KR20070012928A - Error detecting method of modulation decoder and error control method for optical data storage systems - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 의한 광 데이터 저장 장치를 위한 오류 제어 방법에 대해 블록도로 도시한 것이다.1 is a block diagram illustrating an error control method for an optical data storage device according to the present invention.
도 2는 DVD 장치에서 사용되는 EFMPlus 코드의 특성을 도시한 것이다.2 shows the characteristics of the EFMPlus code used in the DVD device.
도 3은 본 발명에서 사용하기 위해 EFMPlus 디코딩 과정에서 오류 검출이 가능한 공통 코드를 도시한 것이다.Figure 3 illustrates a common code capable of error detection during the EFMPlus decoding process for use in the present invention.
도 4는 본 발명에서 사용하기 위해 EFMPlus 디코딩 과정에서 오류 검출이 가능한 공통 코드를 도시한 것이다. (도 3의 계속)Figure 4 illustrates a common code capable of error detection during the EFMPlus decoding process for use in the present invention. (Continued in FIG. 3)
도 5는 본 발명에서 사용하기 위해 EFMPlus 디코딩 과정에서 오류 검출 가능한 각 상태별 코드를 도시한 것이다.FIG. 5 illustrates a code for each state capable of error detection in an EFMPlus decoding process for use in the present invention.
도 6은 본 발명에서 사용하기 위해 EFMPlus 디코딩 과정에서 오류 검출 가능한 각 상태별 코드를 도시한 것이다. (도 5의 계속)FIG. 6 illustrates a code for each state capable of error detection in an EFMPlus decoding process for use in the present invention. (Continued in FIG. 5)
도 7은 본 발명에서 사용하기 위해 EFMPlus 디코딩 과정에서 오류 검출 가능한 각 상태별 코드를 도시한 것이다. (도 5의 계속)FIG. 7 illustrates codes for each state capable of error detection in an EFMPlus decoding process for use in the present invention. (Continued in FIG. 5)
도 8은 본 발명에서 사용하기 위해 EFMPlus 디코딩 과정에서 오류 검출 가능한 각 상태별 코드를 도시한 것이다. (도 5의 계속)8 illustrates a code for each state capable of error detection in an EFMPlus decoding process for use in the present invention. (Continued in FIG. 5)
도 9는 본 발명에서 사용하기 위해 EFMPlus 디코딩 과정에서 오류 검출 가능한 각 상태별 코드를 도시한 것이다. (도 5의 계속)FIG. 9 illustrates codes for each state capable of error detection in an EFMPlus decoding process for use in the present invention. (Continued in FIG. 5)
도 10은 본 발명에서 사용하기 위해 EFMPlus 디코딩 과정에서 오류 검출 가능한 각 상태별 코드를 도시한 것이다. (도 5의 계속)FIG. 10 illustrates a code for each state capable of error detection in an EFMPlus decoding process for use in the present invention. (Continued in FIG. 5)
도 11은 본 발명에서 사용하기 위해 EFMPlus 디코딩 과정에서 오류 검출 가능한 각 상태별 코드를 도시한 것이다. (도 5의 계속)FIG. 11 shows codes for each state capable of error detection in an EFMPlus decoding process for use in the present invention. (Continued in FIG. 5)
도 12는 본 발명에서 사용하기 위해 EFMPlus 디코딩 과정에서 오류 검출 가능한 각 상태별 코드를 도시한 것이다. (도 5의 계속)12 illustrates a code for each state capable of error detection in an EFMPlus decoding process for use in the present invention. (Continued in FIG. 5)
도 13은 HD-DVD 장치에서 사용되는 ETM 코드의 디코딩 과정에서 오류 검출이 가능한 공통 코드를 도시한 것이다.FIG. 13 illustrates a common code capable of error detection during decoding of an ETM code used in an HD-DVD device.
도 14는 HD-DVD 장치에서 사용되는 ETM 코드의 디코딩 과정에서 오류 검출이 가능한 코드(A)를 도시한 것이다.FIG. 14 shows a code A capable of error detection in the decoding process of an ETM code used in an HD-DVD apparatus.
도 15는 HD-DVD 장치에서 사용되는 ETM 코드의 디코딩 과정에서 오류 검출이 가능한 코드(B)를 도시한 것이다.FIG. 15 illustrates a code B capable of error detection in the decoding process of an ETM code used in an HD-DVD apparatus.
