KR20010096009A - 통신 및 멀티미디어를 위한 변조코드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 run length limited 변조코드로 유선이나 무선통신, 멀티미디어 스토리지 등에 적용될 수 있다.

본 발명의 변조코드는 RLL(1,10,4,6) code로 1과1사이의 최소 0은 1, 1과1사이의 최대 0은 10이고 4 bit data를 6 channel bit로 변조하고 상기코드의 명칭은 이후 SB code 라고 한다.

상기 변조코드의 장점은 변조 복조 회로가 간단하여 고속 data통신에서 속도를 향상시킬 수 있고, DC 억압능력이 우수하여 slice시에 error 발생이 적고, 특정 byte의 error가 인접한 byte에 영향을 미치는 Error propagation 특성이 우수하다.

Description

통신 및 멀티미디어를 위한 변조코드{ Modulation code for communication and multimedia }

본 변조코드 발명의 목적은 고속 고밀도를 추구하는 현재의 유선 무선 통신과 하드디스크 광디스크 등의 데이터 스토리지에 적합한 코드를 제안하는데 있다.

상기 변조코드의 장점은 변조 복조 회로가 간단하여 고속 data통신에서 속도를 향상시킬 수 있고, DC 억압능력이 우수하여 slice시에 error 발생이 적고, 특정 byte의 error가 인접한 byte에 영향을 미치는 Error propagation 특성이 우수하다. 또한 변조코드의 mapping table의 가짓수가 많고 table이 간단하므로 암호화 수단으로도 사용 할 수 있다.

본 발명은 유선 무선 통신과 하드디스크 광디스크 등의 데이터 스토리지에 사용되는 변조코드이다.

이 분야의 종래 기술로는 RLL(1,3), RLL(1,7), EFM, EFM+code 등이 있다.

본 발명에서는 통신이나 멀티미디어 스토리지 분야의 고속, 고밀도 디지털화에 적용하기 위해 기존의 RLL code보다 하드웨어 사이즈가 작고, 변조 복조 회로가 단순하여 속도가 빠르며, d=1을 적용하여 jitter 대응력을 높이고 DC 억압능력과 Error propagation을 개선한 변조코드를 제안한다.

도1. - 변조를 위한 회로의 블록도

도2. - 복조를 위한 회로의 블록도

본 발명의 code는 RLL(1,10,4,6)code로 4 bit의 data를 6 channel bit로 변조하는 최소 run length d=1, 최대 run length k=10 인 run length limited code이다. 상기 code는 최소 run length d=1을 만족하는 6 bit codeword 21개 중 000000를 제외한 20로 두개의 state(state0, state1)을 가지는 주변환 table을 만든다. 상기 code의 state0는 첫번째 bit가 0인 12개의 codeword중에서 010100 과 010101를 제외한 10개의 codeword로 구성한다. 상기 code의 state1은 000000를 제외하고 남은 codeword, 즉 첫번째 bit가 1인 8개의 codeword와 state0에서 제외된 010100 과 010101를 이용하여 구성한다. 상기 각 state의 10개의 codeword로 16개의 4bit data에 mapping 시키는 방법은 마지막 bit가 1로 끝나는 4개의 codeword는 next state를 0로 두어 다음에 오는 codeword의 첫번째 bit가 언제나 0가 되도록 하고, 마지막 bit가 0로 끝나는 6개의 codeword는 next state가 state0인 경우와 next state가 state1인 두 경우를 모두 각각의 4bit data에 mapping 하면 10개의 codeword가 16진수 0에서 F까지 16 개의 data에 각각 mapping 된다.

표1에 있는 main table state 0의 16개 codeword에 4 bit 0000부터 1111까지16개의 data symbol을 중복되지 않도록 일대일로 mapping하고, 표1에 있는 main table state 1의 16개 codeword에 대하여도 4 bit 0000부터 1111까지 16개의 data symbol을 중복되지 않도록 일대일로 mapping 한다.

