KR20010097263A

KR20010097263A - 고밀도 디브이디에서 에러정정을 위한 인터리빙 방법

Info

Publication number: KR20010097263A
Application number: KR1020000021183A
Authority: KR
Inventors: 곽대연
Original assignee: 전주범; 대우전자주식회사
Priority date: 2000-04-21
Filing date: 2000-04-21
Publication date: 2001-11-08

Abstract

본 발명은 고밀도 디브이디(DVD: Digital versatile Disk) 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고밀도 디브이디에서 오류정정 능력을 향상시키기 위해 오류정정블럭을 구성하고 인터리빙(Interleaving)하는 방법에 관한 것이다.

이러한 본 발명의 방법은, 고밀도 디브이디 시스템의 오류정정방법에 있어서, 소정 크기의 오류정정블럭을 복수개 횡으로 결합하여 결합된 오류정정 블럭을 형성하는 단계; 및 상기 새로 형성된 오류정정 블럭을 소정 단위로 묶어 인터리빙하는 단계를 포함한다. 따라서, 본 발명에 따르면 1바이트단위의 인터리빙 대신에 4바이트를 합쳐 인터리빙함으로써 인터리빙에 필요한 메모리를 절약할 수 있고, 4바이트 단위로 인터리빙하면서 일정간격 단위로 거리(space)를 두어 종래의 오류정정 방법보다 정정능력이 향상되는 효과가 있다. 특히, 종래의 ECC블럭을 횡으로 2개 결합하여 오류정정 능력을 향상시키면서도 종래의 리드솔로몬 부호기를 그대로 사용할 수 있어 하드웨어 구현이 용이한 잇점이 있다.

Description

고밀도 디브이디에서 에러정정을 위한 인터리빙 방법{ Interleaving method for error correction control in the high density DVD }

본 발명은 고밀도 디브이디(DVD: Digital versatile Disk) 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고밀도 디브이디에서 오류정정 능력을 향상시키기 위해 오류정정블럭을 구성하고 인터리빙하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, DVD는 재생 전용과 기록 및 재생이 가능한 2가지 타입으로 크게 구분되는데, 재생 전용의 광 디스크에 정보를 기록하는 방법은 디스크에 피트(pit)라 불리는 홈을 세겨서 피트가 있는 부분을 "0"에 피트가 없는 부분(랜드)을 "1"에 대응시키는 것이고, 재생시에는 디스크의 트랙을 따라 빛을 조사한 후 빛의 반사량의 차이로 "1","0"을 판단한다. 기록/소거가 가능한 상변화 광 디스크는 레이저의 열에 의해 디스크의 기록막을 결정(crystalline)과 비정질(amorphous)의 2가지 상태로 서로 변화시켜 각각 "1"과 "0"에 대응시킨 것이다. 이러한 상변화 디스크의 재생방법은 재생 전용 디스크와 동일하게 반사량의 차이로 정보를 판단하는데, 결정상태의 반사량이 비정질 상태의 반사량보다 크다. 기록시 레이저의 파워를 조절하여 기록막을 결정과 비정질 상태 중 하나를 선택적으로 부여하는 것이 가능하다.

DVD 디스크에서 발생되는 에러는 모든 채널에서 발생하는 랜덤오류와 먼지나 지문 등에 의한 단연집오류(short burst error), 긁힘(scratch)에 의한 장연집오류(long burst error)가 있다. 종래의 디브이디(DVD) 오류정정시스템에서는 이와 같은 오류를 정정하기 위하여 리드솔로몬적부호(Reed-Solomon Prouct Code)를 사용한다. 그리고 연집오류에 대한 정정 능력을 향상시키기 위하여 인터리빙을 이용한다. 즉, 4.7GB의 DVDR 에러정정블럭에서는 데이터 블럭의 인접 데이터간 상관성(correlation)을 감소시키기 위하여 스크램블링(scrambling)을 수행하고, 도 2에 도시된 바와 같이 16개의 섹터를 12x172 크기로 누적하여 192x172 크기의 데이터 블럭을 만든 후 열 방향으로 RS(208,192,17)부호화를 수행하여 16행의 PO(Parity Out)를 구하고, 행 방향으로 RS(182,172,11)를 수행하여 10열의 PI(Parity In)을 구해 208x182 오류정정 블럭을 구성하였다.