도 16은 HD-DVD 장치에서 사용되는 ETM 코드의 디코딩 과정에서 오류 검출이 가능한 코드(B)를 도시한 것이다. (도 15의 계속)FIG. 16 illustrates a code B capable of error detection in the decoding process of an ETM code used in an HD-DVD apparatus. (Continued in FIG. 15)
도 17은 광 저장 장치의 변조 디코더에서 검출된 오류를 이레이저(erasure) 정보로 이용한 오류 정정 방법을 도시한 것이다.FIG. 17 illustrates an error correction method using error detected by a modulation decoder of an optical storage device as erasure information.
도 18은 오류 정정 성능을 비교한 그래프를 도시한 것이다.18 shows a graph comparing error correction performance.
가. 종래기술의 문제점end. Problems of the Prior Art
본 발명과 관련된 종래 및 차세대 DVD 장치들은 일반적으로 광 디스크에서 발생될 수 있는 인접 심볼간 간섭을 제거하기 위해 변조 부호를 사용하고, 채널에서 발생된 오류를 정정하기 위해 오류 정정 부호를 사용한다. Conventional and next generation DVD devices related to the present invention generally use modulation codes to eliminate inter-symbol interference that may occur in optical discs, and use error correction codes to correct errors generated in the channel.
종래의 DVD 장치에서는 EFMPlus 부호를 변조 부호로 사용하고 있고, 리드-솔로몬 프로덕트-부호(Reed-Solomon Product Code, 이하 RSPC)를 오류 정정 부호로 사용하고 있다. 광 디스크에 특정 잡음이 삽입되거나 재생 속도가 증가하게 될 경우, 재생 과정에서 상대적으로 낮은 신호 대 잡음비를 갖는 데이터가 수신됨으로 인해 오류 발생 확률이 높아지게 되고, 이와 동시에 연속적으로 발생되는 연집 오류의 길이가 증가되어 오류 정정을 위한 복호기에서 허용할 수 있는 정정 능력을 초과하게 될 수 있다. 이로 인해 신뢰성 있는 데이터 재생이 불가능하게 된다. 그럼에도 불구하고, 물리적인 데이터 형식의 제한으로 인해 오류 정정 능력 향상을 위한 변조 부호 및 오류 정정 부호의 구조의 변경은 불가능하다. In conventional DVD devices, the EFMPlus code is used as a modulation code, and the Reed-Solomon Product Code (RSPC) is used as an error correction code. When a certain noise is inserted into the optical disk or the playback speed increases, the probability of error is increased by receiving data having a relatively low signal-to-noise ratio during playback, and at the same time, the length of consecutive error It may be increased to exceed the allowable correction capability in the decoder for error correction. This makes reliable data reproduction impossible. Nevertheless, due to the limitation of the physical data format, it is impossible to change the structure of the modulation code and the error correction code to improve the error correction capability.
본 발명과 관련된 유사특허 및 배경 문헌과 이에 대한 설명은 다음과 같다. Similar patents and background documents related to the present invention and description thereof are as follows.
(1) 기술 출처(1) technical source
① 유사특허① Similar patent
특허 [1] : 종래의 DVD 장치에서 사용되는 변조 부호에 관한 본 발명(고안)과 관련된 전체적인 기술은 K. A. S. Immink에 의해 등록된 미국특허 US5,696,505 (METHOD OF CONVERTING A SERIES OF M-BIT INFORMATION WORDS TO A MODULATED SIGNAL, METHOD OF PRODUCING A RECORD CARRIER, CODING DEVICE, DECODING DEVICE, RECORDING DEVICE, READING DEVICE, SIGNAL, AS WELL AS RECORD CARRIER, 1997년 12월 9일)에 기재되어 있음.Patent [1]: The overall technology related to the invention (design) relating to modulation codes used in conventional DVD devices is described in US Pat. No. 5,696,505 (METHOD OF CONVERTING A SERIES OF M-BIT INFORMATION WORDS TO). A MODULATED SIGNAL, METHOD OF PRODUCING A RECORD CARRIER, CODING DEVICE, DECODING DEVICE, RECORDING DEVICE, READING DEVICE, SIGNAL, AS WELL AS RECORD CARRIER, 9 December 1997).
특허 [2] : 종래의 DVD 장치에서 사용되는 변조 부호에 관한 본 발명(고안)과 관련된 전체적인 기술은 P. T. Tran에 의해 등록된 미국특허 US6,195,778 (DEMODULATION OF DVD CODEWORDS USING DEPENDENCY-SORTED TABLES FOR DUPLICATE/DEPENDENT AND UNIQUE/NON-DEPENDENT MAPPINGS, 2001년 2월 27일)에 기재되어 있음.Patent [2]: The overall technology associated with the present invention (design) relating to modulation codes used in conventional DVD devices is described in US Pat. No. 6,195,778, registered by PT Tran (DEMODULATION OF DVD CODEWORDS USING DEPENDENCY-SORTED TABLES FOR DUPLICATE DEPENDENT AND UNIQUE / NON-DEPENDENT MAPPINGS, February 27, 2001.
