專利名稱：三維正交交錯誤差校正系統(tǒng)的制作方法
本申請發(fā)明涉及到一種與存貯設(shè)備中所記錄或通過通信道所發(fā)送的數(shù)字數(shù)據(jù)相關(guān)的誤差檢測和校正系統(tǒng)，特別涉及到一種使用與檢測和校正所存貯或所發(fā)送的數(shù)字數(shù)據(jù)中誤差相關(guān)的三維正交交錯誤差校正代碼的系統(tǒng)。
在很多應(yīng)用中，大量的數(shù)字數(shù)據(jù)必須基本上無誤差地發(fā)送和/或存貯和接收和/或恢復(fù)。例如，精確地發(fā)送和存貯諸如社會保密信息，團體銷售和財政數(shù)據(jù)的計算和數(shù)據(jù)基本信息以及諸如地震或氣象數(shù)據(jù)的衛(wèi)星通信和研究數(shù)據(jù)是必不可免的。
數(shù)字數(shù)據(jù)通常由通常被稱作“位”的二進制單元組成，一組這樣的位(通常是8位)構(gòu)成了一個數(shù)據(jù)“字節(jié)”或“符號”。字節(jié)的多個組(通常為2組)構(gòu)成數(shù)據(jù)“字”或可以另外被安置成數(shù)據(jù)“字組”(通常是28或32字節(jié)字組)。通常發(fā)生在該數(shù)據(jù)發(fā)送，存貯，接收和恢復(fù)過程中的典型誤差有兩種類型。在信號位中稱為“隨機”(Random)或分離誤差的第一種誤差是在雙值＝進制位系統(tǒng)中由一個值置換其相反值時發(fā)生的，被稱為“段”(burst)誤差的第二種誤差是當相鄰位的連續(xù)順序處于錯誤狀態(tài)時發(fā)生的，典型的段字節(jié)誤差的長度和頻度可以是隨機或系統(tǒng)的。在其中任一種情況下，這種誤差的相對出現(xiàn)率通常是所使用媒體或通道的函數(shù)。
由于用于發(fā)送或存貯數(shù)據(jù)的媒體的通道受到引入的多種因素的影響，所以精確地發(fā)送或存貯和接收或恢復(fù)數(shù)字數(shù)據(jù)歷來都是很困難的。例如，這種誤差可以被認為是由存貯設(shè)備或發(fā)送通道中的瞬態(tài)所引起的(例如噪聲)，也可以是通道中，存貯設(shè)備中或記錄媒體中的某些缺陷所起的經(jīng)常發(fā)生的情況所引起的。所存在的缺陷或瞬態(tài)使得數(shù)字不能被適當?shù)匕l(fā)送或記錄或不能可靠地接收恢復(fù)，值得考慮的是找到一種方法，利用這種方法，能夠減少通常與數(shù)據(jù)存貯和發(fā)送過程同時產(chǎn)生的發(fā)送和存貯誤差。
例如，眾所周知，可以使用誤差校正代碼(ECC)和其他的裝置確定，減少，校正和/或消除這些誤差。這種代碼包括周期性地加到所發(fā)送或所存貯數(shù)據(jù)流離散部分上的附加或冗余位。冗余位被加到數(shù)據(jù)的分散部分以形成代碼字。這種公知的用于計算誤差出現(xiàn)率的處理方法通常被稱為“編碼”，一旦被編碼，所發(fā)送或所存貯數(shù)據(jù)流中的隨機誤差就可以利用公知的數(shù)字裝置很容易地予以確定和校正。這種處理通常被稱為“譯碼”，譯碼通常包括利用所附加的冗余位針對相關(guān)的數(shù)據(jù)函數(shù)部分作奇偶檢查，以檢測和校正所引入的誤差。
盡快許多不同的誤差校正代碼，但ReedSolomon(R-s)編碼系統(tǒng)恐怕是最普及并通常被用于符號編碼系統(tǒng)的了。這里所使用的“符號”包括m位，m是2或多個位，通常等于8位，在這種情況下，每個符號等于一個數(shù)據(jù)字節(jié)。一個(N、K)R-S代碼表示在該代碼中用戶數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)字或代碼組)的K個符號具有附加給它的M-K誤差校正(奇偶檢查或代碼)符號，用以規(guī)定一個具有N符號長度的代碼字。所產(chǎn)生的N符號代碼字能夠校正代碼字內(nèi)數(shù)據(jù)誤差T符號的最小值，其中T＝(N-K)/2。例如，一個(38，30)R-S代碼具有長度為38符號的代碼字和長度為30符號以數(shù)據(jù)字(代碼組)。這樣，就有8個奇偶檢查(代碼)符號用于在每個代碼字中去校正4個誤差的最小值。
用于R-S代碼發(fā)送的譯碼器是公知的，這些譯碼器處理所接收的代碼字，并根據(jù)代碼符號在數(shù)據(jù)符號上執(zhí)行檢測和校正處理，從而輸出校正后代碼組。隨后，奇偶檢查(代碼)符號被從代碼字中提取出來，并輸出校正后的數(shù)據(jù)字(代碼組)。由于R-S代碼采用兩個代碼符號去檢測和校正一個誤差，所以，它僅能校正T誤差，然而，R-S譯碼器還存在著公知技術(shù)中所示的能力，即該譯碼器的檢測和校正能力將被超出，從而使誤差仍存在于輸出代碼中，這樣R-S譯碼器就包括了這樣一種輸出，即當超出該譯碼器的誤差校正能力時，該輸出變成有效。
在這個附加譯碼器輸出上出現(xiàn)的這個信號被稱作“擦除標志(記)”，其中，每一個標志與相信仍含有一個或多個誤差的代碼字相關(guān)。通常，后續(xù)譯碼器使用這些擦除標志去幫助含有誤差標志的數(shù)據(jù)的校正。由于擦除標志僅需要一個代碼符號去校正標志的數(shù)據(jù)誤差，因此，它是有意的。后續(xù)譯碼器使用擦除標志能夠加強譯碼器從T的最小值到對誤差的最大值的較正能力。
