KR20010021659A - 입력 정보신호의 인코딩 - Google Patents

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칼만요세푸스에이.에이치.엠.
쇼우하머임민크코르넬리스에이.
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요트.게.아. 롤페즈
코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은, 정보신호를 인코딩하는 장치를 제안한다. 이때, 정보신호는 (d,k) 시퀀스일 수 있다. 이 장치는, 시퀀스 내부의 2개의 연속된 1들 사이에 있는 0들의 개수를 n 만큼 변화시킴으로써, (d,k) 시퀀스를 (d+n,k+n) 시퀀스로 인코딩한다. 또한, 정보신호는 (d,k) 형태를 갖는 RLL 시퀀스일 수 있다. 이 장치는, 런길이를 각각 n개의 비트셀 만큼 변화시킴으로써, 신호를 (d+n,k+n)의 형태를 갖는 RLL 시퀀스로 인코딩한다.

Description

입력 정보신호의 인코딩{ENCODING OF AN INPUT INFORMATION SIGNAL}
본 발명은, (d,k) 형태를 갖는 런길이 제한된(runlength limited: RLL) 정보신호를 인코딩된 정보신호로 인코딩하며,
- 입력신호를 수신하는 입력수단과,
- 런길이 제한된 정보신호를 인코딩된 정보신호로 변환하는 변환수단과,
- 인코딩된 정보신호를 출력하는 출력수단을 구비한 인코딩 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, (d,k) 시퀀스의 형태를 갖는 신호를 인코딩된 정보신호로 인코딩하며,
- 입력신호를 수신하는 입력수단과,
- 런길이 제한된 정보신호를 인코딩된 정보신호로 변환하는 변환수단과,
- 인코딩된 정보신호를 출력하는 출력수단을 구비한 인코딩 장치에 관한 것이다.
더구나, 본 발명은, 입력 정보신호를 인코딩하는 이에 대응하는 인코딩 방법에 관한 것이다. 전술한 장치는 종래기술에 공지되어 있다. 이에 대해서는, USP 5,477,222(PHN 14,448)를 참조하기 바란다.
상기한 문헌에 기재된 장치는, (d,k) 시퀀스(이것은 NRZI 인코딩된 신호로도 불린다)를 발생할 수 있는데, 이 시퀀스는 1T 프리코더(precoder)에서 프리코딩시에, (d,k) 형태를 갖는 런길이 제한된 정보신호(이것은 NRZ 신호로도 불린다)를 발생한다. 이 (d,k) 시퀀스는, (d,k) 시퀀스 내부에서 서로의 다음에 발생하는 연속적인 1들 사이에 최소 d개 및 최대 k개의 0을 포함한다. 상기한 (d,k) 시퀀스로부터 얻어진 런길이 제한된 정보신호는, 정보신호 내부의 연속적인 신호 반전 사이에 최소 d+1개 및 최대 k+1개의 런길이(연속적인 0들로 이루어진 배열 또는 연속적인 1들로 이루어진 배열)를 포함한다.
본 발명은 개량된 인코딩 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명에 따르면, (d,k) 형태를 갖는 런길이 제한된 정보신호를 인코딩된 정보신호로 인코딩하며,
- 입력신호를 수신하는 입력수단과,
- 런길이 제한된 정보신호를 인코딩된 정보신호로 변환하는 변환수단과,
- 인코딩된 정보신호를 출력하는 출력수단을 구비한 인코딩 장치에 있어서,
상기 변환수단은, 런길이 제한된 정보신호 내부의 런길이를 런길이 제한된 정보신호의 n개의 비트셀(bitcell) 만큼 변화시킴으로써, (d,k) 형태를 갖는 런길이 제한된 정보신호를 인코딩된 정보신호로서 (d+n,k+n)의 형태를 갖는 런길이 제한된 정보신호로 변환하도록 구성되며, 이때 n은 상수값인 것을 특징으로 한다.
