JPH03132972A

JPH03132972A - ４／１１　記録符号の生成方法及び装置及び記録媒体

Info

Publication number: JPH03132972A
Application number: JP26990889A
Authority: JP
Inventors: Teruo Furukawa; 輝雄古川; Kazuhiko Nakane; 和彦中根; Shinichi Tanaka; 伸一田中; Hiromichi Ishibashi; 石橋　広道
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-10-17
Filing date: 1989-10-17
Publication date: 1991-06-06
Anticipated expiration: 2012-08-25
Also published as: JP2644595B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明はデータを光ディスク等の記録媒体に記録する
ときに用いる符号生成方法に関し、特に４／１１記録符
記録酸方法及び装置及び記録媒体に関する。

［従来の技術］データを光ディスクに記録するときに用いる記録符号生
成方法ととしては４／１５記録符記録上３０ｍｍの光デ
ィスクのｅＡ準の一つとしてＩＳＯにて規格化され公知
となっている。

（文献１；−Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ　　ｏｆＦｏｒｍ
ａｔ　　ｉｎ　　ｔｈｅ　　ＡＴＧ１０ＳＩ／ＰＤＯ／
５ＯＮＹ　　５ｔａｎｄｅｒｄ　　Ｐｒｏｐｏｓａビ、
　Ｘ３Ｂ１１．１８６−１６４．　Ｎ。

Ｖ、１９８６＞４／１５記録符記録上ビットのデータを１５チヤンネル
ビットに変換し、そのなかの４ビ・ｙトだけが°１”で
あるパターンにより符号化する。８ビットのデータは２
”（＝２５６）　　通りあり、１５チヤンネルビットか
ら４ビットが“ｌ”の組み合わせのパターンは、、Ｃ４
（＝１３６５＞通りのパターンがあるので、１３６５の
パターンから適宜な２５６のパターンを選択すれば良い
。

−ａに光ディスク媒体のようなデータ記録媒体に２値デ
ータを記録する場合、富密度記録になるにしたがい、”
１１１”や”１１１１”などのように“ｌ“のデータが
多数連続する箇所で検出エラーが発生しやすくなる。こ
の理由は光記録過程あるいは、光磁気記録過程で記録膜
上で記録し一ザーパワーの熱の伝搬が生じる。この結果
連続記録ビットパターン（”１１１１°パターンなど）
では後のビットが熱の影響により歪んで形成される０例
えば、以下の文献で報告されている。

（文献２；Ｈ，Ｗａｔａｎａｂｅ、ｅｔａｌ　；Ｅｄｇ
ｅ　　５ｈｉｆｔ　　ｏｆ　　ＷｒｉｔｔｅｎＤｏｒｒ
＋ａｉｎ　　ｉｎ　　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　　Ｆｉｅｌｄ
　　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　　Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ　　
、０ｐｔｉｃａｌ　　Ｍｅｍｏｒｙ　　Ｓｙｍｐｏｓｉ
ｕｍ　　ｉｎ　　Ｊａｐａｎ、ＰＰ、５１−５２　１９
８８＞（文Ｍ３；Ｔ、Ｆｕｒｕｋａｗａ、ｅｔａｌＨｉｇｈ　
　Ｄｅｎｓｉｔｙ　　ＲｅｃｏｒｄｉｎｇＭｅｔｈｏｄ
　　ｆｏｒ、Ｍａｇｎｅｔｏ−○ｐｔｉｃａｌ　　Ｄｉ
ｓｋ”　　ＩＥＥＥ　　ＴｒａｎｓＭａｇｎ、Ｖｏ１２
４．Ｎｏ、６．１９８８））４／１５記録符記録上る符
号化は１３６５のパターンから２５６のパターンの“１
”を選択するので、連続する”１”の数を３に低下でき
、上記検出エラーを引き起こす不具合発生要因を滅らす
ごとができる、しかし、８ビットのデータに１５チヤン
ネルビット必要となるので、コード比率は０．５３３　
（＝８／１５）になり、記録符号のビット密度があがり
、その結果ビット間の波形干渉がおおきくなり記録密度
を上げることが困難である。

