專利名稱：編碼多字信息的方法、設(shè)備和載體的制作方法
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等人的美國專利4559625和授予給Blaum等人的5299208的美國專利公開了交錯的和錯誤保護(hù)的信息的解碼，其中，在第一字中發(fā)現(xiàn)的錯誤模式可以給出一個線索來定位在同一字組的另一字中的錯誤。被指向的錯誤比產(chǎn)生該線索的該字的其它符號更相對接近或更鄰近。該參考文獻(xiàn)使用一種標(biāo)準(zhǔn)化的格式和一個具有橫跨各個字的多符號錯誤脈沖串(burst)的錯誤模型。某錯誤在一個特定字中的出現(xiàn)可以意味著在下一個字或多個字中所指符號中一個錯誤發(fā)生的強概率。這一過程常常提高在該機制出現(xiàn)故障前可被改正的錯誤數(shù)目。
本發(fā)明人認(rèn)識到這一方法的一個問題當(dāng)產(chǎn)生線索的信息被解調(diào)并被充分改正時，該線索在這一處理中被體現(xiàn)相對較晚。這使得使用諸如在后來的盤旋轉(zhuǎn)期間重新嘗試讀數(shù)據(jù)等較高級的措施變得復(fù)雜化。另外，本發(fā)明者人認(rèn)識到相對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，除別的事項外，本發(fā)明的一個目的是提供一種總開銷較少的編碼格式，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)點在從屬權(quán)利要求中敘述。附圖簡述下面參考優(yōu)選實施例的公開，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，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表示一個碼格式原理；
圖4表示一個前哨(picket)碼和脈沖串指示符子碼。較佳實施例的詳細(xì)描述一個線索或者多個線索的組合，一旦被發(fā)現(xiàn)，可以引起識別一個或者多個不可靠的符號。通過這種識別，諸如通過定義擦除符號，可以更有力地進(jìn)行錯誤改正。當(dāng)不知道任何錯誤位置時，許多代碼將更正最多t個錯誤。如果給定一個或者多個擦除位置，則常常可以改正較大數(shù)目e個擦除符號(＞t)。以擦除符號為特征以外的其它類型的識別也是適宜的。另外，對脈沖串組合和隨機錯誤的保護(hù)可以改善。另一可選的方案是，為一種特定的錯誤模式提供擦除位置，只需使用較少數(shù)目的校正符號，從而簡化計算。本發(fā)明可以應(yīng)用于存儲器環(huán)境或傳輸環(huán)境。
圖1表示按照本發(fā)明的一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于產(chǎn)生兩類線索，一類從同步位組導(dǎo)出，另一類從錯誤保護(hù)的線索字導(dǎo)出。該實施例用于編碼、存儲和最終解碼來自音頻或視頻信號或數(shù)據(jù)的多位符號序列。終端20接收連續(xù)的這種符號，這種符號例如具有8位。分路器22定期和循環(huán)地把打算用于線索字的符號傳輸?shù)骄幋a器24，和把其它符號傳輸?shù)骄幋a器26。在編碼器24中，通過編碼數(shù)據(jù)符號到一個第一多符號錯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，交錯碼，或者是它們的組合。在編碼器26中，通過編碼到一個第二多符號錯誤改正碼的碼字形成目標(biāo)字。在該實施例中，所有碼字將具有一致的長度，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，線索字具有較高錯誤保護(hù)級別。
在方框28中，這些碼字被傳輸?shù)揭粋€或者多個輸出，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數(shù)目。在往該介質(zhì)上實際寫之前，把所有碼符號調(diào)制到信道位。一個著名的調(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能力。