더구나, 본 발명에 따르면, (d,k) 시퀀스의 형태를 갖는 신호를 인코딩된 정보신호로 인코딩하며,
- 입력신호를 수신하는 입력수단과,
- 런길이 제한된 정보신호를 인코딩된 정보신호로 변환하는 변환수단과,
- 인코딩된 정보신호를 출력하는 출력수단을 구비한 인코딩 장치에 있어서,
상기 변환수단은, (d,k) 시퀀스 내부의 2개의 연속적인 1들 사이에 있는 0들의 개수를 n만큼 변화시킴으로써, (d,k) 시퀀스를 인코딩된 정보신호로서 (d+n,k+n) 시퀀스로 변환하도록 구성되며, 이때 n은 상수값인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 다음과 같은 착상에 근거를 두고 있다. 최근에, DVD 광 디스크용으로 EFM+로 불리는 채널 코드가 제안되었다. EFM+ 채널 코드는 USP 5,696,505(PHN 14746)에 기재되어 있으며 2와 동일한 d 제약을 갖는다. 이것은, 디스크 상에 기록된 EFM+ 변조된 신호 내부의 최소 런길이가 2라는 것을 의미한다. 상변화에 기반을 둔 기록가능한 기록매체에 대해, 기록매체 상의 피트의 모서리는 덜 만족스럽게 형성된다. 디스크 상에 높은 비트 밀도가 필요한 경우에는, d=1과 같이 더 낮은 d 제약을 갖는 채널 코드가 바람직하다. 따라서, 동일한 발생원으로부터 나왔을 때, DVD 디스크 및 기록가능한 디스크 상에 기록하는데 필요한 채널 인코딩된 정보신호를 얻기 위해서는 서로 다른 채널 인코더가 필요하다. 본 발명은, 2의 d 제약을 갖는 EFM+ 인코딩된 채널 신호를 1의 d 제약을 갖는 또 다른 채널 인코딩된 신호로 변환하는 변환장치를 제시함으로써, 이와 같은 문제점을 극복한다. 이때, 변환은 NRZI 영역 또는 NRZ 영역에서 수행될 수 있다.
이에 따르면, 모든 런길이가 1 비트셀 만큼 줄어들어, 원래의 채널 인코딩된 신호와 마찬가지로, DC가 없는 변환된 채널 인코딩된 신호를 발생한다.
채널 디코딩시에는, 1 비트셀을 추가함으로써 런길이가 확대되어, 원래의 EFM+ 변조된 신호의 복제본을 발생한다.
이때, 이와 관련하여, n은 정수 상수일 필요는 없다는 점에 주목해야 한다. 따라서, 런길이는, 비트셀의 정수의 길이와 동일하지 않은 길이만큼 변화될 수도 있다.
더구나, 문헌 'A universal algorithm for generating optimal and nearly optimal runlength-limited, charge constrained binary sequences', by P.E.Bender et al in Proc. IEEE, Int. Symposium on Information Theory 1993, Santa Antonia, USA에는, d 또는 k 제약의 위반을 피하기 위해 시퀀스 내부의 1들을 스터핑(stuffing)하는 방법에 대해 개시되어 있다는 점에 주목하기 바란다.
이하, 본 발명의 이와 같은 발명내용과 또 다른 발명내용을 다음의 첨부도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다:
도 1은 (d,k) 시퀀스를 (d-1,k-1) 시퀀스로 변환하는 장치를 나타낸 것이고,
도 2는 (d,k) 시퀀스를 (d+1,k+1) 시퀀스로 변환하는 장치를 나타낸 것이며,
도 3은 (d,k) 형태를 갖는 RLL 시퀀스를 (d-1,k-1) 형태를 갖는 RLL 시퀀스로 변환하는 과정을 나타낸 것이고,
도 4는 (d,k) 시퀀스를 발생하는 채널 인코더를 더 구비한 인코딩 장치의 일 실시예를 나타낸 것이며,
도 5는 (d,k) 형태를 갖는 RLL 시퀀스를 발생하는 채널 인코더를 더 구비한 인코딩 장치의 일 실시예를 나타낸 것이다.
