KR20040067102A - 고밀도 광디스크의 에러정정 블록 엔코딩 및 디코딩 방법 - Google Patents

고밀도 광디스크의 에러정정 블록 엔코딩 및 디코딩 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 고밀도 광디스크의 에러정정 블록 엔코딩 및 디코딩 방법에 관한 것으로, 에러정정 블록의 엔코딩 동작 수행시, 소정 기록크기의 유저 데이터 블록을 생성한 후, 그 유저 데이터 블록 중, 종 방향의 데이터 열에 대한 아우터 패리티와, 횡 방향의 데이터 열에 대한 이너 패리티를 생성하되, 횡 방향의 데이터 열에 대한 이레이저 선언을, 소정 간격으로 구분하여 선언할 수 있도록 하기 위한 이레이저 검출 코드 열을, 상기 유저 데이터 블록 내에 포함 기록함과 아울러, 에러정정 블록 디코딩 동작 수행시, 이레이저 검출 코드 열에 에러 발생 여부를 참조하여, 이레이저를 선언함으로써, 기록밀도가 높은 차세대 고밀도 광디스크의 에러정정 블록에, 횡 방향 또는 종 방향으로 연속되는 버스트 에러가 존재하는 경우, 그 버스트 에러로 인한 에러정정 오류의 발생을 최소화시킬 수 있게 되며, 또한 디코딩 동작에 소요되는 시간 단축 및 최대 에러정정 능력을 보다 향상시킬 수 있게 되는 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

고밀도 광디스크의 에러정정 블록 엔코딩 및 디코딩 방법 {Method for encoding and decoding error correction block in high density optical disc}
본 발명은, 디브이디(DVD) 보다 기록밀도가 높은 차세대 고밀도 광디스크에 최적한 고밀도 광디스크의 에러정정 블록 엔코딩 및 디코딩 방법에 관한 것이다.
일반적인 디브이디의 포맷에 적합한 에러정정 코드(ECC: Error Correction Code)는, 리드 솔로몬 코드(RS Code: Read Solomon Code)를 이용하고 있는 데, 상기 디브이디에서의 에러정정은, RS(182,172,11)로 구성된 이너 코드(Inner Code)와, RS(192,208,17)로 구성된 아우터 코드(Outer Code)로 인터리브(Interleave)되고, 이너에서는 5 개의 에러까지 정정 가능하며, 아우터에서는 8 개의 에러까지 정정 가능하게 된다.
한편, 도 1에 도시한 바와 같이, 1 개의 에러정정 블록(ECC Block)은, 스크램블된 '172 X 192' 바이트의 유저 데이터(User Data)에, 세로마다 각 16 개의 아우터 패리티(PO: Parity Outer)가 부가되고, 가로마다 10 개의 이너 패리티(PI: Parity Inner)가 부가되는 '182 X 208' 바이트의 코드워드(Code Word)로 구성된다.
또한, 상기 에러정정 블록의 코드워드는, 도 2에 도시한 바와 같이, 16 개의 아우터 패리티가 12 개의 이너 코드워드에 각각 인터리브되는 구성 체계를 갖게 되는 데, 총 208 개의 이너 코드워드는 모두 16 섹터로 구성되고, 1 개의 섹터는 13 개의 이너 코드워드로 구성되므로, 1 개의 에러정정 블록은, 16 개의 섹터가 되고,1 개의 섹터는 13 개의 코드워드, 그리고 1 개의 이너 코드워드는 182 바이트가 된다.
그러나, 상기와 같이 구성되는 디브이디 포맷의 에러정정 블록에, 횡 방향 또는 종 방향으로 연속되는 버스트 에러(Burst Error)가 존재하게 되는 경우, 에러정정 능력이 극히 저하되어 정상적인 유저 데이터의 복원이 불가능하게 되며, 특히 디브이디(DVD) 보다 기록밀도가 높은 차세대 고밀도 광디스크의 경우, 버스트 에러로 인한 치명적인 에러정정 오류가 발생하게 되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 디브이디(DVD) 보다 기록밀도가 높은 차세대 고밀도 광디스크의 에러정정 블록(ECC Block)에, 횡 방향 또는 종 방향으로 연속되는 버스트 에러(Burst Error)가 존재하는 경우, 이레이저(Eraser)를 선언하여, 버스트 에러로 인한 에러정정 오류의 발생을 최소화시킬 수 있도록 하기 위한 고밀도 광디스크의 에러정정 블록 엔코딩 및 디코딩 방법을 제공하는 데, 그 목적이 있는 것이다.