另外，在編碼前或后使用交錯處理從而提供針對所包括誤差的附加保護是一種公知技術(shù)。交錯處理是在系統(tǒng)的發(fā)送邊(側(cè))所執(zhí)行的一種處理，其中，在原始數(shù)據(jù)流中數(shù)字信息的連續(xù)字節(jié)被彼此分隔開來。然后在交錯處理前互不相鄰的那些數(shù)字信息的字節(jié)被連接起來，并作為一個新的位流輸出。當受誤差影響到由原始數(shù)據(jù)流的不同部分聯(lián)系而成的字節(jié)節(jié)時，數(shù)據(jù)流的交錯處理使原始流中數(shù)字信息的連續(xù)字節(jié)較少受到連續(xù)段誤差的不利的影響，在后續(xù)的去交錯處理過程中，通過把可靠數(shù)據(jù)從段誤差以外的位置交錯扦入該位流使段誤差被有效地分解和逐點地校正。
現(xiàn)有技術(shù)揭示了利用誤差校正代碼和交錯系統(tǒng)相結(jié)合，以提供針對在數(shù)據(jù)發(fā)送和存貯操作期間所遇到的隨機和段誤差的加強保護。例如，在1987年7月7日IEEE通信學(xué)報第35卷所公開的，由Deng等人在標題為“鏈接編碼方案的可靠性和容量分析”的文章中所敘述的雙重交錯誤差校正系統(tǒng)。在實現(xiàn)Deng等人所述系統(tǒng)的過程中，鏈接代碼的編碼是分三個步驟實現(xiàn)的。這三步處理示于該文章的

圖1中(這里復(fù)制為圖1)。第一步，首先借助于外部的編碼系統(tǒng)將固定位數(shù)的數(shù)據(jù)消息編碼或代碼字，然后對代碼字進行交錯處理，并在第二步由內(nèi)部編碼系統(tǒng)對交錯處理的代碼和輸出以用于媒體通道的發(fā)送和存貯。這樣一種交錯編碼系統(tǒng)也被稱作交義錯編碼系統(tǒng)，并主要和與外部和內(nèi)部編碼系統(tǒng)相關(guān)的R-S代碼相配合使用。諸如在圖1中所示系統(tǒng)是公知的，并被縮寫為CIRC(交義交錯Reed-Solomon代碼)。
一系列已公開的專利揭示了分別或相互結(jié)合地使用多個編碼步驟或多個交錯步驟去改善誤差檢測和校正能力。例如頒發(fā)給麥克唐納等的美國專利3，786，439和日本專利55-35562就可以被認為一種簡單的三維編碼方案。麥克唐納等的專利揭示了一種三維編碼方案，利用該方案，第一編碼器處理數(shù)據(jù)流的程序段，第二編碼器處理多組編碼后程序段，第三編碼器處理多個編碼后組。在日本專利中，兩個誤差校正代碼被附加到數(shù)據(jù)部分，利用第三編碼器進一步對雙重編碼的附加數(shù)據(jù)流進行編碼，以用于第三代碼的附加和輸出，頒發(fā)給Machado的美國專利4，730，321和頌發(fā)給Peodhar的美國專利4，567，594被認為是一種簡單的三維交錯方案。多重編碼和交錯步驟的應(yīng)用提供了相關(guān)于所遇到的隨機和段類型誤差的改善了的檢測和校正能力。
在輸出經(jīng)編碼和/或交錯處理的數(shù)據(jù)流的以前，使用數(shù)據(jù)流上的媒體通道編碼器去計算通常由于使用某些發(fā)送或記錄媒體(例如數(shù)字磁帶機)所引入的誤差數(shù)量已經(jīng)是公知的，媒體通道編碼模式通常是一個運行(操作)長度限定(制)代碼，該代碼防止了數(shù)據(jù)程序誤差。如頒發(fā)給Miller的重發(fā)行的美國專利31，311中所敘述的，這樣一種公知并廣泛用于現(xiàn)有技術(shù)中的媒體通道編碼模式被稱為Miller自乘(平方)編碼(Miller-Squaredencording)。傳統(tǒng)的Miller自乘編碼器對媒體通道編碼數(shù)據(jù)流進行轉(zhuǎn)換(解碼)以用于輸出。
與這些現(xiàn)有技校運行長度限定媒體通道譯碼器相關(guān)的缺陷在于譯碼后的數(shù)據(jù)流不能能檢查由媒體通道所引入的任何誤差。這樣，這些未經(jīng)識別的誤差就會被傳遞給隨后的解碼和去交錯處理步驟。由于后續(xù)誤差校正譯碼器的內(nèi)在限制，由媒體通道所引入的未被識別的數(shù)據(jù)誤差就不能被檢測出來，或者即使被檢測出來，也不能被校正。
總之，加給數(shù)據(jù)的誤差校正代碼符號愈多，則系統(tǒng)檢測和校正所包括誤差的能力愈精確。但是，與多重編碼模式，諸如CIRC模式相關(guān)的最大缺陷在于每個編碼步驟都要向數(shù)據(jù)流加多個冗余符號，而這就占據(jù)了供用戶數(shù)據(jù)使用的空間。誤差校正方案當前的技術(shù)狀態(tài)不存在如下的模式，即在致力于誤差檢測和校正所包括符號的數(shù)量最小化的同時，精確地處理與發(fā)送和存貯相關(guān)的大量數(shù)字數(shù)據(jù)。
本發(fā)明提供了一種三維正交交錯誤差校正系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過使用比所發(fā)送用戶數(shù)據(jù)數(shù)量較少的誤差校正符號對數(shù)據(jù)發(fā)送的誤差進行檢測和校正。根據(jù)本發(fā)明較廣泛的方面，待發(fā)送或存貯的數(shù)據(jù)流由第一誤差校正編碼器進行編碼，以形成一系列代碼字。該代碼字被輸入給交錯處理內(nèi)，在其中，代碼字被進行正交交錯處理。第二誤差校正編碼器隨后對該一系列代碼字進行編碼。該代碼字進一步由第二交錯處理器進行處理，并由第三誤差校正編碼器進行后續(xù)編碼。這樣，三維正交交錯編碼數(shù)據(jù)就為通過所選擇的媒體通道進行發(fā)送或存貯作好了準備。在系統(tǒng)的接收或讀出邊，數(shù)據(jù)從媒體通道中恢復(fù)過來，并通過相應(yīng)的一系列譯碼和去交錯處理器，以和從發(fā)送或存貯邊相反的順序?qū)@些數(shù)據(jù)進行處理，從而恢復(fù)用戶數(shù)據(jù)流并校正任一所引入的誤差。