도 1은, (d,k) 시퀀스 내부에 있는 2개의 연속적인 1들 사이에 매번 발생하는 복수의 0들로 이루어진 배열로부터 한 개의 0을 삭제함으로써, (d,k) 시퀀스를 (d-1,k-1) 시퀀스로 변환하는 장치(1)를 나타낸 것이다. 시퀀스 s1은 장치의 입력(2)에 인가된다. 도 1은, 시퀀스 내부의 네 번째 1과 다섯 번째 1 사이에 있는 0들의 개수가 2이기 때문에 2와 동일한 d 제약을 갖는 신호 s1을 나타낸 것이다. 변환시에, 시퀀스 s2가 얻어진다. 도 1로부터, 시퀀스 s2내부의 연속적인 1들 사이에 있는 0들의 개수가 1만큼 줄어들었다는 것을 알 수 있다. 그 결과, 신호 s2는 (d-1,k-1) 제약을 받는 시퀀스에 해당한다. 신호 s2에 대해 1T 프리코딩을 수행한 후에, 도 1의 장치를 사용하여 얻어진 신호 s2는, 예를 들면 DVD 디스크의 광 기록매체와 같은 기록매체 상에 기록될 수 있다.
물론, 시간 척도에서 보았을 때, 2가지 신호 s1및 s2는 거의 동일한 길이를 갖는다. 이때, 신호 s2에 대한 비트 전송속도가 신호 s1에 대한 것보다 낮다는 사실에 차이가 있다.
도 2는, (d,k) 시퀀스 내부에 있는 2개의 연속적인 1들 사이에 매번 발생하는 1들로 이루어진 배열에 한 개의 0을 추가함으로써, (d,k) 시퀀스를 (d+1,k+1) 시퀀스로 변환하는 장치(10)를 나타낸 것이다. 이때, 시퀀스 s2가 장치의 입력(12)에 인가된다. 도 2는, 시퀀스 내부의 네 번째 및 다섯 번째 1 사이에 있는 0들의 개수가 1이기 때문에 1과 동일한 d를 갖는 신호 s2를 나타낸 것이다. 변환시에, 시퀀스 s1이 얻어진다. 도 2로부터, 매번 시퀀스 s1에 있는 연속적인 1들 사이에 있는 0들의 개수가 1만큼 증가하였다는 것을 알 수 있다. 그 결과, 도 2에 도시된 신호 s2가 도 1에 도시된 신호 s2와 동일한 신호라고 가정하면, 신호 s1은 도 1에 도시된 신호 s1과 동일한 비트 전송속도를 갖는 (d+1,k+1) 제약을 받는 신호에 해당한다.
도 3은, 3의 최소 런길이를 갖는 런길이 제한된 신호 s3를 나타낸 것이다. 도 1에 도시된 장치와 마찬가지로, 신호 s3내부에서 발생하는 각각의 런길이로부터 한 개의 비트셀(즉 1T)을 뺌으로써 신호 s3의 런길이를 변화시킬 수 있는 장치는, 도 3에 마찬가지로 나타낸 신호 s4를 발생한다. 역으로, 도 2에 도시된 장치와 마찬가지로, 신호 s4내부에 발생하는 각각의 런길이에 1개의 비트셀(즉 1T)을 추가함으로써, 신호 s4내부의 런길이를 변화시킬 수 있는 장치는, 신호 s3를 발생한다.
이때, 마찬가지로, 물론, 시간 척도에서 보았을 때, 2가지 신호 s3및 s4는 거의 동일한 길이를 갖는다. 이때, 신호 s4에 대한 비트 전송속도가 신호 s3에 대한 것보다 더 낮다는 사실에 차이점이 존재한다.
