專利名稱：把n比特源字編碼成為相應(yīng)的m比特信道字的裝置和把m比特信道字譯碼成為相應(yīng)的n比特 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及把二進(jìn)制源信號(hào)的數(shù)據(jù)比特流編碼成為滿足預(yù)定(d，k)約束的二進(jìn)制信道信號(hào)的數(shù)據(jù)比特流的裝置，在該裝置中，源信號(hào)的比特流被分成n比特的源字，該裝置包括把所述這些源字變換為相應(yīng)的m比特信道字的變換裝置，該變換裝置把一組p個(gè)相繼的n比特源字變換為相應(yīng)的一組p個(gè)相繼的m比特信道字，在變換每一組p個(gè)相繼的n比特源字時(shí)基本保持奇偶性不變，n、m和p是整數(shù)，m＞n≥1，p≥1，p是可變的。本發(fā)明還涉及包含了該編碼裝置、用于把信道信號(hào)記錄在記錄介質(zhì)上的記錄裝置、該記錄介質(zhì)本身、編碼方法以及通過譯碼該編碼裝置產(chǎn)生的二進(jìn)制信道信號(hào)的數(shù)據(jù)比特流來獲得二進(jìn)制源信號(hào)的數(shù)據(jù)比特流的裝置。
上述編碼裝置見美國(guó)專利5,477,222(PHN 14448)。該專利公開了把二進(jìn)制源信號(hào)的數(shù)據(jù)比特流變換為滿足(1，8)游程約束的二進(jìn)制信道信號(hào)的數(shù)據(jù)比特流的裝置。這意味著在信道信號(hào)的串行數(shù)據(jù)流中，在該信道信號(hào)的兩個(gè)相繼的“1”之間最少有一個(gè)“0”、最多有八個(gè)“0”出現(xiàn)。應(yīng)當(dāng)指出，在這方面通常對(duì)(1，8)d，k約束序列施加附加的預(yù)編碼(例如眾所周知的1T預(yù)編碼)，從而得到最小游程為2、最大游程為9的游程受限序列。
這種公知的變換是奇偶性保持的?！捌媾夹员３帧敝复儞Q的n比特源字的奇偶性等于要被變換成的相應(yīng)的m比特信道字的奇偶性(在模2加之后)。因此，在權(quán)利要求書中要求保護(hù)的n-m變換裝置對(duì)信號(hào)的極性不產(chǎn)生影響。
由于變換是奇偶性保持的，所以例如通過在源字的數(shù)據(jù)流中插入DC(直流)控制比特就能夠進(jìn)行有效的DC控制。
本發(fā)明的目的是在信道信號(hào)的串行數(shù)據(jù)流中插入合適的同步字。
本發(fā)明的裝置的特征在于它包括用于產(chǎn)生同樣滿足所述(d，k)約束的q比特同步字的同步字產(chǎn)生裝置，所述同步字以“0”比特開始和以“0”比特結(jié)束，該裝置還包括用于把所述同步字并入二進(jìn)制信道信號(hào)的所述數(shù)據(jù)比特流的合并裝置，q是大于k的整數(shù)值。
給信道信號(hào)的串行數(shù)據(jù)流添加同步字在本領(lǐng)域是眾所周知的。在這方面請(qǐng)參看WO96/31,880。該專利文獻(xiàn)建議采用的同步字破壞了規(guī)定的k約束。這樣做的缺點(diǎn)是需要相當(dāng)長(zhǎng)的同步字，長(zhǎng)的同步字更容易造成差錯(cuò)，并且導(dǎo)致相當(dāng)大的額外開銷。
根據(jù)本發(fā)明，建議采用q比特的同步字，使得在把信道字序列和該同步字合并之后，得到的信號(hào)滿足所述(d，k)約束。這樣做的好處是只需要較短的同步字，使得額外開銷較小。此外，由于所述同步字以“0”開始和以“0”結(jié)束，所以例如當(dāng)使d等于1時(shí)，可以在任意的m比特信道字之間并入該同步字。
該同步字最好以“01”比特序列開始和以“10”比特序列結(jié)束。這樣就保證了滿足k約束。
在編碼裝置產(chǎn)生滿足約束d＝1的信道信號(hào)的一實(shí)施例中，最好使用15比特的同步字，例如同步字“010000000010010”。當(dāng)k＝8時(shí)，該同步字滿足公式q＝2k-1，即使與不破壞其所并入的信號(hào)的d，k約束的其它同步字、例如美國(guó)專利4,501,000(PHQ 80.007)所公開的碼字相比較，它也是非常有效的。但是，應(yīng)當(dāng)指出，上述同步字可同樣好地在產(chǎn)生滿足別的k約束、例如k＝7或更小(于是該同步字不滿足編碼信號(hào)的k約束)或大于8的k的輸出數(shù)據(jù)流的編碼裝置中使用。
在另一實(shí)施例中，產(chǎn)生以“01”比特序列開始和以“100”比特序列結(jié)束的同步字，例如16比特的同步字“0100000000100100”。
在另一實(shí)施例中，產(chǎn)生以“01”比特序列開始和以“1000”比特序列結(jié)束的同步字，例如17比特的同步字“01000000001001000”。
在另一實(shí)施例中，產(chǎn)生以“01”比特序列開始和以“10000”比特序列結(jié)束的同步字，例如17比特的同步字“010000000010010000”。
對(duì)于某些n-m變換，以兩個(gè)或更多個(gè)“0”結(jié)束的同步字在與后續(xù)信道字連接和進(jìn)行了未改進(jìn)編碼之后，會(huì)破壞k約束。這一點(diǎn)可通過改變變換、在奇偶性保持性質(zhì)的局部破壞的情況下滿足k約束來進(jìn)行克服。