特別是，待發(fā)送和存貯的數(shù)據(jù)流被輸入給系統(tǒng)，并首先由第一誤差校正編碼器進行處理。該編碼器將原始數(shù)據(jù)分成每組包含有K個符號的一系列代碼組，其中，每個符號由8個數(shù)據(jù)位(一個字節(jié))組成。第一編碼器產(chǎn)生第一誤差校正符號(C3)，該符號被加到與其相關(guān)的符號長度為K的代碼組上，以形成一個符號長度為N的代碼字。與每個代碼字組相關(guān)所產(chǎn)生的C3誤差校正符號能夠校正高達T個有誤差發(fā)送或存貯的稱號，其中T＝(N-K)/2。
在加了C3誤差校正符號以后，所產(chǎn)生的代碼字作為第一系列兩維“數(shù)據(jù)(平)面”被存貯在一個外部交錯處理器的列中。這樣，外部交錯處理器的每列就由整數(shù)個符號長度為N的C3編碼代碼字所組成，其結(jié)果是每列的每一行都包含有整數(shù)個獨立的數(shù)據(jù)符號或校正符號。
在產(chǎn)生下一個誤差校正符號(指定為C2符號)以前，第一系列數(shù)據(jù)面的行被外部交錯處理器正交重排，從而產(chǎn)生第二系列數(shù)據(jù)面。這種方式的交錯處理防止了由于極大的段類型誤差所引起的數(shù)據(jù)丟失。在該正交重排過程中，每一行最好保持它在第二系列數(shù)據(jù)面上的行位置。例如，若來自第一系列第一數(shù)據(jù)平面的第一行被重排，那么，該第一行將占據(jù)第二(重排的)系列指定目標數(shù)據(jù)面中的第一行。
緊跟著外部正交交錯處理，代碼字的該列被從外部交錯處理器輸出，并由第二誤差校正編碼器進行處理，其中，第二誤差校正符號(C2)被加到每個正交交錯處理后的代碼字上。然后，C2編碼代碼字被寫入第二(內(nèi)部)交錯處理器中數(shù)據(jù)面的列中。內(nèi)部交錯處理器中數(shù)據(jù)面的行被順序輸出，以在C2編碼代碼字上執(zhí)行交錯處理，第二交錯處理步驟提供了對具有適當長度的段類型誤差的防護。
在內(nèi)部交錯處理以后，第三誤差校正編碼器將第二系列數(shù)據(jù)面中的多個符號行處理成代碼字。通過這種處理，第三誤差校正符號(C1)被加到橫向靠近其它代碼符號的符號行上，從而產(chǎn)生C1編碼代碼字的最后系列數(shù)據(jù)面。C1編碼數(shù)據(jù)隨后被傳遞以用于被媒體通道所發(fā)送或記錄。
通過在輸入給媒體通道以前，使用運行長度限定代碼，諸如Miller自乘代碼進一步對最后系列數(shù)據(jù)面進行編碼，提供了加強誤差檢測和校正。當使用運行長度限定編碼器時，必須在接收或讀出邊使用相應(yīng)的譯碼器。本發(fā)明所使用的譯碼器是改進了的Miller自乘譯碼器，該譯碼器產(chǎn)生一個順序違背(反)標志(S.V.)，該標志表示在數(shù)據(jù)流中發(fā)生了由媒體通道所引入的錯誤數(shù)據(jù)順序。這些違背標志被接收機或讀出邊上的譯碼器用作擦除標志，以幫助對數(shù)據(jù)流中誤差的進一步檢測和校正。
在讀出邊的接收機上，第一誤差校正譯碼器接收C1編碼代碼字和任一所產(chǎn)生的媒體通道順序違背標志，校正含有數(shù)據(jù)符號的任一存在的并可能校正的誤差，并去除C1代碼符號，當需要校正前面未檢測的誤差時，到用順序違背標志，C1譯碼器僅需要使用一個C1代碼符號而不是兩個去檢測已標志的誤差。并不是所接收的或讀出的代碼字中存在和檢測出的所有誤差都由C1譯碼器進行校正的，然而，對于由C1譯碼器所檢測出來的每一個不可校正誤差，C1誤差標志被輸出，以鑒別仍然包含有一個或多個誤差的每一行的位置，然后，順序違背標志和C1誤差標志被邏輯地結(jié)合起來，產(chǎn)生一個(C1·S.V.)符號精度誤差標志，用以更特定和更精確地指向C1所不能校正的(標記)所包含的誤差。
除了Cl·S.V.誤差標志以外，C1譯碼代碼字(C1代碼組)隨后被作為一個數(shù)據(jù)面而寫入內(nèi)部去交錯處理器的行。通過順序地輸出數(shù)據(jù)列，內(nèi)部去交錯處理器對數(shù)據(jù)進行去交錯處理。所執(zhí)行的去交錯處理和在系統(tǒng)發(fā)送邊由內(nèi)部交錯處理器所執(zhí)行的交錯處理是相反的。C1譯碼代碼字(C1代碼組)的列被輸出，從而使C2和C3誤差校正符號以相應(yīng)于發(fā)送/記錄邊上C2編碼器所輸出數(shù)據(jù)的順序加到適當?shù)腃2代碼組上。所包括的每一輸出列都是去交錯處理的Cl·S.V.誤差標志，用以指出每列(行位置)中含有C1譯碼器未能校正誤差的地點。
下一步，由C2譯碼器對數(shù)據(jù)進行處理，該譯碼器使用C2代碼符號和Cl·S.V.誤差標志去盡可能地檢測和校正誤差。C2譯碼器隨后從代碼字中提取C2代碼符號并輸出C3代碼組。當標志的誤差僅需要一個代碼符號用于校正時，可由C2譯碼器所校正的誤差范圍被Cl·S.V.誤差標志所擴展。若所標志的誤差或所檢測的C2誤差不能被C2譯碼器所校正，那么C2誤差標記被輸出去指定一個包含有雖被檢測出但未被校正的誤差的列或代碼字。Cl·S.V.和C2誤差標志隨后被邏輯地接合起來的產(chǎn)生一個C1·C2符號精度標志，該標志將用于識別仍保留在誤差中的后續(xù)C3譯碼的符號。
除了C1·C2.符號精度標志以外，譯碼的C2代碼字(C2代碼組)也被寫入外部去交錯處理器的列中以作為一系列數(shù)據(jù)面。隨后，外部去交錯處理器不重排正交交錯處理器的一系列數(shù)據(jù)面的行，從而產(chǎn)生一個相應(yīng)于發(fā)送/記錄邊上外部交錯處理器第一系列數(shù)據(jù)面的數(shù)據(jù)面。存貯在外部去交錯處理數(shù)據(jù)面內(nèi)的譯碼后的C2代碼字(C2代碼組)按列的順序輸出給具有附加C2誤差校正符號的C3譯碼器。