도 1 및 도 2는 일반적인 디브이디(DVD)의 에러정정 블록에 대한 구성을 도시한 것이고,
도 3은 본 발명에 따른 고밀도 광디스크의 에러정정 블록 엔코딩 방법이 적용되는 엔코더(Encoder)를 개념적으로 도시한 것이고,
도 4는 본 발명에 따른 고밀도 광디스크의 에러정정 블록에 대한 구성을 도시한 것이고,
도 5는 본 발명에 따른 고밀도 광디스크의 에러정정 블록 디코딩 방법이 적용되는 디코더(Decoder)를 개념적으로 도시한 것이고,
도 6 및 도 7은 본 발명에 따라 엔코딩 및 디코딩되는 고밀도 광디스크의 에러정정 블록에 대한 구체적인 실시예를 도시한 것이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 데이터 블록 생성부 11 : PO 생성부
12 : PI 생성부 20 : PI 계산부
21 : PO 계산부 22 : 데이터 블록 생성부
100 : 엔코더 200 : 디코더
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고밀도 광디스크의 에러정정 블록 엔코딩 방법은, 소정 기록크기의 유저 데이터 블록을 생성하는 1단계; 및 상기 유저 데이터 블록 중, 종 방향의 데이터 열에 대한 아우터 패리티를 생성함과 아울러, 횡 방향의 데이터 열에 대한 이너 패리티를 생성하는 2단계를 포함하여 이루어지되, 상기 횡 방향의 데이터 열에 대한 이레이저 선언을, 소정 간격으로 구분하여 선언할 수 있도록 하기 위한 이레이저 검출 코드 열을, 상기 유저 데이터 블록 내에 적어도 하나 이상 기록하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하며,
또한, 본 발명에 따른 고밀도 광디스크의 에러정정 블록 디코딩 방법은, 에러정정 블록의 이너 패리티를 이용하여, 횡 방향의 데이터 열에 대한 에러 발생 위치를 검출하는 1단계; 상기 검출된 에러 발생 위치가, 해당 데이터 열 내에 소정 간격으로 기록된 이레이저 검출 코드에 연속적으로 발생한 경우, 이레이저를 선언하는 2단계; 및 상기 에러정정 블록의 아우터 패리티를 이용하여, 종 방향의 데이터 열에 대한 에러정정 동작을 수행하되, 상기 이레이저가 선언된 위치 정보를 참조하여, 에러정정 불가능을 선택적으로 선언하는 3단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 고밀도 광디스크의 에러정정 블록 엔코딩 및 디코딩 방법에 대한 바람직한 실시예에 대해, 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도 3은, 본 발명에 따른 고밀도 광디스크의 에러정정 블록 엔코딩 방법이 적용되는 엔코더(Encoder)를 개념적으로 도시한 것으로, 상기 엔코더(100)에는, 입력되는 유저 데이터(User Data)를 소정 기록크기의 데이터 블록(Data Block)으로 생성하기 위한 데이터 블록 생성부(10)와, 상기 데이터 블록에 대한 아우터 패리티를 생성하기 위한 PO 생성부(11), 그리고 상기 데이터 블록에 대한 이너 패리티를 생성하기 위한 PI 생성부(12)가 포함 구성될 수 있다.
한편, 상기 엔코더(100)에서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 유저 데이터를 엔코딩하여 'N1X N2' 바이트의 기록크기를 갖는 에러정정 블록(ECC Block)을 생성하게 되는 데, 상기 에러정정 블록의 코드율은, 'K1X K2' 바이트의 유저 데이터 블록에서, 이레이저 검출 코드(ERDC: Erase Detection Code)를 감산한 후, 'OP' 바이트의 아우터 패러티(PO)와 'IP' 바이트의 이너 패러티(PI)를 포함한 'N1X N2' 바이트의 전체 기록크기로 나눈 값, 즉, '((K1X K2) - ERDC) / (N1X N2)'의 코드율이 된다.
또한, 상기 에러정정 블록의 최대 에러정정 능력은, 'N2X OP' 바이트가 되며, 상기 에러정정 블록은, RS(L+IP,L,IP)로 구성된 이너 코드(Inner Code)와, RS(N1,K1,N1-K1+1)로 구성된 아우터 코드(Outer Code)에 의해 에러정정 된다.