このため、８６ｍｍ系の光ディスクでは４／１１記録符
号が提案されている。（文献４：　“光磁気ディスクの
実用元年、５．２５インチ型が市場獲得へ船出”Ｎ１ｋ
ｋｅｉ　　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ”１９８９．２．６
　（ｎｏ、４６６）＞４／１１記録符号では、、Ｃ，（
＝３３０）のパターンから２５６のパターンを選択する
。コー１で比率は０．７２７　（＝８／１１　）になり
、４／１５記録符号に比ベビット密度が低下し記録密度
の向上が可能となると予想できる。しかし符号パターン
の選択許容数が少ないため、先に述べた１”の連続数を
低下させることが困難であった。また、符号化、復号化
ハードウェアをＲＯＭで構成する方式が一最的であった
。この方法ではしＳｌ化に対して実用化の阻害要員にな
っている。また、仮に連続した”１“のパターン箇所で
誤りが生じてもその誤りを検出可能訂正可能な処理がで
きれば上記原因の誤り発生の影響を少なくすることがで
きる。各変換された４／１１記録符号１１ビット単位を
シンボルと仮称する９通常この種のデータストレージ端
末機器では記録及び再生データを誤り訂正符号により訂
正する処理がおこなわれる。訂正処理はシンボル単位で
おこなわれ、そのシンボルが誤っていることが区別可能
（イレージヤが発生する）であれば訂正能力が大幅に向
上することが知られている。

［発明が解決しようとする課題］上記文献で示されているように、光磁気ディスクにおい
て、連続したビット”１”を記録すると、熱的影響によ
り後続ビットが大きくなり、“１”の！続数が多くなる
ほど干渉が大きくなる。そのため、符号パターンには、
パターン中のＮ１”の連続数が少なく、かつ、”１”の
連続するパターンの発生確率が極力低いことが要求され
る。　上記従来技術の欠点を解消するため本発明の４７
１１記録符号は以下の課題を解決した。

（１）”ｌ”が連続するランレングスは、最大３であり
、その発生確率はランダムデータに対して１％以下にな
った。

（２）ビット干渉による誤りが発生した場合、おおくの
確率でイレージヤ検出が可能になった。

（３）特定の誤り易いビットパターンを検知し訂正可能
な最ゆう復号が可能となった。

（４）ハードウェアーがランダムロジックにて容易に構
成できた。

この発明は係る′＄情に鑑みてなされたものであり、４
／１１記録符号における３３０のパターンから、検出エ
ラーが生じ易いと思われるパターンを排除して定めるこ
とにより、検出エラーを抑制し、高記録密度化を図れる
４／１１記録符号生成方法及び装置及び記録媒体を提供
することを目的とする。

［課題を解決するための手段］上記課題を達成するために、この発明に係る４／１１記
録符号の生成方法及び装置について説明する。８ビット
のデータを１１ビットにＲＦ’Ａして、その中の４ビッ
トだけが有意（＝１）であるパターンの４７１１記録符
号を生成する方法において、該８ビットデータに一意的
に対応させた、連続する有意のビットが２ビット以下の
パターン群Ａと、該パターン群Ａに含まれかつ、先頭２
ビットが有意なパターン群Ｂと、該パターン群Ａに含ま
れずかつ、連続する有意のビットが３以下で該パターン
ＴｆＢに一意的に対応させたパターン群Ｃを用いて４／
１１記録符号を生成するに陛し、通常は８ピントデータ
をパターンＡに一意的に変換するが、しかしパターンＢ
の使用により、変換パターンの境界にて有意のビットが
４ビットになる場合、該パターンＢに一意的に対応した
パターンＣを使用した変換をおこない、変換後の符号系
列内の有窓の連続ビット数を最大３ビットとし、がっそ
の発生確率を小さくすることを特徴とし、また、４／１
１記録符記録行光ディスク程体は、該４／】１記録行号
をビット形状を劣化させずに媒体上にビットを形成する
ことを特徴とする。

［作用］この発明においては、まず８ビットのデータ２５６種類
は、シンボル内のビット”１”の連続数が２以下の特徴
をもつ２５６通りの４／１１記録符号語に一意的に対応
させる。（−次変換）この方法により、シンボル内の４
／１１記録符記録先いて有意のチャンネルビットは最大
２つ連続するだけであり、再生信号ＲＦの後続する”０
”のチャンネルビットがそれほど大きな値となることが
なく　”０”のチャンネルビットを”１”と誤認するこ
とが少なくなる。　しかし、上記の生成方法で符号化さ
れた符号語はシンボル間でビット°１°が４連続する符
号語の組み合わせが発生する。この場合誤りが発生しや
すくなる。この欠点を解消するため、シンボル間のビッ
ト”１”を計測し、”１”が４連続する場合には、１次
変換の符号割り当てを禁止し、不具合が発生する１次変
換パターンに一意的に対応させた１次変換で使用しなか
った符号パターンに変換する。（２次変換）なお２次変換の方法に８ビットの入力データに対応して
、２次変換パターンを作成する方法と、１次変換パター
ンに対応して２次変換パターンを作成する方法がある。