當C3譯碼器處理內(nèi)部去交錯處理陣列中的每列時，C1·C2符號精度誤差標志也被讀出，用以識別在含有被檢測出但未被校正誤差的C3代碼字內(nèi)的每一個符號。隨后，C3譯碼器盡可能多地檢測和校正所包括的誤差，從代碼字中去除C3代碼符號，并將即使不是非常精確地相應(yīng)于，也是基本上相應(yīng)于首次輸入的原始用戶數(shù)據(jù)符號(數(shù)據(jù)流)的數(shù)據(jù)流輸出給發(fā)送/記錄邊上的C3編碼器。
由于本發(fā)明的三維正交交錯誤差校正處理使用了媒體通道S.V標志和Cl·S.V.標志和C1·C2標志，所以，當每個誤差校正譯碼器優(yōu)先利用擦除標志，并通過一個單一代碼符號去執(zhí)行誤差校正時，可校正數(shù)據(jù)符號的范圍被擴展，并達到從T到2T的最大值。這樣，從系統(tǒng)輸出的校正的數(shù)據(jù)流基本上是無誤差的。在C3譯碼和校正處理以后仍含有誤差的任一符號可由C3譯碼器予以標記，以備需要時作進一步處理。
由媒體通道所存貯或發(fā)送的數(shù)據(jù)流的質(zhì)量和精度可以利用耦合到本發(fā)明三維正交交錯處理誤差校正系統(tǒng)上的同時讀寫電路(read-whil-writecircuit)進一步改善。利用同時讀寫電路，可以在向媒體通道寫入和對C2和C1誤差標志記數(shù)的同時，立即讀出三維正交交錯編碼數(shù)據(jù)面的順序并進行編碼。若所計數(shù)標志的數(shù)量超過了一予是閾值電平。就要提供一個有關(guān)發(fā)送或讀出惡化的余量，通過能發(fā)送或記錄邊重讀，重編碼和重發(fā)送或重記錄含有誤差的數(shù)據(jù)，同時讀寫電路使得含有數(shù)據(jù)塊的誤差被重新寫入媒體通道。
通過參照附圖對本發(fā)明所作的詳細敘述可以對本發(fā)明的三維正交交錯誤差校正系統(tǒng)作出最完整的理解。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)中交義交錯處理(ClRC)誤差校正編碼器系統(tǒng)的方框圖;
圖2中本發(fā)明三維正交交錯誤差校正系統(tǒng)一個實施例的方框圖;
圖3示出了外部交錯處理器中的一系列數(shù)據(jù)面，在該外部交錯處理器中，各C3編碼代碼字被存貯在連續(xù)的相鄰列內(nèi);
圖4A和4B表示出了正交重排的一系列數(shù)據(jù)面;
圖5示出了一個數(shù)據(jù)塊，它示出由外部交錯處理器實施的保持有兩面正交重排順序的特殊行;
圖6是一個外部交錯處理電路的方框圖;
圖7A和7B示出了一個內(nèi)部交錯處理電路的方框圖;
圖8示出了當從C2譯碼器輸出并輸入給內(nèi)部交錯處理電路的存貯器緩沖器時的C2代碼字的數(shù)據(jù)面;
圖9示出了當從C1編碼器輸出時，C1編碼字的數(shù)據(jù)面;
圖10簡要地示出了螺旋掃描磁帶;
圖11示出了當從C1譯碼器輸出時的帶有有擦除標志的數(shù)據(jù)面;
圖12示出了單一的C1或C2代碼字;
圖13A-13F示出了與C1和C2代碼字和擦除標志相關(guān)并產(chǎn)生一個符號精度標志的處理步驟;
圖14示出了在輸入給外部去交錯處理器時的數(shù)據(jù)面;
圖15的方框圖示出了沒有媒體通道編碼和譯碼的本系統(tǒng)的另一實施例;
圖16的方框圖是本系統(tǒng)的另一最佳實施例，該實施例能使誤差校正能力最大，且可具同時讀寫功能;
圖17A的方框圖示出了依據(jù)包括每用于檢測和標記短運行(操作)誤差電路的本發(fā)明的M2譯碼器;
圖17B示出了用于M2譯碼器的同步電路;
圖18中與圖17A中電路相關(guān)的時序圖;
圖19的方框圖示出了依據(jù)包括有用于檢測和標記長運行(操作)誤差電路的本發(fā)明的M2譯碼器;
圖20是用于圖19中電路的時序圖;
圖21的方框圖示出了依據(jù)包括有用于檢測和標記同步順序誤差電路的本發(fā)明的M2譯碼器;
圖22是用于圖21中電路的時序圖。
參看圖1，它示出了一種現(xiàn)有技術(shù)的雙重交錯誤差校正系統(tǒng)。在執(zhí)行該雙交錯誤差校正系統(tǒng)的過程中，發(fā)送或記錄邊上的鏈接代碼的編碼是分三步實現(xiàn)的。首先，固定位數(shù)的數(shù)據(jù)消息由第一外部編碼器2編碼成代碼字。然后由交錯處理器4對代碼進行交錯處理，最后代碼字由第二內(nèi)部編碼器6進行編碼并通過媒體通道8進行發(fā)送或存貯。在接收或讀出邊，所發(fā)送數(shù)據(jù)的譯碼是通過接收來自媒體通道8的數(shù)據(jù)，執(zhí)行相應(yīng)的在互補三步順序中的譯碼和去交錯處理步驟完成的。這樣一種交錯處理編碼系統(tǒng)主要與R-S編碼模式共用于外部和內(nèi)部編碼和譯碼系統(tǒng)，并被稱之為交義交錯Reed-Solomon編碼系統(tǒng)(ClRC)。誤差檢測和校正編碼(和譯碼)處理和電路是公知的。
一個(N、K)R-S編碼器取含有K個符號的代碼組，然后，計算和附加N-K個誤差校正代碼符號，以在長度上產(chǎn)生具有N個符號的代碼字。代碼符號的產(chǎn)生是以公知的方式，使用一個特定的發(fā)生器對多項和有限域進行(編碼)完成的，如Deodhar的美國專利4，567，954所述。附加的代碼符號提供檢測和校正代碼字中T誤差的能力，其中，T＝(N-K)/2。多于T誤差(高達2T誤差的最高值)的校正由于使用將要討論的擦除標志也是可能的。
參看圖2、15和16，它們表示依據(jù)本發(fā)明的三維正交交錯誤差校正系統(tǒng)的多個實施例。圖16的最佳實施例提供一針對所包括數(shù)據(jù)誤差的最大保護和校正。所示多個系統(tǒng)都包含有示于各附圖頂部的發(fā)送或記錄邊和示于各附圖底部的接收或讀出邊。系統(tǒng)每個邊之間的通信是通過每個圖上右手邊的媒體通道實現(xiàn)的，它通常是一種將誤差引入數(shù)據(jù)以送的媒體通道。