그리고, 상기 엔코더(100)에서는, 상기와 같이 데이터 블록을 생성한 다음, RS(N1,K1,N1-K1+1)에 의해 'OP(=N1-K1)' 바이트의 개수만큼 아우터 패리티(PO)를 생성하게 되고, 도 4에 도시한 바와 같이, 빗금 친 첫 번째 이레이저 검출 코드(ERDC) 열과 'I' 바이트 간격의 데이터 열을 이용하여, RS(L+IP,L,IP+1)에 의해 'IP(=N2-K2)' 바이트의 개수만큼 이너 패리티(PI)를 생성하게 된다.
한편, 상기 'I' 바이트의 간격은, 에러정정 블록의 코드율을 조정하기 위하여, 임의의 바이트 간격으로 조절될 수 있으며, 상기 'N1X N2' 바이트의 기록크기를 갖는 최종 에러정정 블록은, 횡 방향의 데이터 열을 기준으로 하여 순차적으로 독출된다.
도 5는, 본 발명에 따른 고밀도 광디스크의 에러정정 블록 디코딩 방법이 적용되는 디코더(Decoder)를 개념적으로 도시한 것으로, 상기 디코더(200)에는, 횡 방향의 데이터 열을 기준으로 독출되는 데이터 열을 수신하여 에러정정 블록을 구성함과 아울러, 횡 방향의 데이터 열과 이너 패러티(PI)를 이용하여 에러 검출동작을 수행한 후, 이레이저를 선언하기 위한 PI 계산부(20)와, 상기 이레이저가 선언된 위치 정보와 아우터 패러티(PO)를 이용하여, 이레이저 디코딩 동작을 수행하기 위한 PO 계산부(21), 그리고 상기 이레이저 디코딩 동작에 의해 에러정정된 유저 데이터 블록을 생성하기 위한 데이터 블록 생성부(22)가 포함 구성될 수 있다.
한편, 상기 디코더(200)에서는, 도 4를 참조로 전술한 바와 같이 구성되는 에러정정 블록 중, 횡 방향의 데이터 열이 독출 수신되는 경우, 그 데이터 열과 이너 패리티(PI)를 이용하여, 이너 코드에 의한 디코딩 동작을 수행한 후, 이레이저 여부를 선언하게 되는 데, 상기 이레이저 선언은, 상기 데이터 열에 포함된 이레이저 검출 코드(ERDC)에 연속적으로 에러가 발생하였을 때, 현재 이너 코드에 의한 디코딩 동작이 수행되고 있는 데이터 열에 대해 이레이저를 선언하게 된다.
즉, RS(L+IP,L,IP+1)로 구성된 이너 코드에 의한 디코딩 과정에서 얻어진 에러 위치가, 동일선 상의 데이터 열에 포함된 이레이저 검출 코드에 연속적으로 발생하는 경우, 현재 이너 코드에 의한 디코딩 동작이 수행되는 소정 데이터 열의 블록에 이레이저를 선언하게 된다.
또한, 상기 디코더(200)에서는, 상기와 같은 과정을 통해 얻어진 이레이저 위치 정보들을 이용하여, 아우터 코드에서 이레이저 디코딩을 수행하게 되며, 상기 아우터 코드를 이용한 이레이저 디코딩은, '(이레이저 선언 개수)+(2 X 랜덤 에러 개수) ≤ (N1-K1)' 조건을 만족하는 경우에 한하여 수행되고, 그 이외의 경우에는 에러정정 불가능을 선언하게 된다.
도 6 및 도 7은, 본 발명에 따라 엔코딩 및 디코딩되는 고밀도 광디스크의 에러정정 블록에 대한 구체적인 실시예를 도시한 것으로, 도 3 및 도 4를 참조로 전술한 바와 같이 구성 및 동작되는 엔코더(100)에 의해 생성되는 에러정정 블록은, '212 X 180' 바이트의 기록크기를 가질 수 있으며, 이때 상기 에러정정 블록의 코드율은, '172 X 192' 바이트의 데이터 블록에서, 1 바이트의 이레이저 검출 코드(ERDC) 열들을 감산한 후, '20' 바이트의 아우터 패러티(PO)와 '8' 바이트의 이너 패러티(PI)를 포함한 '212 X 180' 바이트의 전체 기록크기로 나눈 값인 '0.86' 코드율이 된다.