도 4는 인코딩 장치의 일 실시예를 나타낸 것으로, 이때 채널 인코더(20), aT 프리코더, 특히 1T 프리코더(22) 및 검출기(24)와 함께, 도 1에 도시된 변환부(1)가 사용된다. 소스 신호는 입력(26)으로 공급되며, 이것은 (d,k) 시퀀스 s1으로 변환된다. 이때, 채널 인코더(20)는, 입력신호를 (d,k) 시퀀스로 채널 인코딩하는 이전에 소개한 EFM+와 같은 임의의 채널 인코더일 수 있다. 변환부(1) 내부에서 변환된 후에, 변환된 신호는 공지된 1T 프리코더에서 인코딩되어, 출력(28)에 존재하는 출력신호를 발생한다. 채널 인코더는, 검출기(24)에 의해 주어진 제어신호에 응답하여 그것의 입력신호를 (d,k) 시퀀스로 인코딩한다. 이때, 제어신호는, 일례로서, 1T 프리코더의 출력신호가 DC가 없도록 하거나, 기타의 요구조건을 프리코더의 출력신호에 부과할 수 있도록 한다.
상기한 채널 코더(20)는, 소스 신호에 응답하여, 비트당 "1들"의 개수가 일정하게 되도록 하는 (d,k) 시퀀스를 발생하도록 구성되는 것이 바람직하다. 전술한 USP 5,477,222에 있어서는, 한 개의 2-비트 소스어가 한 개의 3-비트 변환된 워드로 변환되거나, 2개의 연속적인 2-비트 소스어가 2개의 연속적인 3-비트 변환된 워드로 변환되거나, 3개의 연속적인 2-비트 소스어가 3개의 연속적인 3-비트 변환된 워드로 변환되었다. 이때, 한 개의 2-비트 소스어의 변환은 단지 한 개의 '1' 비트를 포함하는 변환된 워드를 발생하고, 2개의 연속적인 2-비트 소스의 변환은 2개의 '1' 비트를 포함하는 2개의 연속적인 3-비트 변환된 워드를 발생하며, 3개의 연속적인 2-비트 소스어의 변환은 3개의 '1' 비트를 포함하는 3개의 연속적인 3-비트 변환된 워드를 발생한다는 것을 알 수 있다. 그 결과, 채널 인코더(20)의 출력신호는 비트당 1/3개의 '1' 비트를 포함한다.
비트당 일정한 개수의 '1들'을 구현할 수 있는 채널 코더의 가능한 실시예는 다음과 같다. d 제약이 1이고, 7/12 변환 코드를 목표로 한다고 가정하자. d=1 제약을 만족하고 최소한 1개의 '0'으로 시작하는 길이 12를 갖는 233개의 채널어가 존재하므로, 이것들은 자유롭게 연결될 수 있다. 233개의 채널어 중에서, 11개의 채널어는 단지 한 개의 '1'을 포함하고, 45개의 채널어는 2개의 '1들'을 포함하며, 84개의 채널어는 3개의 '1들'을 포함하고, 70개의 채널어는 4개의 '1들'을 포함하며, 21개의 채널어는 5개의 '1들'을 포함하고, 1개의 채널어가 6개의 '1들'을 포함한다.
이에 따라, 채널 코더는, 각각 3개의 '1들'을 포함하는 84개의 채널어를 84개의 7-비트 소스어중 해당하는 한 개에 할당함으로써 실현될 수 있다. 더구나, 2개 또는 4개의 '1들'을 포함하는 45쌍의 채널어를 선택한다. 각각의 쌍을 45개의 7-비트 소스어에 할당한다. 45와 84의 합은 128보다 큰 129이므로, 7/12 채널 코드를 구현할 수 있다. 이에 따라, 인코딩은 다음과 같이 실현된다. 84개의 소스어를 3개의 '1들'을 포함하는 84개의 채널어로 인코딩하는 것은 간단하다. 한쌍의 채널어에 해당하는 소스어가 나타나자마자, 2개의 '1들'을 포함하는 채널어와 4개의 '1들'을 포함하는 채널어가 교대로 선택된다. 그 결과, 채널 코드 변환이 수행되어, 3 비트 당 한 개의 '1'을 포함하는 채널 신호가 발생한다.