특허 [3] : 차세대 DVD 장치에서 사용되는 변조 부호 및 오류 정정 부호에 관한 본 발명(고안)과 관련된 전체적인 기술은 H. Ando, S. Ashida에 의해 출원된 미국특허 US2005/0058034A1 (INFORMATION RECORDING MEDIUM, METHOD OF RECORDING INFORMATION THERETO, AND INFORMATION RECORDING/REPRODUCING APPARATUS, 2005년 3월 17일)에 기재되어 있음.Patent [3]: The overall technology related to the invention (design) relating to modulation codes and error correction codes used in next-generation DVD devices is described in US Patent US 2005 / 0058034A1 (INFORMATION RECORDING MEDIUM, filed by H. Ando, S. Ashida). METHOD OF RECORDING INFORMATION THERETO, AND INFORMATION RECORDING / REPRODUCING APPARATUS, March 17, 2005).
특허 [4] : 차세대 DVD 장치에서 사용되는 변조 부호 및 오류 정정 부호에 관한 본 발명(고안)과 관련된 전체적인 기술은 H. Ando, C. Noda, T. Kojima에 의해 출원된 미국특허 US2004/0246863A1 (INFORMATION RECORDING MEDIUM, INFORMATION REPRODUCING APPARATUS, AND INFORMATION RECORDING AND REPRODUCING APPARATUS, 2004년 12월 9일)에 기재되어 있음.Patent [4]: The overall description related to the present invention (modification) regarding modulation code and error correction code used in next generation DVD devices is described in US Patent US2004 / 0246863A1 filed by H. Ando, C. Noda, T. Kojima. INFORMATION RECORDING MEDIUM, INFORMATION REPRODUCING APPARATUS, AND INFORMATION RECORDING AND REPRODUCING APPARATUS (9 December 2004).
② 배경문헌② Background literature
기술 [1] : 종래의 DVD 장치에서 사용되는 변조 부호에 관한 기술은 K. A. S. Immink에 의해 발표된 IEEE Transactions on Consumer Electronics/1995년 8월, P491-495에 서술됨.Technique [1]: A description of the modulation code used in a conventional DVD device is described in IEEE Transactions on Consumer Electronics / 1/1995, P491-495 published by K. A. S. Immink.
(2) 종래기술의 성명 (종래기술구성)(2) Name of prior art (conventional technology composition)
① EFMPlus 코딩 기술① EFMPlus Coding Technology
EFMPlus 인코더는 8비트 입력, 16비트 출력 및 4개의 상태로 구성되어 있다. 1과 1 사이의 최소 및 최대 0의 개수를 각각 d, k라 할 때, 각 코드워드는 (d=2, k=10)인 조건을 만족시킨다. 이때, 각각의 상태와 코드워드는 다음과 같이 구성되어 있다. The EFMPlus encoder consists of an 8-bit input, 16-bit output, and four states. When the number of minimum and maximum zeros between 1 and 1 is d and k, respectively, each codeword satisfies the condition of (d = 2, k = 10). At this time, each state and codeword are configured as follows.
- 코드워드 끝 부분의 '0'의 개수가 1개 이하인 경우, 다음 상태는 1이다.If the number of '0's at the end of the codeword is one or less, the next state is one.
- 코드워드 끝 부분의 '0'의 개수가 2개 이상이고 5개 이하인 경우, 다음 상태는 2 또는 3이다.If the number of '0's at the end of the codeword is 2 or more and 5 or less, the next state is 2 or 3.
- 코드워드 끝 부분의 '0'의 개수가 6개 이상이고 9개 이하인 경우, 다음 상태는 4이다.If the number of '0's at the end of the codeword is 6 or more and 9 or less, the next state is 4.
