KR100224817B1

KR100224817B1 - 디지탈 데이터의 변조방법

Info

Publication number: KR100224817B1
Application number: KR1019950022553A
Authority: KR
Inventors: 김명준; 노명도
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1995-07-27
Filing date: 1995-07-27
Publication date: 1999-10-15
Also published as: KR970008049A

Abstract

본 발명은, 광(光) 또는 자기(磁氣) 기록재생 매체(media) 및 광섬유(optical fiber) 등의 디지탈 데이터 채널(channel)에 적용되는 디지탈 데이터의 변조방법에 관한 것으로서, 변조된 디지탈 데이터 내에서 자체적인 에러검출 기능 및 동기화 기능을 갖지 못한 종래의 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것이다.

본 발명은, 최소 변조 단위에 있어서, 입력 비트수 : 변조 채널 비트수를 4 : 7 로 결정하는 단계; RLL(Run Length Limited)을 1 채널 비트에서부터 7 채널 비트의 범위로 적용시키는 단계; 및 최소 변조단위의 채널 비트들 중에서 소정 위치의 한 채널 비트의 값을 '0'으로 고정하여 적용시키는 단계를 포함한 것을 그 특징으로 하여,

에러 발생의 범위가 한정적인 에러 뿐만 아니라, 다음 데이터에 영향을 미치는 연쇄적 에러도 유효하게 검출할 수 있음에 따라, 디지탈 데이터의 신뢰도(Reliability)를 높일 수 있다.

Description

디지탈 데이터의 변조방법

제1도는 종래의 변조방법들 및 본 발명의 변조방법의 특징들을 요약한 표이다.

제2도는 본 발명의 일 실시예에 따른 변조방법을 설명하기 위한 변조 코드표이다.

제3도는 제2도의 제1방법으로 인코딩(Encoding)하는 과정을 나타낸 예시도이 다.

제4도는 제2도의 제2방법으로 인코딩(Encoding)하는 과정을 나타낸 예시도이 다.

제5도는 제2도의 제1방법에 의거하여 디코딩(Decoding)하는 과정을 나타낸 예시도이다.

제6도는 제2도의 제2방법에 의거하여 디코딩(Decoding)하는 과정을 나타낸 예시도이다.

본 발명은 디지탈 데이터의 변조방법(Modulation method of digital data)에 관한 것으로서 특히, 광(光) 또는 자기(磁氣) 기록재생 매체(media) 및 광섬유(optical fiber) 등의 디지탈 데이터 채널(channel)에 적용되는 디지탈 데이터의 변조방법에 관한 것이다.

종래의 디지탈 데이터의 변조방법으로는, 일반적으로 통용되는 MFM(Modified Frequency Modulation) 방법, 컴팩트 디스크(Compact Disk)에 통용되는 EFM(Eight to Fourteen Modulation) 방법, 그리고 광자기 디스크에 통용되는 RLL(2, 7) 방법 및 RLL(1, 7) 방법 등이 있다. 원래 RLL(Run Length Limited)이란, 각 변조방법을 특징짓는 파라메터(parameter)로서, 연속되는 이진수 '0'의 값을 허용하는 채널 비트(bits)수의 범위를 말한다. 예를 들어, 상기 RLL(2, 7) 방법에서는, 2 채널 비트에서부터 7 채널 비트의 범위 내에서, 연속되는 이진수 '0'의 값을 허용하게 된다. 또한 상기 RLL(1, 7) 방법에서는, 1 채널 비트에서부터 7 채널 비트의 범위 내에서, 연속되는 이진수 '0'의 값을 허용하게 된다. 한편 상기 MFM 방법에서는, 1 채널 비트에서부터 3 채널 비트의 범위 내에서, 연속되는 이진수 '0'의 값을 허용하게 된다. 그리고 상기 EFM 방법에서는 2 채널 비트에서부터 10 채널 비트의 범위 내에서, 연속되는 이진수 '0'의 값을 허용하게 된다. 여기서 상기 채널 비트란, 입력 디지탈 데이터가 변조된 상태에서의 채널 비트를 말한다.