그리고 이와 같은 오류정정 블럭을 구한 후 PO부분을 도 3에 도시된 바와 같이 각 섹터의 마지막인 12번째 행 다음에 한 행씩 삽입하여 행 인터리빙을 수행하였다. 이와 같은 종래의 인터리빙 방법은 데이터의 균일한 전송을 가능하게 하나오류정정은 오류정정 코어인 PI, PO RS코덱에 전적으로 의존하였다.

그런데 고밀도 디브이디(DVD)를 구현할 경우에는 디브이디의 레이저 스폿(spot)이 종래에 비해 약 1/2 가량 작아질 필요가 있으므로 단연집 오류를 발생시키는 먼지 등 오물질이나 장연집 오류를 발생시키는 긁힘의 상대적 크기가 커져 종래의 오류정정시스템으로 처리가 불가능한 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 고밀도 디브이디에서 에러정정 능력을 향상시킬 수 있는 인터리빙 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 일반적인 디브이디의 개략 구성도,

도 2는 디브이디(DVD)에서 종래의 오류정정 블럭의 구조를 도시한 도면,

도 3은 디브이디에서 종래의 행 인터리빙 개념을 도시한 도면,

도 4는 고밀도 디브이디에서 본 발명에 따라 데이터 프레임을 처리하는 순서를 도시한 도면,

도 5는 고밀도 디브이디에서 본 발명에 따른 오류정정 블럭의 구조를 도시한 도면,

도 6은 고밀도 디브이디에서 본 발명에 따른 인터리빙 개념을 도시한 도면,

도 7은 고밀도 디브이디에서 기록 프레임의 포맷의 예,

도 8은 고밀도 디브이디에서 기록된 데이터 필드의 구조이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

101: 포맷터 102: 스크램블러

103: ECC부호기 104: 변조기

105: NRZI부호기 106: 기록파형생성부

107: LD구동부 108: 픽업

109: 기록용 PLL 110: 디스크

111: 고주파증폭기 112: AGC부

113: 전치등화기 114: 결정기

115: 재생용 PLL 116: 아날로그-디지털변환기

117: 등화기 118: 비터비검출기

119: 동기 및 ID 검출기 120: 복조기

121: ECC복호기 122: 디스크램블러

123: 디포맷터

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 방법은, 고밀도 디브이디 시스템의 오류정정방법에 있어서, 소정 크기의 오류정정블럭을 복수개 횡으로 결합하여 결합된 오류정정 블럭을 형성하는 단계; 및 상기 새로 형성된 오류정정 블럭을 소정 단위로 묶어 인터리빙하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 일반적인 DVD-RAM의 개략 구성도이다. 도 1을 참조하면, DVD-RAM은 디스크(110)에 픽업(108)으로 기록하기 위한 부분이 포맷터(101), 스크램블러(102), ECC부호기(103), 변조기(104), NRZI부호기(105), 기록파형생성부(106), LD구동부(107), 기록용 PLL(109)로 이루어지고, 디스크(110)로부터 픽업(108)으로 재생하기 위한 부분이 RF증폭기(111), AGC부(112), 전치 등화기(PRE-EQ:113), 결정기(114), 재생용 PLL(115), A/D(116), 등화기(EQ:117), 비터비검출기(118), 동기 및 ID검출기(119), 복조기(120), ECC복호기(121), 디스크램블러(122), 디포맷터(123)로 구성된다.