또한, 코드워드와 또 다른 코드워드를 연결한 경우에도 (d=2, k=10)인 조건을 만족시켜야 하기 때문에, 상태 1에 있는 코드워드의 시작 부분은 최속 2개 최대 9개까지의 '0'으로 구성되어 있고, 상태 4인 경우는 최대 1개의 '0'으로 구성된다.In addition, since the condition of (d = 2, k = 10) must be satisfied even when the codeword and another codeword are connected, the beginning of the codeword in the
다음 상태가 1과 4인 코드워드는 동일한 코드워드가 존재하지 않는다. 그러나, 다음 상태가 2 또는 3인 코드워드는 중복되는 코드워드가 존재하기 때문에, 잇달아 들어오는 다음 코드워드의 첫 번째와 13번째 위치의 비트 값을 조사하여, 둘 다 '0'인 경우에 상태 2, 그렇지 않은 경우 상태 3에 해당된다. Codewords with the following
인코더는 입력, 출력, 상태의 세 개의 부분으로 구성된다. 이러한 인코딩 과정은 출력 함수 및 다음 상태 함수의 두 가지 논리 함수로 정의된다. 임의의 순간 t에서 인코더에 의해 전송된 특정 코드워드 ct가 인코더로 입력되는 소스 워드 bt의 함수라 할 때, 코드워드는 인코더의 특정 상태 st에 의해 결정된다. 또한, t+1인 순간에 해당하는 다음 상태 st+1은 ct와 st에 대한 함수로 표현된다. 즉, 출력 함수 h(.) 및 다음 상태 함수 g(.)는 다음과 같이 간략하게 나타낼 수 있다.The encoder consists of three parts: input, output and state. This encoding process is defined by two logical functions: output function and next state function. When a particular codeword c t transmitted by the encoder at any instant t is a function of the source word b t input to the encoder, the codeword is determined by the particular state s t of the encoder. Also, the next state s t + 1 corresponding to the instant t + 1 is expressed as a function of c t and s t . That is, the output function h (.) And the next state function g (.) Can be briefly expressed as follows.
출력 함수 h(.) 및 다음 상태 함수 g(.)는 둘 다 351개의 엔트리(entries)를 갖는 4개의 항목에 의해 표현된다. 이것에 대한 일부를 표 1에 나타내었다.The output function h (.) And the next state function g (.) Are both represented by four items with 351 entries. Some of this is shown in Table 1.
표 1 : EFMPlus 코딩 테이블의 일부분Table 1: Part of the EFMPlus Coding Table
표 1은 0부터 255까지의 정수로 표현한 소스(입력) 워드 i와 인코더가 4개의 상태 중 하나에 있을 때의 특정 입력 i에 대한 16비트 출력 h(i, s) 및 다음 상태 함수 g(i, s)를 나타내고 있다. 예를 들어, 인코더가 상태 1에서 초기화된다고 하고, 입력 시퀀스가 '8','3','4'라고 하자. 이때, 입력 '8'에 대한 응답은 h(8, 1)='000000010010000'이고, 새로운 상태(new state)는 g(8, 1)=3이 된다. 따라서, 입력 '3'에 대한 응답은, 상태 '3'에서 시작되어 h(3, 3)='0100000001001000'이 되고 다음 상태는 g(3, 3)=2가 된다. 계속 이와 같은 식으로 '4'에 대해서 수행하면, 이것은 상태 '2'에서 시작되어 h(4, 2)='0100000010010000'이 되고, 다음 상태는 '2'가 된다. Table 1 shows the 16-bit output h (i, s) and the next state function g (i) for the source (input) word i expressed as an integer from 0 to 255, and for the specific input i when the encoder is in one of four states. , s). For example, suppose the encoder is initialized in
디코더는 16비트 코드워드를 8비트 데이터 워드로 변환시킨다. 이것은 단지 16비트 해당 워드만으로는 변환시킬 수가 없고, 들어오는 코드워드의 첫 번째와 13번째의 심볼을 조사하여야 한다. 즉, 다음과 같다. The decoder converts the 16-bit codeword into an 8-bit data word. It cannot be converted to just 16-bit words, and it must examine the first and 13th symbols of the incoming codeword. That is as follows.
따라서, 새로운 코드에 대한 디코딩은 (16+2)개의 채널 비트를 8비트로 변환시키는 형태가 된다.Thus, the decoding of the new code takes the form of converting (16 + 2) channel bits into 8 bits.