이때 state0의 010000_nextstate0와 010000_nextstate1는 16진수 0~F중에 가장 빈번히 발생하는 두 수 (예를 들면 0와 F)에 mapping 하는 것이 codeword stream의 디지털 합 DSV(Digital Sum Value)을 제어하기에 좋다.

상기 codeword stream의 DSV(Digital Sum Value)을 제어하는 방법은 main table에서 사용되지 않은 000000 codeword를 sub table state0로 이용하여 010000_next state0 와 000000_next state0, 010000_next state1 와 000000_next state1중 상기 DSV(Digital Sum Value)의 절대값이 작은 쪽을 선택한다. 즉 next state는 바뀌지 않고 main table의 010000가 sub table의 000000로 바뀐다. 그러나 sub code인 000000가 DSV의 절대값이 작더라도 변경후 연속된 code의 최대 run length k가 10을 초과하면 main table의 codeword인 010000로 유지해야 한다.

상기 중복되지 않도록 일 대 일로 mapping 하는 방법의 가짓수는 symbol 0000를 16개의 codeword중 하나로 변환하고 0001을 나머지 15개중 하나로 변환하고 0010을 나머지 14개중 하나로 변환하고 ...... 1110을 나머지 2개중 하나로 변환하고 1111을 마지막 하나로 변환하고 등등 main state0와 0000부터 1111까지 매핑하는 방법만 16의 계승(16x15x14x13x12x11x10x9x8x7x6x5x4x3x2) 즉 20922789888000 만큼의 방법이 있고, 마찬가지로 main state1와 0000부터 1111까지 매핑하는 방법도 20922789888000 만큼의 가짓 수가 있다. 즉 16의 계승 곱하기 16의 계승 만큼의변조 code table이 있을 수 있다. 상기 변조코드의 변조와 복조회로가 대단히 간단하며 변조코드의 가짓수가 4 곱하기 10의 26승 이상으로 많은 것을 이용하여 암호가 code table을 결정하도록 하면 정확한 암호를 모르고서는 변조된 데이터의 복조가 불가능하다.

4bit 데이터의 입력 stream을 6 channel bit의 codeword stream으로 변조하는 회로는 main state0 와 main state1의 변조table을 기억하고, 4 bit의 입력 symbol과 이전 codeword의 next state 1bit, 즉 D filpflop의 출력(도1.1)을 address로 6bit의 변조된 code와 next state 1bit를 출력하는 ROM memory(도1.2)와, ROM memory에서의 출력 code가 010000인지 확인하는 조건부(도1.3)와, 010000를 000000로 변경하여도 {{이전 codeword의 trailing 0 개수} + 6 + {다음 codeword의 leading 0 개수}} 즉 최대 run length k가 10을 초과하지 않는지 검사하는 k 검사부(도1.4)와, ROM memory에서의 출력 code가 010000이고 상기 k가 10을 초과하지 않는 경우 현재까지 running DSV의 절대값과 010000를 000000로 변경한 경우의 running DSV의 절대값을 계산 하여 비교하는 DSV 절대값 비교부(도1.5)와, ROM memory에서의 출력 code가 010000이고, 상기 최대 run length k가 10을 초과하지 않고, 010000를 000000로 변경한 경우의 running DSV의 절대값이 작으면 codeword 010000를 codeword 000000로 변경하는 MUX(도1.6)로 구성되고 이 MUX의 출력이 변조회로의 출력이다.

상기 Running DAV 절대값 비교부(도1.5)는 codeword 010000 바로 이전 codeword의 다섯번째 bit 까지의 절대값보다, 상기 codeword 010000 바로 이전codeword의 마지막 여섯번째 codeword의 절대값이 더 작으면, 다음 codeword로 010000보다 000000가 오는 것이 DSV의 절대값이 더 작아지는 알고리즘을 이용하여 구성한다.

