TWI380601B

TWI380601B - Data storage systems

Info

Publication number: TWI380601B
Application number: TW093134679A
Authority: TW
Inventors: Roy D Cideciyan; Ajay Dholakia; Evangelos S Eleftheriou; Richard L Galbraith; Weldon M Hanson; Thomas Mittelholzer; Travis R Oenning
Original assignee: Ibm
Priority date: 2003-12-18
Filing date: 2004-11-12
Publication date: 2012-12-21
Also published as: CN1894748A; KR20060133997A; US20050138518A1; CN1894748B; US7395482B2; EP1695350A1; KR100946032B1; WO2005064611A1; JP2007515035A; TW200527826A; JP4551408B2; EP1695350B1

Description

九、發明說明：【發明所屬之技術領域】本發明關於資料儲存系統資料於一資料儲存系統時的 (coding)技術。 ’尤其是關於供使用於儲存調變（modulation)編码【先前技術】 =技藝巾’儲存資料於_f_存系統時，以型的編碼 ίίί ίίίί理的（raW)原始使用者資料進行編石馬 ίϊΐ/Γ吕，將使得資料儲存更有效率以及較不受 f。—般於儲存資料於—儲存媒體上時，有三種; $篇/、Π貝料一般會以某方式壓縮。此通常稱為訊號源編馬（source codjng)。下一階段通常是將已壓縮資料編，供某種形式的錯誤防護。此通常牽涉到將幾，位兀組加到資料的一編碼過程，其中位元組可在資料被讀出時，用來侧和更正錯誤。這種錯誤更正編碼（⑽「 correction coding，ECC)之-常見範例是李德·所羅門編碼（Reed_Sol〇mon coding)。已被錯誤更正編碼的資料一般接著被進一步編碼，進一步編碼通常稱為「調變編碼（m〇dulatl〇nc〇djng)」。此編碼用於對寫在儲存媒體的資料序列加上限制 (constraints)(例如不能有多於三個連續的「〇」），且係為「内務處理（house-keeping)」之目的而做，例如有助時序復原與獲得控制，以及縮短偵測器路徑記憶。調變編 6 理慈 4IBM/04126TW ’ CH9-2003-0029(JL) 系統之性能（―例為磁與光儲存系統饿調變編碼之後，資料可進一步被「 2資:=藝者所知，加—或更多同位; Μ储存媒體’例如磁帶或磁碟機或: 從儲存媒體讀取資料並復原原始資料 Ϊ處=言0 ’t從儲存媒11讀取的細輸出被提供給二 rssor) ’執行同位檢查媽之軟決策解碼（soft-d謂on decoding),接著使用一調變解碼反向調變編碼，最後使用—錯誤侧解 ^ 發送（已魏K錯誤偵測解碼器所估雜始使用者資料。 1 J原如熟此技藝者所知，上所討論之調變編碼步驟常牽涉到兩個步驟。第-是所謂的婦編碼，映射輸人資料流中的位元至一特定限制輸出位元流；例如一 16/17碼映射一 16位元輸入至一限制彳7位元輸出資料序列。這樣調變編碼之例子為限制碼，像是所謂運行長度有限（am |ength limited) (d，k)p艮制碼、（g，I)限制碼、以及最大變遷運行 (transition run) (j，k)限制碼。以下’「調變編碼」會用來指此種限制編碼形式之應用，不包括任何後續預編碼 (precoding)步驟（見下）。整體「調變」編碼過程之第二步驟為所謂「預編碼」。理慈 4旧M/04126TW，CH9-2003-0029(儿) 7 P80601 Z編編碼資料上運作，並如熟此技藝者所加在二資5料岸二巧）編碼’來有效地運作以轉換或翻譯 -组^ 簡單的—組限制成較大域複雜的貝^序列上的，例如在通道輸人處。舉例而言，象昭以上超過連續三個「〇」的編碼「限制」，預編^之使不能有超過連續四個「〇」，以及不能有超= 續二，ί」: 對-給定編碼n與解碼n結構（像是—塊糾器[b丨〇ck encoder]和塊解碼器[b丨ock dec〇der])而言，預編碼可容許更強的限制加在資料序列上，而不需增加施加之調變編碼之複雜度。因此使用預編碼簡化了需執行的調變編碼。使用的預編碼技術範例包括所謂的1/(1㊉D2)和1 ㊉⑺ 預編碼，如習此技藝者所知（其中㊉指布林邏輯運算 X0R[互斥或，exclusive OR])。如習此技藝者所知，調變編碼和預編碼之整體目標為配接（adapt)資料訊號至其後續要在上面「<輸 (transmitted)」的（紀錄[recording])通道。進一步編碼之討論，包含調變編碼與預編碼，可在如KAS. Immink、 RH. Siege丨和丄K. Wolf「數位紀錄器之碼[c〇des f0r digital Recorders]」’ IEEE Trans. Inform· Theory，ν〇Ι· 44，pp 2260-2299，Oct. 1998 中找到。然而使用預編碼之一缺點是，當所儲存資料被讀出時，其可帶來錯誤傳遞（propagation)以及增加錯誤。這是因為，如習此技藝者所知，逆預解碼步驟中，每一單一理慈 4旧M/04126TW，CH9-20〇3-0〇29(儿) 8 1380601 if”元常用來決定逆預編觸程的兩個輸出# 二！此一早一的儲存位元中之錯誤可導致逆預解碼考之步 ίΐΐΐ兩個位元錯誤。此可接著帶來調變解碼ΐΐ 錯疾傳遞，而不利於錯誤更正。逆【發明内容】 _申請人已在2QG2年6月7日申請之歐洲專利申^ 巾^丨不朗預編狀—機編碼技術，即u 其為無預編碼器（p_deiiess)。既然此技術巾不使編碼，由於預編碼之錯誤傳遞被避免。然而也缺碼所帶來的好處。申請人因此相信仍需要資料盖的調變編碼技術。因此，根據本發明一第一部份，提供編碼一輪入位元 s 序列之一方法，包含：施加調變編碼於輪入位元序列之一些或全部；以及在施加調變編碼後，預編碼輸入位元序列之一或更多所選部分。根據本發明一第二部份，提供供編碼一輸入位元序列籲之一裝置，包含：一手段供施加調變編碼於輸入位元序列之一些或全部；以及一手段供在施加調變編碼後，預編碼輸入位元序列之一或更多所選部分。根據本發明一第三部份，提供一預編碼器，供施加預編碼於接收自一調變編碼器之資料位元，預編碼器包含：一手段供選擇性預編碼接收自一調變編碼器之資料位元。理慈 4丨BM/04126TW，CH9-2003-0029(JL) 隸Γί人6知㈣在要編碼之—位元相上更選擇性編碼1及因此可保留使㈣編碼，但不需預編 :二輪入位疋序列。因此，預編碼可只被施加於輸入位 =姐之所選部分。此減少施加之職碼的#(以及預編 ^錯誤傳遞的風險）’但不全然放棄預編碼之使用。因 Iff?在所有輸人流上使用預編碼（細[glQbal]預編 =或完全不使用職碼（無職碼器）的先前技術系統，本發明有效地使用選擇性或「區域（丨〇ca丨）」預編碼。 • 一般而言，預編碼一序列之一或更多選擇性部分，被視為為預編碼此序列之一或更多選擇性部分，但非所有部为。此解釋亦適用於相關反向過程以及下述裝置。被預編碼之輸入位元序列的部分可依所需而被選擇。在一實施例中，輸入位元序列已施加調變編碼的部分被預編碼。這是有好處的，因為如上所述，預編碼之一優點為其有利於調變編碼過程。因此，藉著預編碼輸入位元序列已施加調變編碼的部分’本發明之選擇性預編碼被使用在它最有效地施加處。較佳地預編碼被施加在已施加調變編碼之位元序列的所有部分。更佳地預編碼只施加在位元序列已施加調變編碼的部分。因此，在調變編碼只施加於輸入位元序列之部分的一系統中（即’於調變編碼後，位元序列含有某些已調變編碼位元和某些未調變編碼位元[即未改變地經藶調變編碼])，舉例而言，於此納入作為參考的美國專利號 5,604,497和5,784,010所述，較佳地，預編碼只施加在理慈 41BM/04126TW，CH9-2003-0029(JL) 10 ^調變編碼位元，但不施加在未編碼位元。換言之，決定預編碼之施加的準縣，不管在調變編碼器 t處-,元被編碼與否，讓（較佳地〉已編碼位元被預 ’’-，而未編碼位TL (即沒被調變編碼器改變的位元）沒 =編竭:當資料被讀出時，此避免執行逆預編碼於未調交、’碼位元之需求，藉此抑制錯誤傳遞並改善錯誤率表 1^此本發@—触鋪為，視艇作於賴（random) 貝料或已調變編碼資料（於給定位元序列或塊中，例如碼字[codeword])而定，而開與關之一預編碼。々這樣的設置為新且具有優勢的。因此，根據本發明一 ^四部份，提供編碼-位元序狀—方法，包含：施加調良編碼於輸入位元序列之一或複數個所選部分；以及施加預編碼於由調變編碼（m〇du|atj〇n c〇ding)所編碼 (encode)之資料位元，但不預編碼未調變編碼之任料位元。、根據本發明之一第五部份，提供一裝置供編碼一位元序列(bitsequence)’包含：一手段供施加調變編碼於位元序列之一或複數個所選部分；以及一手段供施加預編碼於調變編碼（coding)編碼（encode)之資料位元，但不預編碼未調變編碼之任何資料位元。根擄本發明一第六部份，提供一預編碼器供施加預編碼於接收自一調變編碼器之資料位元，此預編碼器包含：一手段供根據所接收資料位元是否已被調變編碼器調變編碼，而選擇性地預編碼接收自一調變編碼器的資料位理慈 4旧M/04126TW，CH9-2003-0029(JL) 11 1380601 元解釋亦適祕細反向過如及下職置^彳士刀。此；施，像是藉由使用現有的’實_之預編碼方案可， 2術而定。預編瑪器-般會實作為有=調= ^發明使狀調變編碼可為雖編碼之任何適合形式，即限制輸入資料的編碼。目此，舉例而言，知的二k)、（G，〇和MTR(j，k)碼。調變編竭可施加於輸入位兀序列中的所有位元（例如美國專利號5,6〇4,497和 5,784」010中所述）。於一實施例中，調變編碼只施加於輪入位元序列之所選部分（例如塊或碼字）。