２次変換に使用するパターンは”１”連続の最大数が３
以下であるパターンを使用する。この結果、変換が１次
変換か２次変換かの区別は、直前のシンボルの最後の２
ビットの論理と調べる事により判定できる。最後２ビッ
トが１１”の場合、２次変換でそれ以外は１次変換であ
る。またシンボルの誤り検出方法は、変換が１次変換の
場合例えば、シンボル内で”１１１”が検出すれば誤り
と判定でき、２字変換の場合、同様“１１１１”が検出
すれば誤りと判定できる。　また、このような誤りが発
生する場合、検出信号のシンボル内の１１サンプルの再
生信号の振幅値の順位を変えることにより、多くの場合
訂正可能であることが報告されている９例えば、通常順
位（１，２，３，４）サンプルをビット”１′に検出す
るが、イレージヤ−が発生した場合、順位（１，２，３
，５）サンプルをビット”１”に検出する事により訂正
可能である。

（文献５；Ｎａｋａｎｅ、に、ｅｔａｌ；ＡＣｏｎｓｉ
ｄｅｒａｔｉｏｎ　　ｏｎ　　ａ　　Ｍａｘｉｍｕｍ　
　Ｌｉｋｅｌｉｆｏｏｄ　　Ｄｅｃｏｒｄｉｎｇ　　Ｍ
ｅｔｈｏｄ　　ｆｏｒ　　Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ　　Ｃｏ
ｄｅ　　ｏｆ　　０ｐｔｉｃａｌ　　Ｄｉｓｋ　　Ｄｒ
ｉｖｅｓ　　、ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａＳｉｍｐｏｓ
ｉｕｍ　　ｏｎ　　ＯｐｔｉｃａｌＭｅｍｏｒｙ　　、
Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　　Ｄｉｇｅｓｔ、２８Ｃ−２，ｐ
ｐ１６７−１６８．１９８９）［実施例］以下、これらの発明をその一実施例を示す図面に基づい
て説明する。

第１図は、この発明に係る８ビットのデータ分１１ビッ
トに変換して、その中の４ビットだけが有意（＝”１”
）である４／１１記録符号を生成する装置の概念図を示
している。

第１図（ａ）で８ビットのデータＤＩは、端子１に入力
し、各入力データに対応して１次変換回路２で１１ビッ
トの符号語に変換される。１次変換回路２の出力は２次
変換回路３と後述するＳＥＬ回路４に入力する。ＳＥＬ
回路４では変換回路の符号語を選択し、正しい符号語が
選択される。

次に、ラッチ回路５によりシンボル周期で発生するクロ
ックＳＣＫでラッチされ出力符号語ＤＯが確定し、端子
９に出力される０判定回路６はラッチ回ｎ５の出力符号
語（１シンボル前の符号語）の最後２ビットと、ラッチ
回路５の入力の先頭２ビットの論理を判定し、”】１１
１“パターンが検出したときのみ論理°１”を出力する
。この判定出力は、クロック５ＣＩｊＮＶ［ｉｉｌ路８
により駆動するラッチ回ｎ７によりラッチされＳＥＬ回
路４を制御する。！ＩＩち、ラッチ回路の出力が論理“
１”のとき２次変換回路３の出力を選択する。第１１２
１（ｂ）は２次変換回路への入力コードとして、８ビッ
トデータＤＩを使用する場合であり、この場合も第１図
（ａ）と同様な効果が達成できる。

第２図は本発明を構成する４／１１記録符記録生成方法
の一実施例である。

以下、実施例を示す図面に基づいて説明する。

第２図（ａ）と（ｂ）は先に説明した１次変換符号語で
あり、シンボル内の”１”連続数が２以内の符号語であ
る。総計２５６種類である。生成回路のハードウェア量
を小さくするため、第２図（ａ）では入力８ビットデー
タのパターンをそのまま利用する構成である。符号語の
規則を外れる場合、例外パターンとして、第２図（ｂ）
に示す変換を行う、第２図（ｂ）の変換規１！すにおい
ても最後の３ビットはハードウェア量が低下出来るパタ
ーンを利用している。

第２図（Ｃ）は先に説明した２次変換符号話であり、こ
の符号語の中には“１１１”パターンが存在している。

Ｐ、計２７種類である。

なお復号方法及び復号装置は上記１次変換符号語２５６
種類と、２次変換符号語２７種類の計２８３種類をもと
の８ビットデータ２５６種類に復号すれば良い、　なお
１次変換符号話２５６種類の選択パターン及び、２次変
換符号話の数と選択パターンは第２図に示したちの以外
にも存在することは明らかであり、ハードウェアーの構
成方法などによっても影響されるが１本発明の効果はほ
ぼ同じである。　本発明の４／１１記録符号パターンで
は、変換後の符号系列内の有意（＝”１”）の連続ビッ
ト数は、最大３ビットである。しかし、その発生［４は
入力データがランダムとした場合、約０．８％以下と非
常に小さくなる。そのため、はとんどのパターンは変換
後の符号系列内の有意の連続ビット数は２以下となり、
誤検出確率の非常に低い符号コードとなる。