위에서 정의된 인코더는 351개의 소스 워드를 자유로이 조정할 수 있다. 26비트의 단일한 동기 워드(sync word)를 사용 가능하도록 하기 위해 7개의 추가 워드(candidate word)가 묶여 있어 344개의 워드만이 남아 있게 된다. 256개의 소스 워드에 대해서만 취급함에 따라 잔여 워드들은 저주파수 대역에서의 파워를 최소화하는데 이용될 수 있다. 저주파수 성분에 대한 억제 또는 DC-제어(control)는 디지털 합(digital sum value, DSV)의 제어에 의해 가능하게 된다. 88개의 잔여 워드들은 소스 워드 0,...,87에 대한 대응되는 채널 코드처럼 사용된다. 완전한 인코더는 "메인 테이블(main table)"과 "대체 테이블(substitute table)"로 표현이 가능하다. 소스 워드 0,...,87에 대해 인코더는 DSV의 절대값을 최소화시키는 메인 테이블 또는 대체 테이블로부터 특정 표현을 선택한다. The encoder defined above can freely adjust 351 source words. To enable the use of a single 26-bit sync word, seven additional words are bundled so that only 344 words remain. By handling only 256 source words, the remaining words can be used to minimize power in the low frequency band. Suppression or DC-control of low frequency components is made possible by the control of the digital sum value (DSV). The 88 remaining words are used like the corresponding channel codes for
② 리드-솔로몬 프러덕트 코드 (Reed-Solomon Product Code, RSPC) 기술② Reed-Solomon Product Code (RSPC) technology
프러덕트 코드는 행렬 형태로 배열된 두 개의 선형 블록 코드를 이용하여 구성한다. 코드워드의 길이, 입력 소스의 길이 및 최소 거리를 각각 n, k, d라 하고, 두 개의 선형 블록 부호가 각각 (n1, k1, dmin,1), (n2, k2, dmin,2)로 구성되었을 경우, 최종 프러덕트 코드의 최소 거리는 각각의 코드워드의 최소 거리의 곱으로 표현되고, 결과적으로, (n1n2, k1k2, dmin,1dmin,2)인 선형 블록 코드가 형성된다.Product codes are constructed using two linear block codes arranged in a matrix. The length of the codeword, the length of the input source, and the minimum distance are n, k, and d, respectively, and two linear block codes are (n 1 , k 1 , d min, 1 ), (n 2 , k 2 , d, respectively). min, 2 ), the minimum distance of the final product code is expressed as the product of the minimum distances of each codeword, resulting in (n 1 n 2 , k 1 k 2 , d min, 1 d min, 2 ) a linear block code is formed.
종래의 DVD 장치에서 사용되는 리드-솔로몬 프러덕트 코드(RSPC)의 한 블록에 포함된 입력은 172 바이트 × 192 바이트이다. 인코딩 과정에서는 먼저 바깥 코드(outer code)에 16 바이트의 패리티가 172개의 각각의 열마다 삽입되어 RS(208, 192, 17) 코드를 구성한 후에, 안쪽 코드(inner code)에 208개의 행마다 10바이트의 패리티를 삽입하여 RS(182, 172, 11) 코드를 형성한다. 따라서, 한 블록의 전체 크기는 182 바이트 × 208 바이트가 된다. The input contained in one block of the Reed-Solomon product code (RSPC) used in a conventional DVD device is 172 bytes x 192 bytes. In the encoding process, 16 bytes of parity are first inserted into the outer code in each of 172 columns to form an RS (208, 192, 17) code, and then 10 bytes in every 208 lines in the inner code. Parity is inserted to form RS (182, 172, 11) codes. Thus, the total size of one block is 182 bytes × 208 bytes.
본 발명에서는 광디스크 채널에서 발생된 오류에 대한 정정능력을 종래보다 향상시킴과 동시에 종래의 표준 규격의 변화를 가져오지 않도록 하여 실제 상용 광디스크 장치에 물리적인 변화없이 적용이 가능한 방법 및 장치를 고안하고자 하였다.The present invention is intended to devise a method and apparatus that can be applied to an actual commercial optical disk device without physical changes by improving the correction ability for errors generated in the optical disk channel than the conventional one and not bringing about changes in the conventional standard specifications. .
① 제 1 도에 대한 설명① Description of FIG.