在這一方面，圖2A表示出存儲在光盤上的一種例示同步模式，諸如按照凹坑/無凹坑二分叉法。所示模式包括在9個無凹坑位置后面緊接9個凹坑位置的一個序列。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個凹坑/無凹坑位置的序列長度的話。為簡潔起見，忽略當(dāng)掃描這樣的序列時獲得的檢測信號。整個模式可以按位反轉(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。這可以隱含在一個寫-機制-加-介質(zhì)的組合中的直接寫。另一可選方案為，可以通過復(fù)制諸如一個印記(stamp)的一個主編碼介質(zhì)實現(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)生被識別的同步模式，以及必需被進(jìn)一步解碼的碼符號。一般說，同步模式發(fā)生在播放設(shè)備確實期待它們的位置處，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，它必須在一種冗長的過程中恢復(fù)，該過程基于所接收到的各種相繼的同步模式。一般說，通過一種飛輪式(flywheel)過程維持同步，或者基于在多個相繼的同步模式中的多數(shù)決策。一個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)中的一個或者多個信道位錯誤而以另外可選的方式被發(fā)現(xiàn)。一般說，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，在一個期待的位置，解調(diào)器可能沒有發(fā)現(xiàn)同步模式。經(jīng)常是，該錯誤是一個隨機位，其可以通過在同步模式中固有的冗余恢復(fù)。然后這將導(dǎo)致一個正確的同步模式，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，該錯誤足夠嚴(yán)重，使得導(dǎo)致如下結(jié)論碰到一個脈沖串。該脈沖串然后可以提供一個線索，用于通知其物理上相鄰的其它符號為錯誤符號，其方式和將在下面關(guān)于線索字討論的相同。原則上說，同步導(dǎo)出的線索可足以增強標(biāo)準(zhǔn)錯誤保護(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，則甚至在開始解碼該線索字之前可以使用同步模式作為一個單獨的機制以產(chǎn)生線索。這可以允許并排使用兩種線索機制，一種來自同步模式，一種來自線索字。另一可選方案為，可以組合來自同步模式的線索和來自線索字的線索?？梢曰陟o態(tài)或動態(tài)策略進(jìn)行在如此敘述的各種機制中的選擇。相當(dāng)經(jīng)常的是，可以使用與通過解碼線索字發(fā)現(xiàn)的線索的組合來獲得更好或更有力的對目標(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誤位置的線索。方框35接收這些線索，以及也可以是通過箭頭33的其它指示，并根據(jù)使用一個或者多個轉(zhuǎn)換線索為擦除位置或其它指示不可靠符號的指示符的不同策略所存儲的程序操作。線33上的輸入可以表示通過解調(diào)同步位組而產(chǎn)生的線索，或者如該實例，可以是其它諸如通過接收到的信號的一般質(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，把目標(biāo)字的錯誤保護(hù)性提高到一個較高水平。最后，通過單元38將符合原來格式的所有解碼的字多路轉(zhuǎn)換到輸出40。為簡潔起見，忽略各種子系統(tǒng)中的機械接口。
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。每一個單個同步模式可以看起來像圖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的位置。用點指示同步位組的位置。在圖2B、2C中，線索字符號之間的距離在所示同步位組的位置處高于其它地方，使得它們在局部較稀。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表示沒有同步位組幫助的一個簡單的碼格式。512個符號的編碼信息想象安排在16行和32列的一個方框內(nèi)。介質(zhì)上(on-medium)存儲器在其左上角逐列順序開始。影線區(qū)域包含檢驗符號，線索字0、4、8和12各有8個檢驗符號。目標(biāo)字各包含4個檢驗符號。整個方框包括432個信息符號和80個檢驗符號。后者可以在其各自的字上以更分布的方式放置。部分信息符號可以是空符號。里德所羅門碼(Reed-Solomon)允許改正直到4個符號錯誤的每一線索字。實際上當(dāng)前符號錯誤已由叉指示。因此，在所有線索字永不多于4個錯誤的范圍內(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解碼?，F(xiàn)在在圖3中，所有錯誤，除62、66、68外，都表示錯誤串，但是只有串52和58跨至少3個相繼的線索字。這些考慮為錯誤脈沖串，并引起在所有中間符號位置中的擦除標(biāo)志。根據(jù)所用策略，在該脈沖串的第一線索字錯誤之前的一個或者多個目標(biāo)字和緊接該脈沖串的最后線索符號之后的一個或者多個目標(biāo)字也可以獲得一個擦除標(biāo)志。串54太短，不考慮為脈沖串。