現(xiàn)在特別參看圖2，來自線10上數(shù)據(jù)流的用于發(fā)送和存貯的用戶數(shù)據(jù)在系統(tǒng)的發(fā)送或記錄道上被接收，用戶數(shù)據(jù)通常是以并行格式所接收的8位符號流但應(yīng)當理解，具有例如半行格式的其它格式的數(shù)據(jù)也能為系統(tǒng)所接收和處理。
在系統(tǒng)的發(fā)送/記錄邊，誤差校正代碼和三個正交錯處理組(C3，C2，C1)將被計算，并被附加到用戶數(shù)據(jù)上。這三個誤差校正代碼將具有符號格式，并附加到由系統(tǒng)所形成的用戶數(shù)據(jù)符號或其他的代碼組上，以形成代碼字。利用每一組和特定編碼多項式中的用戶數(shù)據(jù)符號，根據(jù)公知的處理，由產(chǎn)生唯一一個代碼符號的編碼器產(chǎn)生每一個誤差校正代碼符號。
在線10上輸入的用于發(fā)送和存貯的用戶數(shù)據(jù)符號流首先被外部編碼器12分成用戶代碼組序列，每一組都含有予定數(shù)量的具有符號格式的用戶數(shù)據(jù)。用戶數(shù)據(jù)每一代碼組的長度，即符號的數(shù)量由系統(tǒng)確定和建立，并可以在編碼器12中編程。
然后，外部編碼器12對用戶數(shù)據(jù)序列中的每一用戶數(shù)據(jù)代碼組進行處理，外部編碼器12以附加到用戶數(shù)據(jù)代碼組的一個或多個符號的形式計算第一誤差校正代碼(此后稱C3代碼)而產(chǎn)生C3編碼代碼字。外部編碼器12可以是任何其它的能夠根據(jù)用戶數(shù)據(jù)符號的子集(代碼組)產(chǎn)生并附加誤差檢測和校正符號的系統(tǒng)或設(shè)備，最好是一個(N.K)Reed-Solomen(雷得-所羅門)編碼器。
線14上外部(C3)編碼器12的輸出包括一個C3編碼代碼字的序列(用戶代碼組加C3代碼符號)。線14上C3代碼字的序列被存貯在外部交借處理器16的兩維存貯器陣列中，以作為第一系列數(shù)據(jù)面。每個數(shù)據(jù)面包含m列，每列含有幾個單元或行。當然，應(yīng)當理解，表示陣列每一列中單元數(shù)量的“n”和表示代碼字中符號數(shù)量的“N！”不必表現(xiàn)為相同的數(shù)。但在本發(fā)明的最佳實施例中，代碼字中的符號“N”等于行數(shù)“n”。這樣C3代碼字的序列以每列一個代碼字的方式順序地寫入連續(xù)數(shù)據(jù)面相鄰的列中，可以考慮下面的例子，即代碼序列含有20個代碼字，每個字具有15個符號，存貯兩個數(shù)據(jù)面的一個存貯區(qū)域，而每個面具有10個列(m＝10)和15個行(n＝15)根據(jù)這個例子，序列中的前10個代碼字將被兩行一個符號寫入第一數(shù)據(jù)面的10例中，其次的10個代碼字將以類似的方式每列15個符號(一個代碼字)寫入第二數(shù)據(jù)面10列中。
通過參照圖3可以更好地理解由交錯處理器16所執(zhí)行的存貯處理，該圖示出了處部交錯處理器16的三個數(shù)據(jù)面，每個數(shù)據(jù)面具有列標記18和行標記20，每列18的行20都包含有用戶數(shù)據(jù)符號22和附加C3誤差校正代碼符號24。序列中第一個C3代碼字被存貯在第一數(shù)據(jù)面28的第一列中，在C3編碼代碼字中順次的C3代碼字被以類似的方式從左到右地順序存貯在第一數(shù)據(jù)面28的剩余列18中。在第一數(shù)據(jù)面被C3代碼字以上述方式填滿以后，外部交錯處理器16變動位置，使得在下面相鄰的數(shù)據(jù)面30和32中順序存貯順次的C3代碼字。
圖2中外部交錯處理器16用于正交重排所存貯的數(shù)據(jù)面系列的行(交錯處理)從而產(chǎn)生第二系列數(shù)據(jù)面。通過鏈接不相鄰代碼字和較遠地分隔相鄰代碼字，這種方式和交錯處理防止了特大可類似誤差。當結(jié)合圖4A和4B說明并參照下面的敘述時可以對正交交錯處理作更好的理解。
圖4A所示的每個數(shù)據(jù)面包括在C3編碼步驟中所產(chǎn)生的多個用戶數(shù)據(jù)符號行和多個C3代碼符號行。紅色，黃色和綠色被指定給數(shù)據(jù)面，這樣，就可以很容易地敘述和很清楚地觀察正交行重排處理。紅色數(shù)據(jù)面40的行順序地被標為R1、R2……R12。相同的作法也用于蘭色數(shù)據(jù)面42的行(B12)和綠色數(shù)據(jù)面44的行(G12)。由于C3奇偶符號和數(shù)據(jù)符號被交錯處理器16同等對待，所以，誤差校正代碼符號的行連續(xù)跟隨用戶數(shù)據(jù)符號行進行標記。
數(shù)據(jù)面中行的正交交錯處理是必交錯處理器16執(zhí)行行重排交錯處理實現(xiàn)的，這種處理使兩個數(shù)據(jù)面之間的行重排(面間重排)，而不是使單個數(shù)據(jù)面的內(nèi)的行重排(面內(nèi)重排)。根據(jù)存貯在外部交錯處理器16查詢表中的預(yù)定面間重排的算法，選擇出該數(shù)據(jù)面的多個獨立行，并將其移到另外一個予定的數(shù)據(jù)面上，以置換和取代那個面中的一行。
這個面間重排處理建立了一個新的(第二)系列數(shù)據(jù)面(見圖4B)，每個數(shù)據(jù)面包括第一系列中的多個數(shù)據(jù)面以各種彩色濃度所提供的符號行。這樣，在該新的多個數(shù)據(jù)面中的每個數(shù)據(jù)面就由圖4A所示的平面被進行了正交交錯處理，并包括有紅色、綠色和/或蘭色行的混合體。由于行橫穿由重排(面間)而Z軸和與從中提取行的每個數(shù)據(jù)面共面的X-Y面正交，所以，術(shù)語“正交交錯處理”被用于描述這種重排規(guī)則。