當從調變編碼器輸出時，調變編碼之輸出可被提供給選擇性預編碼階段，例如以一線性形式。然而，於一實施例中’從調變編碼階段輸出之位元於資料序列中的位置改變了。隶佳地，已s周變編碼位元分布遍於資料序列中，最佳地，它們於一給定資料序列塊中被更平均地間隔（舉例而言，以便使位元序列中，位元之已調變編碼群組間的最大間隙小於已調變編碼位元未重分布[redistr丨buted]時（及 /或例如使間隙更平均））。理慈 4旧M/04126TW，CH9-2003-0029(儿) 12 一士施例中，調變編碼階段之輸出在施加預編 (pe「峽d)(即位元之順序被打散；輸入資 it元位置被互換）°這樣的可被安排來，平均地間_始輸人㈣相中相鄰驗元或位元塊。，預，碼之前分布或置換已調變編碼資料位元之一優點是，這樣的分布（例如置換）已被發現進__步有助於時序復原需求料。因此’舉例而言，當只有輸入位元序列之所選部分被調變編碼，本發明之一特別較佳實施例中位元序列之已調變編碼部分被分成複數個（較小的）片段（pieces)，這些片段接著於位元序列中位置被移動，以間隔開它們及/或重新排序（reorcjer)它們，而使得已編碼資料之「片段」被散佈在亦於調變編碼步驟後被輸出的未編碼（未調變編碼）位元中。預編碼階段接著選擇性地預編碼「已置換」位元序列中的已調變編碼位元。申請人已進一步了解在預編碼前，移動（改變）資料序列中調變編碼後的輸出位元之位置，將能夠放置例如已調變編碼資料序列之給定部分，於資料序列中特定、期望的位置（藉由位元分布形態之適當選擇）。特別地，舉例而言’已調變編碼位元可有效地被放置在位元序列中與預編碼器所見相同之位置，不管例如使用的錯誤更正編碼與調變編碼方案。因此，舉例而言，藉由使用一適當已調變編碼位元分布或置換方案，一樣的、未改變的所謂「内通道（inner 理慈 4旧M/04126TW，CH9-2003-0029(儿) 13 1380601 channe丨）」（即預編碼器、寫入/讀取階段、偵測器和預編碼器）安排，可和不同的外、錯誤更正編石馬過程一起使用（也就是使得「内通道」不需為了和不同的外、錯誤更正編碼過程一起運作而改變）。因此，舉例而言，曰用李德-所羅門編碼之情形下，使用如上討論之「置 ’同「内通道」（以及調變編碼方案）使用於不同李‘ 斤羅門碼符號尺寸（Reed-Solomon code symbol sizes 這是特別地具有優點的，因為雖然今天外李德-所羅π 祕f基於8侃舰，蝴輯=使所= 位二李德-所羅門符號（其提供大約〇·3犯的 2 1因此期望提供一系統，能^ 以=,之輸出來促進此，「置換」調變同「内通道」和兩個不同李德责羅門碼符號外」或錯誤更正碼，實施這樣於所利用的本身可為紅射優關換的想法份，提供、，馬供儲存之一資料序歹,發月一第七部雖然於資料儲存系統中重新排序（瞻調變編石馬器之輸出可能已知，申請人相肖或置換- 更正編碼資料序列；調變編碣已鋩爭’包含··錯誤列之全部或部分；以及於調變編碼步^更:資料序編碼貧料相使狀錯誤更正更正編碼位元之位置。。汉^•貝科序列+已調變理慈 4IBM/04126TW，CH9-2003-0029(JL) 1380601 列之一發^含第’提供編碼供儲存之-資料序序列… 分；以及—手段供於 ^•正柄貝料序列之全部或部錢μ，改《料序财已調變編碼發t第九部份，提供編碼供儲存之一資料序 ' 、，匕3 ·錯誤更正編碼資料序列；碉變編石gp 被錯誤更正編碼資料戽列令入Μ幻，°周爻編碼已碼步驟後，根據在預編碼^^及於調變編料序射已調變編碼位列使狀預編碼，改變資列之發』含第二’提f編碼供儲存之一資料序丰β供二戀紙.手段供錯誤更正編瑪資料序列；一手&供調變、.扁碼已錯誤更正編碼資料分；以及—手段供於調變編後使用之預編碼之基礎上，改變碼#科序列 m 改交貧料序列令已調變編碼位元 ί;ί：!ϊΐΐ部份中，已調變編碼位元序列在調邊 .案案碼資料相Ξ錯雜翻來錯誤更正編理慈 4旧M/04126TW，CH9-2003-0029(儿） 15 本發明的这些部份與實施例明的較佳及選雜特徵之任 H中所况明之發「置換」進行後較料勺Γ ::或全部。因此它們在無預編碼區域預編$。若有H進—步選擇性或器=h要，亦可能使収技術於— 如同調變編碼與選擇性預編料時，可包含—般使用的其他儲存媒體前），同位編碼資料位I職（即就在貝枓寫入本發明亦可施加於從儲存媒體讀取資料 σ ’並接著移除編如復原聽使通 ::逆預編瑪會因此只被施加在議存時== 因此’根據本發明-第十一部份，提供解碼一儲存媒體之-餘序列的—方法，包含：逆預編喝所^ 位元序列之-或更多所選部分；以及在施碼Weprecoding coding)後’施加調變解碼取位元序列之一些或全部。 Ά 根據本發明一第十二部份，提供解碼讀取自一儲存體之-位元序列的-裝置，包含：—手段供逆預編碼所讀取位元序列之一或更多所選部分；以及一手段供在施加逆預編碼後，施加調變解碼於所讀取位元序列之一歧或全理慈 4旧M/04126TW » CH9-2003-0029(儿) 16 μ^ουουι 部加、根據本發明—第十三部份’提供—逆預編碼器，供施包含: 位元 i?預編鞭讀取自—儲存舰之資料糊，逆預編碼器手段供選擇性地逆預編碼讀取自儲存媒體之資料根據十發明-第十四部份’提供解碼讀取自一儲存媒變編踩t序列ί—ί法’，含:施加逆預編碼於已由調之杯/，-碼之所言賣取資料位元’但不逆預編碼未調變編碼 =何貧料位元；以及施加調變解瑪於已調變編碼 W取位7〇序列的部份或複數個部分。根，本，明-第十五部份，提供解骑取自—儲存 ^之-位7L序列的-裝置，包含：_手段供施加逆預調變絲編狀所雜資騎元，但不逆預 ^編碼之任何·位元；以及—手段·加調變解碼於已调變編碼之所讀取位元序列的部份或複數個部分。、、’ ，根據本發明-第十六部份，提供—逆預編碼器 σ逆預編碼於讀取自一儲存媒體之資料位元，逆 =、：Ίί段供根據是否該所讀取資料位元已被-調ii