상기 RLL 이외에 각 변조방법을 특징짓는 파라메터(parameter)로서, '변환비(變換比)'가 있다. 상기 변환비란, 최소 변조 단위에 대한 '입력 비트수 : 변조 채널 비트수'를 의미한다. 상기 MFM 방법 및 RLL(2, 7) 방법에서는 1 : 2 의 변환비를 각각 적용한다. 또한 상기 RLL(1, 7) 방법에서는 2 : 3, EFM 방법에서는 8 : 14 의 변환비를 적용한다. EFM 방법의 경우, 8 : 14 의 변환비를 적용하는 데에 연유되어, EFM(Eight to Fourteen Modulation)이란 이름을 갖게 되었다. 그러나 상기 EFM 방법의 하나로서, 직류(BC) 성분을 흡수하기 위하여 3 채널 비트가 추가된 8 : 17 의 변환비가 주로 적용된다.

디지탈 데이터의 처리과정에서 나타날 수 있는 에러들(errors)은, 그 전파성(傳播性)에 따라 한정적(限定的) 에러와 연쇄적(連鎖的) 에러로 구분될 수 있다. 상기 한정적 에러는 버스트 에러(Burst error)와 같이 특정 위치의 결함(defect)에 의한 에러로서, 에러 발생의 범위가 한정적인 에러이다. 상기 연쇄적 에러는 비트 시프트(Bit shift), 피크 미싱(Peak missing), 엑스트라 피크(Extra peak) 등과 같이 1 내지 2 바이트(byte)에 걸쳐서 발생되는 에러로서 그 전파성(電波性)이 크다.

상기와 같은 종래의 변조방법들을 이용하는 경우, 연속되는 이진수 '0'의 값을 허용하는 채널 비트(bits)수의 범위 즉, RLL(Run Length Limited)이 정확히 적용되었는지를 확인함으로써 에러검출을 수행한다.

이와 같이 RLL 만을 적용한 에러검출방법은, 상기 한정적 에러검출에는 유효하지만, 상기 연쇄적 에러검출에는 그 한계성을 갖는다. 또한 종래의 변조방법들은 데이터의 자체적 동기화 기능이 없으므로, 상기 연쇄적 에러검출이 이루어지지 못한 경우를 대비하여, 동기화를 위한 비트를 수시로 삽입해야만 한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 변조된 디지탈 데이터 내에서 자체적인 에러검출 기능 및 동기화 기능을 갖는, 디지탈 데이터의 변조방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 디지탈 데이터의 변조방법은, 최소 변조 단위에 있어서, 입력 비트수 : 변조 채널 비트수를 4 ; 7 로 결정하는 단계, RLL(Run Length Limited)을 1 채널 비트에서부터 7 채널 비트의 범위로 적용시키는 단계, 및 최소 변조단위의 채널 비트들 중에서 소정 위치의 한 채널 비트의 값을 '0'으로 고정하여 적용시키는 단계를 포함한 것을 그 특징으로 한다.

제1도는 종래의 변조방법들 및 본 발명웨 변조방법의 특징들을 요약한 표이다. 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 변조방법은, 변환비(變換比)를 4 : 7 로, RLL(Run Length Limited)을 1 채널 비트에서부터 7 채널 비트의 범위로 적용시키는 것을 그 특징으로 한다. 아울러, 최소 변조단위의 채널 비트들 중에서 소정 위치의 한 채널 비트의 값을 '0'으로 고정하여 적용시키는 것을 그 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