因此，字4中的兩個錯誤在相關(guān)列中產(chǎn)生一個擦除標(biāo)志。這使得字2和3可以改正，每一個具有一個單一的錯誤符號和兩個擦除符號。然而，隨機錯誤62、68而不是串54組成用于字5、6、7的線索，因為它們每一個只包含單一線索字。有時，一次擦除可以導(dǎo)致零錯誤模式，因為在一個8位符號中的任意錯誤具有1/256的概率以產(chǎn)生一個正確符號。類似地，跨越一個特定線索字的脈沖串可以在其內(nèi)產(chǎn)生一個正確符號。在單一脈沖串的前一和后繼線索符號之間的橋接策略可以把這一正確符號結(jié)合到該脈沖串，和錯誤線索符號可以轉(zhuǎn)換它用于合適的目標(biāo)符號的擦除標(biāo)記的方式相同。一種具體格式的討論本發(fā)明的實踐應(yīng)用于數(shù)字光存儲器的新方法。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。開發(fā)者們曾使用一個誤差模型，其中通過錯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的概率隨機開始，或平均每32kB的塊一個脈沖串。本發(fā)明人想象到在光盤上的順序存儲器，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表示一個前哨碼和脈沖串指示符子碼。前哨碼由兩個子碼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的長距碼，它允許確定多脈沖串錯誤的位置。處理如此發(fā)現(xiàn)的錯誤模式以獲得用于目標(biāo)字的擦除信息，該目標(biāo)字在本實施例中配置為一個乘積子碼。后者通過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錯誤的組合。由同步位組提供的指示符可以用于分離或結(jié)合從線索字中來的指示。一般說，如果完全未提供約定的字，則同步位組的數(shù)目將增加。線索的開發(fā)將類似于參考圖3的用于線索字所描繪的過程。
建議下面的格式32kB的塊包含16個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個同步塊格式化如下每一扇區(qū)包含16個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)同步模式開始。每行包含以灰色表示的連續(xù)編號的3字節(jié)的BIS，并由36個其它字節(jié)隔開。16行形成1個扇區(qū)，256行形成1個同步塊?？?cè)哂嘁杂熬€區(qū)表示?？梢酝ㄟ^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為不可靠，諸如從盤或通過解調(diào)錯誤導(dǎo)出的信號質(zhì)量產(chǎn)生。注意，對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)的下一存儲器密度將增加。
同步位組是通過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脈沖串的一個好的機構(gòu)。在同步位組之間典型的間隔可以約為1000個信道位。一個不同的格式是把一個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水平行。
權(quán)利要求
1.一種編碼多字信息的方法，該信息基于關(guān)于一種介質(zhì)相對鄰近布置的多位符號，同時提供字方式交錯和字方式錯誤保護(hù)代碼設(shè)施，和另外在跨一個多字組的若干字的錯誤定位線索，其特征在于，在同步信道位組中產(chǎn)生第一個這樣的線索并指向數(shù)據(jù)字。
2.如權(quán)利要求1所述方法，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)者中以便從未調(diào)制的符號中導(dǎo)出。