=态進行調變編碼，選擇性地逆預編碼讀取自儲存媒資料位元。、—I 根據本發明-第十七部份，提供解碼讀取自體之-位元序刺-方法，包含：改變所讀取資料序列中理慈 4旧M/04126TW ’ CH9-2003-0029(JL) 17 解碼已重新排序資料序列之全部或部碰，縣更__序列；其中所續取貝抖序列中位元位置之編碼資料序列之錯誤更正瑪。㈣料更正根據本發明-第十人部份，提供解序列的—裝置，包含··—手段供改變所 =列中位7C之位置，—手段供調變解碼已重新排序資部或部分；以及-手段供在調變解碼步驟後，錯誤更正解碼資料序列；.其中所讀取資料序位置之改變係根據供錯誤更正編碼資料序列之錯誤碼0 、根據本發明一第十九部份，提供解碼讀取自一儲存媒體之位元序列的—方法，包含：改變所讀取資料序歹I】中、 ^元之位置;調變解碼已重新排序資料序列之全部或部分，以及在調變解碼步驟後，錯誤更正解碼資料序列；1 取資料序列中位元位置之改變係根據供逆預編^ 貧料序列之逆預編碼。根據本發明一第二十部份，提供解碼讀取自一儲存媒體之一位元序列的一裝置，包含：一手段供改變所讀取資料序列中位元之位置；一手段供調變解碼已重新排序資料序列之全部或部分；以及一手段供在調變解碼步驟後，錯誤更正解碼資料序列；其中所讀取資料序列中位元位置之改變係根據供逆預編碼資料序列之逆預編石馬。理慈 4丨BM/04126TW，CH9,200；J_0029⑷ 18 技藝者可知，本發明的這些部份與實施例在適二例如對施加在編碼過程中適當的「逆」形 2全^^此發㈣上賴似選娜魏之任一或更錄方齡裝置和彡、缺倾，以及資料記 ^ 3、^恶=別地，但非排他地，可應用於磁儲存系像t帶裝置和硬碟。其亦可例如使用於光資料儲存明可5祕任何適當資料儲存系統。如熟此技藝 ί二t解的’這樣的使用中，本發明較佳實施例中，至5 ΪΪ^輸人使用者資料—般會Μ某方式壓縮或訊號源、m〇urce coded) ’接著分成標準尺寸（啡ia「或碼字’然後施加絲式的錯誤更正編碼（像錄門編碼）。下一階段會接著是施加調變（限制）正編雜元序列。若有需要，位元序列 ϊ: ίί 討論)’然後「區域」預編碼會施加所選部分（較佳地只有對於那些已調變編碼在㈣以儲存媒體供儲树，會加上小里的同位位兀。（如熟此技藝者會理解的，若期望，上述序可變/化（以及步驟之_或更多可省略）。舉二:^些習知系統中’已施加某種形式的調變編碼於階段前。從儲存媒體讀取資料以及復原原始使用者貢料是反向過程。理慈 4IBM/04126TW ’ CH9-2003-0029(JL) 19 本發明亦延伸至根據本發明製作與儲存之資料序列。因此，根據本發明一第二十一部份，提供一已被錯誤更正編碼資料序列’其中資料序列之一或更多部分已調變編碼，且其中資料序列之一或更多但非全部部分已預編碼。再一次，此資料序列可包含文中討論發明之較佳與選擇性特徵的一或更多或全部。因此，舉例而言，其較佳地更^含一或更多同位位元，以及，較佳地已調變編碼部分在資料序列中被置換（即分成小片段，然後分在資料序列中）。 ' 本發明亦延伸至包含或使用本發明上述裝置和方法之任一及/或根據本發明儲存資料序列之資料儲存系統。 μ根明之方法可至少部分地彻倾，例如» 處到當進一步來看時，本發明提供二女裝於貝科處理手段上，特別適於執行文中上 ^腦軟體:·以及當執行於資料處理手段上，包含供執行文上述方法之電腦軟體碼部分的一電腦程式單元: 亦延伸至-電腦軟體鐘（cam.ef),包含—2 j 作包含資料處理手段的-資料編碼及/:解‘j 或一貝料儲存系統時’和資料處理手段一勃二太存媒體，像疋-唯讀記憶體θ>ί、光 ^體儲 —訊號，像綠上的-電訊號片像彳或一無線電（radio)訊號。，光汛5虎理慈 4IBM/04126TW，CH9-2003-0029(JL) 雷轉岐，不是财此發财紅步驟需由電細軟體執仃，而因此本發明一更提供電腦軟、^ 的軟體安裝在-電腦倾載體上，供執行至少方法之步驟。工尸汀杈出本發明可因此適合被實施為一電腦程式產品， =系起使用。這樣的實施可包含—系列電腦^‘ 才曰々，無麵固定在一有形媒體上，像是一電腦可讀取例如磁片（diskette)、光碟片、唯讀記憶體或硬碟、曰可傳輸至-電财統，經由-數據機或其他介面裝置，= 過包含但不限於光學或數位傳輸線的任一有形媒=體；或無形地使贿線技術，包含但不限於微波、紅外線或其他傳輸技術。此系列電腦可讀取指令實施所有或分文'中述的功能。熟此技藝者可理解，這樣的電腦可讀取指令可用使用於許多電腦結構或作業系統的一些程式語言來寫。進一步，這樣的指令可用任何現在或未來的記憶技術儲存，包含但不限於半導體、磁、或光，或用任何現在或未來的通 =技術傳输’包含但不限於光、紅外線、或微波。還考慮這樣-個電腦程式產品可發布為—可移除媒體，伴隨印刷或電子文件（例如套裝[shrink-wrapped]軟體），預載於一電腦系統（例如在-系統唯讀記憶體或固定磁碟上），或經一網路（例如網際網路或全球資訊網^〇此wide web】）從一伺服咨或電子佈告攔（eiectr〇njc bu丨丨etin b〇ard)發布0 理慈 4旧M/04126TW，CH9-2003.0029(JL) 21 【實施方式】 έ圖=係本發明可應用其上之一類型的一資料儲存系，的一示意圖。資料儲存系統包含一編碼器子系統1，供、’爲碼欲寫入一記錄通道3之一儲存媒體4 (例如可為一硬碟二一磁帶機或一光碟等等之形式）的輸入寫入資料；以及一解，器子系統2，供解碼偵測自記錄通道3的訊號，以產，讀取資料（應複製原始使用者寫入資料）。此資料儲存气統可依需要而實施。舉例而言，編碼器子系統1和解碼器子系統2可實施為一單一應用特定積體電路 (application specific integrated circuit，ASIC)。圖二示意地顯示根據本發明，圖一所示類型之一資料，存系統的一較佳實施例。圖二所示實施例中，編碼器子系統1包含一錯誤更正碼編碼器11(此例中其形式為一李德-所，門j扁碼器），一調變編碼器12,和一預編碼器13。解碼器子系統2類似地包含-侧器14、—逆預解碼器 15、一通道解碼器16、以及一錯誤更正碼解碼器(對應地為一李德-所羅門解碼器形式）。此實施例中，錯誤更正編碼器1彳施加一錯誤更正碼於於使用者位元流，以及例如將使用者位元流轉換為符號之一序列，像是8位元位元組。本實施例中，使用一= -所羅門錯誤更正碼，雖然其他錯誤更正碼也是可行的。^ 調變編碼器12施加所謂調變或限制編碼於已錯誤正編碼位元流。此調變編碼可包含例如(d，k)、（G，丨^、、戋理慈 4旧M/04126TW，CH9-2003-0029GJL) MTR(j, k)編瑪。如以下的解釋只施加於所選位元流之部分。 ’這些實施例中，調變編碼 -嫌彳3施加所謂預編碼於6觀編碼位元流。 ^變編碼器12之輪出中的變遷，轉換至二錄通道3的程度。如上討論，以及如之後會箱他nr，’此預編碼只施加於所選位元流之部分。此預、·扁馬可包έ，例如1/(1㊉D)或1/(1㊉D2)預編碼。本發明這些實施例中，如以下會進一步解釋，有進一 ν置，夕驟其中在預編碼器13施力σ預編碼前，於調變編碼，12 |置換>(立元序列（此未示於圖二）。亦較佳的是，在，兀序列寫人儲存媒體4前，加—錢多同位位元於位元序列（亦未示於圖二）。，解碼器子系統2以逆方式運作。因此偵測器14從記錄ί道]3接收已儲存資料’逆預編碼11 15移除預編碼，接著位兀流之置換被反向（未示），調變解碼器16移除調變編碼以提供符號，符號接著由錯誤更正碼解碼器彳7轉換成一輸出的使用者位元流。在圖二所示這樣的一系統中’顯示於預編碼器13和偵測器14間.的「通道」3實際上包含步驟或一連串訊號處理功能，包含例如寫入前補償（prec〇mpensatjon)、寫入處理於例如磁儲存裝置，從儲存裝置讀取（磁）訊號，好幾個所讀取訊號的放大和濾波階段，一類比至數位轉換，等化（equalization)，以及數位濾波等等。積測器14 理慈 4旧M/04126TW，CH9-2003-0029(儿) 23 1380601 接著在位凡出現在通道3之輸入時，嘗試產生位元之最佳估计（即取消[undo]」通道3之效應，並重現[reproduce] 預編碼器13之輪出），供提供給逆預編碼器15。圖三顯示本發明較佳實施例之調變編碼、置換和選擇性^區域）預編碼步驟。如圖三所示，一範例初始96位元資料塊（已被錯誤更正編碼）首先（於此實施例中）以編碼率8/9進行調變編碼（「ate 8/9 modulation encoding)。此調變編碼只施加於，如圖三所示，此96位 ^塊之2個位元組（8位元部分）。調變編碼步驟後，初始資料塊中剩餘的位元保持未改變。接著是一置換(permutatj〇n)步驟，其中已調變編碼資料部分（現在9位元長）以及未調變編碼位元序列之一相鄰被分成較小部分’接著分開並散佈在整個位元塊，如圖二7不。此實施例中，置換使用三個較小資料部分，並如所示移動與重新排序它們，雖然其他安排也可行。此置換步驟被用來特別要使已編碼資料之運行長度 (run ^ngth)限制配合系統的時序迴路（丨〇叩）。特別地， =二’在置換倾後，已賴編碼位元賴分並更平均 ^为開J：分散）於位元序列中。當已調變編碼位元被「限 ,」’這些位元的重新分布意味未編碼（而因此未限制） =於已編碼位元部分間之分布較小（小於沒有置換之情二也就疋被限制位元在整個位元序列中更平均地分布°此有助於時序復原。理慈 4旧M/04126TW » CH9-2003-0029(JL) 24 1380601