本發(fā)明的編碼裝置可以與一個(gè)給源信號(hào)的一定長(zhǎng)度的碼字增加一個(gè)比特的比特加法器單元一道使用。得到的信號(hào)可施加給本發(fā)明的編碼裝置。該編碼裝置的信道信號(hào)施加給1T預(yù)編碼器。該比特加法器的目的是給變換器的輸入信號(hào)中所包含的各相鄰碼字增加“0”或“1”比特，以便獲得無(wú)直流或包含具有一定頻率的跟蹤引導(dǎo)信號(hào)的預(yù)編碼器輸出信號(hào)。該預(yù)編碼器輸出信號(hào)被記錄在記錄介質(zhì)上。給變換器的輸入信號(hào)增加“0”比特將使1T預(yù)編碼器的輸出信號(hào)的極性保持不變。給變換器的輸入信號(hào)增加“1”比特將使1T預(yù)編碼器的輸出信號(hào)的極性顛倒。因此變換器就對(duì)1T預(yù)編碼器的輸出信號(hào)產(chǎn)生了影響，從而能夠控制該1T預(yù)編碼器輸出信號(hào)的運(yùn)行數(shù)字和值，以便獲得所希望的作為時(shí)間函數(shù)的比特模式。
以下將參看附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明，附圖中

圖1表示本發(fā)明裝置的一實(shí)施例，圖2表示圖1裝置中的變換器的第一完善型式，圖3a表示圖1裝置中的變換器的第二完善型式，圖3b表示圖1裝置中的變換器的第三完善型式，圖4表示圖1裝置中的變換器的第四完善型式，圖5表示將本發(fā)明的裝置應(yīng)用于在串行源信號(hào)的等距離位置處插入一個(gè)比特的裝置，圖6表示譯碼裝置的一實(shí)施例，圖7表示圖6譯碼裝置的變換器單元的完善型式。
圖1表示用于把二進(jìn)制源信號(hào)的數(shù)據(jù)比特流編碼成為滿足預(yù)定(d，k)約束的二進(jìn)制信道信號(hào)的數(shù)據(jù)比特流的裝置。該裝置具有用于接收該二進(jìn)制源信號(hào)的輸入端3和提供滿足該(d，k)約束的信道信號(hào)的輸出端5。該裝置包括其輸入端1與輸入端3連接、其輸出端8與可控開關(guān)19的第一端子連接的n-m比特變換器7。該變換器7把輸入比特流分成n比特的源字，并將這些源字變換為相應(yīng)的m比特信道字。具體來說，如以下將清楚看到的，變換器7把一組p個(gè)相繼的n比特源字變換為相應(yīng)的一組p個(gè)相繼的m比特信道字，在變換每一組p個(gè)相繼的n比特源字時(shí)保持奇偶性不變，n、m和p是整數(shù)，m＞n≥1，p≥1，p是可變的。該裝置還包括用于產(chǎn)生同樣滿足所述(d，k)約束的q比特同步字的同步字發(fā)生器9，q是大于k的整數(shù)值。同步字發(fā)生器9的輸出端11與可控開關(guān)19的端子b連接。開關(guān)19的端子c與該裝置的輸出端5連接。在中央處理單元17產(chǎn)生的、在導(dǎo)線13上的開關(guān)控制信號(hào)的控制下，該開關(guān)可處于兩個(gè)開關(guān)位置a-c和b-c中的一個(gè)位置上。
在開關(guān)位置a-c，該裝置把源信號(hào)變換為信道信號(hào)，而在位置b-c則可把同步字插入信道信號(hào)。每次在兩個(gè)m比特的相繼信道字之間，可在信道信號(hào)的“等距離”位置處重復(fù)插入同步字，同步字在這些位置處與信道信號(hào)合并。顯然，處理單元17還控制變換器7，以便在同步字與信道信號(hào)的串行數(shù)據(jù)流合并時(shí)刻中斷變換。
此時(shí)可認(rèn)為同步字以“0”比特開始和以“0”比特結(jié)束。首先，進(jìn)一步說明變換器7的功能。
圖1的編碼裝置還可以具有把其所產(chǎn)生的信道信號(hào)寫入記錄介質(zhì)23的軌跡的寫單元21。記錄介質(zhì)23可以是磁或光記錄介質(zhì)。在磁記錄介質(zhì)23的例子中，寫單元21具有至少一個(gè)磁頭，用來把信道信號(hào)寫入記錄介質(zhì)23的所述軌跡。在光記錄介質(zhì)23′的例子中，寫單元21具有用來把信息寫入該記錄介質(zhì)23′的光源，例如激光。
圖2表示變換器7的第一詳細(xì)示意圖。該變換器的端子1與具有兩個(gè)單元X1和X2的移位寄存器2的輸入端連接，以接收源信號(hào)S兩個(gè)相繼的源比特。移位寄存器2起串-并變換器的作用，以產(chǎn)生相繼的2比特源字SW。這兩個(gè)單元的輸出端與邏輯電路LC的兩個(gè)輸入端i1，i2連接，用來提供呈現(xiàn)在這兩個(gè)單元內(nèi)的源比特的邏輯值(x1，x2)。
變換器7還包括一具有三個(gè)單元Y1、Y2和Y3的第二移位寄存器4。邏輯電路LC的輸出端o1、o2和o3分別與該移位寄存器4的三個(gè)單元Y1、Y2和Y3的輸入端連接，用來提供信道字的邏輯值(y1，y2，y3)。移位寄存器4的輸出端6與輸出端8連接。移位寄存器4起并-串變換器的作用，把邏輯電路LC提供的3比特信道字變換為二進(jìn)制變換信號(hào)C1的串行數(shù)據(jù)比特流。