제2도는 본 발명의 일 실시예에 따른 변조방법을 설명하기 위한 변조 코드표이다. 도시된 바와 같이, 입력 디지탈 데이터는 4 비트 단위로 변조되어 7 채널 비트 단위로 재현된다. 또한 연속되는 이진수 '0'의 값을 허용하는 범위 즉, RLL(Run Length Limited)은 1 채널 비트에서부터 7 채널 비트의 범위로 적용시킨다. 아울러, 최소 변조단위인 7 개의 채널 비트들 중에서 소정 위치의 한 채널 비트의 값을 '0'으로 고정하여 적용시킴에 따라, 변조된 디지탈 데이터 내에서 자체적인 에러검출 기능을 가질 수 있다. 채널 비트의 값이 '0'으로 고정될 위치는, 상기 7 개의 채널 비트들 중에서 첫번째 비트, 또는 마지막 비트로 선정됨으로써, 변조된 디지탈 데이터 내에서 자체적인 동기화 기능을 가질 수 있다. 제2도에 도시된 제1방법에서는 상기 7 개의 채널 비트들 중에서 마지막 비트 즉, 일곱번째 비트의 값이 '0'으로 고정되어 있고, 제2방법에서는 상기 7 개의 채널 비트들 중에서 첫번째 비트의 값이 '0'으로 고정되어 있다.

제2도에 도시된 바와 같이, 4 비트 단위의 입력 디지탈 데이터에 대한 경우의 수는 2⁴즉, 16 가지이다. 상기 16 가지의 입력 데이터를, 상기 제1방법 및 제2방법의 조합에 의하여 변조할 수 있는 경우의 수는, 2×16!(factorial)이 된다.

제3도는 제2도의 제1방법으로 인코딩(Encoding)하는 과정을 나타낸 예시도이다. 도시된 바와 같이 데이터가 '1 1 0 1', '0 0 0 1', '0 1 0 1', '1 1 0 0', ..... 의 순서로 입력되는 경우, 채널 비트값은, '1 0 1 0 0 1 0', '0 0 0 1 0 0 0', '1 0 0 0 0 1 0', '1 0 1 0 1 0 0', ..... 의 순서로 인코딩된다. 여기서 최소 변조 단위인 7 개의 채널 비트들 중에서 마지막 비트 즉, 일곱번째 비트의 값이 '0'으로 고정되어 있음을 알 수 있다.

제4도는 제2도의 제2방법으로 인코딩(Encoding)하는 과정을 나타낸 예시도이다. 도시된 바와 같이 데이터가 '1 1 0 1', '0 0 0 1', '0 1 0 1', '1 1 0 0', ..... 의 순서로 입력되는 경우, 채널 비트값은, '0 1 0 1 0 0 1', '0 0 0 0 1 0 0', '0 1 0 0 0 0 1', '0 1 0 1 0 1 0', ..... 의 순서로 인코딩된다. 여기서 최소 변조 단위인 7 개의 채널 비트들 중에서 첫번째 비트의 값이 '0'으로 고정되어 있음을 알 수 있다.

제5도는 제2도의 제1방법에 의거하여 디코딩(Decoding)하는 과정을 나타낸 예시도이다. 도시된 바와 같이 채널 비트값이 '0 1 0 1 0 0 0', '0 0 1 0 1 0 0', '0 0 1 0 0 0 0', '0 0 0 1 0 0 0', '0 1 0 0 0 1 0', ..... 의 순서로 변조된 경우, 출력 데이터는, '0 1 1 0', '1 0 0 1', '0 0 0 0', '0 0 0 1', '1 0 0 0', ..... 의 순서로 디코딩된다.

제6도는 제2도의 제2방법에 의거하여 디코딩(Decoding)하는 과정을 나타낸 예시도이다. 도시된 바와 같이 채널 비트값이 '0 0 1 0 1 0 0', '0 0 0 1 0 1 0', '0 0 0 1 0 0 0', '0 0 0 1 0 0 0', '0 0 1 0 0 0 1', ..... 의 순서로 변조된 경우, 출력 데이터는, '0 1 1 0', '1 0 0 1', '0 0 0 0', '0 0 0 0', '1 0 0 0', ..... 의 순서로 디코딩된다.