中y驟亦可用來放置已調變編碼位元於資料序列 L t的點’如同在預編媽階段所見。此特別意味著， ^來沉，不同錯誤更正編碼和_編碼方案會在位元序二不同位置產生已調變編碼位元，如圖三所示之置換可一直用來放置已調變編碼位元於位元序列中相同位置，如同在^編谢皆段所見，無論使用的錯誤更正編碼和調變編碼方案。舉例來說，此可使相同預編碼器等，和不同錯誤更正編媽及調變編碼方案一起使用。

在資料序列被置換後，預編碼只施加於資料塊之所選 (且特別地於包含（現在已置換[叩⑽汉⑽⑽])已調變編碼位元之資料塊的那些部分），如圖三所示。如上 ^論二此選擇性預編碼有助於抑制錯誤，遞。最後，如圖二所示，產生四個同位位元，以從初始自6位元已錯誤更正編碼碼字提供一 1〇2位元的碼字(c〇dew〇rd)來儲存。根據本發明的幾個適當資料編碼與解碼方案之實施例係參照圖四至三十五而加以說明。這些實施例係設計來使用在8位元或1〇位元錯誤更正碼（李德_所羅門碼），並使用相同編石馬率8/9之調變碼來進行調變編碼（以下會進一步解釋）。 9 以下實施例中，會使用以下邏輯表示法。對所有二進位（binary)數或位元群組或位元組群組而言，最低有效位元（Least Significant Bit ’ LSB)永遠是「索引〇」，索引往上增加至最高有效位元（Most Significant Bit， MSB)。最高有效位元永遠顯示在左邊，最低有效位元永理慈 4旧M/04126TW，CH9-2003-0029(儿) ，顯示在右邊。當資料寫人至齡媒體，資訊（位元缸、二气之，高有效位元首先被傳送。當從儲存媒體讀取二枓，貧訊（位元組、字、塊）之最高有效位访先被接 -陣列·:0]由元素a㈣，a㈣)，，a⑼組成，呈中a(m)為最不近位元（丨east recent bit)，而a(〇)為最近位 =(most recent bit)。值得注意的是，當t引減少，時間，加。運算「&」、「㊉」分別用來代表布林運算「及_)」、互斥或(xor)」。舉例而言，這些實施例.中，區域(丨〇ca丨) 預編碼操作（其為1/(1㊉D2)預編碼）由以下方程式說明·· d(i)=c(i)㊉(m(i)&d(i+2)) ° οσ其中c(j)為在預編碼器輸入處的位元，d(i)為在預編碼态輸出處的位元，而m⑴為在索引i的遮罩位元（maskjng bit)。換句話說，若m(i)=0，即)=圳（無預編碼），而若 m(0=1，d(i)=c(i)㊉d(i+2)(預編碼）。類似地，區域逆預編碼操作由以下方程式說明： h(i)=g(i)0(m(i)&g(i+2)) 其中g(0為在逆預編碼器輪入處的位元，h(j)為在逆預編碼器輸出處的位元，而m(i)為在索引j的遮罩位元。換句話說’若m(i)=〇 ’ h(i)=g(j)(無逆預編碼），而若m(j)=1 : h(i)=9(i)㊉g(i+2)(逆預編碼）。以下實施例中’編碼率96/100和96/102被用在一 8 位元錯誤更正碼’而編碼率96/100和96/102被用在一 10位元錯誤更正碼。表一列出這些新碼：理慈 4旧M/04126TW，CH9-2003-0029(JL) 26 同位錯誤更正碼編碼率 jrate) jimp ienoi je/ϊοο^ ^6/102*

目，「#1中，「比例」是編碼率，「同位」是同位位元之數而「/，更正碼」是李德·所羅門錯誤更正碼符號大小，、s、#^V】」和「丨」是調變碼加的限制，其中「k+1」是广輸人處的最A運行長度，「j」是通雜人處連續變遷 ^nsecutivetransition)的最大數目，而「|」是調變編碼輸出處奇數或偶數位元位置中的連續零的最大數目（端視奇數或偶數位元位置中哪個較大）。、表一中的碼係基於一編碼率8/9之調變瑪。表二顯示為此調變碼’從8位元字映射至9位元字。 27 理慈 4IBM/04126TW，CH9-2003-0029(JL) 輸入輸出輸入輪出〇〇〇〇〇〇〇〇 001110010 00100000 001001100 00000001 ΙΟΙ 110010 00100001 101001100 00000010 001111010 00100010 001001110 00000011 101111010 00100011 101001110 00000100 010011010 00100100 001011100 00000101 110011010 00100101 101011100 00000110 ΟΠΟΙ 1010 00100110 001011110 00000111 moiioio 00100111 101011110 00001000 001010010 00101000 001001101 00001001 101010010 00101001 loiooiιοί 00001010 001010011 00101010 001001111 00001011 101010011 00101011 101001111 00001100 001010110 00101100 0010U101 00001101 101010110 OOIOUOl 101011101 00001110 001010111 00101110 001011111 oooomi loioioni 00101111 101011111 00010000 001001001 ΟΟΠΌΟΟΟ 001100001 00010001 101001001 00110001 101100001 00010010 001001011 OOUOOIO 001100011 00010011 101001011 00110011 101100011 00010100 001011001 00110100 001110001 00010101 101011001 00110101 101110001 00010110 001011011 00110110 001110011 000101u ioiouoii oonom 101110011 00011000 010110010 ooinooo 001101001 00011001 110110010 00111001 101101001 00011010 011110010 00111010 001101011 0001101l 111110010 0011101l 101101011 0001 "00 010111010 00111100 001111001 0001lΙΟΙ UOlilOlO OOUllOl 101111001 00011110 01ΠΠ010 00Π1Π0 001111011 οοοιιιπ 111111010 oomui 101Π1011 理慈 4旧M/04126TW，CH9-2003-0029(JL) 1380601 輸入輸出輸入輸出 01000000 010010010 01100000 001100100 01000001 U0010010 01100001 101100100 01000010 011010010 01100010 001100110 01000011 111010010 01100011 101100110 01000100 010010110 01100100 001110100 01000101 U0010110 01100101 101110100 01000110 011010110 01100110 001110110 01000111 111010110 οι loom lomono 01001000 010010011 01101000 00L100101 01001001 110010011 01101001 101100101 01001010 011010011 OllOIOlO 001100111 01001011 111010011 ΟΜΟΙΟΙ 1 101100111 01001100 0100101Π 01101100 001110101 01001101· 110010111 01101101 101110101 01001110 011010111 01101110 001110111 01001111 111010111 01101Π1 101110111 01010000 010001001 01110000 001101100 01010001 110001001 01110001 101101100 01010010 010001011 on 10010 001101110 01010011 110001011 01110011 101101110 01010100 010011001 01110100 001111100 01010101 110011001 01110101 lomiioo 01010110 010011011 01110110 ⑽ lmiio oioiom 110011011 oiiioiir 101111110 01011000 011001001 01111000 001101101 01011001 111001001 01111001 101101101 01011010 01100101l 01111010 ooiioim 01011011 111001011 01111011 101101111 01011100 011011001 01111100 001 111 101 OlOlllOl 111011001 01111101 lonmoi 01011110 011011011 01111110 001111111 01011111 moiioii oimtii loinmi