邏輯電路LC能夠把相繼的2比特源字SW變換為3比特信道字，在變換每一個(gè)2比特源字時(shí)保持奇偶性不變。奇偶性不變指的是在對(duì)信道字中的“1”執(zhí)行模2加之后，待變換源字中“1”的個(gè)數(shù)等于相應(yīng)信道字中“1”的個(gè)數(shù)?；蛘邠Q一種說法如果源字中“1”的個(gè)數(shù)是偶數(shù)，則信道字中的“1”的個(gè)數(shù)也將是偶數(shù)；如果源字中“1”的個(gè)數(shù)是奇數(shù)，則信道字中“1”的個(gè)數(shù)也將是奇數(shù)。
作為一個(gè)例子，變換裝置LC能夠按照下表把2比特源字SW變換為3比特信道字CW表I
在此應(yīng)當(dāng)指出源字的第一個(gè)比特被首先提供給移位寄存器2，信道字的第一個(gè)比特被首先從移位寄存器4的輸出端6輸出。
信道字的比特流是NRZI(不歸零倒置)記數(shù)的，這指的是“1”將會(huì)使寫電流發(fā)生轉(zhuǎn)換，以便把信道信號(hào)記錄在磁記錄介質(zhì)上。
可用圖2的變換器來產(chǎn)生滿足d＝1約束的(d，k)序列形式的被變換信號(hào)C1。這指的是在被變換信號(hào)C1的串行數(shù)據(jù)流的兩個(gè)相繼“1”之間至少出現(xiàn)一個(gè)“0”。就是說，在該被變換信號(hào)C1中的、以及因而在信道信號(hào)C中的兩個(gè)或更多個(gè)“1”的連續(xù)出現(xiàn)是被禁止的。
有可能出現(xiàn)例如利用圖1裝置對(duì)兩個(gè)相繼2比特源字的組合進(jìn)行的未改進(jìn)變換會(huì)破壞d＝1約束的情形。這些組合是這樣的組合“0000”，利用未改進(jìn)變換，該組合將產(chǎn)生兩個(gè)3比特信道字“101 101”；“00 01”，利用未改進(jìn)變換，該組合將產(chǎn)生兩個(gè)3比特信道字“101100”；“10 00”，利用未改進(jìn)變換，該組合將產(chǎn)生兩個(gè)3比特信道字“001 101”；以及“10 01”，利用未改進(jìn)變換，該組合將產(chǎn)生兩個(gè)3比特信道字“001 100”。
應(yīng)能夠檢測(cè)這些組合的出現(xiàn)，以便能夠用改進(jìn)的編碼把兩個(gè)2比特源字變換為兩個(gè)3比特信道字。圖2變換器的一改進(jìn)實(shí)施例如圖3a所示，該實(shí)施例除了能夠把2比特源字“正常”編碼為3比特信道字外，還能夠檢測(cè)以上指出的組合并執(zhí)行改進(jìn)編碼，使得在被變換信號(hào)C1中、以及因而在信道信號(hào)C中d＝1約束仍然得到滿足。
圖3a的變換器包括具有用來接收源信號(hào)S的串行比特流的四個(gè)相繼比特(x1，x2，x3，x4)的四個(gè)單元X1至X4的移位寄存器。這四個(gè)單元的輸出端分別與邏輯電路LC′的相應(yīng)輸入端i1至i4以及檢測(cè)器單元D1的相應(yīng)輸入端連接。該檢測(cè)器單元D1能夠檢測(cè)源信號(hào)串行比特流中這樣的位置，在該位置中用未改進(jìn)編碼把該比特流的一個(gè)源字變換為相應(yīng)的一個(gè)信道字將會(huì)破壞被變換信號(hào)C1的d＝1約束，該檢測(cè)器單元D1還能夠響應(yīng)這種檢測(cè)而在其輸出端10提供一控制信號(hào)。
檢測(cè)器單元D1的輸出端10與邏輯電路LC′的控制信號(hào)輸入端12連接。該邏輯電路LC′具有六個(gè)輸出端o1至o6，這些輸出端分別與第二移位寄存器4′的單元Y1至Y6的輸入端連接。
在控制信號(hào)輸入端12無(wú)控制信號(hào)的情況下，邏輯電路LC′按照上述表I把第一個(gè)2比特源字“x1，x2”變換為3比特信道字“y1y2y3”。一旦檢測(cè)器電路D1檢測(cè)到等于上述組合之一的兩個(gè)2比特源字(x1，x2，x3，x4)的組合，該邏輯電路LC′就按照由下表給出的改進(jìn)編碼變換該組合表II<
由該表可見由于在所獲得的兩個(gè)信道字的邊界處出現(xiàn)了兩個(gè)“1”，所以單獨(dú)兩個(gè)2比特源字的未改進(jìn)變換破壞了d＝1約束。因此，邏輯電路LC′以改進(jìn)編碼方式把在上表左列中的兩個(gè)2比特源字組變換為如上表II右列中所示的兩個(gè)3比特信道字組?？梢钥吹絛＝1約束不再被破壞。此外，改進(jìn)編碼同樣是奇偶性不變的。這指的是在當(dāng)前情況下，如果兩個(gè)2比特源字組中“1”的個(gè)數(shù)是奇數(shù)(偶數(shù))，則所獲得的兩個(gè)3比特信道字組中“1”的個(gè)數(shù)也是奇數(shù)(偶數(shù))。還有，兩個(gè)2比特源字之一(在上表中該源字是第二個(gè)源字)將被編碼為不等于表I的四個(gè)信道字之一的一個(gè)3比特信道字。這樣做的理由是在接收機(jī)側(cè)能夠檢測(cè)不屬于表I的四個(gè)3比特信道字組的該3比特信道字，因此能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的、是表II所定義的編碼的逆操作的譯碼。
通過按照表II進(jìn)行編碼而獲得的兩個(gè)3比特信道字組由邏輯電路LC′提供給其輸出端o1至o6，這些信道字被傳送給移位寄存器4’的六個(gè)單元Y1至Y6。由所述實(shí)施例顯然可見利用使用源字的檢測(cè)器D1檢測(cè)了需要改進(jìn)編碼的場(chǎng)合。