在本發(fā)明的最佳實施例中，面間正交重排規(guī)則保留了相同的行位置，以用于傳輸給新的多個數(shù)據(jù)面以后的每個重排的行。這在圖4B中得到了最好的展示。其中，隨著由交錯處理器16所執(zhí)行的面間正交重排，示出了圖4A中第一系列的紅、蘭和綠色數(shù)據(jù)面(參考號分別為40、42和44)。圖4B中的第一數(shù)據(jù)面46(第二系列數(shù)據(jù)面，相應(yīng)于紅色數(shù)據(jù)面40)包括取自圖4A或每個數(shù)據(jù)面的多個行。如能看到的，每個重排的行都保留了它的相同行位置。例如，在正交重排數(shù)據(jù)面46中的第二行48含有蘭色數(shù)據(jù)面的第二行(B2)。同樣，第6行50含有綠色數(shù)據(jù)面44的第6行(G6)。在行包含有C3代碼符號時，依據(jù)重排規(guī)則的類似重排就要發(fā)生，此后，即便是在進行了正交交錯處理以后，代碼符號仍將保留在該數(shù)據(jù)面的底部。
示于圖5的數(shù)據(jù)立方體表示一種特殊的面間重排規(guī)則，該規(guī)則保留行位置。當然應(yīng)當理解可以獲得其它的重排規(guī)則，數(shù)據(jù)立方體52含有代表交錯處理器16中數(shù)據(jù)面順序的多個數(shù)據(jù)面，它僅示出了相應(yīng)于圖4A中的紅色(40)、蘭色(42)和綠色(44)數(shù)據(jù)面的前三個。還示出由對角線平面54，它表示在數(shù)據(jù)立方體52上分配所選擇數(shù)據(jù)面的重排順序或規(guī)則。如圖所示，以角線平面54示出了第一(紅色)數(shù)據(jù)面40的行的分配，固此，在立方體52的較上前沿56處的第一行(R1)將被保留作為遵循重排規(guī)則的第一數(shù)據(jù)面的第一行，但第一數(shù)據(jù)面的最后行(Rn)將被對角線平面54正交重排，從而變成在立方體52較低邊沿58處的最后數(shù)據(jù)面的最后行。通過簡單地順序地面接面地向后移動對角線平面，能夠在立方體52上示出由對角線平面54所進行的對來自其它數(shù)據(jù)面(蘭42，綠44等)的行的分配，如虛線對角線平面54′(表示了分配綠色數(shù)據(jù)面44)所示去分配每個順序數(shù)據(jù)面的行。
為了使針對段誤差的可以獲得的保護最佳化，可以根據(jù)所選擇的媒體通道，由交錯處理器16所執(zhí)行的行重排規(guī)則被編入該交錯處理器的程序，例如，若媒體通道對長度X的可誤差是敏感的，其中X是實際上的空間或時間，那么，重排規(guī)則將使一個列中相鄰的符號至少被隔開X距離。利用這種分隔，少于X寬度的段誤差將不對數(shù)據(jù)產(chǎn)生有害影響，只要該誤差能由解碼器校正，該解碼器順序交錯處理不可靠數(shù)據(jù)成為無誤差的數(shù)據(jù)流。
當在這里示出正交交錯處理規(guī)則以在保持重排行的相對位置(行位置)的同時提供面間重排時，應(yīng)當理解也可以應(yīng)用其他的面間重排規(guī)則，例如，規(guī)則可以偽隨機方式或由所給定算術(shù)順序所規(guī)定的任一其它方式提供面間重排。在選擇重排規(guī)則的過程中，重要的是其他交錯處理規(guī)則的選擇在空間和時間上提供代碼字的足夠間隔，以防止由于使用所選擇的媒體通道所遇到的予期類型的可誤差。
下面參看圖6，它示出一個類似于在本發(fā)明外部交錯處理器16中所使用的交錯處理器的方框圖。在交錯處理電路中提供隨機存取存貯器(RAM)陣列60(1)-60(j)，以用作與在多個數(shù)據(jù)面中存貯代碼字序列所需的具有m列和n行的j兩維陣列的存貯區(qū)域，所述多個數(shù)據(jù)面是形成面間正交重排所需要的。每個存貯器陣列60都被連接到地址總線62和數(shù)據(jù)總線64上。地址總線62被耦合到每個陣列70的地址端口66上，且數(shù)據(jù)總線64被連接到每個陣列60的輸入/輸出口68上。
根據(jù)由寫地址計數(shù)器72和讀/寫控制電路74所順序產(chǎn)生的存貯器地址，寫多路轉(zhuǎn)換器70通過線14接收來自C3編碼器12的C3編碼代碼字的序列(圖2)，并將單個的代碼字寫入所選擇存貯器陣列60。根據(jù)電路74的工作狀態(tài)，地址點線62上來自寫地址計數(shù)器72的信號激活所選擇存貯器陣列60的輸入/輸出端口68。通常，寫地址計數(shù)器72使代碼字序列被順序存貯在由第一陣列60(1)開始的每個存貯陣列60的相鄰列中，并在陣列60(j)被填滿以前，一直繼續(xù)下去。
為了從交錯處理電路(圖6)輸出正交交錯處理代碼字，耦合到查詢表78和讀/寫控制電路74的讀地址計數(shù)器76順序地產(chǎn)生第一讀地址序列。這些地址引起對查詢表78所含內(nèi)容的順序存取，從而使得第二地址序列由讀/寫控制電路74在地址總線上被施加給存貯陣列60。地址總線62上存在的地址使被選擇的存貯陣列60對陣列中的列進行存取，并在數(shù)據(jù)總線64上輸出所存貯的代碼字。在本發(fā)明的該實施例中，交錯處理器利用行不保留查詢規(guī)則，且編碼的C3正交重排代碼字將隨著附加到每個重排代碼組末端的C3代碼符號一起被輸出。在另外一個實施例中，C3代碼符號將在整個輸出代碼字期間被進行分配。
如同由第一序列進行存取并輸出給存貯陣列60一樣，第二讀地址序列可以利用予定指令被程編入查詢表78，這些予定指令執(zhí)行最佳選擇的正交交錯重排順序，以提供被選擇媒體通道所要求的針對某個長度段誤差的予防。由不自存貯陣列60的第二讀地址序列進行存取的正交重排代碼字通過讀多路轉(zhuǎn)換器80在線82上輸出。當然應(yīng)該理解，查詢表不要利用行去保留規(guī)則，但它可以替換著執(zhí)行例如列重排的任一其他適當?shù)闹嘏乓?guī)則去提供段誤差防護。