상기한 바와 같이, 입력 디지탈 데이터는 4 비트 단위로 변조되어 7 채널 비트 단위로 재현된다. 따라서 8 비트 즉, 1 바이트(byte)의 입력 데이터는 14 채널 비트로 변조된다. 제2도에 도시된 제1방법의 경우, 14 채널 비트 중 일곱번째 및 열네번째 비트가 항상 '0'으로 변조됨을 알 수 있다. 또한 제2방법의 경우, 첫번째 및 여덟번째 비트가 항상 '0'으로 변조됨을 알 수 있다.

다음은 제2도에 제시된 데이터를 상세히 설명하기로 한다.

NRZI(Non Return to Zero Inverse) 방식의 시스템인 경우, 상기 RLL을 1 채널 비트로 한정한다면 인접 펄스(pulse)와의 에지(edge) 간격은, 단위 비트주기(T)의 두 배 즉, 2T가 된다 또한 상기 RLL이 7 채널 비트이면 인접 펄스(pulse)와의 에지(edge) 간격은, 단위 비트주기(T)의 여덟배 즉, 8T가 된다. 결국 본 발명에 따른 변조방법에 있어서, 인접 펄스와의 에지 간격은 최소 2T 부터 최대 8T 가 된다.

제2도의 데이터에서, 입력 바이트가 16진수 '0 1' 즉, 이진수 '0 0 0 0 0 0 0 1'의 값인 경우, 제1방법으로 변조된 데이터는 '0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0' 이 되어 상기 에지 간격이 8T 가 된다. 또한 입력 바이트가 16진수 '0 1' 즉, 이진수 '0 0 0 0 0 0 0 1'의 값인 경우, 제2방법으로 변조된 데이터는 '0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0' 이 되어 상기 에지 간격이 8T 가 된다. 입력 바이트가 16진수 '2 1' 즉, 이진수 '0 0 1 0 0 0 0 1'의 값인 경우, 제1방법으로 변조된 데이터는 '1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0' 이 되어 상기 에지 간격이 8T 가 된다. 또한 입력 바이트가 16진수 '2 1' 즉, 이진수 '0 0 1 0 0 0 0 1'의 값인 경우, 제2방법으로 변조된 데이터는 '0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0' 이 되어 상기 에지 간격이 8T 가 된다. 이와 같은 방식으로 상기 에지 간격이 8T 인 경우를 살펴보면, 상대적으로 적은 발생 빈도임을 알 수 있다.

입력 바이트가 16진수 '1 1' 즉, 이진수 '0 0 0 1 0 0 0 1'의 값인 경우, 제1방법으로 변조된 데이터는 '0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0' 이 되어 상기 에지 간격이 7T 가 된다. 또한 입력 바이트가 16진수 '1 1' 즉, 이진수 '0 0 0 1 0 0 0 1'의 값인 경우, 제2방법으로 변조된 데이터는 '0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0' 이 되어 상기 에지 간격이 7T 가 된다.

입력 바이트가 16진수 '1 0' 즉, 이진수 '0 0 0 1 0 0 0 0'의 값인 경우, 제1방법으로 변조된 데이터는 '0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0' 이 되어 상기 에지 간격이 6T 가 된다. 또한 입력 바이트가 16진수 '1 1' 즉, 이진수 '0 0 0 1 0 0 0 0'의 값인 경우, 제2방법으로 변조된 데이터는 '0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0' 이 되어 상기 에지 간격이 6T 가 된다.

