專利名稱：用于編碼多字信息的載體的制作方法
本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?9800628.9、申請(qǐng)日為1999年4月22日、發(fā)明名稱為“編碼多字信息的方法、設(shè)備和載體”的中國(guó)申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及在權(quán)利要求1的前敘中敘述的方法。授予給Berlekamp等人的美國(guó)專利4559625和授予給Blaum等人的5299208的美國(guó)專利公開(kāi)了交錯(cuò)的和錯(cuò)誤保護(hù)的信息的解碼，其中，在第一字中發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤模式可以給出一個(gè)線索來(lái)定位在同一字組的另一字中的錯(cuò)誤。被指向的錯(cuò)誤比產(chǎn)生該線索的該字的其它符號(hào)更相對(duì)接近或更鄰近。該參考文獻(xiàn)使用一種標(biāo)準(zhǔn)化的格式和一個(gè)具有橫跨各個(gè)字的多符號(hào)錯(cuò)誤脈沖串(burst)的錯(cuò)誤模型。某錯(cuò)誤在一個(gè)特定字中的出現(xiàn)可以意味著在下一個(gè)字或多個(gè)字中所指符號(hào)中一個(gè)錯(cuò)誤發(fā)生的強(qiáng)概率。這一過(guò)程常常提高在該機(jī)制出現(xiàn)故障前可被改正的錯(cuò)誤數(shù)目。
本發(fā)明人認(rèn)識(shí)到這一方法的一個(gè)問(wèn)題當(dāng)產(chǎn)生線索的信息被解調(diào)并被充分改正時(shí)，該線索在這一處理中被體現(xiàn)相對(duì)較晚。這使得使用諸如在后來(lái)的盤旋轉(zhuǎn)期間重新嘗試讀數(shù)據(jù)等較高級(jí)的措施變得復(fù)雜化。另外，本發(fā)明者人認(rèn)識(shí)到相對(duì)于冗余量而言可以以較低投資得到部分或者全部線索。
發(fā)明概述因此，除別的事項(xiàng)外，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種總開(kāi)銷較少的編碼格式，它允許較早產(chǎn)生至少部分線索。因此，根據(jù)其一個(gè)方面，本發(fā)明的特征在于權(quán)利要求1的特征部分。
本發(fā)明還涉及解碼這種信息的方法，編碼和/或解碼該種信息的設(shè)備，以及提供有這種信息的載體。另外，本發(fā)明另外的優(yōu)點(diǎn)在從屬權(quán)利要求中敘述。
附圖簡(jiǎn)述下面參考優(yōu)選實(shí)施例的公開(kāi)，特別參考附圖詳細(xì)討論本發(fā)明的這些以及另外的方面和優(yōu)點(diǎn)，附圖中

圖1表示具有編碼器、載體和解碼器的系統(tǒng)；圖2A-2C表示例示同步模式的布置；圖3表示一個(gè)碼格式原理；
圖4表示一個(gè)前哨(picket)碼和脈沖串指示符子碼。
較佳實(shí)施例的詳細(xì)描述一個(gè)線索或者多個(gè)線索的組合，一旦被發(fā)現(xiàn)，可以引起識(shí)別一個(gè)或者多個(gè)不可靠的符號(hào)。通過(guò)這種識(shí)別，諸如通過(guò)定義擦除符號(hào)，可以更有力地進(jìn)行錯(cuò)誤改正。當(dāng)不知道任何錯(cuò)誤位置時(shí)，許多代碼將更正最多t個(gè)錯(cuò)誤。如果給定一個(gè)或者多個(gè)擦除位置，則常?？梢愿恼^大數(shù)目e個(gè)擦除符號(hào)(＞t)。以擦除符號(hào)為特征以外的其它類型的識(shí)別也是適宜的。另外，對(duì)脈沖串組合和隨機(jī)錯(cuò)誤的保護(hù)可以改善。另一可選的方案是，為一種特定的錯(cuò)誤模式提供擦除位置，只需使用較少數(shù)目的校正符號(hào)，從而簡(jiǎn)化計(jì)算。本發(fā)明可以應(yīng)用于存儲(chǔ)器環(huán)境或傳輸環(huán)境。