도 5는, 도 3을 참조하여 설명한 것과 같은 변환이 그 내부에서 적용되는 인코딩 장치의 또 다른 실시예를 나타낸 것이다. 도 3을 참조하여 위에서 설명한 것과 같은 방식으로 런길이를 변화시키는 인코딩부(1a) 이외에, 본 실시예는, 마찬가지로, 채널 인코더(20), aT 프리코더, 특히 1T 프리코더(22)와, 검출기(24)를 구비한다. 이때, 변환기(1a)가 다른 위치, 즉 1T 프리코더의 출력에 배치되므로, 변환기(1a)는 1T 프리코더(22)에 의해 발생된 RLL 시퀀스를 변환할 수 있다.
소스 신호는 입력(26)으로 공급되며, 이것은 (d,k) 시퀀스 s1으로 변환된다. 이때, 채널 인코더(20)는, 입력신호를 (d,k) 시퀀스로 채널 인코딩하는 이전에 소개한 EFM+와 같은 임의의 채널 인코더일 수 있다. 이 (d,k) 시퀀스는 공지된 1T 프리코더 내부에서 인코딩되어, 그것의 출력에서 RLL 시퀀스를 발생한다. 그후, 변환기(1a)는 전술한 방식으로 RLL 시퀀스를 출력(28)에 존재하는 출력신호로 변환한다. 채널 인코더는, 검출기(24)에 의해 주어진 제어신호에 응답하여 그것의 입력신호를 (d,k) 시퀀스로 인코딩한다. 이때, 제어신호는, 일례로서, 1T 프리코더의 출력신호가 DC가 없도록 하거나, 기타의 요구조건을 프리코더의 출력신호에 부과할 수 있도록 한다.
상기한 채널 코더(20)는, 소스 신호에 응답하여, 프리코더(22)의 출력에 있는 RLL 시퀀스 내부의 비트당 신호 전이의 수가 일정하게 되도록 하는 (d,k) 시퀀스를 발생하도록 구성되는 것이 바람직하다. 이것은 전술한 것과 같은 채널 코더(20)를 사용하여 구현될 수 있다.
비록, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 이들 실시예는 본 발명을 제한하기 위해 주어진 실시예가 아니라는 점은 자명하다. 따라서, 청구범위에 기재된 것과 같은 본 발명의 범주를 벗어나지 않으면서, 본 발명이 속한 기술분야에 속한 당업자에게 있어서 다양한 변형이 이루어질 수 있다.
본 발명에서는, 비록 단어 "인코딩"이 송신기/기록장치에서 대부분 사용되며, 송신기/기록장치 내부에서의 인코딩과 반대의 인코딩이 수행되는 것을 나타내기 위해 단어 "디코딩"이 수신기/재생장치에서 대부분 사용되지만, 이들 단어 사이에 근본적인 차이가 없다는 것을 명시적으로 언급한다. 따라서, 수신기/재생장치도 인코딩 장치를 구비하는 것으로 생각할 수 있다. 이와 같은 인코딩 장치는 송신/인코딩 과정 동안 인코딩의 역으로 수신/재생된 신호를 인코딩한다.
일례로서, 송신기/기록장치가 런길이(0들의 개수)를 +n 비트셀 만큼(+n 만큼) 변화하는 인코딩 장치를 구비하고 있다고 가정하면, 수신기/재생장치 내부의 대응하는 인코딩 장치는 런길이(0들의 개수)를 -n 비트셀 만큼(-n 만큼) 변화시킨다.
더구나, 본 발명은 모든 신규한 특징부 또는 이들 특징부의 조합을 포괄한다.

