの周期の数に起因する。

記憶媒体、特に、光学記憶媒体から読み込み、および／またはこれに書き込むデバイスは、本発明による方法を実施するための有利な手段を有する。

より良く理解するために、本発明は、図１および図２を参照して説明する。

図１は、光学記憶媒体から読み込むため、および／または光学記憶媒体に書き込むために、本発明による方法がデバイス１０（図２でダイアグラム的に示す）において実装されるものとして、本発明による方法のフローチャートを示す。光学式スキャナ１１を用いて光学記憶媒体１２から読み込まれるサンプリング信号ＨＦは、決定ユニット１３（スライサー）の補助を伴って、２段階の信号ＢＳに変換される（１）。解像度を高めるために、信号が決定ユニット１３の基準レベルを通じて交差するポイントの位置は、インタポレータ１４を用いて、クロックパルスのフラクションに挿入される。測定ユニット１５は、最後の２つの信号の交差点の間のインターバルを用い、挿入を考慮して、クロックパルスのパルス長、およびクロックパルスのフラクションのパルス長を決定する。この手法で得られる測定値ＭＷのシーケンスは、発生する最大パルス長（ｍｐｂ１）、および発生する２つの連続パルスの最大合計長（ｍｐｂ２）を決定する（３）のに用いられる。最大パルス長は、同期ビットシーケンス中でのみ用いられる。

コンパクトディスクに用いられる符号化（ＥＦＭ、eight-to-fourteen modulation）では、発生する最大パルス長は、１１Ｔ（同期ヘッダー中）であり、２つの連続パルスの最大長は、シーケンス１１Ｔ／１１Ｔについて２２Ｔ（同様に、同期ヘッダー中）である。パルス長１０Ｔ、９Ｔ、および８Ｔは、通常のデータストリーム内においても発生し、２つの連続パルスの合計長（ｐｂ２）は、通常のデータストリーム内では２２Ｔに大幅に満たない。この詳細は、ＥＣＭＡ−１３０（Data interchange on read-only 120mm optical data disks (CD-ROM)）に見られる。

ＤＶＤに用いられる符号化（ＥＦＭ＋、eight-to-sixteen modulation）では、発生する最大パルス長は、１４Ｔ（同期コード中）であり、発生する２つの連続パルスの最大長は、シーケンス１４Ｔ／４Ｔについて１８Ｔ（同様に、同期コード中）である。パルス長１３Ｔ、１２Ｔ、および１１Ｔは、通常のデータストリーム内では発生しないので、同期ビットシーケンスは、長さ１４Ｔを用いて、たやすく検出することができる。詳細については、ＥＣＭＡ−３３７（Data Interchange on 120mm and 80mm Optical Disk using +RW Format - Capacity: 4.7 and 1.46 Gbytes per side）を参照されたい。

評価ユニット１６は、ここで、発生するパルスの最大長（ｍｐｂ１）、および２つの連続パルスの合計最大長（ｍｐｂ２）用いて（４）、信号のタイプを検出する。信号がコンパクトディスクからのものである場合は、
ｍｐｂ２＝２^＊ｍｐｂ１である。

対照的に、信号がＤＶＤからのものである場合は、
ｍｐｂ＜２^＊ｍｐｂ１である。

この信号タイプ間の相違は、そのような決定が必要である場合に、信号のタイプを決定するのに用いられる。

評価ユニット１６は、現在の２つの連続パルスの合計長（ｐｂ２）と２つの連続パルスの最大合計長（ｍｐｂ２）、または現在のパルス長（ｐｂ１）と最大パルス長（ｍｐｂ１）を比較することによって、信号のタイプに依存して、データフレームの開始位置を決定する（５）。

コンパクトディスクのケースでは、現在のパルスおよび前のパルスの合計長（ｐｂ２）が決定される。同期ビットシーケンスは、
ｐｂ２＞０．９^＊ｍｐｂ２の場合に存在する。

ＤＶＤのケースでは、現在のパルスの単純長（ｐｂ１）が決定される。同期ビットシーケンスは、
ｐｂ２＞０．９^＊ｍｐｂ１の場合に存在する。

２つの同期ビットシーケンス間のパルス長は、統合され、データフレームの期間ＴＦを形成する。この手法で決定された値は、変調周波数の周期期間Ｔを決定する（６）のに用いられる。コンパクトディスクのデータフレームは、５８８Ｔの長さを有する。周期期間Ｔは、したがって以下のように計算される。
Ｔ＝ＴＦ／５８８

対照的に、ＤＶＤのデータフレームは、１４８８Ｔの長さを有し、周期期間Ｔは、したがって以下のように計算される。
Ｔ＝ＴＦ／１４８８

説明した方法は、たやすく他のタイプの記憶媒体（光学と非光学の両方）に適用することもできる。例えば、ブルーレイディスクに用いる符号化（１７ｐｐ、RLL(1,7) parity preserve/prohibit repeated minimum transition runlength code）においては、発生する最大パルス長は、９Ｔであり、２つの連続パルスの最大長は、シーケンス９Ｔ／９Ｔ（同期ビットシーケンス中）について１８Ｔである。１７ｐｐの符号化の詳細は、米国特許第６８７９６３７号明細書に開示されている。

対照的に、ＨＤ−ＤＶＤにおいては、発生する最大パルス長は、１３Ｔ（同期コード中）であり、２つの連続パルスの最大長は、シーケンス８Ｔ／１３Ｔについて２１Ｔである。パルス長１２Ｔは、通常のデータストリーム内では発生しない。この点については、米国特許出願公開第２００５／０１５５４２３号明細書を参照されたい。