포맷터(101)는 MPEG2 엔코더나 데이터 소스로부터 데이터 스트림을 입력받아 소정 포맷의 데이터를 형성하고, ECC부호기(103)는 리드솔로몬적부호(RS-PC)를 이용한 에러정정 부호화를 수행한다. 본 발명에 따른 ECC부호기(103)는 후술하는 바와 같이 종래의 오류정정 블럭 2개를 횡으로 결합한 새로운 오류정정 블럭을 구성한 후 4바이트 단위로 인터리빙하여 오류정정 능력을 향상시킨 것이다. 변조기(104)는 제한된 런랭스부호화(run-length encoding)를 수행하여 직류성분을 제거하고, NRZI 부호기(105)는 변조기(104)의 출력을 NRZI부호로 부호화한다. NRZI 부호화된 신호는 기록파형생성부(106)에서 기록파형으로 생성된 후 LD구동부(107)를 구동하여 픽업(108)을 통해 디스크(110)에 신호를 기록한다. 기록시의 레이저 출력은 재생시의 레이저 출력보다 커 디스크의 상을 변화시킬 수 있고, 기록용 PLL(109)은 디스크에 기록된 wobble pit신호를 이용하여 기록을 위한 클럭을 제공한다.

디스크(110)에 기록된 신호는 픽업(108)에 의해 읽혀져 고주파증폭기(RF AMP:111)에서 증폭되고 AGC부(112)에서 이득이 제한된 후 A/D변환기(116)에서 디지털로 변환되어 등화기(117)를 거친다. 이때 AGC부(112)의 출력은 전치등화기(113)와 결정기(114), 재생용 PLL(115)에서 클럭으로 재생되고, 비터비(Viterbi) 검출기(118)를 통해 데이터가 재생된다. 동기 및 ID검출기(119)에서 데이터 프레임의 동기를 확립하고, 복조기(120)는 재생된 신호를 복조한다. 복조기(120)의 동작은 변조기(104)의 동작과 반대로 수행된다. 복조기(120)의 출력은 ECC복호기(121)에서 에러 정정된 후 디스크램블러(122)와 디포맷터(123)를 거쳐 데이터 스트림으로 출력된다. 재생부에서 각 부의 동작은 기록부의 동작을 역으로 수행하는 것이다.

도 4는 고밀도 디브이디(DVD)에서 데이터 필드 구성을 처리하는 절차를 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면, 단계 401에서는 4바이트의 데이터 아이디(Data ID)에 2바이트의 아이디 에러 검출코드(IED)를 부가하고, 단계 402에서는 단계 401에서 형성된 구조에 6바이트의 유보 바이트(RSV)와 2048 바이트의 메인 데이터(Main Data)를 추가한다. 단계 403에서는 단계 402에서 형성된 구조에 4바이트의 에러검출코드(EDC)를 추가하여 데이터 프레임을 완성하고, 단계 404에서는 구성된 데이터 프레임에 대해 스크램블을 수행한다. 단계 401 내지 단계 403은 도 1의 포맷터(101)에서 수행되고, 단계 404는 스크램블러(102)에서 수행된다.

이어 단계 405에서는 16개의 스크램블된 데이터 프레임에 대해 리드솔로몬 적부호(RS-PC)를 수행하여 16개의 PO와 10개의 PI를 추가하여 1개의 ECC블럭(208 ×182)을 구성한다. 이어 단계 406에서는 2개의 ECC블럭을 합쳐 본 발명에 따른 1개의 결합된 ECC블럭(208 × 364)을 구성하고, 단계 407에서는 1개의 결합된 ECC블럭(208 ×364)에 대해 본 발명에 따른 4바이트 인터리빙을 수행한다.

인터리빙이 완료된 후 208 x 364의 인터리빙된 블럭은 각기 13 x 182의 크기를 갖는 32개의 레코딩 프레임(recording frame)으로 구성되고, 이와 같은 데이터들이 디스크에 기록된 포맷은 도 8에 도시된 바와 같이, 각 상태에 해당하는 동기코드를 갖는 프레임으로 구성된다 .

도 5는 고밀도 디브이디에서 본 발명에 따른 오류정정 블럭의 구조를 도시한 도면이다. 본 발명에 따른 오류정정 블럭은 도 1과 같은 종래의 오류정정 블럭 2개를 횡으로 결합하여 형성된 208 x 364 바이트의 크기를 갖는다. 도 5를 참조하면, 제1 행의 B0,0부터 B0,171, 제 192행의 B191,0부터 B191,171에 이르는 192 x 172 데이터 매트릭스에 대해 열과 행 방향으로 리드솔로몬 부호화를 수행하여 PO와 PI를 구한 후 부가하여 208 x 182의 ECC블럭을 구하고, 동일한 방식으로 구한 ECC블럭을 횡으로 부가하여 B0,0부터 B0,363, B207,0부터 B207,363에 이르는 새로운 ECC블럭(4Byte Merging Spaced Interleaving블럭)을 형성한다.