3.如權(quán)利要求2所述方法，其中所述另外的線索源發(fā)者包括高保護(hù)性線索字，其被導(dǎo)向低保護(hù)性目標(biāo)字。
4.如權(quán)利要求1所述方法，其中一個同步信道位組在不干涉時將違反應(yīng)用于其它信道位組的一個信道調(diào)制規(guī)則。
5.一種解碼多字信息的方法，該信息基于關(guān)于一種介質(zhì)相對鄰近布置的多位符號，同時實現(xiàn)字方式去交錯和導(dǎo)出跨一個多字組的若干字的字方式錯誤定位線索，其特征在于，從同步信道位組中導(dǎo)出第一個這樣的線索，其被指向數(shù)據(jù)字。
6.如權(quán)利要求5所述方法，同時從帶有圍繞這樣的同步信道位組局部比其它地方較稀布置的符號的解調(diào)的字中導(dǎo)出第二錯誤定位線索。
7.如權(quán)利要求5所述方法，同時從在這種同步位組外的解調(diào)的字中導(dǎo)出第二錯誤定位線索，并以合作方式使用第一和第二線索。
8.如權(quán)利要求5所述方法，同時從在這種同步位組之外的解調(diào)的高保護(hù)性線索字導(dǎo)出第二錯誤定位線索，并指向低保護(hù)性目標(biāo)字。
9.一種編碼多字信息的設(shè)備，該信息基于關(guān)于一種介質(zhì)相對鄰近布置的多位符號，包括字方式交錯設(shè)備，字方式錯誤保護(hù)編碼設(shè)備和產(chǎn)生跨一個多字組的若干字的錯誤定位線索的產(chǎn)生設(shè)備，其特征在于，所述產(chǎn)生設(shè)備把第一這樣的線索加在同步信道位組中并指向數(shù)據(jù)字。
10.如權(quán)利要求9所述設(shè)備，其中，安排所述交錯和編碼設(shè)備，用于在局部較稀布置的另外的線索源發(fā)者中放置所述同步位組以便從未調(diào)制的符號中導(dǎo)出。
11.如權(quán)利要求10所述方法，其中，所述另外的線索源發(fā)者包括指向低保護(hù)性目標(biāo)字的高保護(hù)性線索字。
12.如權(quán)利要求9所述設(shè)備，其中，一個同步信道位組在不干涉時將違反應(yīng)用于其它信道位組的一個信道調(diào)制規(guī)則。
13.一種解碼多字信息的設(shè)備，該信息基于關(guān)于一種介質(zhì)相對鄰近布置的多位符號，包括字方式去交錯設(shè)備，字方式錯誤解碼設(shè)備和導(dǎo)出跨一個多字組的若干字的字方式錯誤定位線索的定位設(shè)備，其特征在于，從同步信道位組中導(dǎo)出第一這樣的線索，其指向數(shù)據(jù)字。
14.如權(quán)利要求13所述設(shè)備，其中，安排所述解碼設(shè)備，用于從帶有靠近這種同步信道位組局部比其它地方較稀布置的符號的解調(diào)的線索字中導(dǎo)出第二錯誤定位線索。
15.如權(quán)利要求13所述設(shè)備，其中，安排所述解碼設(shè)備，用于從這種同步位組外的解調(diào)的字中導(dǎo)出第二錯誤定位線索，并以合作方式使用第一和第二線索。
16.如權(quán)利要求13所述設(shè)備，其中，安排所述解碼設(shè)備，用于從在這種同步位組之外的解調(diào)的高保護(hù)性線索字導(dǎo)出第二錯誤定位線索，并指向低保護(hù)性目標(biāo)字。
17.一種包括多字信息的載體，該信息基于關(guān)于一種介質(zhì)相對鄰近布置的多位符號，具有字方式交錯，字方式錯誤保護(hù)代碼設(shè)施和跨一個多字組的若干字的錯誤定位線索，其特征在于，第一這樣的線索來自同步信道位組，并指向數(shù)據(jù)字。
18.如權(quán)利要求17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)的符號中導(dǎo)出。
19.如權(quán)利要求17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。
20.如權(quán)利要求17所述載體，其中，一個同步信道位組在不干涉時將違反應(yīng)用于其它信道位組的一個信道調(diào)制規(guī)則。
全文摘要
根據(jù)關(guān)于一種介質(zhì)相對鄰近放置的多位符號編碼多字信息。它具有字方式交錯,字方式錯誤保護(hù)代碼設(shè)施和跨一個多字組的若干字的錯誤定位線索。這些產(chǎn)生于同步信道位組并指向數(shù)據(jù)字。
文檔編號H03M13/00GK1266556SQ99800628
公開日2000年9月13日 申請日期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 申請人:皇家菲利浦電子有限公司