제 1 도는 광 데이터 저장 장치에서 사용되는 리드-솔로몬 프러덕트 코드(RSPC)의 구조 및 고안한 오류 제어 방법에 관한 도면이다. RSPC로 인코딩된 데이터는 변조 인코딩 후에 행 단위로 광 디스크에 저장되고, 이에 대한 디코딩 과정에 있어 종래의 방법은 다음과 같다. 먼저 변조 디코더에서 수신된 데이터에 대해 행 방향으로 안쪽 코드(inner code)에 대한 디코딩 과정을 수행한다. 이때, DVD 장치의 경우, 안쪽 코드의 각 행마다 패리티가 10바이트로써 최대 5바이트의 오류를 정정할 수 있다. 만약 5 바이트를 초과하여 오류가 발생되었을 경우에는 해당 행의 오류는 정정이 불가능하고, 바깥 코드(outer code)에서 디코딩을 수행할 때 오류의 위치를 알 수 있도록 이레이저 선언(erasure declaration) 과정을 수행한다. 각 행마다 오류 정정 과정을 수행한 후, 정정이 되지 않은 행이 존재할 경우, 열 방향으로 바깥 코드에 대한 디코딩을 수행한다. 이 경우에는 안쪽 코드에서 오류 정정 실패 후, 이레이저 선언을 통해 오류의 위치 정보를 이미 알고 있기 때문에, 이레이저 디코딩 과정의 수행을 통해 16바이트의 패리티를 모두 오류 정정을 위해 사용이 가능하게 되어, 각 열마다 최대 16바이트의 오류 정정이 가능하다. 1 is a view of the structure of the Reed-Solomon product code (RSPC) used in the optical data storage device and the error control method devised. Data encoded by RSPC is stored on an optical disc in units of rows after modulation encoding, and the conventional method in decoding thereof is as follows. First, an inner code is decoded in a row direction with respect to data received by a modulation decoder. At this time, in the case of the DVD device, an error of up to 5 bytes can be corrected with 10 bytes of parity for each line of the inner code. If the error occurs more than 5 bytes, the error of the corresponding line cannot be corrected, and the erasure declaration process is performed so that the position of the error can be known when decoding from the outer code. Perform. After performing an error correction process for each row, if there is an uncorrected row, the outer code is decoded in the column direction. In this case, after the error correction in the inner code, the position information of the error is already known through the erasure declaration, so all 16 bytes of parity can be used for error correction by performing the erasure decoding process. Up to 16 bytes of error correction are possible in each column.
본 발명에서는 종래의 디코딩 과정보다 오류 정정 능력을 향상시켜 보다 많은 오류가 발생된 경우에 대해서도 오류 정정이 가능하도록 하기 위해 변조 디코딩 과정에서 오류를 검출하는 방법을 고안하였다. 따라서, 변조 디코딩 과정에서 검출된 오류는 안쪽 코드에서 오류의 위치 정보로 활용이 가능하도록 설계하여, 안쪽 코드의 오류 정정 능력을 각 행마다 최대 5 바이트에서 최대 10 바이트까지 향상시킨다. In the present invention, a method of detecting an error in a modulation decoding process has been devised to improve error correction capability compared to a conventional decoding process so that error correction can be performed even when more errors are generated. Therefore, the error detected during the modulation decoding process is designed to be used as the location information of the error in the inner code, thereby improving the error correction capability of the inner code from 5 bytes up to 10 bytes in each row.
② 제 2 도에 대한 설명② Description of FIG.
제 2 도는 종래의 DVD 장치에서 EFMPlus 변조 코드의 특성을 나타낸다. 변조 디코더의 출력 심볼은 다음의 세 가지 경우로 분류된다: (1) 올바른 심볼, (2) 검출되지 않은 오류 심볼, (3) 검출 가능한 오류 심볼. EFMPlus 코드에 대한 인코딩 및 디코딩 과정은 (d=2, k=10)인 조건을 갖는 룩-업 표를 이용하여 수행되고, 오류 전달(error propagation)이 2이기 때문에, 룩-업 표에 존재하지 않는 코드워드가 변조 디코더로 입력될 경우, 한 개 또는 두 개의 오류를 검출할 수 있다. 따라서, EFMPlus 코드 표를 조사한 결과, 각 상태별로 서로 다른 코드워드의 수는 최대 254개이다. 반면에 16비트 길이를 가지면서 d=2인 조건을 만족시키는 가용한 전체 코드워드 수는 총 566개이다. 따라서, 디스크에서 오류가 발생되었을 때, 현재 코드워드에 대한 오류를 검출할 수 있는 최소 확률은 (566-254)/566=0.55 이다. 이와 유사하게 각 상태별로 중복되는 코드워드의 수가 최대 101개이므로, 현재 코드워드 오류에 의해 다음 코드워드까지 오류가 발생되어 검출될 수 있는 확률은 0.26% 이상이다. 2 shows the characteristics of an EFMPlus modulation code in a conventional DVD apparatus. The output symbols of the modulation decoder are classified into three cases: (1) correct symbols, (2) undetected error symbols, and (3) detectable error symbols. The encoding and decoding process for the EFMPlus code is performed using a look-up table with a condition of (d = 2, k = 10) and is not present in the look-up table because error propagation is two. If a non-wordword is input to the modulation decoder, one or two errors can be detected. Therefore, as a result of examining the EFMPlus code table, the maximum number of different codewords for each state is 254. On the other hand, the total number of available codewords having a length of 16 bits and satisfying the condition of d = 2 is 566 in total. Thus, when an error occurs in the disc, the minimum probability of detecting an error for the current codeword is (566-254) /566=0.55. Similarly, since the maximum number of codewords duplicated for each state is 101, the probability that an error occurs until the next codeword is detected by a current codeword error is 0.26% or more.