Claims (10)

  1. (d,k) 형태를 갖는 런길이 제한된 정보신호를 인코딩된 정보신호로 인코딩하며,
    - 입력신호를 수신하는 입력수단과,
    - 런길이 제한된 정보신호를 인코딩된 정보신호로 변환하는 변환수단과,
    - 인코딩된 정보신호를 출력하는 출력수단을 구비한 인코딩 장치에 있어서,
    상기 변환수단은, 런길이 제한된 정보신호 내부의 런길이를 런길이 제한된 정보신호의 n개의 비트셀 만큼 변화시킴으로써, (d,k) 형태를 갖는 런길이 제한된 정보신호를 인코딩된 정보신호로서 (d+n,k+n)의 형태를 갖는 런길이 제한된 정보신호로 변환하도록 구성되며, 이때 n은 상수값인 것을 특징으로 하는 인코딩 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 장치는, 상기 입력신호를 상기 런길이 제한된 정보신호로 채널 인코딩하는 채널 인코딩 수단을 더 구비하고, 이 채널 인코딩 수단은, 런길이 제한된 정보신호 내부의 비트당 전이의 수가 일정하게 되도록, 상기 입력신호에 응답하여 상기 런길이 제한된 정보신호를 발생하도록 구성된 것을 특징으로 하는 인코딩 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    n은 바람직하게는 +1인 정수 상수인 것을 특징으로 하는 인코딩 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    n은 바람직하게는 -1인 정수 상수인 것을 특징으로 하는 인코딩 장치.
  5. (d,k) 형태를 갖는 런길이 제한된 정보신호를 인코딩된 정보신호로 인코딩하며,
    - 입력신호를 수신하는 단계와,
    - 런길이 제한된 정보신호를 인코딩된 정보신호로 변환하는 단계와,
    - 인코딩된 정보신호를 출력하는 단계를 포함하는 인코딩 방법에 있어서,
    상기 변환단계는, 런길이 제한된 정보신호 내부의 런길이를 런길이 제한된 정보신호의 n개의 비트셀 만큼 변화시킴으로써, (d,k) 형태를 갖는 런길이 제한된 정보신호를 인코딩된 정보신호로서 (d+n,k+n)의 형태를 갖는 런길이 제한된 정보신호로 변환하도록 구성되며, 이때 n은 상수값인 것을 특징으로 하는 인코딩 방법.
  6. (d,k) 시퀀스의 형태를 갖는 신호를 인코딩된 정보신호로 인코딩하며,
    - 입력신호를 수신하는 입력수단과,
    - (d,k) 시퀀스를 인코딩된 정보신호로 변환하는 변환수단과,
    - 인코딩된 정보신호를 출력하는 출력수단을 구비한 인코딩 장치에 있어서,
    상기 변환수단은, (d,k) 시퀀스 내부의 2개의 연속적인 1들 사이에 있는 0들의 개수를 n만큼 변화시킴으로써, (d,k) 시퀀스를 인코딩된 정보신호로서 (d+n,k+n) 시퀀스로 변환하도록 구성되며, 이때 n은 상수값인 것을 특징으로 하는 인코딩 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 장치는, 상기 입력신호를 상기 (d,k) 시퀀스로 채널 인코딩하는 채널 인코딩 수단을 더 구비하고, 이 채널 인코딩 수단은, (d,k) 시퀀스 내부의 비트당 1들의 개수가 일정하게 되도록, 상기 (d,k) 시퀀스를 발생하도록 구성된 것을 특징으로 하는 인코딩 장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    n은 바람직하게는 +1인 정수 상수인 것을 특징으로 하는 인코딩 장치.
  9. 제 6항에 있어서,
    n은 바람직하게는 -1인 정수 상수인 것을 특징으로 하는 인코딩 장치.
  10. (d,k) 시퀀스의 형태를 갖는 신호를 인코딩된 정보신호로 인코딩하며,
    - 입력신호를 수신하는 단계와,
    - (d,k) 시퀀스를 인코딩된 정보신호로 변환하는 단계와,
    - 인코딩된 정보신호를 출력하는 단계를 포함하는 인코딩 방법에 있어서,
    상기 변환단계는, (d,k) 시퀀스 내부의 2개의 연속적인 1들 사이에 있는 0들의 개수를 n만큼 변화시킴으로써, (d,k) 시퀀스를 인코딩된 정보신호로서 (d+n,k+n) 시퀀스로 변환하도록 구성되며, 이때 n은 상수값인 것을 특징으로 하는 인코딩 방법.
KR1020007000217A 1998-05-13 1999-05-06 입력 정보신호의 인코딩 KR100548827B1 (ko)

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