判優(yōu)邏輯電路84分別通過控制線85、86和88控制寫多路轉(zhuǎn)換器70，讀多路轉(zhuǎn)換器80和讀/寫控制電路74的轉(zhuǎn)換。判優(yōu)邏輯電路84還被耦合到寫地址計數(shù)器72和讀地址計數(shù)器76上。判優(yōu)邏輯電路84工作以保證所選擇的讀寫地址就是由寫地址計數(shù)器72和查詢表78同時對同一邏輯陣列60中的同一地址進行存取所選擇的地址。這可以通過將多個存貯陣列60構(gòu)成用于寫和讀數(shù)據(jù)的判優(yōu)邏輯電路84有選擇地進行存取的兩個數(shù)據(jù)緩沖器中的存貯陣列時，早先已經(jīng)裝入數(shù)據(jù)的第二緩沖器的存貯陣列被依據(jù)查詢表順序進行閱讀并輸出。以執(zhí)行正交交錯處理。一旦一個緩沖器的內(nèi)容被完全讀出，交錯處理電路進行工作以接收下一個代碼字序列，并在第二緩沖器中重寫正交交錯處理的輸出數(shù)據(jù)。同時，判優(yōu)邏輯電路84閱讀并輸出第一緩沖器中最先存貯的代碼字序列。
再參看圖2，由外部交錯處理器16進行正交交錯處理后的C3編碼代碼字在線62上輸出，并被中間誤差校正編碼器90所接收。代碼字的正交重排的C3編碼序列由編碼器90所接收，并被分成單個的代碼組并被處理，從而以一個或多個符號的形式去計算第二誤差校正代碼(以后稱C2代碼)，上述的一個或多個符號被附加給每個代碼組以產(chǎn)生C2編碼代碼字。若外部交錯處理器16利用一個行來保存面間重排規(guī)則，且若分隔以后的C2代碼組在長度上等于C3代碼組，那么，C2代碼符號和C3代碼符號在每個C2編碼代碼字的序列由中間編碼器90在線100上輸出。
除了由外部編碼器16提供的予防以外，這種方式的編碼加強了對于隨機和段誤差的予防，中間編碼器90最好是一個(N，K)Reed-Solomou編碼器，但也可以是任一種編碼系統(tǒng)或能夠產(chǎn)生和附加誤差檢測和校正符號的裝置。但是，中間誤差校正編碼器90不必使用與外部誤差校正編碼器16同樣的編碼多項式。
在編碼以后，C2編碼代碼字序列(包含有重排用戶數(shù)據(jù)代碼組，重排C3代碼符號和C2代碼符號)在線100上被輸出給內(nèi)部交錯處理器110。與圖6所示的外部交錯處理器16相類似，但修改了交錯電路的內(nèi)部交錯處理器110利用兩個緩沖器轉(zhuǎn)換處理。與內(nèi)部交錯處理器相關(guān)的電路的簡要方框圖示于圖7A和7B。配置交錯處理器110以同時地對輸入C2編碼代碼字和輸出交錯處理后的C2編碼代碼字進行處理。
參看圖7A，在交錯處理器110中提供以用于存貯從線100所輸入的C2編碼代碼字序列的數(shù)據(jù)緩沖器112(a)和112(b)。數(shù)據(jù)緩沖器112(a)和112(b)是以大得足以保持圖3，4A，4B和5所示單一數(shù)據(jù)面的陣列格式(m列x幾行)構(gòu)成的隨機存取存貯器，交錯處理器使用緩沖器112(a)和112(b)以交錯處理方式同時輸入C2編碼代碼字和輸出C2編碼代碼字。
在輸出/讀多路轉(zhuǎn)換器118從例如緩沖器112(b)提取的第二緩沖器中提取一個交錯處理后數(shù)據(jù)以用于線120上輸出的同時，輸入/寫多路轉(zhuǎn)換器114在數(shù)據(jù)總線116上施加一個來自線100的輸入C2編碼代碼字以用于另一緩沖器112(a)的存貯。與雙緩沖器交錯處理系統(tǒng)有關(guān)的讀/寫功能是由線122上來自地址發(fā)生器124(a)和124(b)的讀/寫控制信號控制的。當寫功能向緩沖器112(a)裝入新的代碼字，而讀功能使緩沖器112(b)變空時，讀/寫控制信號進行轉(zhuǎn)換，從而使下個代碼字序列被存入緩沖器112(b)中，而緩沖器112(a)中早先所存貯的代碼字以交錯處理方式被輸出。
如所解釋的，代碼字的存貯和交錯處理是由來自分別耦合到緩沖器112(a)和112(b)的地址發(fā)生器124(a)和124(b)的輸出控制的。通過讀/寫線122和由列地址線128及行地址線130所組成的地址總線126，每個地址發(fā)生器124都連接到與其相關(guān)的緩沖器112上。
參看圖7B，地址發(fā)生器124由兩個計數(shù)器132和134組成。列計數(shù)器132對模數(shù)“m”計數(shù)，以提供用于緩沖器112的列地址。行計數(shù)器134對模數(shù)“n”計數(shù)，以提供用于緩沖的行地址。這樣，地址計數(shù)器就能夠?qū)彌_器112內(nèi)所存貯的數(shù)據(jù)面中的每個單元進行存取，以用于存貯和恢復(fù)代碼字中任一單個符號。
參看圖7A的7B，對緩沖器112中數(shù)據(jù)單元的存取是由來自寫多路轉(zhuǎn)換器114并通過線136施加給地址發(fā)生器124的控制信號控制的。當控制信號是邏輯低電平時，地址發(fā)生器124的行計數(shù)器134被允許，以持續(xù)地增加行地址。每當行計數(shù)器到達它的終點計數(shù)(n)時，列計數(shù)器132將7被允許去增加列地址，當?shù)刂钒l(fā)生器124被供以低電平控制信號時，相關(guān)的緩沖器112處于寫模式，借此，允許輸入C2編碼代碼字的輸入和存貯。相反，當來自多路轉(zhuǎn)換器114的控制信號是邏輯高電平時，列計數(shù)器132被持續(xù)增加，且當列計數(shù)器到達終點計數(shù)(m)時，行計數(shù)器134將被增加。當?shù)刂钒l(fā)生器124被供以高電平控制信號時，相關(guān)的緩沖器112處于讀模式，并借此允許來自交錯處理C2編碼代碼字存貯器的輸出。