理慈 4旧M/04126TW，CH9-2003-0029(JL> 29 輸入輸出輸入輸出 11000000 010100100 11100000 on looioo 11000001 110100100 11100001 11ΠΟΟΙΟΟ 11000010 010100110 11100010 011100110 11000011 110100Π0 11100011 111100110 11000100 010110100 U100100 OlllLOlOO 11000101 110110100 11100101 111 110100 11000110 010110110 11100110 011Π0Π0 11000111 110110110 11100111 limoiio 11001000 010100101 11101000 011100101 11001001 110100101 11101001 1Π10010Ι 11001010 010100111 11101010 011100111 11001011 110100111 11101011 miooin 11001100 010110101 11101100 omioioi 11001101 110110101 11101101 111110101 11001110 010110111 1110U10 oimom 11001111 110110111 11101111 111110111 11010000 οιοιοποο ut loooo on 101100 11010001 110101100 11110001 111101100 11010010 010101110 11110010 011101110 H010011 110101110 11110011 111101110 11010100 010111100 11110100 011111100 11010101 110111100 11110101 UIUllOO 11010110 010111110 11110110 oiiimio U0I0111 110111Π0 11110111 111111110 11011000 010101101 11111000 011101101 11011001 110101101 11111001 111101101 11011010 010101111 niiioio 0Π10ΠΠ 11011011 110101111 muon 111101Π1 11011100 010111101 11111100 011111101 11011101 110111101 11111101 nmuoi 110Π110 οιοπππ unmo 011111111 11011111 110111111 Ullllll 1111Π1Π 理慈 4旧M/04126TW，CH9-2003-0029(儿) 30 1380601 輸入輸出輸入輸出 11000000 010100100 11100000 011100100 11000001 110100100 11100001 111100100 11000010 010100110 11100010 011100110 11000011 110100110 11100011 111100110 11000100 010110100 11100100 011110100 11000101 110110100 11100101 111110100 11000110 010110110 11100110 0IIU0110 11000111 110110110 11100111 111110110 11001000 010100101 11101000 011100101 11001001 110100101 11101001 111100101 11001010 010100111 11101010 011100111 11001011 110100111 11101011 Π1100Π1 11001100 010110101 11101100 011110101 11001101 110110101 11101101 111110101 11001110 010110111 1U01110 0U1101U 11001111 110110111 11101111 111110111 11010000 οιοιοποο 11110000 011101100 11010001 110101100 11110001 111101100 U010010 01010U10 11110010 011101110 11010011 110101110 11110011 111101110 H010100 010111100 11110100 011111100 11010101 110111100 11110101 111111100 11010110 010111110 11110110 OlilllilO UO101U 110111110 11110111 111111110 11011000 010101101 11111000 011101101 11011001 110101101 11111001 111101101 11011010 010101111 11111010 011101111 11011011 110101111 11111011 1111011Π 11011100 010111101 11111100 0Π111101 U01U01 110111101 11111101 111111101 11011110 OiOHlUt 11111110 011111111 11011111 110U11U 11111111 11111U11

理慈 4旧M/04126TW，CH9-2003-0029(儿) 31 1380601 和此碼相關的編碼器和解碼器分別為一 _ck e?der)和-塊解碼器(bl〇ck dec〇de「)。:馬扁率馬二之塊編碼态和解碼器可使用表二來設計。因此，舉言’表二中所有256個適合（legal)的9位元輪出字應分派至8位元輸入位元組，而沒出現在表二的剩餘256一個不適& (illegal)的9位元輸出字，較佳地被選擇為一組或至—組256位元組’使得此解碑器的布林邏輯最小化。圖四顯示本發明一第一實施例，其中顯示一8位元錯鲁誤更正碼之一編碼率96/100之編碼器。調變編碼階段^ 輸入’ a[95:0]，由包含十二個8位元位元組B11 Β1〇 B0的一已錯誤更正編碼資料塊3〇組成。如圖四中所示，調變編碼階段31中，位元組B8和B2使用表二所示之編碼率f/9之調變碼，而被映射（調變編碼）至個別的9位兀碼字。資料塊中剩餘位元組在調變編碼階段未改變。這樣調變編碼的位元塊32接著如圖四中所示被置換 (步驟33)。置換前的已編碼訊號由b[97:〇]代表，而置換後的已編碼訊號35由c[97:0]代表。、置換後’施加預編碼於位元塊之所選部分（步驟36)。如上所述.，預編碼係使用一「遮罩(mask)」指出要被預編碼的位元來決定。此實施例中，要執行區域預編碼需要的遮罩位元m(i), 〇$匕97,被給定為m(i>1，當丨=77, 76, 75， 74, 73, 72, 51, 50, 49, 28, 27, 26, 25, 24, 23, 2」，〇’，而別處m(i)=〇。區域預編碼後的已編碼訊號37以d[97:〇] 理慈 4旧M/04126TW , 1380601 表不it後使用產生多項式（generator P〇丨ynomial) 1+x2計异兩個同位位元，並插入位元塊（步驟38)。所產；生的且將被寫入儲存媒體的調變/同位碼字39為封的叼。· 圖五顯示對應的編碼率96/100之解碼器，可用來復原已編碼資料。解碼器之輸入50，f[99:0]，在移除同位位元後被映射至g[97:〇](步驟51)。在一「完美」系統中，輸入f[99:0]會和e[99:0]相同（即編碼過程之輸出:但一般不會，乃由於例如所讀取出資料中的錯誤。一 _ 接著執行區域逆預編碼（步驟53)以獲得陣 h[97.0]其中係使用與預編碼相同的遮罩位元 0^697, m(i)=1 ’ 當丨=77, 76, 75, 74, 73, 72, 51,50, 49 28: 27, 26, 25, 24, 23, 2, 1, 〇，而別處 m(j)=〇。資料换接著被逆置換（步驟55)，其後得到陣列j[97:〇]。 * 接著使用表二之編碼率8/9碼來調變解碼碼字丨[97.〇1 之適當兩個位元組（步驟57)，以得編碼率96/1〇〇之^ =之輸出58，陣列__〇]，供輸入至錯誤更正解碼 (未顯示）。又 w 从4^— 16狀悲Ο6—咖句時變(㈣㈣如哺貞測器交織二，（trel丨丨s)之一有關的已健存資料碼字e[99:〇】中的制為，在位置51與2的j=2、在位置77, 74, 28盥25的尸3、在位置51與2的k=2、在位置盘 k=3 〇 ° ^ 理慈 4 旧M/04126TW ’ CH9-2003-0029(儿) 33 圖六顯示另一實施例，以一 8位元錯誤更正碼之—編碼率96/102之編碼器之形式。此編碼器基本上和圖四所不相同，只是使用四個同位位元而非兩個。因此，錯誤更正編碼後的輸入，a[95:〇]，再次由包含十-個8位元位元組B11, B10,…，B0組成。位元組B8 和B2再次被調變編碼，以映射至9位元碼字，使用表二所示編碼率8/9之調變碼。剩餘位元組保持未改變。如此被編碼的訊號b[97:0]接著被置換，如圖六所示，以得訊沪 c[97:0]。〜接著使用遮罩位元m(i)，〇Si$97, rn(j)=1，當j=77, 76 75, 74, 73, 72, 51, 50, 49, 28, 27, 26, 25, 24, 23, 2, 1, 〇，而別處m〇)=〇，來選擇性預編碼已置換訊號。區域預編碼後的已編碼訊號再次以d[97:0]表示。最後，使用產生多項式1+X+X4所計算之四個同位位元被插入。供儲存於儲存媒體上之所產生之調變/同位碼字為e[1〇1:〇]。圖七顯示對應之編碼率96/102之解瑪器。再一次，此過程實質上和圖五所示相同，只是需移除之同位位元數目不回。 ^ 八丨相甘郑肢項取<解碼器之輸入， [01.0] ’藉由移除同位位元’被映射至g[97:〇]。接著彰行區域逆職碼峨得_ h[97:Q]，射使贿預編碼相同的遮罩位元 m(〇, 〇引$97, m(i)=1，當 i=77, 76, 75, 74 73, 72, 51，50, 49, 28, 27, 26, 25, 24, 23, 2, 1，0，而別處理慈4旧_瞻’ CH9-20_29(儿) 器之輕位植，以魏鱗9_2之解碼之輪出（陣列j[_)，供提供給錯誤更正解碼階段。

之-= 冰⑹時變伽器交織結構⑽W 53 /Λ的Λ儲存資料碼字_:〇]中的限制為，在位置 ^與4的j=2、在位置79, 76, 30與27的卜3 ^办罢幻與4心2、在位置79,76 3〇與、2277的的=^ (phaD至:；顯不本發明另一實施例的五個階段 10位元錯誤更正碼之一編碼率争“巧用一編碼率96/100之編碼器實作一10位元錯誤碼時，需要5個連續編碼「階段」（以得48〇/5〇〇編整體塊，其因此可被十除盡），其中編碼「階段」 =連續地重複（即首先96位元為「階段」Q被編碼，下96位元為「階段」】被編碼，下96位元為「階段」2 破編碼’下96位元為「階段」3被編碼，下96位元為「階段“被編碼，下96位元為「階段」〇被編碼，下96位元為「階段」1被編碼，然後接下去）。本貫施例中，每一階段編碼器之輸入為一已錯誤更正編碼資料塊a[95:0] ’對應於1〇位元位元組的一非整數數目。每一階段中，使用表二中編碼率8/9之調變碼，施加調變編碼以映射兩個10位元位元組至11位元碼字^ (再一次’其餘位元組通過調變編碼階段而未改變。）理慈 4 旧M/04126TW，CH9-2003-0029(JL> 35 如此被編碼的訊號b[97:0]接著於每一階段被置換，如圖所示，以得一已置換資料塊c[97:0]。接著使用遮罩位元 m(i)，0Si^97, m(i)=1 ’ 當 i=77, 76, 75, 74, 73, 72, 51，50, 49, 28, 27, 26, 25, 24, 23, 2, 1, 0，而別處 m⑴=〇，來選擇性預編碼已置換訊號。區域預編碼後的已編碼訊號再次以d[97:0]表示。最後，使用產生多項式ι+χ2所計算之兩個同位位元被插入。供儲存之所產生的調變/同位碼字為 e[99:0]。 … 圖十三至十七顯示對應之編碼率96/100之解碼器的五個階段。每一階段中，解碼器之輸入，f[99:〇]，藉由移除同位位元’被映射至g[97:0]。接著執行區域逆預^碼以獲得陣列h[97:0]’其中使用與預編碼相同的遮罩位元⑴⑴ 0SS97,即 _=1，當 i=77,76,75,74,73,72,51,50^ 49, 28, 27, 26, 25, 24, 23, 2, 1, 0 ’ 而別處 m(j)=〇。接著執行逆置換以得陣列i[97:〇]。最後施加編碼率8/9之解碼於適當11碼字，以得比例96/100解碼器之輸列