圖1表示按照本發(fā)明的一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于產(chǎn)生兩類線索，一類從同步位組導(dǎo)出，另一類從錯(cuò)誤保護(hù)的線索字導(dǎo)出。該實(shí)施例用于編碼、存儲(chǔ)和最終解碼來(lái)自音頻或視頻信號(hào)或數(shù)據(jù)的多位符號(hào)序列。終端20接收連續(xù)的這種符號(hào)，這種符號(hào)例如具有8位。分路器22定期和循環(huán)地把打算用于線索字的符號(hào)傳輸?shù)骄幋a器24，和把其它符號(hào)傳輸?shù)骄幋a器26。在編碼器24中，通過(guò)編碼數(shù)據(jù)符號(hào)到一個(gè)第一多符號(hào)錯(cuò)誤改正碼的碼字形成線索字。該碼可以是里德-所羅門碼，乘積碼，交錯(cuò)碼，或者是它們的組合。在編碼器26中，通過(guò)編碼到一個(gè)第二多符號(hào)錯(cuò)誤改正碼的碼字形成目標(biāo)字。在該實(shí)施例中，所有碼字將具有一致的長(zhǎng)度，但是這不是必需的。兩種碼都可以是里德-所羅門碼，而以第一種為第二種的子碼。如在圖4中所示，線索字具有較高錯(cuò)誤保護(hù)級(jí)別。
在方框28中，這些碼字被傳輸?shù)揭粋€(gè)或者多個(gè)輸出，使得在后面要討論的介質(zhì)上的分布均勻，圖中表示出輸出的一些隨機(jī)數(shù)目。在往該介質(zhì)上實(shí)際寫(xiě)之前，把所有碼符號(hào)調(diào)制到信道位。一個(gè)著名的調(diào)制規(guī)則遵守(d，k)＝(1，7)限制，其控制在相繼的信號(hào)變化之間的最小和最大距離。該調(diào)制使信道位序列更好地適應(yīng)編碼器-介質(zhì)-解碼器串的傳輸或存儲(chǔ)能力。
在這一方面，圖2A表示出存儲(chǔ)在光盤上的一種例示同步模式，諸如按照凹坑/無(wú)凹坑二分叉法。所示模式包括在9個(gè)無(wú)凹坑位置后面緊接9個(gè)凹坑位置的一個(gè)序列。這樣的模式將違反標(biāo)準(zhǔn)調(diào)制限制，如果k相應(yīng)于小于9個(gè)凹坑/無(wú)凹坑位置的序列長(zhǎng)度的話。為簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，忽略當(dāng)掃描這樣的序列時(shí)獲得的檢測(cè)信號(hào)。整個(gè)模式可以按位反轉(zhuǎn)。該模式的初始和最終位位置可以用作其它目的，只要部在緊接后繼位的位置處發(fā)生變化。
現(xiàn)在在圖1中，方框30表示單一介質(zhì)自身，諸如接收已編碼數(shù)據(jù)的帶或盤。這可以隱含在一個(gè)寫(xiě)-機(jī)制-加-介質(zhì)的組合中的直接寫(xiě)。另一可選方案為，可以通過(guò)復(fù)制諸如一個(gè)印記(stamp)的一個(gè)主編碼介質(zhì)實(shí)現(xiàn)該介質(zhì)。在方框32，再次從該介質(zhì)讀信道位，緊接著是立即解調(diào)。這將產(chǎn)生被識(shí)別的同步模式，以及必需被進(jìn)一步解碼的碼符號(hào)。一般說(shuō)，同步模式發(fā)生在播放設(shè)備確實(shí)期待它們的位置處，導(dǎo)致如下結(jié)論該同步化是正確的。然而，正確的同步模式可能在未期待的位置發(fā)現(xiàn)。這也許指示同步的損失，它必須在一種冗長(zhǎng)的過(guò)程中恢復(fù)，該過(guò)程基于所接收到的各種相繼的同步模式。一般說(shuō)，通過(guò)一種飛輪式(flywheel)過(guò)程維持同步，或者基于在多個(gè)相繼的同步模式中的多數(shù)決策。一個(gè)正確的同步模式可以由于在不是用于同步模式的其它位置處的數(shù)據(jù)中的一個(gè)或者多個(gè)信道位錯(cuò)誤而以另外可選的方式被發(fā)現(xiàn)。一般說(shuō)，這將是一種孤立的特征而不導(dǎo)致重同步的努力。