執(zhí)行表II所描述的改進(jìn)變換的變換器的不同結(jié)構(gòu)如圖3b所示。在該圖中，利用被變換的信道字可確定應(yīng)當(dāng)執(zhí)行改進(jìn)編碼的場(chǎng)合。圖3b的裝置包括一個(gè)具有用于接收借助未改進(jìn)編碼而獲得的兩個(gè)相繼的3比特信道字的6個(gè)輸入端的檢測(cè)器D1’。該檢測(cè)器D1’檢測(cè)用未改進(jìn)編碼獲得的這兩個(gè)相繼的3比特信道字是否等于表II的“未改進(jìn)編碼”的中間一列中的四個(gè)6比特序列之一。如果是，檢測(cè)器D1’就在其輸出端10輸出一個(gè)切換信號(hào)，在其輸出端10’輸出一個(gè)地址信號(hào)AD。切換信號(hào)傳送給移位寄存器4”的切換信號(hào)輸入端45。地址信號(hào)AD傳送給ROM 47的地址信號(hào)輸入端46。檢測(cè)器D1’根據(jù)對(duì)表II的中間一列中的四個(gè)6比特序列中的一個(gè)相應(yīng)的比特序列的檢測(cè)結(jié)果，產(chǎn)生四個(gè)可能的地址信號(hào)AD1至AD4中的一個(gè)地址信號(hào)。作為一個(gè)例子，檢測(cè)器D1’在檢測(cè)到序列“101101”時(shí)產(chǎn)生地址信號(hào)AD1，而在檢測(cè)到6比特序列“001100”時(shí)產(chǎn)生地址信號(hào)AD4。ROM 47存儲(chǔ)了表II右列所示的6比特序列。一旦接收到地址信號(hào)AD1，ROM 47就在其輸出端o1至o6輸出6比特序列“100010”。一旦接收到地址信號(hào)AD2，該ROM就在其輸出端輸出6比特序列“101010”。一旦接收到地址信號(hào)AD3，該ROM就在其輸出端輸出6比特序列“000010”。一旦接收到地址信號(hào)AD4，該ROM就在其輸出端輸出6比特序列“001010”。移位寄存器4”的每一個(gè)存儲(chǔ)單元現(xiàn)在有兩個(gè)輸入端，一個(gè)輸入端與邏輯電路LC’的相應(yīng)輸出端連接，另一個(gè)輸入端與ROM47的相應(yīng)輸出端連接。
在d＝1約束沒有被破壞的正常情況下，執(zhí)行未改進(jìn)變換，不產(chǎn)生切換信號(hào)，因而該移位寄存器4”利用其上面的各輸入端接收邏輯電路LC’傳送的比特。如果d＝1約束被破壞，施加給切換信號(hào)輸入端45的切換信號(hào)使移位寄存器接收由ROM傳送給移位寄存器4”下面各輸入端的6比特序列，該序列是改進(jìn)序列。
(d，k)序列的k約束規(guī)定在信道信號(hào)的兩個(gè)相繼的“1”之間最多允許出現(xiàn)k個(gè)相繼的“0”。
會(huì)出現(xiàn)三個(gè)相繼的2比特源字的未改進(jìn)變換破壞k約束的情況。
作為一個(gè)例子，源字序列“11 11 11”的未改進(jìn)變換將產(chǎn)生三個(gè)3比特的信道字“000 000 000”。如果應(yīng)當(dāng)?shù)玫絢等于6、7或8的(d，k)序列，則不應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)三個(gè)3比特信道字的這種組合。
另一個(gè)例子是源字序列“11 11 10”，該序列的未改進(jìn)變換將產(chǎn)生三個(gè)3比特的信道字“000 000 001”。三個(gè)3比特信道字的這種組合不滿足k＝6或k＝7約束。此外，三個(gè)3比特信道字的這種組合可以跟在以“0”結(jié)束的前一個(gè)信道字之后，從而它將導(dǎo)致K＝8約束的破壞。而且，該組合可以以“1”結(jié)束，從而如果該組合后面跟有以“1”開始的3比特信道字，則d＝1約束將會(huì)被破壞。對(duì)于源字序列“01 11 11”，相同的推理是正確的。
再一個(gè)例子是源字序列“01 11 10”，該序列的未改進(jìn)變換將產(chǎn)生三個(gè)3比特信道字“100 000 001”。這一組合會(huì)如上所述那樣破壞d＝1約束。
應(yīng)當(dāng)檢測(cè)到這些組合的出現(xiàn)，以便能夠執(zhí)行改進(jìn)編碼。除了能夠把2比特源字“正?！本幋a為3比特信道字外，一個(gè)也還能夠檢測(cè)以上指出的組合并執(zhí)行改進(jìn)編碼的變換器的一實(shí)施例如圖4所示。
圖4的變換器包括具有用來接收源信號(hào)S的串行比特流的六個(gè)相繼比特的六個(gè)單元X1至X6的移位寄存器2”。這六個(gè)單元的輸出端分別與邏輯電路LC”的相應(yīng)輸入端i1至i6以及檢測(cè)器單元D2的相應(yīng)輸入端連接。該檢測(cè)器單元D2能夠檢測(cè)源信號(hào)串行比特流中這樣的位置，在該位置中，該比特流的未改進(jìn)編碼將會(huì)破壞在被變換信號(hào)C1中、并且因而在信道信號(hào)C中的k約束，該檢測(cè)器單元D1還能夠響應(yīng)這種檢測(cè)而在其輸出端15提供一控制信號(hào)。
檢測(cè)器單元D2的輸出端15與邏輯電路LC”的控制信號(hào)輸入端16連接。該邏輯電路LC”具有九個(gè)輸出端o1至o9，這些輸出端分別與第二移位寄存器4”的單元Y1至Y9的輸入端連接。