j[95:0]。干 J 和- 16狀態時變债測器交織結構之一有關的、存碼字e[99:0]中的限制為，在位置51與2的户2、置77, 74, 28與25的j=3、在位置51與2的k=2、在位置 77, 74, 28 與 25 的 k=3。理慈 4旧M/04126TW，CH9-2003-0029(儿) 36 1380601 編碼器。每一階段中，編碼器之輸入再一次為一已錯誤更正編碼資料塊a[95:0] ’對應於10位元位元組之一非整數數目。接著在每一階段中’只施加調變編碼於兩個1〇位元位元組，使用表二中編碼率8/9之調變碼以映射它們至 11位元碼字。接著如此被編碼的訊號b[97:0]被置換如圖所示，以得一已置換資料塊c[97:0]。接著使用遮罩位元阳(丨)，〇幻$97, m(i)=1，當 i=77, 76, 75, 74, 73, 72, 51,50, 49，’ 28, 27, 26, 25, 24, 23, 2, 1, 〇，而別處 m(j)=〇，來選擇性預編碼已置換訊號。此區域預編碼後的已編碼訊號再次以 d[97:0]表示。最後’使用產生多項式1+χ+χ4所計算之四位元被插入。供儲存的所得調變/同位碼字為之五個階段。每一階段中，解碼器之輸入，f[101:0]，羁移除同位位元，如前被映射至g[97:〇]。接著執行區域^

編碼以獲得_ h[97:Q]，其中使用與預編碼相同的㈣元 m(i), 0SS97, m(i)=1，當 i=77, 76, 75, 74, 73, 72 5〇,49,28,27,26,25,24,23,2,1 〇，而別處_)=〇'

著施加逆置換以得_怀叫。最後施加編碼率⑽^ 碼於適當兩個11位元碼字，以得比 Q 出，陣列j[95:0]。理慈 4 旧M/04126TW，CH9-2003-0029(儿} 37 在位置79, 76, 30與27 在位置79, 76, 30與27 的j=3、在位置53與4的k=2、的 k=3。圖二十:^_^ 士:料編碼與解碼的更多實施例，係參照更正碼（李這些實施例使用一 10位元錯誤它們使之編碼率權腿和侧〇6。調變編率8/9之調變碼來進行表—列出這些新碼的性質（絲-類似）: 編碼率 100/ΐδ4~ 同位 --2~"— 錯誤更IE 碼 10 f57f k ------- 27 27 28 100/106 4 1- 1 儿 VLi 1 w I^LTTj 28 28 29 劃以10位元錯誤更正碼之編碼率編之輸入，_:〇]，由十個1〇位元位元組的，… 8/9Ϊ 元组阶和B2被調變編碼使用表二中編碼率以映射至11位元碼字。剩餘位元組保持未改良。迫樣被編碼的訊號b[101:0]接著被置換如圖二十八所示’以得訊號c[1〇1:0]。接著使用遮罩位元m(j)，〇Sb1〇1, ，當丨=81, 80, 79, 78, 77, 76, 53, 52, 51,30, 29, 28, 27, 26, 25, 2, 1, 0，而別處m(i)=〇，來選擇性預編碼已置換訊號。此區域預編碼後的已編碼訊號以d[101:0]表示。最後，使用產生理慈 4旧M/04126TW，CH9-2003-0029(儿) 38 1380601 所得調變/同 =二:]算之二個同位位元被插入器之解碼器哺碼 g[紙〇]。接著執行區域逆,被映射至 m(i)=0 ° 丨πυΐ.ο]。取後施加編碼率8/q姑灯「干a 編碼率100/104之解碼器之輪出，陣列:γ組’以得和- 16狀態時變偵測器交織結碼字_:0]中的限制為，在位置53有關的= 81，78, 30與27的j=3、在位置5盘、^卜2在位置吖78,30與27的喊。似置53與2的^2、在位置圖三十顯示另-實施例，其中顯示—1〇位元錯誤正碼之編碼率100/106之編碼器。私、 a[99:0]，由十個1〇位元位元組的，’、B〇组°成。二元組二=碼率8/9之調變碼，以被調變編碼 ^^的^號b[1〇1:〇]接著被置換如圖三十所示，以接著使用遮罩位元m(i)，〇幻s101，mG)=1，杳 80, 79, 78, 77, 76, 53, 52, 51,30, 29, 28, 21, 26, 25, 2, 1；理慈 4旧M/04126TW，CH9-2003-0029(JL) 39 1380601 〇，而別處m(i)=0，來選擇性預編碼已置換訊號。此區域預編碼後的已編碼訊號以d[101:0]表示。最後，使用產生多項式1+X+X4所計算的四個同位位元被插入。所得調變/ 同位碼字為e[1〇5:0】。

圖三·}一顯示對應之編碼率100/106之解碼器。解石眉器之輸入，f[105_O]，藉由移除同位位元，被映射至 g[ioi:o]。接著執行區域逆預編碼以獲得陣列h[1〇1:〇】，其中使用與預編碼相同的遮罩位元pp⑴〇 g j € -J m(i)=1 > f i=81,80, 79, 78, 77, 76, 53, 52, 51,29, 28 27, 26, 25, 2, 1, 0 ’而別處m(丨·)=0。接著施加逆置換’ 陣列ι·[101··0】。最後施加編碼率8/9之解碼於適當位元= 以得比例期/1G6解碼ϋ之輸出，陣列j[99:Q]。和狀態日守變偵測器父織結構之一有關的、資料碼字 =的限制為，在位置55與4的j=2、在位置83 8〇 3 在位置55與4 _、在位置83肩，^

n ㈣編顺解碼蚊多實施例顯4 姐二十一至二十五。這些實施例係使用8位元或1〇 : 錯誤更正碼（李德-所羅門喝）’並使躲前 =碼帳_物行調變編碼 Y即i二所示寄以下實施例中 64/66 ’ 而一編石馬率。表四 ^ 8兀錯誤更正碼使用 ^ 〇位兀錯誤更正碼使用編碼率60/62 列出追些新碼（制與表— 理慈 4IBM/04126TW，CH9-20〇3-〇〇29(jl) 40

1380601 、迫些（和其他）實施例中，偵測於調變解碼器之一不適，(illegal)碼字的一旗標（flag)亦可使用即時(〇n加錯誤與抹除（eirof.anci erasure)解碼上執行的一李抟_ 所羅門解彻。此會改善區段錯解（sectQ「·⑽「咖^ 圖三十二顯示一實施例，其中顯示一 8位元錯誤更正碼之一編碼率64/66之編碼器。調變編碼階段之輸入， a[63.0]由八個已錯誤更正編碼8位元位元虹By % B0—組成。如圖三十二所示，位元組B5被映射至二9位元^ ，子’使用表二中編碼率8/9之調變碼^於調變編碼階段後，剩餘位元組保持未改變。接著置換位元序列’如圖三十二所示。_ 碼訊號由b[64:0]代表，而置換後的已編碼訊號由' 代表。接著使用遮罩位元代表的一「遮罩」m(i) 〇<匕6 _=1，當 M4, 43, 42, 41, 4〇, 39, 1〇, 9, 8，了處 m(i)=0，來選擇性預編碼。此區域預編蜗已 = 以d_]表示。Μ，使用產生多項式位位元被插入位元塊。所產生的且將被寫入儲存^ 變/同位碼字為e[65:0]。帝仔琛體的调圖二十二顯示對應的編碼率64/66之解竭器。解之輸入，f[65:0]，於移除同位位元後，被映射Zg[64 理慈 4旧M/04126TW，CH9-2003-0029(儿) 41 =碼碼字丨_]之適當位元組，^_ 64/66 々口- Jf輸錯錢正解碼階段（未示）。 =碼字_增的限制為，在位 g位、貝與4。，3、在位置9㈣、在位置的二= 之絶ϋ=ΐ7Γ^—實補，以—1Q位元錯誤更正碼 „ _/62之編碼器之形式。編碼器之輸入，a[5g:〇]， ^六個10位兀位元組B5,…，B〇組成。位元組昍被映射至'11位元碼字，使用表二+編碼率8/9之調變碼。剩餘位兀，，保持未改變。如此編碼的訊號b[6〇:〇]接著被置換’如圖三十四所示，以得訊號c[6〇:〇]。接著使用遮罩位元m(i)，0$丨$60, m(i)=1，當j=40, 39, 38, 37, 36, 35, 8, 7, 6 ’而別處m(j)=〇，來選擇性預編碼已置換訊號。此區域預編碼後的已編碼訊號以d[6〇:〇]表示。最後，使用產生多項式1+x所計算的一同位位元被插入。所產生之調變/同位碼字為e[61:0]。圖二十五顯示對應之編碼率60/62之解碼器。解碼器之輸入’ f[61:0]，於移除同位位元後被映射至g[6〇:〇】。接著執行區域逆預編碼以獲得陣列h[60:0]。其中使用與預編碼相同的遮罩位元 m(i)，0‘i$60, m(i)=1，當 j=4〇, 39, 38, 理慈 4IBM/04126TW，CH9-2003-0029(儿) 42 !38〇6〇1 7’ 36, 35’ 8’ 7, 6，*別處_=0。接著施加逆置換以得陣列_:0】。最後施加編碼率8/9之解碼於適當位元組，以，編碼率60/62之解碼器之輸出，陣列j[59:〇】。和一 16 狀態時變偵測器交織結構之一有關的、資料碼字e[61:〇】中的限制為，在位置7的j=2、在位置39與36的j=3、在位置7的k=2、在位置39與36的k=3。圖二十六至二十九顯示本發明之一進一步實施例。此貝施例中，使用與先前實施例相同的邏輯。然而，如以下 ^解釋的，此實施例使用1/(1_)預編碼，所以此實施例中，區域預編碼操作由以下方程式說明： c(i)=b(i)㊉(m(i)&c(i+1))， -^^⑴為在預編鮮輸人處的位^训為在預編碼 f輸出處的位兀，而m(i)為在索引丨的遮罩位元。換說’若m(i)=0，c(i)=b(i)(無預編碼），而若_=1， c(i)=b(i)㊉c(i+1)(預編碼）。類似地，區域逆預編碼操作由以下方程式說明.