另一方面，在一個(gè)期待的位置，解調(diào)器可能沒(méi)有發(fā)現(xiàn)同步模式。經(jīng)常是，該錯(cuò)誤是一個(gè)隨機(jī)位，其可以通過(guò)在同步模式中固有的冗余恢復(fù)。然后這將導(dǎo)致一個(gè)正確的同步模式，而允許以標(biāo)準(zhǔn)方式進(jìn)行，不進(jìn)一步考慮用于其它信道位的所恢復(fù)的同步模式。另一可選方案是，該錯(cuò)誤足夠嚴(yán)重，使得導(dǎo)致如下結(jié)論碰到一個(gè)脈沖串。該脈沖串然后可以提供一個(gè)線索，用于通知其物理上相鄰的其它符號(hào)為錯(cuò)誤符號(hào)，其方式和將在下面關(guān)于線索字討論的相同。原則上說(shuō)，同步導(dǎo)出的線索可足以增強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤保護(hù)性。為此目的，它們應(yīng)該定位在彼此相距不太遠(yuǎn)的地方。如果線索從同步模式以及從線索字導(dǎo)出，則甚至在開(kāi)始解碼該線索字之前可以使用同步模式作為一個(gè)單獨(dú)的機(jī)制以產(chǎn)生線索。這可以允許并排使用兩種線索機(jī)制，一種來(lái)自同步模式，一種來(lái)自線索字。另一可選方案為，可以組合來(lái)自同步模式的線索和來(lái)自線索字的線索。可以基于靜態(tài)或動(dòng)態(tài)策略進(jìn)行在如此敘述的各種機(jī)制中的選擇。相當(dāng)經(jīng)常的是，可以使用與通過(guò)解碼線索字發(fā)現(xiàn)的線索的組合來(lái)獲得更好或更有力的對(duì)目標(biāo)字的解碼。
在解調(diào)后，把線索字送往解碼器34，并基于其固有冗余解碼。如在下面從圖3的討論中明顯看出，這種解碼提供在這些線索字之外的錯(cuò)誤位置的線索。方框35接收這些線索，以及也可以是通過(guò)箭頭33的其它指示，并根據(jù)使用一個(gè)或者多個(gè)轉(zhuǎn)換線索為擦除位置或其它指示不可靠符號(hào)的指示符的不同策略所存儲(chǔ)的程序操作。線33上的輸入可以表示通過(guò)解調(diào)同步位組而產(chǎn)生的線索，或者如該實(shí)例，可以是其它諸如通過(guò)接收到的信號(hào)的一般質(zhì)量所產(chǎn)生的，例如從其頻譜導(dǎo)出的其它指示符。在解碼器36中解碼目標(biāo)字。借助于擦除位置或其它標(biāo)識(shí)，把目標(biāo)字的錯(cuò)誤保護(hù)性提高到一個(gè)較高水平。最后，通過(guò)單元38將符合原來(lái)格式的所有解碼的字多路轉(zhuǎn)換到輸出40。為簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，忽略各種子系統(tǒng)中的機(jī)械接口。
圖2B、2C表示在信息流中分布的例示同步模式的進(jìn)一步的布置。每一個(gè)單個(gè)同步模式可以看起來(lái)像圖2A。在第一位置，這些同步模式可以只是用于線索信息的源。它們優(yōu)選位于信息流中周期間隔的位置中。另一可選方案是，既可從同步模式也可從線索字導(dǎo)出線索。圖2B、2C表示后一情況。其中，用叉指示線索字符號(hào)的位置。用點(diǎn)指示同步位組的位置。在圖2B、2C中，線索字符號(hào)之間的距離在所示同步位組的位置處高于其它地方，使得它們?cè)诰植枯^稀。在圖2A中，其距離小于它在其它處的值的兩倍。在圖2B中，它等于它在其它處的值的兩倍。其它的分布也是適宜的。