이와 같은 방식으로 상기 변조된 데이터의 에지 간격을 살펴보면, 6T 에서 7T를 거치지 않고 8T로 전환되는 경우도 발생한다. 예를 들어, 16진수 '0 1'과 '1 0'의 입력 바이트가 순차적으로 입력되는 경우를 들 수 있다. 마찬가지로 16진수 '1 0'과 '0 1'의 입력 바이트가 순차적으로 입력되면, 8R 에서 7T를 거치지 않고 6T로 전환된다. 한편, 제2도와 같은 변조 데이터인 경우, 완전하게 2T 의 에지 간격을 갖는 경우가 발생되지 않음을 확인할 수 있다. 2T 의 에지 간격과 가장 근접한 경우는, 입력 바이트가 16진수 'F F'인 경우이다. 이와 같이 2T 의 에지 간격을 포함한 경우는 많이 발생된다. 예를 들어, 입력 바이트가 16진수 'C C', 'D D', 'C D', 'C F', 'D F' 인 경우 등등 다양하다.

상기와 같이 변조된 디지탈 데이터의 에러검출을 수행하려면, 최소 변조단위인 7 개의 채널 비트들 중에서 '0'의 값으로 고정되었던 비트의 값들을 합산하면 된다. 즉, 합산된 값이 '0'이면 에러가 없고, '1'이면 에러가 있다고 판정할 수 있다. 상기 제1방법 및 제2방법의 조합에 의하여 변조된 경우, 최소 변조단위인 7 개의 채널 비트들 중에서 '0'의 값으로 고정되었던 첫번째 또는 일곱번째 비트의 값들을 합산하면 된다. 이에 따라, 버스트 에러(Burst error)와 같은 한정적 에러 뿐만 아니라, 비트 시프트(Bit shift), 피크 미싱(Peak missing), 엑스트라 피크(Extra peak) 등과 같이 1 내지 2 바이트(byte)에 걸쳐서 발생되는 연쇄적 에러도 유효하게 검출할 수 있다.

이상 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 디지탈 데이터의 변조방법에 의하면, 에러 발생의 범위가 한정적인 에러 뿐만 아니라, 다음 데이터에 영향을 미치는 연쇄적 에러도 유효하게 검출할 수 있음에 따라, 디지탈 데이터의 신뢰도(Reliability)를 높일 수 있다.