상기 6 channel bit로 변조된 codeword를 다시 4bit의 data로 복조하는 회로는 입력된 6bit codeword가 첫번째 bit가 1 이거나, 두 번째와 네 번째 bit가 모두 1인 경우 state1에 포함된 codeword라고 알려주는 state 확인부(도2.1)와, 현재 codeword의 state와 이전 codeword,즉 D flipflop의 출력(도2.2)을 입력으로 원래의 4bit data symbol을 복조 해주는 finite state machine(도2.3)으로 구성되어 있다.

본 발명의 효과는 상기 변조코드를 사용하면 변조 복조 회로가 간단하여 고속 data통신에서 속도를 향상시킬 수 있고, DC 억압능력이 우수하여 slice시에 error 발생이 적고, 특정 byte의 error가 인접한 byte에 영향을 미치는 Error propagation 특성이 우수하다. 또한 변조코드의 mapping table의 가짓수가 많고 table이 간단하므로 암호화 수단으로도 사용 할 수 있다.

Claims (4)

1. 표1에 있는 main table state 0의 16개 codeword에 4 bit 0000부터 1111까지 16개의 data symbol을 중복되지 않도록 일대일로 mapping하고, 표1에 있는 main table state 1의 16개 codeword에 대하여도 4 bit 0000부터 1111까지 16개의 data symbol을 중복되지 않도록 일대일로 mapping하여 변조하고, 변조된 codeword가 010000인 경우 표2. Sub table에서 상기 010000의 codeword를 000000로 변환하여도 최대 run length k가 10을 초과하지 않을 때 010000 와 000000 두 codeword중 running DSV의 절대값이 작은 codeword를 선택하는 RLL(1,10,4,6) 변조 code.
2. 청구항 1의 변조 code table의 가짓수가 16의 계승의 제곱(약 4.3 곱하기 10의 26승) 만큼 많으면서 변조 table이 간단한 것을 이용하여 암호가 변조코드 table을 결정하도록 하여 변조와 암호화를 동시에 수행하는 암호화 변조 시스템.
3. 청구항 1의 변조 code table로 4bit 입력 데이터를 6 channel bit의 codeword로 변조하는 회로

   4bit 데이터의 입력 stream을 6 channel bit의 codeword stream으로 변조하는 회로는 main state0 와 main state1의 변조table을 기억하고, 4 bit의 입력 symbol과 이전 codeword의 next state 1bit, 즉 D filpflop의 출력(도1.1)을 address로 6bit의 변조된 code와 next state 1bit를 출력하는 R0M memory(도1.2)와, R0M memory에서의 출력 code가 010000인지 확인하는 조건부(도1.3)와, 010000를 000000로 변경하여도 {{이전 codeword의 trailing 0 개수} + 6 + {다음 codeword의 leading 0 개수}} 즉 최대 run length k가 10을 초과하지 않는지 검사하는 k 검사부(도1.4)와, ROM memory에서의 출력 code가 010000이고 상기 k가 10을 초과하지 않는 경우 현재까지 running DSV의 절대값과 010000를 000000로 변경한 경우의 running DSV의 절대값을 계산 하여 비교하는 DSV 절대값 비교부(도1.5)와, ROM memory에서의 출력 code가 010000이고, 상기 최대 run length k가 10을 초과하지 않고, 010000를 000000로 변경한 경우의 running DSV의 절대값이 작으면 codeword 010000를 codeword 000000로 변경하는 MUX(도1.6)로 구성되고 이 MUX의 출력이 변조회로의 출력이다.
4. 청구항 1의 변조 code table로 상기 6 channel bit로 변조된 codeword를 다시 4bit의 data로 복조하는 회로.

   상기 6 channel bit로 변조된 codeword를 다시 4bit의 data로 복조하는 회로는 입력된 6 bit codeword가 첫번째 bit가 1 이거나, 두 번째와 네 번째 bit가 모두 1인 경우 state1에 포함된 codeword라고 알려주는 state 확인부(도2.1)와, 현재 codeword의 state와 이전 codeword 즉 D flipflop의 출력(도2.2)을 입력으로 원래의 4bit data symbol을 복조 해주는 finite state machine(도2.3)으로 구성되어 있다.