在控制信號(hào)輸入端12和16無(wú)控制信號(hào)的情況下，邏輯電路LC”按照上述表I把單個(gè)2比特源字“x1x2”變換為單個(gè)3比特信道字“y1y2y3”。一旦檢測(cè)器電路D1檢測(cè)到一個(gè)等于以上表II中給出的各組合之一的兩個(gè)2比特源字“x1x2，x3x4”組，該邏輯電路LC”就按照表II規(guī)定的變換規(guī)則變換該源字組合，產(chǎn)生兩個(gè)3比特信道字“y1y2y3y4y5y6”組。
一旦檢測(cè)器電路D2檢測(cè)到一個(gè)等于上述各組合之一的三個(gè)2比特源字“x1x2x3x4x5x6”組，該邏輯電路LC”就按照由下表給出的改進(jìn)編碼來變換該源字組合，產(chǎn)生三個(gè)3比特信道字組表III
邏輯電路LC”以改進(jìn)編碼方式把在上表III左列中的三個(gè)2比特源字組變換為如上表右列中所示的三個(gè)3比特信道字組。通過執(zhí)行表III所規(guī)定的改進(jìn)編碼，獲得了滿足k＝8約束的信道信號(hào)。此外，改進(jìn)編碼同樣是奇偶性不變的。還有，三個(gè)2比特源字中的兩個(gè)(在上表中這兩個(gè)源字是第二個(gè)和第三個(gè)源字)被編碼為一個(gè)不等于表I的四個(gè)信道字之一的3比特信道字。這樣做的理由是，在接收機(jī)側(cè)能夠檢測(cè)不屬于表I的四個(gè)3比特信道字組的這兩個(gè)相繼的3比特信道字，因此能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的、是表III所定義的編碼的逆操作的譯碼。
通過按照表III進(jìn)行編碼而獲得的三個(gè)3比特信道字的組合由邏輯電路LC”提供給其輸出端o1至o9，這些信道字被傳送給移位寄存器4”的九個(gè)單元Y1至Y9。被變換信號(hào)C1的串行數(shù)據(jù)流提供給輸出端8。
很明顯，按照與參看圖3b描述的方式相同的方式，能夠不在源信號(hào)級(jí)別而在被變換信號(hào)級(jí)別上對(duì)k約束的破壞進(jìn)行檢測(cè)。
以上已說到還可以有把單個(gè)2比特源字變換為單個(gè)3比特信道字的其它變換規(guī)則。這些變換規(guī)則在以下三個(gè)表中給出。
表IV
表V
表VI
很明顯，根據(jù)以上的教導(dǎo)可推廣這些變換規(guī)則來把兩個(gè)或三個(gè)2比特源字組變換為兩個(gè)或三個(gè)3比特信道字組。
應(yīng)當(dāng)指出，雖然描述了把2比特源字變換為3比特信道字的變換器，但本發(fā)明可完全等同地應(yīng)用于(作為一個(gè)例子)把3比特源字變換為4比特信道字的變換器。
對(duì)于產(chǎn)生滿足(1，8)游程長(zhǎng)度約束的被變換信號(hào)的2至3比特變換器7的實(shí)施例，同步字發(fā)生器9優(yōu)選地產(chǎn)生以“01”開始和以“10”結(jié)束的q比特同步字。具體來說，發(fā)生器9產(chǎn)生15比特的同步字“010000000010010”。
使用該同步字的優(yōu)點(diǎn)是-該同步字滿足(1，8)游程長(zhǎng)度約束，所以使用該同步字不會(huì)增大(1，8)約束的奇偶性保持代碼的k約束。
-該同步字是信道信號(hào)序列中唯一的一個(gè)字。
-由于該同步字以“0”比特開始和結(jié)束，所以它總是可以被匯合在兩個(gè)3比特信道字之間。
-由于該同步字只長(zhǎng)15比特，所以它所增加的額外開銷相當(dāng)小。
上述同步字可完全等同地應(yīng)用于能產(chǎn)生滿足不同k約束、例如k＝7的信道字序列的奇偶性保持編碼器。在這樣的情況下，該同步字因而就破壞了所產(chǎn)生的信道字的k約束。
如上所述，本發(fā)明的裝置非常適合于在這樣一種編碼裝置中使用，該編碼裝置在源信號(hào)的串行數(shù)據(jù)流中每隔一個(gè)多比特組就插入一個(gè)比特，由此使極性顛倒或保持極性不變。這種編碼裝置如圖5簡(jiǎn)要所示，在該圖中，編碼器40后面跟有本發(fā)明的編碼裝置41和本領(lǐng)域眾所周知的1T預(yù)編碼器42。1T預(yù)編碼器42的輸出信號(hào)傳送給控制信號(hào)發(fā)生器43，該控制信號(hào)發(fā)生器43為變換器40產(chǎn)生控制信號(hào)，以便控制在傳送給裝置41的串行數(shù)據(jù)流中究竟是插入“0”還是插入“1”。編碼裝置41可不作任何改動(dòng)地插在變換器40和1T預(yù)編碼器42之間。
利用圖5所示的裝置，能夠在串行數(shù)據(jù)流中嵌入具有一定頻率的跟蹤單音，或使數(shù)據(jù)流的DC成分為零。此外，當(dāng)編碼裝置41能夠如上所述產(chǎn)生(d，k)序列時(shí)，它將使圖4裝置的輸出信號(hào)成為(d，k)RLL(游程長(zhǎng)度受限)輸出信號(hào)。變換器40的具體形式見“Bell SystemTechnical Journal(貝爾系統(tǒng)技術(shù)雜志)”53卷6期1103-1106頁(yè)。