Claims

최소 변조 단위에 있어서, 입력 비트수 : 변조 채널 비트수를 4 로 결정하는 단계, RLL(Run Length Limited)을 1 채널 비트에서부터 7 채널 비트의 범위로 적용시키는 단계, 및 최소 변조단위의 채널 비트들 중에서 소정 위치의 한 채널 비트의 값을 '0'으로 고정하여 적용시키는 단계를 포함한 것을 그 특징으로 하는 디지탈 데이터의 변조방법.
제1항에 있어서, 상기 RLL은, 연속되는 이진수 '0'의 값을 허용하는 채널 비트(bits)수의 범위인 것을 그 특징으로 하는 디지탈 데이터의 변조방법.
제2항에 있어서, 상기 RLL은, 변조 과정에서 발생되는 디지탈 데이터의 에러를 검출하기 위하여 적용되는 것을 그 특징으로 하는 디지탈 데이터의 변조방법.
제1항에 있어서, 상기 한 채널 비트의 값을 '0'으로 고정하여 적용시키는 단계는, 변조된 디지탈 데이터 내에서 자체적인 에러검출 기능을 수행하기 위하여 적용되는 것을 그 특징으로 하는 디지탈 데이터의 변조방법.
제4항에 있어서, 상기 자체적인 에러검출 기능은, 상기 '0'으로 고정하여 적용된 채널 비트의 값들을 합산한 후, 합산된 값이 '0'이면 에러가 없고, '1'이면 에러가 있다고 판정하는 것을 그 특징으로 하는 디지탈 데이터의 변조방법.
제1항에 있어서, 상기 한 채널 비트의 값을 '0'으로 고정하여 적용시키는 단계는, 변조된 디지탈 데이터 내에서 자체적인 동기화 기능을 수행하기 위하여 적용되는 것을 그 특징으로 하는 디지탈 데이터의 변조방법.
최소 변조 단위에 있어서, 입력 비트수 : 변조 채널 비트수를 4 : 7 로 결정하는 단계, RLL(Run Length Limited)을 1 채널 비트에서부터 7 채널 비트의 범위로 적용시키는 단계, 및 최소 변조단위의 채널 비트들 중에서 첫번째 비트의 값을 '0'으로 고정하여 적용시키는 단계를 포함한 것을 그 특징으로 하는 디지탈 데이터의 변조방법.
제7항에 있어서, 상기 RLL은, 연속되는 이진수 '0'의 값을 허용하는 채널 비트(bits)수의 범위인 것을 그 특징으로 하는 디지탈 데이터의 변조방법.
제8항에 있어서, 상기 RLL은, 변조 과정에서 발생되는 디지탈 데이터의 에러를 검출하기 위하여 적용되는 것을 그 특징으로 하는 디지탈 데이터의 변조방법.
제7항에 있어서, 상기 한 채널 비트의 값을 '0'으로 고정하여 적용시키는 단계는, 변조된 디지탈 데이터 내에서 자체적인 에러검출 기능을 수행하기 위하여 적용되는 것을 그 특징으로 하는 디지탈 데이터의 변조방법.
제10항에 있어서, 상기 자체적인 에러검출 기능은, 상기 '0'으로 고정하여 적용된 채널 비트의 값들을 합산한 후, 합산된 값이 '0'이면 에러가 없고, '1'이면 에러가 있다고 판정하는 것을 그 특징으로 하는 디지탈 데이터의 변조방법.
제7항에 있어서, 상기 한 채널 비트의 값을 '0'으로 고정하여 적용시키는 단계는, 변조된 디지탈 데이터 내에서 자체적인 동기화 기능을 수행하기 위하여 적용되는 것을 그 특징으로 하는 디지탈 데이터의 변조방법.
최소 변조 단위에 있어서, 입력 비트수 : 변조 채널 비트수를 4 : 7 로 결정하는 단계, RLL(Run Length Limited)을 1 채널 비트에서부터 7 채널 비트의 범위로 적용시키는 단계, 및 최소 변조단위의 채널 비트들 증에서 마지막 비트의 값을 '0'으로 고정하여 적용시키는 단계를 포함한 것을 그 특징으로 하는 디지탈 데이터의 변조방법.
제13항에 있어서, 상기 마지막 비트는, 상기 최소 변조단위의 채널 비트들 중에서 일곱번째 비트인 것을 그 특징으로 하는 디지탈 데이터의 변조방법.
제13항에 있어서, 상기 RLL은, 연속되는 이진수 '0'의 값을 허용하는 채널 비트(bits)수의 범위인 것을 그 특징으로 하는 디지탈 데이터의 변조방법.
제15항에 있어서, 상기 RLL은, 변조 과정에서 발생되는 디지탈 데이터의 에러를 검출하기 위하여 적용되는 것을 그 특징으로 하는 디지탈 데이터의 변조방법.
제13항에 있어서, 상기 한 채널 비트의 값을 '0'으로 고정하여 적용시키는 단계는, 변조된 디지탈 데이터 내에서 자체적인 에러검출 기능을 수행하기 위하여 적용되는 것을 그 특징으로 하는 디지탈 데이터의 변조방법.
제17항에 있어서, 상기 자체적인 에러검출 기능은, 상기 '0'으로 고정하여 적용된 채널 비트의 값들을 합산한 후, 합산된 값이 '0'이면 에러가 없고, '1'이면 에러가 있다고 판정하는 것을 그 특징으로 하는 디지탈 데이터의 변조방법.
제13항에 있어서, 상띠 한 채널 비트의 값을 '0'으로 고정하여 적용시키는 단계는, 변조된 디지탈 데이터 내에서 자체적인 동기화 기능을 수행하기 위하여 적용되는 것을 그 특징으로 하는 디지탈 데이터의 변조방법.