圖3表示沒(méi)有同步位組幫助的一個(gè)簡(jiǎn)單的碼格式。512個(gè)符號(hào)的編碼信息想象安排在16行和32列的一個(gè)方框內(nèi)。介質(zhì)上(on-medium)存儲(chǔ)器在其左上角逐列順序開(kāi)始。影線區(qū)域包含檢驗(yàn)符號(hào)，線索字0、4、8和12各有8個(gè)檢驗(yàn)符號(hào)。目標(biāo)字各包含4個(gè)檢驗(yàn)符號(hào)。整個(gè)方框包括432個(gè)信息符號(hào)和80個(gè)檢驗(yàn)符號(hào)。后者可以在其各自的字上以更分布的方式放置。部分信息符號(hào)可以是空符號(hào)。里德所羅門碼(Reed-Solomon)允許改正直到4個(gè)符號(hào)錯(cuò)誤的每一線索字。實(shí)際上當(dāng)前符號(hào)錯(cuò)誤已由叉指示。因此，在所有線索字永不多于4個(gè)錯(cuò)誤的范圍內(nèi)，它們可以正確解碼。然而，字2和3也許明顯不能僅根據(jù)它們自己的冗余符號(hào)解碼。現(xiàn)在在圖3中，所有錯(cuò)誤，除62、66、68外，都表示錯(cuò)誤串，但是只有串52和58跨至少3個(gè)相繼的線索字。這些考慮為錯(cuò)誤脈沖串，并引起在所有中間符號(hào)位置中的擦除標(biāo)志。根據(jù)所用策略，在該脈沖串的第一線索字錯(cuò)誤之前的一個(gè)或者多個(gè)目標(biāo)字和緊接該脈沖串的最后線索符號(hào)之后的一個(gè)或者多個(gè)目標(biāo)字也可以獲得一個(gè)擦除標(biāo)志。串54太短，不考慮為脈沖串。
因此，字4中的兩個(gè)錯(cuò)誤在相關(guān)列中產(chǎn)生一個(gè)擦除標(biāo)志。這使得字2和3可以改正，每一個(gè)具有一個(gè)單一的錯(cuò)誤符號(hào)和兩個(gè)擦除符號(hào)。然而，隨機(jī)錯(cuò)誤62、68而不是串54組成用于字5、6、7的線索，因?yàn)樗鼈兠恳粋€(gè)只包含單一線索字。有時(shí)，一次擦除可以導(dǎo)致零錯(cuò)誤模式，因?yàn)樵谝粋€(gè)8位符號(hào)中的任意錯(cuò)誤具有1/256的概率以產(chǎn)生一個(gè)正確符號(hào)。類似地，跨越一個(gè)特定線索字的脈沖串可以在其內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)正確符號(hào)。在單一脈沖串的前一和后繼線索符號(hào)之間的橋接策略可以把這一正確符號(hào)結(jié)合到該脈沖串，和錯(cuò)誤線索符號(hào)可以轉(zhuǎn)換它用于合適的目標(biāo)符號(hào)的擦除標(biāo)記的方式相同。一種具體格式的討論本發(fā)明的實(shí)踐應(yīng)用于數(shù)字光存儲(chǔ)器的新方法。目前，基底入射讀介質(zhì)(substrate incident reading)可以具有薄達(dá)100微米的傳輸層。信道位可以具有約0.14微米的大小，所以以2/3的信道率的數(shù)據(jù)字節(jié)的長(zhǎng)度僅有1.7微米。在上表面上的光束的直徑為125微米。將光盤封裝在所謂的光盤盒內(nèi)將減少大脈沖串的概率。然而，小于50微米的不均勻粒子可能引起短的誤差。開(kāi)發(fā)者們?cè)褂靡粋€(gè)誤差模型，其中通過(guò)錯(cuò)誤傳播的這種誤差可以導(dǎo)致200微米的脈沖串，相應(yīng)于約120字節(jié)。該模型建議120B固定大小的脈沖串，其以每字節(jié)2.6*10-5的概率隨機(jī)開(kāi)始，或平均每32kB的塊一個(gè)脈沖串。本發(fā)明人想象到在光盤上的順序存儲(chǔ)器，但是諸如多道磁帶，以及其它諸如磁和磁光技術(shù)的配置將從這里改進(jìn)的方法中受益。
圖4表示一個(gè)前哨碼和脈沖串指示符子碼。前哨碼由兩個(gè)子碼A和B組成。脈沖串指示符子碼包含線索字。其格式化為深度交錯(cuò)的長(zhǎng)距碼，它允許確定多脈沖串錯(cuò)誤的位置。處理如此發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤模式以獲得用于目標(biāo)字的擦除信息，該目標(biāo)字在本實(shí)施例中配置為一個(gè)乘積子碼。后者通過(guò)使用從脈沖串指示符子碼獲得的擦除標(biāo)志改正多脈沖串和隨機(jī)錯(cuò)誤的組合。由同步位組提供的指示符可以用于分離或結(jié)合從線索字中來(lái)的指示。一般說(shuō)，如果完全未提供約定的字，則同步位組的數(shù)目將增加。線索的開(kāi)發(fā)將類似于參考圖3的用于線索字所描繪的過(guò)程。