③ 제 3 도와 제 4 도에 대한 설명③ Explanation of 3rd and 4th
제 3 도부터 제 4 도는 DVD 장치를 위한 EFMPlus 코드에 존재하지 않는 오류 검출이 가능한 공통 코드를 나타낸다. d=2인 조건을 만족시키는 총 566개의 16비트 코드워드 중에 제 3 도에 나타내고 있는 52개의 코드는 어떠한 상태에서도 존재하지 않는다. 즉, 이러한 코드와 d=2를 만족시키지 않는 코드는 디코딩되는 상태 위치에 관계없이 오류 검출이 가능하다. 3 to 4 show a common code capable of error detection that does not exist in the EFMPlus code for the DVD device. Of the total of 566 16-bit codewords that satisfy the condition of d = 2, 52 codes shown in FIG. 3 do not exist in any state. That is, such a code and a code that does not satisfy d = 2 are capable of error detection regardless of the state position to be decoded.
④ 제 5 도부터 제 12 도까지에 대한 설명④ Explanation of Figs. 5 to 12
제 5 도부터 제 12 도까지는 DVD 장치를 위한 EFMPlus 디코딩 과정에서 각 상태별로 존재하지 않는 오류 검출이 가능한 코드를 나타낸다. 상태 1의 경우, d=2 조건을 만족시키는 코드들 중에서 공통된 52개의 코드 외에 추가적으로 294개의 코드가 존재하지 않는다. 상태 2, 3 및 4의 경우에는 각각 288개, 299개 및 287개의 코드가 존재하지 않는다. 따라서, 변조 디코딩 과정에서 입력되는 코드워드가 디코딩 되는 현재 상태에 존재하지 않는 경우, 즉, 제 4 도에서 특정 상태에 해당되는 코드가 존재할 경우, 오류가 검출된다. 5 to 12 illustrate codes capable of detecting an error that does not exist in each state in the EFMPlus decoding process for a DVD device. In the case of
⑤ 제 13 도부터 제 16 도까지에 대한 설명⑤ Explanation of FIGS. 13 to 16
제 13 도부터 제 16 도까지는 차세대 HD-DVD 장치를 위한 ETM 디코딩 과정에서 오류 검출이 가능한 코드를 나타낸다. ETM 코드의 경우, 디코딩 특성으로 인해 현재 코드워드 자체만으로의 오류 검출은 불가능하다. 그러나, 뒤이어 입력되는 코드워드가 무엇인지에 따라 오류 검출이 가능하다. 예를 들어, 현재 코드워드가 "010001010101"이면서 뒤이어 입력되는 코드워드가 "000100100101"인 경우, 이러한 코드워드는 올바른 값으로 디코딩이 불가능하다. 즉, 오류의 검출이 가능하다. 13 to 16 illustrate a code capable of error detection in an ETM decoding process for a next generation HD-DVD device. In the case of ETM codes, error detection by the current codeword itself is not possible due to the decoding characteristics. However, it is possible to detect an error depending on what codeword is input. For example, if the current codeword is "010001010101" and the subsequent input codeword is "000100100101", the codeword cannot be decoded to a correct value. That is, the error can be detected.
⑥ 제 17 도에 대한 설명⑥ Explanation of FIG. 17
제 17 도는 광 저장 장치에서 변조 디코더의 출력 정보를 이용한 오류 정정 방법을 나타내고 있다. 이 도면은 종래의 DVD 장치 및 차세대 HD-DVD 장치 모두에서 일관되게 적용이 가능하다. 본 발명에서 고안한 오류 정정 과정은 다음과 같다. 17 illustrates an error correction method using output information of a modulation decoder in an optical storage device. This figure is consistently applicable to both conventional DVD devices and next generation HD-DVD devices. The error correction process devised in the present invention is as follows.
(1) 먼저 변조 디코더에서 입력되는 오류 검출 정보를 이용하여 각 행마다 오류 (이레이저) 개수를 계산한다. 만약, 오류 개수가 10 바이트를 초과할 경우, 해당 행은 오류 정정 능력을 초과하게 되고, 바깥 코드에서 이레이저 디코딩을 수행할 수 있도록 해당 행에 대해 이레이저 선언을 수행한다.(1) First, the number of errors (erasures) is calculated for each row by using error detection information input from the modulation decoder. If the number of errors exceeds 10 bytes, the row exceeds the error correction capability, and an erasure declaration is performed on the row so that the outer code can perform erasure decoding.