圖6表示一個(gè)用于譯碼該編碼裝置產(chǎn)生的串行數(shù)據(jù)流以獲得二進(jìn)制源信號(hào)的譯碼裝置。該譯碼裝置具有接收信道信號(hào)的輸入端60，該輸入端60與m-n比特變換器62的輸入端50連接。變換器62的輸出端55與該譯碼裝置的輸出端64連接。該裝置還包括同步檢測(cè)器單元66，該同步檢測(cè)器單元66的輸入端68與輸入端60連接，而輸出端70與變換器62的禁止輸入端72連接。
該譯碼器利用其輸入端60接收由m比特信道字和同步字組成的信道信號(hào)。在m＝3和n＝2的例子中，3比特信道字在變換器62中被變換為2比特源字，并被傳送給輸出端64。一旦接收到同步字，該同步字就被檢測(cè)器66檢測(cè)，并在輸出端70產(chǎn)生一禁止信號(hào)，以便在同步字在輸入端50出現(xiàn)的時(shí)間間隔內(nèi)禁止變換器62。然后啟動(dòng)變換器62，以便跟在同步字后的3比特信道字能夠被變換為2比特源字。
圖6的譯碼裝置還可以具有用來從由圖1的具有寫單元21的編碼裝置產(chǎn)生的記錄介質(zhì)23的軌跡中讀出信道信號(hào)的讀單元76。記錄介質(zhì)23可以是磁或光記錄介質(zhì)。在磁記錄介質(zhì)23的例子中，讀單元76具有至少一個(gè)磁頭78，用來從記錄介質(zhì)23的軌跡中讀出信道信號(hào)。
圖7表示圖6變換器62的一實(shí)施例。變換器62包括具有九個(gè)單元Y1至Y9的一個(gè)移位寄存器51。該移位寄存器51起串-并變換器作用，把三個(gè)3比特信道字組傳送至邏輯電路52的輸入端i1至i9。邏輯電路52包含三個(gè)表I、II和III。邏輯電路52的輸出端o1至o6與移位寄存器54的單元X1至X6的輸入端連接，該移位寄存器的輸出端57與輸出端55連接。變換器62還包括一檢測(cè)器電路53，該檢測(cè)器電路53的輸入端i1至i6分別與移位寄存器51的單元Y4至Y9的輸出端連接，其輸出端o1和o2分別與邏輯電路52的控制輸入端c1和c2連接。檢測(cè)器電路53能夠檢測(cè)移位寄存器51的單元Y4，Y5和Y6中的“010”比特模式，還能夠檢測(cè)移位寄存器51的單元Y4至Y9中的比特模式“010010”。
一旦檢測(cè)到“010010”比特模式，檢測(cè)器電路53就在其輸出端o2產(chǎn)生一控制信號(hào)，一旦檢測(cè)到在單元Y4、Y5和Y6中的“010”比特模式，而在單元Y7，Y8和Y9中沒有“010”比特模式，它就在其輸出端o1產(chǎn)生一控制信號(hào)。
在無(wú)控制信號(hào)的情況下，邏輯電路52按照變換表I把存儲(chǔ)在單元Y1、Y2和Y3內(nèi)的3比特信道字變換為該信道字對(duì)應(yīng)的2比特源字，并將該2比特源字提供給單元X1和X2。在輸入端c1有控制信號(hào)的情況下，邏輯電路52按照變換表II把存儲(chǔ)在單元Y1至Y6內(nèi)的兩個(gè)3比特信道字組變換為兩個(gè)2比特源字組，并將這些兩個(gè)2比特源字提供給單元X1至X4。在輸入端c2有控制信號(hào)的情況下，邏輯電路52按照變換表III把存儲(chǔ)在單元Y1至Y9內(nèi)的三個(gè)3比特信道字組變換為三個(gè)2比特源字組，并將這些三個(gè)2比特源字提供給單元X1至X6。如此就把信道信號(hào)的串行數(shù)據(jù)流變換為源信號(hào)的串行數(shù)據(jù)流。
以下討論可在奇偶性保持編碼裝置、例如以上所描述的裝置中使用的其它同步字。代替上述15比特同步字，可使用16比特同步字“0100000000100100”、17比特同步字“01000000001001000”或18比特同步字“010000000010010000”。當(dāng)用一個(gè)跟在后面的3比特信道字(具體來說用根據(jù)上表I從源字“11”獲得的信道字)連接在此所描述的三個(gè)同步字時(shí)，這些同步字會(huì)導(dǎo)致k約束被破壞。這種連接將產(chǎn)生一個(gè)序列“0100000000100100 000”假設(shè)隨后的兩個(gè)源字是“10 00”。同步字與通過變換“10 00”源字序列獲得的信道字組的連接將產(chǎn)生以下序列“0100000000100100 000 000 010”，參看表II。這一序列破壞了k＝8約束。
在當(dāng)“11”源字緊接在同步字之后出現(xiàn)從而源字“11”都變換為信道字“010”的所有情況下，為解決這一問題，可以修改表I?；蛘?，當(dāng)利用未改進(jìn)變換確實(shí)破壞了k約束時(shí)才把源字“11”變換為信道字“010”。
雖然參看本發(fā)明的最佳實(shí)施例對(duì)其進(jìn)行了描述，但應(yīng)當(dāng)懂得這些實(shí)施例不是限制性的例子。因此，只要不超出權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的范圍，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可作出各種改進(jìn)。
此外，本發(fā)明體現(xiàn)在其每一個(gè)新穎的特征或這些特征的組合之中。
權(quán)利要求