또한, 상기 에러정정 블록의 최대 에러정정 능력은, '3600' 바이트가 되고, 상기 에러정정 블록은, RS(12,4,9)로 구성된 이너 코드와, RS(212,192,21)로 구성된 아우터 코드(Outer Code)에 의해 에러정정 된다.
그리고, 상기 엔코더(100)에서는, 갈로아 필드 GF(28)를 이용하여, 종 방향의 192 바이트를 생성함과 아울러, 횡 방향의 172 바이트를 생성하여, 데이터 블록을 구성한 후, RS(212,192,21)에 의해 20 바이트의 아우터 패리티(PO)를 생성하게 되며, 도 6에 도시한 바와 같이, 빗금 친 첫 번째 1 바이트의 이레이저 검출 코드(ERDC) 열과 43 바이트 간격의 데이터 열을 이용하여, RS(12,4,9)에 의해 8 바이트의 이너 패리티(PI)를 생성한 후, 상기와 같은 과정을 통해 생성된 '212 X 180' 바이트 기록크기의 에러정정 블록을, 횡 방향의 데이터 열을 기준으로 하여 순차적으로 독출 출력하게 된다.
한편, 상기 디코더(200)에서는, 에러정정 블록 중, 횡 방향의 데이터 열이 독출 수신되는 경우, 에러정정 블록을 구성함과 아울러, RS(12,4,9)에 의해 디코딩을 수행한 후, 그 데이터 열에 에러 위치가 발생한 위치정보를 검출 확인하게 된다.
그리고, 상기 검출 확인된 에러 발생 위치가, 동일선 상의 데이터 열에 포함된 이레이저 검출 코드에 연속적으로 발생하는 경우, 그 이레이저 검출 코드들 사이의 정보 블록에 이레이저를 선언하게 되는 데, 도 7에 도시한 바와 같이, 데이터 열 내에 포함된 DC(Data Column)은, 이레이저 검출 코드(ERDC) 열로서 순수한 유저 데이터로 구성된다.
한편, 상기 에러 발생 위치가, 예를 들어 횡 방향의 데이터 열을 기준으로 동일선 상의 제2 이레이저 검출 코드 열(DC2)과 제3 이레이저 검출 코드열(DC3)에 연속적으로 발생하는 경우, 상기 디코더9200)에서는, 이레이저를 선언하게 되며,상기 에러 발생 위치가 제4 이레이저 검출 코드 열(DC4)에만 단독으로 발생하는 경우에는, 이레이저를 선언하지 않게 된다.
그리고, 상기 디코더(200)에서는 상기와 같은 과정을 통해 이레이저가 선언된 위치 정보를 이용하여, 아우터 코드에 의한 이레이저 디코딩 동작을 수행하게 되는 데, 이때 아우터 코드를 이용한 이레이저 디코딩 동작은, '(이레이저 선언 개수) + (2 X 랜덤 에러의 개수) ≤ 20'의 조건을 만족하는 경우에 한하여 수행되고, 그 이외의 경우에는 에러정정 불가능을 선언하게 된다.
따라서, 이너 코드에 의해 디코딩되는 블록 사이즈가 작아지게 되어 디코딩 동작에 소요되는 시간이 단축되고, 블록 단위의 디코딩 및 이레이저 선언으로 인해 버스트 에러에 보다 강해지며, 아우터 패러티의 증가로 인해 최대 에러정정 능력을 보다 향상시킬 수 있게 된다.
이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.