(2) 이레이저 개수가 10 바이트 이하일 경우, 신드롬 계산 및 검사 과정을 수행한다. 만약, 모든 신드롬 값이 0인 경우, 해당 행에서는 오류가 발생되지 않았음을 의미하고, 따라서, 해당 행에 대한 추가적인 오류 정정 과정은 수행되지 않는다. 반면에, 신드롬 값이 0이 아닌 경우, 이레이저 위치 다항식 및 오류 위치 다항식을 계산한다.(2) If the number of erasers is 10 bytes or less, syndrome calculation and inspection are performed. If all syndrome values are 0, it means that no error occurs in the corresponding row, and therefore, an additional error correction process for the corresponding row is not performed. On the other hand, if the syndrome value is not zero, the eraser position polynomial and the error position polynomial are calculated.
(3) 이레이저 위치 다항식 및 오류 위치 다항식을 통해 (오류 개수×2 + 이레이저의 개수)가 10 바이트를 초과할 경우, 오류 정정 능력을 초과하게 되고, 바깥 코드에서 이레이저 디코딩을 수행할 수 있도록 해당 행에 대해 이레이저 선언을 수행한다.(3) If (error count × 2 + number of erasers) exceeds 10 bytes through the erasure position polynomial and the error position polynomial, the error correction capability is exceeded, and the erasure decoding can be performed in the outer code. Perform an erasure declaration on that line.
(4) 오류 정정 능력 범위 내인 경우, 오류의 위치를 찾은 후, 이레이저와 함께 오류 정정 과정을 수행한다.(4) If the error correction capability is within the range, find the location of the error and then perform the error correction process together with the eraser.
(5) 모든 행마다 오류 정정 과정이 수행된 후, 오류가 정정이 되지 않고 이레이저가 선언된 행이 존재할 경우, 바깥 코드의 각 열마다 이레이저 디코딩을 수행한다.(5) After an error correction process is performed for every row, if an error is not corrected and there are rows in which an erasure is declared, erasure decoding is performed for each column of the outer code.
⑦ 실시예: 제 18 도에 대한 설명⑦ Example: Description of FIG. 18
제 18 도는 임의의 오류를 삽입하여 광디스크 채널에서 수신된 신호에 대한 오류 정정 성능을 비교한 도면이다. 기본적으로 최대 16개 행의 길이만큼 발생된 연집 오류(burst error)는 바깥 코드에서 이레이저 디코딩을 통해 정정될 수 있으므로, 종래의 DVD 장치에서의 최대 정정가능한 연집 오류 길이는 2922바이트(=182바이트×16행+5바이트×2행)이다. 반면에 본 발명에서 고안한 EFMPlus 디코더에서 검출된 오류 정보를 이용할 경우, 최대 2932바이트의 연집 오류를 정정할 수 있다. 또한, RSPC 한 블록당 정정할 수 있는 최대 오류의 개수는 종래의 DVD 장치에서의 경우 3872바이트임에 반해, 고안한 기술을 적용할 경우 최대 4832바이트까지의 오류가 정정 가능하게 되어 25%의 성능 향상을 가져온다. 제 8 도에서 보는 바와 같이, 불규칙 오류를 임의로 삽입한 경우, 10-5 심볼오류율(symbol error rate, SER)에서 1.5dB의 성능 향상을 보인다. 1바이트의 연집 오류를 삽입한 경우에 대해서는 2.8dB의 성능 향상을 가져왔다. 그러나, 연집 오류의 길이가 증가할수록 오류 정정 능력은 보다 향상되어 5바이트 및 10바이트의 연집 오류를 삽입한 경우, 각각 5.8dB 및 10.5dB의 성능 향상을 나타내었다.18 is a diagram comparing error correction performance of a signal received in an optical disc channel by inserting an arbitrary error. By default, burst errors generated up to 16 rows in length can be corrected by erasure decoding in the outer code, so the maximum correctable error length in conventional DVD devices is 2922 bytes (= 182 bytes).
본 발명은 종래 및 차세대 DVD 장치를 위한 코딩 기술에 관한 것으로써, 특히 종래의 DVD 장치에서 사용되고 있는 변조 부호의 복호 과정에서의 오류 특성을 이용하여 데이터 재생에 있어서 오류 제어 복호기 (error control decoder)의 오류 정정 능력을 향상시키기 위한 방법 및 장치를 고안하였다. 이러한 발명을 통해 각종 잡음 및 데이터의 고속 재생으로 인한 연속적으로 발생되는 연집 오류가 빈번한 상황에서도 데이터를 신뢰성 있게 복호할 수 있고, 이로 인해 DVD 장치가 보다 고속의 데이터 재생을 가능하게 한다.BACKGROUND OF THE
Claims (5)
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