1.把二進(jìn)制源信號(hào)的數(shù)據(jù)比特流編碼成為滿足預(yù)定(d，k)約束的二進(jìn)制信道信號(hào)的數(shù)據(jù)比特流的裝置，其中，源信號(hào)的比特流被分成n比特的源字，該裝置包括把所述這些源字變換為相應(yīng)的m比特信道字的變換裝置，該變換裝置能夠把一組p個(gè)相繼的n比特源字變換為相應(yīng)的一組p個(gè)相繼的m比特信道字，在變換每一組p個(gè)相繼的n比特源字時(shí)基本保持奇偶性不變，n、m和p是整數(shù)，m＞n≥1，p≥1，p是可變的，該裝置的特征在于包括用于產(chǎn)生同樣滿足所述(d，k)約束的q比特同步字的同步字產(chǎn)生裝置，所述同步字以“0”比特開始和以“0”比特結(jié)束，該裝置還包括用于把所述同步字合并入二進(jìn)制信道信號(hào)的所述數(shù)據(jù)比特流的合并裝置，q是大于k的整數(shù)值。
2.權(quán)利要求1的裝置，其中d≥1，其特征在于所述同步字以“01”比特序列開始和以“10”比特序列結(jié)束。
3.權(quán)利要求1或2的裝置，其特征在于q＝2k-1。
4.權(quán)利要求1、2或3的裝置，其特征在于q＝15。
5.權(quán)利要求1、2、3或4的裝置，其特征在于所述同步字是“010000000010010”。
6.權(quán)利要求1的裝置，其中d≥1，其特征在于所述同步字以“01”比特序列開始和以“100”比特序列結(jié)束。
7.權(quán)利要求6的裝置，其特征在于q＝16。
8.權(quán)利要求6或7的裝置，其特征在于所述同步字是“0100000000100100”。
9.權(quán)利要求1的裝置，其中d≥1，其特征在于所述同步字以“01”比特序列開始和以“1000”比特序列結(jié)束。
10.權(quán)利要求9的裝置，其特征在于q＝17。
11.權(quán)利要求9或10的裝置，其特征在于所述同步字是“01000000001001000”。
12.權(quán)利要求1的裝置，其中d≥1，其特征在于所述同步字以“01”比特序列開始和以“1000”比特序列結(jié)束。
13.權(quán)利要求12的裝置，其特征在于q＝18。
14.權(quán)利要求12或13的裝置，其特征在于所述同步字是“010000000010010000”。
15.以上任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于d＝1，k＝8。
16.以上任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于m＝n+1。
17.權(quán)利要求15的裝置，其特征在于n＝2。
18.權(quán)利要求17的裝置，其特征在于按照下表把單個(gè)源字變換為相應(yīng)的單個(gè)信道字
19.權(quán)利要求17或18的裝置，其中的變換裝置能夠把2比特源字變換為相應(yīng)的3比特信道字，以產(chǎn)生(d，k)序列形式的信道信號(hào)，其中d＝1，該裝置還包括用于檢測(cè)源信號(hào)比特流中把單個(gè)2比特源字編碼為相應(yīng)的單個(gè)信道字將會(huì)破壞該信道字邊界處的d約束的位置、并根據(jù)所述檢測(cè)來提供一個(gè)控制信號(hào)的裝置，其特征在于，在無(wú)該控制信號(hào)情況下，該變換裝置能夠把單個(gè)2比特源字變換為相應(yīng)的單個(gè)3比特信道字，在變換每一個(gè)2比特源字時(shí)保持奇偶性不變。
20.權(quán)利要求19的裝置，當(dāng)存在著在兩個(gè)相繼源字變換期間出現(xiàn)的控制信號(hào)情況下，變換裝置把所述兩個(gè)相繼2比特源字組變換為兩個(gè)相應(yīng)的3比特信道字組，源字組中的兩個(gè)源字之一被變換為一個(gè)不同于四個(gè)信道字CW1至CW4中任一個(gè)的3比特信道字，以便保持d＝1約束，其特征在于，在存在有所述控制信號(hào)情況下，該變換裝置還能夠把所述兩個(gè)相繼2比特源字組變換為相應(yīng)的兩個(gè)相繼3比特信道字組，從而使得所述兩個(gè)相繼2比特源字組的變換是奇偶性保持的。
21.權(quán)利要求20的裝置，其特征在于變換裝置按照下表規(guī)定的編碼把兩個(gè)相繼2比特源字組變換為兩個(gè)相繼3比特信道字組
claim><claim>22.權(quán)利要求20或21的裝置，其中k的值大于5，該裝置還具有用于檢測(cè)源信號(hào)比特流中把單個(gè)2比特源字編碼為單個(gè)3比特信道字將會(huì)破壞k約束的位置、并根據(jù)所述檢測(cè)來提供第二控制信號(hào)的裝置，其特征在于，當(dāng)存在有在三個(gè)相繼2比特源字變換期間出現(xiàn)的該第二控制信號(hào)情況下，變換裝置把所述三個(gè)相繼2比特源字組變換為相應(yīng)三個(gè)相繼3比特信道字組，所述三個(gè)2比特源字組的變換是奇偶性保持的，該變換裝置還能夠把源字組三個(gè)源字中的兩個(gè)源字變換為一個(gè)與四個(gè)信道字CW1至CW4中任一個(gè)都不同的相應(yīng)的3比特信道字，以便保持k約束。
23.權(quán)利要求22的裝置，其特征在于變換裝置按照下表規(guī)定的編碼把三個(gè)相繼2比特源字組變換為三個(gè)相繼3比特信道字組<