次にこのようにして生成された４／ユ１記録符号を記録
したディスクの再生動作について説明する。　第３図は
この発明に係る４／１１符号生成方法にて記録された光
ディスクのデータを再生する装置の構成を示す模式図で
ある１図において１１は今回発明した４／１１記録符号
パターンをピント形状を劣化させないで記録できること
を特徴とした８６ｍｍ径の光ディスクであり、８ビット
のデータが垂直磁化の方向を相異させた前述の４／１１
符号パターンで記録されている。光ディスク１１の下面
には、その径方向に移動可能な光ヘッド１２が臨んでお
り、光ヘッド１２はディスク１１に所定径の光スポット
を照射し、その反射光の磁化の方向の相異による位相の
変動を検出している。検出された信号はアリアンプ１３
に与えられ電流を電圧に変換されてアナログの再生信号
ＲＦとなりＡ／Ｄコンバータ１４に与えられる。Ａ／Ｄ
コンバータ１４には基準クロックＣＬが与えられ、その
入力タイミングで再生信号ＲＦがディジタル値ＤＳに変
換される。変換されたディジタル値ＤＳはレベル検出回
路１５に与えられ、そこでそのレベルが検出される。レ
ベルを検出されたディジタル値ＤＳは復号回路１７に与
えられ、そこで大きいレベルから順に４番目までのディ
ジタル値ＤＳを”１”と判定し、復号する。

第４図はこの発明の４／１１符号生成方法により生成さ
れたデータの再生動作を説明するＲである。

第４図＜ａ）は記録された符号パターンＳＰを示してお
り、符号パターンＳＰは第２．５．８．９チヤンネルビ
ットが”１”となっている、これが光へラド１１により
検出されてプリアンプ１３で電圧に変換されて再生信号
ＲＦとなる（第４図（ｂ））、これが基準クロックＣＬ
のタイミングでＡ／Ｄ変換され、ディジタル値ＤＳとな
り、レベル検出回路１５て゛そのレベルが検出される。

次に復号回路１７で上位４つのレベルのディジタル値Ｄ
Ｓを有するチャンネルビットが“１”と判定され、復号
信号ＤＭとして出力される。

このようにこの発明方法によれば”０“のチャンネルビ
ットを”ｌ”と誤検出する可１化性の大きいパターンを
除いているので”０”のチャンネルビットを”１“と誤
認することが少なくなる。

第５図は、この発明による４／ｌｌ符号のイレージヤ−
による再生誤り検出法の一例である。

第５図のように、符号パターン中に”０′のチャンネル
ビットが”１”のチャンネルピントに扶よれるようなパ
ターンが存在すると、前述したように、熱的影響により
後続ビットが大きくなり、”０”と記録したビットが”
　１“と誤って再生される場合がある。

本発明による４／１１記録符号は、図に示すように、誤
りやすいパターンと誤って再生されるパターンの関係が
一意的になるようなビットパターンを割り当てて符号化
しているので、誤って再生されるパターンをイレージヤ
−としておけば、誤検出を容易に検出、訂正できる。そ
の結果、最ゆう復号が可能となり、検出Ｆ＋’ｉ度が向
上する。

［発明の効果］以上説明したとおり、本発明の４／１１記録符記録酸方
法及び装置によれば、４／１１記ｊ２符号の各シンボル
の符号語において、連続し隣接する２つのパターン境界
部分において、先行符号語パターンの最後２ビットおよ
び、当変換符号話パターンの先頭２ビットの連続におい
て、３ビットがすべて”１”の場合及び、４ビットがす
べて”１“の場合の２次変換パターンを除くと、”１”
のチャンネルビットが３つ以上連続するパターンはない
、そのため、再生信号ＲＦにおいて、”１０１′のチャ
ンネルビットパターンが誤って”１１１”のチャンネル
ビットパターンとして誤検出されたとき、誤りを検知し
て、訂正する事ができ、”０”のチャンネルビットを°
１”と誤認することが少なくなる。　この結果、はとん
どのパターンは変換後の符号系列内の有意の連続ビット
数は２以下となり、誤検出Ｎ率の非常に低い符号コード
となっているである。　従って、４／１１記録符号を復
号するときに、誤認による検出エラーを減少できる効果
がある。