建議下面的格式32kB的塊包含16個(gè)DVD兼容扇區(qū)每一扇區(qū)包含2064＝2048+16字節(jié)數(shù)據(jù)在ECC編碼后的每一扇區(qū)包含2368字節(jié)因此，編碼率為0.872該塊中，256個(gè)同步塊格式化如下每一扇區(qū)包含16個(gè)同步塊每一同步塊包含37B為1組的4組37B的每一組包含1B的深度交錯(cuò)的脈沖串指示符子碼和36B的乘積子碼。
在圖4中，行順序讀，每一行以其引導(dǎo)同步模式開(kāi)始。每行包含以灰色表示的連續(xù)編號(hào)的3字節(jié)的BIS，并由36個(gè)其它字節(jié)隔開(kāi)。16行形成1個(gè)扇區(qū)，256行形成1個(gè)同步塊?？?cè)哂嘁杂熬€區(qū)表示?？梢酝ㄟ^(guò)在其中主碼設(shè)施外的冗余使用同步字節(jié)產(chǎn)生線索。圖1的硬件安排可以執(zhí)行同步位組的處理，這些位組組成在預(yù)備操作步驟中的數(shù)據(jù)字節(jié)以外的其它格式的字。再進(jìn)一步的信息可以指示某些字或符號(hào)為不可靠，諸如從盤或通過(guò)解調(diào)錯(cuò)誤導(dǎo)出的信號(hào)質(zhì)量產(chǎn)生。注意，對(duì)于脈沖串指示符子碼BIS的線索字，在圖4中左邊的一列現(xiàn)在不再必需。如圖所示，該列用目標(biāo)字填充。另一可選方案是，將該列完全略去。在這兩種情況下，用于用戶數(shù)據(jù)的下一存儲(chǔ)器密度將增加。
同步位組是通過(guò)脈沖串的固有大漢明距離從大多數(shù)承受脈沖串的模式中用于檢測(cè)脈沖串的一個(gè)好的機(jī)構(gòu)。在同步位組之間典型的間隔可以約為1000個(gè)信道位。一個(gè)不同的格式是把一個(gè)24位的同步位模式分成兩半，每一半為12位，使每一半只違反調(diào)制原理一次。然后同步位組之間的間隔也折半約為500位，使得總開(kāi)銷保持相同。有可能專門使用同步位組的預(yù)定的一部分的位用于檢測(cè)脈沖串。注意在圖3中，該同步位組將占據(jù)第一線索字位置上面的一個(gè)水平行。
權(quán)利要求
1.一種包括多字信息的載體，該信息基于關(guān)于一種介質(zhì)相對(duì)鄰近布置的多位符號(hào)，具有字方式交錯(cuò)，字方式錯(cuò)誤保護(hù)代碼設(shè)施和跨一個(gè)多字組的若干字的錯(cuò)誤定位線索，其特征在于，第一這樣的線索來(lái)自同步信道位組，并指向數(shù)據(jù)字。
2.如權(quán)利要求1所述載體，其中，所述同步位組放置在局部較稀布置的另外的線索源發(fā)者中以便從解調(diào)的符號(hào)中導(dǎo)出。
3.如權(quán)利要求1所述載體，其中，所述另外的線索源發(fā)者包括高保護(hù)性線索字，它指向低保護(hù)性目標(biāo)字。
4.如權(quán)利要求1所述載體，其中，一個(gè)同步信道位組在不干涉時(shí)將違反應(yīng)用于其它信道位組的一個(gè)信道調(diào)制規(guī)則。
全文摘要
根據(jù)關(guān)于一種介質(zhì)相對(duì)鄰近放置的多位符號(hào)編碼多字信息。它具有字方式交錯(cuò)，字方式錯(cuò)誤保護(hù)代碼設(shè)施和跨一個(gè)多字組的若干字的錯(cuò)誤定位線索。這些產(chǎn)生于同步信道位組并指向數(shù)據(jù)字。
文檔編號(hào)H03M13/00GK1516346SQ0310604
公開(kāi)日2004年7月28日 申請(qǐng)日期1999年4月22日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月29日
發(fā)明者J·A·H·M·卡爾曼, J A H M 卡爾曼 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司