claim><claim>24.根據(jù)權(quán)利要求18、從而根據(jù)于權(quán)利要求6、8、9、11、12或14的裝置，其特征在于如果2比特源字緊跟在被插入在等于“11“的信道信號(hào)的同步字之后，該裝置就把該源字“11”變換為信道字“010”。
25.把信道信號(hào)記錄在記錄介質(zhì)的軌跡上的記錄設(shè)備，該記錄設(shè)備包括以上任一權(quán)利要求所述的編碼裝置，還包括把所述編碼裝置產(chǎn)生的信道信號(hào)寫入記錄介質(zhì)上的所述軌跡中的寫裝置。
26.用權(quán)利要求25的記錄設(shè)備所獲得的記錄介質(zhì)。
27.權(quán)利要求26的記錄介質(zhì)，其特征在于它是光記錄介質(zhì)。
28.譯碼用權(quán)利要求1至23任一條所述的編碼裝置獲得的滿足(d，k)約束的二進(jìn)制信道信號(hào)的數(shù)據(jù)比特流來獲得二進(jìn)制源信號(hào)的數(shù)據(jù)比特流的裝置，該裝置包括能夠把一組p個(gè)相繼的信道字反變換為相應(yīng)的一組p個(gè)相繼的源字的反變換裝置，在變換每一組時(shí)保持奇偶性不變，n、m和p是整數(shù)，m＞n，p≥1，p是可變的，該裝置的特征在于還包括用于檢測(cè)數(shù)據(jù)比特流中q比特同步字的出現(xiàn)的裝置，所述同步字也滿足所述(d，k)約束，所述同步字以“0”比特開始和以“0”比特結(jié)束，d、k和q是大于0的整數(shù)值，q大于k。
29.權(quán)利要求28的裝置，其中d≥1，其特征在于所述同步字以“01”比特序列開始和以“10”比特序列結(jié)束。
30.權(quán)利要求28或29的裝置，其特征在于q＝2k-1。
31.權(quán)利要求29或30的裝置，其特征在于q＝15。
32.權(quán)利要求28、29、30或31的裝置，其特征在于所述同步字是“010000000010010”。
33.權(quán)利要求28的裝置，其中d≥1，其特征在于所述同步字以“01比特序列開始和以“100”比特序列結(jié)束。
34.權(quán)利要求33的裝置，其特征在于q＝16。
35.權(quán)利要求33或34的裝置，其特征在于所述同步字是“0100000000100100”。
36.權(quán)利要求28的裝置，其中d≥1，其特征在于所述同步字以“01”比特序列開始和以“1000”比特序列結(jié)束。
37.權(quán)利要求36的裝置，其特征在于q＝17。
38.權(quán)利要求36或37的裝置，其特征在于所述同步字是“01000000001001000”。
39.權(quán)利要求28的裝置，其中d≥1，其特征在于所述同步字以“01”比特序列開始和以“10000”比特序列結(jié)束。
40.權(quán)利要求39的裝置，其特征在于q＝18。
41.權(quán)利要求39或40的裝置，其特征在于所述同步字是“010000000010010000”。
42.從記錄介質(zhì)上的軌跡中重現(xiàn)信道信號(hào)的重現(xiàn)設(shè)備，該重現(xiàn)設(shè)備包括權(quán)利要求28至41任一條所述的譯碼裝置，還包括讀裝置，該讀裝置從記錄介質(zhì)上的所述軌跡中讀出信道信號(hào)，將其提供給所述譯碼裝置進(jìn)行譯碼。
43.將二進(jìn)制源信號(hào)的數(shù)據(jù)比特流編碼為滿足預(yù)定(d，k)約束的二進(jìn)制信道信號(hào)的數(shù)據(jù)比特流的方法，在該方法中，源信號(hào)的比特流被分成n比特的源字，該方法包括以下步驟把所述n比特源字變換為相應(yīng)的m比特信道字，從而使一組p個(gè)相繼的n比特源字被變換為相應(yīng)的一組p個(gè)相繼的m比特信道字，在變換每一組p個(gè)相繼的n比特源字時(shí)保持奇偶性不變，n、m和p是整數(shù)，m＞n≥1，p≥1，p是可變的，該方法的特征在于，還包括產(chǎn)生同樣滿足所述(d，k)約束的q比特同步字的步驟，所述同步字以“0”比特開始和以“0”比特結(jié)束，該方法還包括把所述同步字合并入二進(jìn)制信道信號(hào)的所述數(shù)據(jù)比特流的步驟，q是大于k的整數(shù)值。
44.權(quán)利要求43的方法，還包括把信道信號(hào)記錄在記錄介質(zhì)上的軌跡中的步驟。
全文摘要
公開了把二進(jìn)制源信號(hào)(S)的數(shù)據(jù)比特流編碼成為滿足預(yù)定(d,k)約束的二進(jìn)制信道信號(hào)(C)的數(shù)據(jù)比特流的裝置,在該裝置中,源信號(hào)的比特流被分成n比特的源字(x
文檔編號(hào)H03M5/00GK1249057SQ98802929
公開日2000年3月29日 申請(qǐng)日期1998年9月17日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月29日
發(fā)明者J·A·H·M·卡爾曼, K·A·肖哈默伊姆明克, G·J·范登恩登, 中川俊之, 新福吉秀, 楢原立也, 中村耕介 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司, 索尼公司