상기와 같이 구성 및 이루어지는 본 발명에 따른 고밀도 광디스크의 에러정정 블록 엔코딩 및 디코딩 방법은, 에러정정 블록의 엔코딩 동작 수행시, 소정 기록크기의 유저 데이터 블록을 생성한 후, 그 유저 데이터 블록 중, 종 방향의 데이터 열에 대한 아우터 패리티와, 횡 방향의 데이터 열에 대한 이너 패리티를 생성하되, 횡 방향의 데이터 열에 대한 이레이저 선언을, 소정 간격으로 구분하여 선언할 수 있도록 하기 위한 이레이저 검출 코드 열을, 상기 유저 데이터 블록 내에 포함 기록함과 아울러, 에러정정 블록 디코딩 동작 수행시, 이레이저 검출 코드 열에 에러 발생 여부를 참조하여, 이레이저를 선언함으로써, 기록밀도가 높은 차세대 고밀도 광디스크의 에러정정 블록에, 횡 방향 또는 종 방향으로 연속되는 버스트 에러가 존재하는 경우, 그 버스트 에러로 인한 에러정정 오류의 발생을 최소화시킬 수 있게 되며, 또한 디코딩 동작에 소요되는 시간 단축 및 최대 에러정정 능력을 보다 향상시킬 수 있게 되는 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (9)

  1. 소정 기록크기의 유저 데이터 블록을 생성하는 1단계; 및
    상기 유저 데이터 블록 중, 종 방향의 데이터 열에 대한 아우터 패리티를 생성함과 아울러, 횡 방향의 데이터 열에 대한 이너 패리티를 생성하는 2단계를 포함하여 이루어지되,
    상기 횡 방향의 데이터 열에 대한 이레이저 선언을, 소정 간격으로 구분하여 선언할 수 있도록 하기 위한 이레이저 검출 코드 열을, 상기 유저 데이터 블록 내에 적어도 하나 이상 기록하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고밀도 광디스크의 에러정정 블록 엔코딩 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 이레이저 검출 코드는, 순수한 유저 데이터인 것을 특징으로 하는 고밀도 광디스크의 에러정정 블록 엔코딩 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 아우터 패리티는, 전체 에러정정 블록의 기록크기(N1X N2) 중 종 방향의 바이트 수(N1)와, 유저 데이터 블록의 기록크기 중 종 방향의 바이트 수(K1)에 의해 결정되는 'RS(N1,K1,N1-K1+1)'에 의해 'N1-K1' 바이트 수만큼 생성되는 것을 특징으로 하는 고밀도 광디스크의 에러정정 블록 엔코딩 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 이너 패리티는, 상기 이레이저 검출 코드와 데이터 열을 이용하여, 전체 에러정정 블록의 기록크기(N1X N2) 중 횡 방향의 바이트 수(N2)와, 유저 데이터 블록의 기록크기 중 횡 방향의 바이트 수(K2)간의 차 값에 해당하는 'N2-K2' 바이트 수만큼 생성되는 것을 특징으로 하는 고밀도 광디스크의 에러정정 블록 엔코딩 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 이너 패리티는, 상기 횡 방향을 기준으로 이레이저 감출 코드가 구분 기록된 소정 간격의 개수(L)와, 이너 패리티의 바이트 수(IP)에 의해 결정되는 'RS(L+IP,L,IP+1)'에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 고밀도 광디스크의 에러정정 블록 엔코딩 방법.
  6. 에러정정 블록의 이너 패리티를 이용하여, 횡 방향의 데이터 열에 대한 에러 발생 위치를 검출하는 1단계;
    상기 검출된 에러 발생 위치가, 해당 데이터 열 내에 소정 간격으로 기록된 이레이저 검출 코드에 연속적으로 발생한 경우, 이레이저를 선언하는 2단계; 및
    상기 에러정정 블록의 아우터 패리티를 이용하여, 종 방향의 데이터 열에 대한 에러정정 동작을 수행하되, 상기 이레이저가 선언된 위치 정보를 참조하여, 에러정정 불가능을 선택적으로 선언하는 3단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고밀도 광디스크의 에러정정 블록 디코딩 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 2단계는, 상기 검출된 에러 발생 위치가, 해당 데이터 열 내에 소정 간격으로 기록된 이레이저 검출 코드에 단독으로 발생한 경우, 이레이저를 선언하지 않는 것을 특징으로 하는 고밀도 광디스크의 에러정정 블록 디코딩 방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 3단계는, 상기 에러정정 블록의 아우터 패리티를 이용하여, 종 방향의 데이터 열에 대한 에러정정 동작을 수행하되, '(이레이저 선언 개수) + (2 X 랜덤 에러 개수) ≤ (종 방향의 아우터 패리티 바이트 수)'의 조건을 만족하는 경우, 에러정정 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 고밀도 광디스크의 에러정정 블록 디코딩 방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 3단계는, 상기 에러정정 블록의 아우터 패리티를 이용하여, 종 방향의 데이터 열에 대한 에러정정 동작을 수행하되, '(이레이저 선언 개수) + (2 X 랜덤에러 개수) ≤ (종 방향의 아우터 패리티 바이트 수)'의 조건을 만족하지 않는 경우, 에러정정 불가능을 선언하는 것을 특징으로 하는 고밀도 광디스크의 에러정정 블록 디코딩 방법.
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