g(i)=f(i)0(m(i)&f(i+i))» 其中f(〇為在逆預編碼器輸入處的位元逆編碼器輸出處的位元’而m(j)為在索引丨的遮罩位元。句話說，若_=〇，g(i)=f(i)(無逆預編碼），而若以㈣⑴㊉f(i+1)(逆預編碼）。此實施例係使用- 10位元錯誤更正碼、且3位元同位之-編碼率100/108之碼。其使用編碼率16;17之調變碼，說明於申請人之美國專利號6,557,124，係納入本文理慈 4旧M/04126TW，CH9-2003-0029(儿) 43

Ϊ為f ί。此編碼率16/17之調變碼係一強(st_)IVITR 磁士己鋅3^除大約—半的類型+ —+錯誤事件（其為 ^錄ί斜主要錯誤事件’主制電子雜訊惡化，並同冋正規化線性密度[normalized lineardensity])。此 433：^編辦湖7之調變财—平均變遷密度為此性質可用於在資料相關媒介雜訊不可忽略之 =錄通道。關於此編碼率16/17之強mtr碼之編碼器 ”解碼裔分別係如前所述之—塊編碼器與—塊解石馬器。 %如别提及，本實施例使用之編碼率16/17之調變碼係 =來在寫人途徑中和—1/(娜)預編碼器—起使用，而 ^取途徑中和—(1㊉D)逆預編碼H-起使用。（此對照於，用-編碼率的之調變碼之上述實施例，其於寫入途徑中使用-1/(1㊉D2)預編碼n，於讀取雜中使用一 (1㊉D2)逆預編碼器。） ^五比較本實施例具3位元同位之編碼率 100/108 碼與圖二十之使用一 8/9調變碼和4位元同位的編碼率 100/106碼的性質。編碼率調變碼同位 k I ATD 100/106 8/9 4位元 28 29 50.00% 100/108 16/17 3位元 21 13 44.74% 表五中’「ATD」係平均變遷密度（averagetransjtj〇n density)’而其他項目與表—同。可和編碼率湖，1〇6，4 位元同位碼進行比較，本實施例具3位元同位之編碼率 100/108碼有一較佳k限制、一車交佳丨限制和一較低平均理慈 4旧M/04126TW，CH9-2003-0029(儿) 44 1380601 變遷密度（ATD)。圖三十七顯示本實施例一 10位元錯誤更正碼之編碼率100/108之塊編碼器。圖三十六係此編碼器之一均等表示’顯示本實施例之編碼率100/108之塊編碼器之編碼率 20/21為基礎的模組結構，如以下所述。錯誤更正編碼後’編碼器之輸入，a[99:〇]，由十個位元位元組B9，…，B0組成。五對相鄰位元組B9/B8、 B7/B6、B5/B4、B3/B2和B1/B0被映射至五個21位元碼字。如圖三十六與三十七所示，此藉施加以上討論編碼率 16/17之調變碼於適當位元（圖三十七）而完成，且可視為使用圖三十六所示一組編碼率20/21塊編碼器之調變編碼的應用’其係使用以上討論之編碼率16/17之調變碼而實施，/、疋母一 21位元碼字的最左兩位元和最右兩位元未編碼。已編碼訊號由b[104:0]代表。接著使用遮罩位元m(j)， 0 $ i ^ 104, m(i)=1，當 Μ 02, 101, 1 〇〇, 99, 98, 97, 96, 95, 94, 93, 92, 91, 90, 89, 88, 87, 86, 81, 80, 79, 78, 77, 76, 75, 74, 73, 72, 71, 70, 69, 68, 67, 66, 65, 60, 59, 58, 57, 56, 55, 54, 53, 52, 51,50, 49, 48, 47, 46, 45, 44, 39, 38, 37, 36, 35, 34, 33, 32, 31, 30, 29, 28, 27, 26, 25, 24, 23, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 1〇, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2，而別處m(i)=0，來施加選擇性預編碼。此區域預編碼後的已編碼訊號以c[104:0]表示。最後’使用產生多項式彳+χ+χ3 所計算三個同位位元被插入碼字末端。所產生之調變/同位 45 理慈 4IBM/04126TW ’ CH9-2003-0029(儿) 1380601 碼子$ d[1 〇7:〇]。應注意此實施例中（不像先前實施例中）沒有資料碼字的置換。圖二十九顯示一 1〇位元錯誤更正碼之對應編碼率 100/108之塊解碼器。圖三十八係此解碼器之一均等表不，顯示編碼率100/108之塊解碼器之編碼率2〇/21為基礎的模紕結構。解碼器之輸入’ e[1〇7:〇]，藉移除三個同位位元映射至f[104:0]。接著執行區域逆預編碼以獲得陣列g [104:0] ’其中使用與預編碼相同的遮罩位元⑺⑴ 09$ 104, m(i)=1 ’ 當丨=1〇2,1〇1, 1〇〇, 99, 98, 97, 96, 95’ 94, 93, 92, 91, 90, 89, 88, 87, 86, 81, 80, 79, 78, 77, 76’ 75, 74, 73, 72, 71,70, 69, 68, 67, 66, 65, 60, 59, 58, 57: 56, 55, 54, 53, 52, 51, 50, 49, 48, 47, 46, 45, 44, 39, 38’ 37, 36, 35, 34, 33, 32, 31,30, 29, 28, 27, 26, 25, 24, 23’ 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5,4,3, 2，而別處 m(i)=0。最後’執行編碼率16/17之解碼適當位元組，以得編碼率100/108之解碼器之輪出，陣列h[99:〇]。（再一次，如圖三十八所示，此操作可視為使用編碼率16/17之調變碼而實施，而留下某些位元未編碼。）和一 16狀態時變偵測器交織以及後處理器 (post-processor)中MTR檢查有關的、此實施例之資^ 碼字d[107:0]中的限制為，在以下彳〇個位置：彳〇3,的，理慈 4旧M/04126TW，CH9-2003-0029(儿) 46 1380601 68, 61,47, 40, 26, 19, 5 的 j=2、在以下 65 個位置：102，. 101, 100, 99, 98, 97, 96, 94, 93, 92, 91, 90, 88, 81, 80, 79, 78, 77, 76, 75, 73, 72, 71, 70, 69, 67, 60, 59, 58, 57,: 56, 55, 54, 52, 51, 50, 49, 48, 46, 39, 38, 37, 36, 35, 34, 33, 31, 30, 29, 28, 27, 25, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 10, 9, 8, 7, 6, 4 的 j=3。，如以上可見，本發明至少在其較佳實施例中，使用區，（選擇性）預編碼以及逆預編碼’以抑制錯誤傳遞，並 · 藉此f善錯誤率。藉減少所需逆預編碼一些輸入資料（即輸入負料未預編碼之部分），預編瑪導致之錯誤傳遞可減 =。此外，可使用置換來匹配時序復原要求，以及能夠更彈性地設计所使用之調變碼（例如基於8位元或1 〇符號之李德-所羅門碼）。 ‘於較佳實施例中，係說明基於一單一編碼率8/9之調變碼的8位元與1〇位元李德-所羅門符號大小之特定其中除了上述之優點’更簡化編碼器/解碼器。雖然本發明以實施例揭露如上’然其並非用以限發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和内,，當可作各種之更動姻飾，因此本發敗保 = 視後附之_請專利範圍所界定者為準。田【圖式簡單說明】並參照本發明數個較佳實施例現會以只為範例方式說伴隨的圖式，其中：理慈4_/041261^， 47 1380601 圖=示意地顯示一資料儲存系統；圖二示意地顯示根據本㈣—f料儲存线之施例；貝圖二，意地顯示本發明一實施例之資料編碼過程；圖四示意地顯示根據本發明一第一實施例，一 8位錯誤更正碼之一編碼率96/100編碼器；，五不意地顯示對應圖三之編碼器的編碼率96/1〇〇解碼器；圖六示意地顯示根據本發明一第二實施例，一 8位錯誤更正碼之一編碼率96/102編碼器；，七示意地顯示對應圖六之編媽器的編碼率96/1 〇2 解碼器，圖八示意地顯示根據本發明一第三實施例，一 1〇 =更正碼(2同位位元)之一編碼率96/1〇〇編碼器的圖九示意地顯示根據本發明一第三實施例，一 1〇 =誤更正碼（2同位位元）之-編解96_編石馬器的一圖十示意地顯示根據本發明一第三實施例，一 1〇位凡錯誤更正碼（2 ’位元）之-編解㈤編階段2; 叫圖十一示意地顯示根據本發明〜第三實施例，一 1〇位兀錯誤更正碼（2同位位兀）之一鵠碼率96/1〇〇編的階段3; ‘ 圖十二示意地顯示根據本發明〜第三實施例，一位元錯誤更正碼（2同位位兀）之一塢碼率96/1〇〇編的階段4; 理慈 #BM/〇4126TW，CH9-2003-〇〇29(儿) 48 1380601 =三示意細示職•至十—之編韻， 96/100 ^十財意趟賴細七斜—之編，更正碼（2同位位元）之—編碼率96/棚解碼器 =五示意地顯賴顧七斜—之編碼器，更正碼（2同位位元）之一編碼㈣_〇解碼器圖十六示意地對細七至卜更正碼（2同位位元）之—編碼率圖十七示帛_稍細七至十圖十八示意地顯示根據本發明一第施更正碼(4同位位元)之，馬率9讀編碼^ ^十九示意地顯示根據本發明—第 ::，4同位位元)之-編媽率疆、心圖二十示意地顯示根據本發明一第四實施例，更正碼（4同健元）之1解扁2編韻位二實施例，1 的階段3; 之 '編解9_編碼器理慈 4旧M/04126TW，CH9、2003-0029(儿) 49 1380601 朽-ff十二示意地顯示根據本發日月-第四實施例，-in 的更正碼（4同位位元）之—編碼率嶋2編石馬器圖一十一不忍地顧不對應圖十八至二十二，一 m ΐΓί更正碼(4同位位元)之-編碼率96/102編碼器5 一圖二十四示意地顯示對應圖十八至二十二，—】〇更正碼（4同位位元）之—編碼率96/102編石馬器^ 圖二十五示意地顯示對應圖十八至二十二，一誤更正碼（4同位位元）之一編碼率96/1〇2編蝎器^ 階段2 ; ' 圖一十六示意地顯不對應圖十八至二十二，—1 1〇仇兀錯誤更正碼（4同位位元）之一編碼率96/1 〇2編碼哭階段3 ; 的圖二十七示意地顯示對應圖十八至二十二，一 1Q仇元錯誤更正碼（4同位位元）之一編碼率96/102編碼5|沾階段4; 〇叼圖二十八示意地顯示根據本發明一實施例一編碼率 100/104編碼器（2同位位元）；圖一十九不意地顯不根據本發明一實施例一編碼率 100/104解碼器（2同位位元）；圖二十示意地顯示根據本發明一實施例一編碼率 100/106編碼器（4同位位元）；圖三十一示意地顯示根據本發明一實施例一編瑪率 100/106解碼器（4同位位元）；圖三十二示意地顯示根據本發明一實施例一編碼率 5〇