그리고 이와 같이 형성된 오류정정 블럭에 대해서 도 6에 도시된 바와 같이, 4바이트씩 묶어서 횡으로 배치할 때 소정 크기의 거리를 두어 배열한다. 즉, 208 x 364 크기의 ECC블럭을 데이터 행렬 B로 간주할 경우에 행렬성분 B_ij는 다음의 수학식1에 따라 B_mn으로 재 배치되어 4바이트 머지드 인터리빙(4Byte merged interleaving)이 수행된다.

상기 수학식1에서 mod(a,b)는 모듈로 연산으로 a를 b로 나눈 나머지 값을 구하는 연산자이고, [c]는 c를 넘지않는 최대정수를 구하는 연산자를 나타낸다.

도 6을 참조하면, 도 5에서 제1행 B0,0~B0,363이 4바이트 단위로 묶여 B0,0~B0,3은 제1행에, B0,4~B0,7은 제2행에, B0,8~B0,11은 3행에 저장되고, 동일한 방식으로 B0,360~B0,363까지 1행씩 뒤로 밀려 저장되는 것을 알 수 있다. 이어 도 5에서 제2행 B1,0~B1,363이 제1행과 동일한 방식으로 저장되고, 도 5에서 제3행 B2,0~B2,363은 동일한 방식으로 저장되다가 B2,100~B2,103이 중앙부분에서 끝나고 B2,104~B2,107은 이어지는 열의 제1행부터 동일한 방식으로 저장되는 것을 알 수 있다. 이와 같이 4바이트 단위로 묶여 한 행씩 뒤로 밀리면서 도 5의 에러정정블럭이 재배열 완료되면 전체적인 데이터 순서가 바뀌어 인터리빙이 완료된다.

도 7은 고밀도 디브이디에서 기록 프레임의 포맷의 예로서, 인터리빙이 완료된 후 208 x 364 크기의 인터리빙된 블럭은 13x182 크기를 가지는 32개의 레코딩 프레임(recording frame)으로 구분된다. 그리고 32 레코딩 프레임에 26개의 동기 프레임(SY0~SY7)이 부가되어 변조 후 도 8에 도시된 바와 같은 포맷으로 기록된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 1바이트단위의 인터리빙 대신에 4바이트를 합쳐 인터리빙함으로써 인터리빙에 필요한 메모리를 절약할 수 있고, 4바이트 단위로 인터리빙하면서 일정간격 단위로 거리(space)를 두어 종래의 오류정정 방법보다 정정능력이 향상되는 효과가 있다. 특히, 종래의 ECC블럭을 횡으로 2개 결합하여 오류정정 능력을 향상시키면서도 종래의 리드솔로몬 부호기를 그대로 사용할 수 있어 하드웨어 구현이 용이한 잇점이 있다.

Claims

고밀도 디브이디 시스템의 오류정정방법에 있어서,

소정 크기의 오류정정블럭을 복수개 횡으로 결합하여 결합된 오류정정 블럭을 형성하는 단계; 및

상기 새로 형성된 오류정정 블럭을 소정 단위로 묶어 인터리빙하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고밀도 디브이디에서 에러정정을 위한 인터리빙 방법.
제1항에 있어서, 상기 인터리빙하는 단계는 결합된 오류정정 블럭의 배열을 B_ij라하고, 재배치된 배열을 B_mn라할 때 수학식에 따라 재배치하여 인터리빙하는 것을 특징으로 하는 고밀도 디브이디에서 에러정정을 위한 인터리빙 방법.
제1항과 제2항에 있어서, 상기 인터리빙 단계는 일정간격 단위로 거리를 두어 인터리빙을 수행하는 것을 특징으로 하는 고밀도 디브이디에서 에러정정을 위한 인터리빙 방법.