また、誤検出をしたとしても連続し隣接する２つのパタ
ーン境界部分において、先行パターンの第１０．１１、
および、当該パターンの第１．２ビットの連続する４ビ
ットがすべて有意（＝”１”）か、どうかによって　イ
レージヤ−のパターンを切り替えることにより、容易に
誤検出パターンの検出、訂正ができ、その結果、最ゆう
復号が可能となり、データの検出精度が向上する。また
第２図に示したように、ハードウェアはランダムロジッ
クにて容易に構成できる。

１１ビットに変換して、その中の４ビットだけが４／１
１記録符記録酸方法にて記録された光デイプ、　　　１
４・・　Ａ／Ｄコンバータ、１５・・・レベル検出回路
、　　　１７・・・復号回路、　　　　ＤＩ・　・８ビ
ットのデータ、ＤＯ・・・出力４／１１記録符号語、Ｓ
ＣＫ・シンボル周期クロック、ＰＡ　　　　パターンＡ
群の１つのパターン５　　　ＰＣ・パターンＣ群の１つ
のパターン、　　　ｓｐ・　・４／１１符号パターン、
　　　ＣＬ・　・基準クロック、　　　ＤＳ　　・　デ
ィジタル値。

なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）８ビットのデータを１１ビットに変換して、その
中の４ビットだけが有意（＝１）であるパターンの４／１１記録符号を生成する方法において
、該８ビットデータに一意的に対応させた、連続する有意のビットが２ビット以下のパ
ターン群Ａと、該パターン群Ａに含まれかつ、先頭２ビ
ットが有意なパターン群Ｂと、該パターン群Ａに含まれ
ずかつ、連続する有意のビットが３以下で該パターン群
Ｂに一意的に対応させたパターン群Ｃを用いて４／１１
記録符号を生成するに際し、通常は８ビットデータをパターン群Ａに一意的に変換する
が、パターン群Ｂの使用により、変換パターンの境界に
て有意のビットが４ビット連続する場合、該パターン群
Ｂに一意的に対応したパターン群Ｃを使用した変換をお
こない、変換後の符号系列内の有意の連続ビット数を最
大３ビットとし、かつその発生確率を小さくすることを
特徴とする４／１１記録符号の生成方法。
（２）８ビットのデータを１１ビットに変換して、その
中の４ビットだけが有意（＝１）であるパターンの４／
１１記録符号を生成する装置において、該８ビットデー
タに一意的に対応させた、連続する有意のビットが２ビット以下のパタ
ーン群Ａと、該パターン群Ａに含まれかつ、先頭２ビッ
トが有意なパターン群Ｂと、該パターン群Ａに含まれず
かつ、連続する有意のビットが３以下で該パターン群Ｂ
に一意的に対応させたパターン群Ｃを用いて４／１１記
録符号を生成する手段を有し、通常は８ビットデータをパターン群Ａに一意的に変換す
るが、パターン群Ｂの使用により、変換パターンの境界
にて有意のビットが４ビット連続する場合、該パターン
群Ｂに一意的に対応したパターン群Ｃを使用した変換を
おこなう手段を有し、変換後の符号系列内の有意の連続
ビット数を最大３ビットとし、かつその発生確率を小さ
くすることを特徴とする４／１１記録符号の生成装置。３）光ディスク媒体に記録される符号系列内の有意の連
続ビット数が最大３ビットとし、かつその発生確率を小
さくし、光ディスク媒体内の記録ビットの熱伝搬の影響
をが小さくし、形成されるビット形状を劣化させない事
を目的として、８ビットのデータを１１ビットに変換し
て、その中の４ビットだけが有意（＝１）であるパター
ンの４／１１記録符号が記録された光ディスク媒体を作
成するに際し、該８ビットデータに一意的に対応させた
、連続する有意のビットが２ビット以下のパターン群Ａ
と、該パターン群Ａに含まれかつ、先頭２ビットが有意
なパターン群Ｂと、該パターン群Ａに含まれずかつ、連
続する有意のビットが３以下で該パターン群Ｂに一意的
に対応させたパターン群Ｃを用いて４／１１記録符号を
記録し、通常は８ビットデータをパターン群Ａに一意的
に変換するが、パターン群Ｂの使用により、変換パター
ンの境界にて有意のビットが４ビット連続する場合、該
パターン群Ｂに一意的に対応したパターン群Ｃを使用し
た変換パターンで記録をおこなう事により、光ディスク
内の記録ビットの形状を劣化させない事を特徴とする４
／１１記録符号の記録媒体。