理慈 4旧M/04126TW ’ CH9-2003-0029(JL) 1380601 64/66編碼器（1同位位元）；圖三十三示意地顯示根據本發明一實施例一編碼率 64/66解碼器〇同位位元）；圖三十四示意地顯示根據本發明一實施例一編碼率 60/62編石馬器（1同位位元）；圖三十五示意地顯示根據本發明一實施例一編碼率 60/62解碼器（1同位位元）；圖三十六顯示根據本發明一實施例之編碼率100/108 塊編碼器的20/21為基礎模組結構；圖三十七顯示根據本發明一實施例之編碼率100/108 塊編碼器；圖二十八顯示根據本發明一實施例之編碼率1 〇〇/1 〇8 塊解碼器的20/21為基礎模組結構；塊解Ξίΐ九顯示根據本發明—實施例之編辨爾· 2解碼器子系統 4儲存媒體 12調變編碼器 14偵測器 16通道解碼器

【主要元件符號說明】 1編碼器子系統 3記錄通道 11錯誤更正碼編碼器 13預編碼器 15逆預解碼器 17錯誤更正碼解碼器 ^Μ4ΙΒΜ/04126·ΠΛ/ . CH9-2003-0029(JL) 51

Claims

1380601 .. _ 案號：93134679 斗 Uii )¾ y 修·JE 年月日修正本十、申請專利範圍： --- 1. —種編碼一輸入位元序列(input bit sequence)的方法，包含：施加調變編碼（modulation coding)於該輸入位元序列之一些或全部；以及在施加調變編碼後，預編碼（precoding)該輸入位元序列之一或更多所選部分；其中，只預編碼該輸入位元序列中已施加調變編竭之那些部分。 2. 如請求項第1項之方法，更包含在施加調變編碼後，改變該資料序列中已調變編碼位元之位置。 3. —種編碼一輸入位元序列的方法，包含：施加調變編碼於該輸入位元序列之一或複數個所選部分；以及施加預編碼於由調變編碼（m〇dulati〇n c〇ding)所編碼 (encode)之資料位元，但不預編碼未施加調變編碼之任何資料位元。 52 1380601 案號：93134679 99年08月05日修正-替換頁 4.如吻求項第3項之方法，更包含在施加調變編碼後，改變該資料序列中已調變編石馬位元之位置。 5· -種編竭所儲存之_資料序列的方法，包含：錯誤更正編碼(err〇r c〇rrectj〇n⑺⑸叩)該資料序列；胃錯誤更正編碼的資料序列之全部或部分；以及於該調變編碼步驟後，根據錯誤更正編碼該資料序列所使用之》亥錯誤更正碼，改變該資料序列中已調變編碼位元之位置。 6.種編碼所儲存之一資料序列的方法，包含：錯誤更正編碼該資料序列；凋變編碼該已錯誤更正編碼資料序列之全部或部分；以及根據預編碼該資料序列，於該調變編碼步驟後，改變該資料序列中該已調變編碼位元之位置。種解碼讀取自一儲存媒體之一位元序列的方法，包含：逆預編碼(inverse precoding)該讀取位元序列之一或更多 53 案號：93134679 99年08月〇5日修正-替換頁所選部分，其巾’ P、逆預編之那些部分Μ及 1‘胃取位元糊已杨調變編碼在施加該逆預編碼之編、馬谈，施加調變解碼於該讀取位元序列之一些或全部。 8.如請求項第7項之方法，讀取資料序列中的位置。更包含改變已調變編碼位元於該 9. 一種解碼讀取自—儲存媒體之-低序列的方法，包含：施加逆預、，為碼於已由調變編碼進行編碼之讀取資料位元，但不逆預編碼未調變―之任何資料位元；以及施加調贿碼於已調變細之_取低相的部分或複數個部分。 10·如請求項第9項之方法，更包含改變已調變編碼位元於該讀取資料序列中的位置。 11. 一種解碼讀取自一儲存媒體之一資料序列的方法，包含：改變該讀取資料序列中位元之位置；調變解碼該重新排序（reordered )資料序列之全部或部 54 1380601 案號·· 93134679 99年08月05日修正-替換頁分；以及在該調變解碼步驟後，錯誤更正解碼該資料序列；其中該讀取資料序列中位元位置之改變係根據供錯誤更正編碼該資料序列之該錯誤更正碼。 12. —種解碼項取自一儲存媒體之一資料序列的方法，包含：改變該讀取資料序列中位元之位置；調變解媽該重新排序資料序列之全部或部分；以及在該調變解碼步驟後，錯誤更正解碼該資料序列；其中該讀取資料序列中位元位置之改變係根據逆預編碼該資料序列。 13. —種供編碼一輸入位元序列的裝置，包含：一調變編碼器，供施加調變編碼於該輸入位元序列之一些或全部；以及一預編碼器，供在施加調變編碼後，預編碼該輸入位元序列之一或更多所選部分；其中，只預編碼該輸入位元序列中已施加調變編碼之那些部分。 55 丄糊601 ； _ 134679 i丨埠年殍艰窺M·替換頁 14·如凊求項第13項之裝置，更包含一，供在施加調變編碼後，改變該資料序列中已調變編碼位元之位置。 • 種供編碼一位元序列的裝置，包含：一調變編碼器’供施加調變編碼於該位元序列之一或複數個所選部分；以及一預編碼器’供施加預編碼於由該調變編碼器所編碼之該資料位元，但不預編碼未施加調變編碼之任何資料位元。 6·如清求項第15項之裝置，更包含—置換器(permut〇r)，供在施加調變編碼後’改變該資料序列中已調變編碼位元之位置。

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