発生する最大パルス長（ｍｐｂ１）、および２つの連続パルスの最大長（ｍｐｂ２）は、信号のタイプを検出するのに再び用いることができる。ブルーレイディスクからの信号の場合は、
ｍｐｂ２＝２^＊ｍｐｂ１である。

対照的に、ＨＤ−ＤＶＤからの信号の場合は、
ｍｐｂ２＜２^＊ｍｐｂ１である。

ブルーレイディスクのデータフレームは、１９３２Ｔの長さを有し、周期期間Ｔは、したがって、
Ｔ＝ＴＦ／１９３２である。

以下は、１１１６Ｔのデータフレーム長を有するＨＤ−ＤＶＤの結果が得られる。
Ｔ＝ＴＦ／１１１６

同期ビットシーケンスは、コンパクトディスクおよびＤＶＤのケースにおける検出と類似の手法で検出される。ブルーレイディスクの場合は、現在のパルスおよび前のパルスの合計長（ｐｂ２）が決定される。このケースでは、同期ビットシーケンスは、
ｐｂ２＞０．９^＊ｍｐｂ２の場合に存在する。

ＨＤ−ＤＶＤのケースでは、現在のパルスの単純長（ｐｂ１）が決定される。同期ビットシーケンスは、同様に、
ｐｂ１＞０．９^＊ｍｐｂ１の場合に存在する。

前のデータのクロックパルスをロックすることが知られているＰＬＬを用いるとき、前のデータのＴ値は、復号化にも用いることができる。これは、現在測定されるランレングス（ｒｌ）をすぐに復号化することを可能にし、バッファストレージの必要性を取り除く。例えば、周期期間の（前のデータから定められた）値が、Ｔ＝２．３１４ｔｓ（ｔｓは、システムクロックの周期とする）であり、測定されたパルス幅が、ｐｂ＝６．８７５ｔｓである場合は、ランレングスｒｌは、以下のように計算される。
ｒｌ＝（ｐｂ／Ｔ）＝２．９７
⇒ ｒｌ＝３Ｔ

本発明による方法のフローチャートである。光学記憶媒体から読み込み、および／または光学記憶媒体に書き込むための、本発明の方法を用いるデバイスを示す。

Claims

記憶媒体からのサンプリング信号（ＨＦ）を復調する方法であって、前記サンプリング信号（ＨＦ）中の情報は変調周波数の周期（Ｔ）の整数倍のパルス長で符号化され、前記方法は、
現在のパルス長（ｐｂ１）および／または現在の２つの連続パルスの合計長（ｐｂ２）を決定するステップ（２）と、
前記サンプリング信号中（ＨＦ）で発生する最大パルス長（ｍｐｂ１）、および／または２つの連続パルスの最大合計長（ｍｐｂ２）を決定するステップ（３）と、
前記サンプリング信号のタイプを決定するため、または同期ビットシーケンスを確立するために決定される少なくとも２つの前記値（ｐｂ１、ｐｂ２、ｍｐｂ１、ｍｐｂ２）を比較するステップ（４、５）と
を有することを特徴とする方法。
決定ユニットは、前記サンプリング信号（ＨＦ）を２段階の信号（ＢＳ）に変換する（１）ために用いられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記サンプリング信号（ＨＦ）が前記決定ユニットの基準レベルを通じて交差するポイントの位置は、挿入されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記サンプリング信号（ＨＦ）のタイプは、前記２つの連続パルスの最大合計長（ｍｐｂ２）と前記サンプリング信号中で発生する前記最大パルス長（ｍｐｂ１）を比較する（４）ことによって決定されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の方法。
前記２つの連続パルスの最大合計長（ｍｐｂ２）が、発生する前記最大パルス長（ｍｐｂ１）の２倍と等しい場合、前記サンプリング信号（ＨＦ）は、第１のタイプに割り当てられ、前記２つの連続パルスの最大合計長（ｍｐｂ２）が、発生する前記最大パルス長（ｍｐｂ１）の２倍未満の場合、前記サンプリング信号（ＨＦ）は、第２のタイプに割り当てられることを特徴とする請求項４に記載の方法。
前記第１のタイプの前記サンプリング信号（ＨＦ）は、コンパクトディスクまたはブルーレイディスクから起こり、前記第２のタイプの前記サンプリング信号（ＨＦ）は、ＤＶＤまたはＨＤ−ＤＶＤから起こることを特徴とする請求項５に記載の方法。
同期ビットシーケンスは、前記現在のパルス長（ｐｂ１）が、発生する前記最大パルス長（ｍｐｂ１）の定義されたフラクションより大きい場合、または前記２つの連続パルスの現在の合計長（ｐｂ２）が、前記２つの連続パルスの最大合計長（ｍｐｂ２）の定義されたフラクションより大きい場合に確立されること（５）を特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の方法。
２つの同期ビットシーケンス間の前記パルス長をデータフレームの期間（ＴＦ）に追加するステップと、
前記変調周波数の前記周期期間（Ｔ）を決定する（６）ために、前記データフレームの期間（ＴＦ）を前記サンプリング信号（ＨＦ）のタイプに依存する値によって分割するステップと
をさらに有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１つに記載の方法。
前記パルス長（ｐｂ１、ｐｂ２、ｍｐｂ１、ｍｐｂ２）は、システムクロックパルスで測定されることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１つに記載の方法。
記憶媒体から読み込み、および／または記憶媒体に書き込むデバイスであって、請求項１から請求項９のいずれか１つに記載の方法を実施するための手段を有することを特徴とするデバイス。