在寫模式期間，地址發(fā)生器124使得輸入的C2編碼代碼字被順序地寫入緩沖器數(shù)據(jù)面138的列中，如圖8中箭頭140所示。在讀模式期間，地址以發(fā)生器124使緩沖器數(shù)據(jù)面138中所存貯的數(shù)據(jù)在線120上以行的形式被順序輸出，如圖8中箭頭142所示。這樣，緩沖器122被逐列寫入和逐行讀出，借此，提供所希望的交錯處理。
當列計數(shù)器132和行計數(shù)器134兩者均到達了它們的終點計數(shù)(表明全部數(shù)據(jù)面輸入或全部交錯處理數(shù)據(jù)面輸出)時，在線122上產(chǎn)生讀寫控制信號的或非門143和觸發(fā)器144使控制信號進行轉(zhuǎn)換，并使緩沖器112從讀到寫或從寫到讀地改變功能。
再參看圖2，內(nèi)部誤差校正編碼器150接收線120上的內(nèi)部交錯處理的C2編碼代碼字的順序輸出行。代碼字的交錯處理C2編碼序列被分成單個的代碼組并被處理，用以一個或多個符號的形式計算第三誤差校正代碼(以后稱C1代碼)，所述的一個或多個符號被附加到交錯處理器的C2編碼代碼字上，以產(chǎn)生C1編碼代碼字，由C1編碼器150所處理的代碼組的符號長度通常等于圖8所示緩沖器數(shù)據(jù)面138中列的數(shù)量。這樣，當在線120上接收數(shù)據(jù)時，C1代碼符號將被附加到交錯處理數(shù)據(jù)面138中每一行的末端上，橫對著C2和C3代碼符號，該附加的，橫對的C1代碼符號示于圖9的數(shù)據(jù)面152中。編碼器150在線154上順序地輸出C1編碼代碼字的行。
除了由外部編碼器16和中間編碼器90提供的予防以外，以這種方式進行的編碼提供了對隨機誤差的加強的予防。內(nèi)部編碼器150最好是一個(N，K)Reed-Solomon編碼器，但它可以是在任一種編碼系統(tǒng)或能夠產(chǎn)生和附加誤差檢測和校正符號的裝置。但是，該內(nèi)部誤差校正編碼器150不必使用與外部誤差校正編碼器16或中間誤差校正編碼器90相同的代碼類型或相同的編碼多項式。
由第一編碼器12在每個用戶代碼組中所選擇的用戶數(shù)據(jù)量受到限制，所以，在增加了相互正交交錯誤差校正系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)面152將包括有規(guī)定數(shù)量的數(shù)據(jù)量(重排的用戶數(shù)據(jù)加C1，C2和C3編碼數(shù)據(jù))，如將安裝在螺旋掃描記錄器的一個磁道上那樣。用于螺旋掃描記錄器的磁帶156示于圖10。每一個都能記錄一個或多個數(shù)據(jù)面152的兩個螺旋掃描磁道158示于磁帶156的表面上。
眾所周知，例如根據(jù)待記錄的數(shù)據(jù)(位)和值(邏輯1或邏輯0)，通過使磁帶的一小部分反向磁化，數(shù)字數(shù)據(jù)可以被記錄在諸如磁帶的磁介質(zhì)上。在讀出時，磁帶磁化方向的改變是讀出，同時轉(zhuǎn)換成原來的數(shù)字信號。
就記錄數(shù)據(jù)而論，位串可能具有多個轉(zhuǎn)移(transitions)，即當記錄所建立的磁化區(qū)域例如彼此相距太管或太遠。假如磁化區(qū)域彼此靠得太近，那么，讀出裝置就很難在兩個連續(xù)數(shù)據(jù)位之間進行判別，同時也很難識別連續(xù)的數(shù)據(jù)位。若磁化區(qū)域彼此相隔太遠，那么，用于精確地讀出和恢復(fù)所記錄數(shù)據(jù)的同步時鐘將會丟失，從而阻礙了原始數(shù)據(jù)的再生。
為了尋址這些關(guān)系(Concerns)，在本系統(tǒng)的最佳實施例中，在輸出給所希望的媒體通道(如磁帶機)以前，媒體通道編碼器160對由內(nèi)部編碼器150所輸出的C1編碼代碼字的行進行處理。媒體通道編碼器160使用運行長度限定自同步代碼對C1編碼字的輸出行進行編碼。例如，使用(D，K)運行長度限定代碼就不允許數(shù)據(jù)流中被記錄到磁帶上的轉(zhuǎn)移產(chǎn)生任何比D時鐘脈沖更靠近和不比K時鐘脈沖更分開的時鐘脈沖。如果編碼模式所特有的定序列列違背了這點或選擇編碼模式所特有的定序法則，那么就要通過編碼步驟來改變該數(shù)據(jù)順序，以使其違背這些法則。在最佳實施例中所使用的中間通道編碼器160是如重新發(fā)行的美國專利31，311中所述的Miller自乘(M2)編碼器。下面將要說明M2編碼法則。在運行長度限定編碼以后，C1通道編碼代碼字被輸出給媒體通道162。
如上所述，本發(fā)明的系統(tǒng)由如上所述和由圖2頂部所示的發(fā)送或記錄邊和如圖2底部所示的通過媒體通道162與通信的接收或讀出邊組成的。傳統(tǒng)的系統(tǒng)讀出邊上的媒體通道代碼字并對通道編碼數(shù)據(jù)進行譯碼，以恢復(fù)原來的通道編碼信號。然而，由于磁帶制造缺陷，媒體通道中噪聲的引入或缺陷，從通道輸出的通道編碼數(shù)據(jù)可能包含有通道誤差。這些誤差經(jīng)常將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移引入通道編碼數(shù)據(jù)流，而這是違背通道定序法則的。
利用現(xiàn)有技術(shù)的譯碼器，所包括的通道誤差將被譯碼并引入位流中。它所以發(fā)生這種情況是由于根據(jù)一般法則，運行長度限定譯碼器不具有誤差檢測和校正能力。但是，通道引入順序違法的識別可能有助于由C1，C2和C3譯碼器進行的誤差校正和識別，這些譯碼器加強了本發(fā)明系統(tǒng)的性能。本發(fā)明利用一個改善了的媒體通道譯碼器170來檢測的標記由于媒體通道工作所產(chǎn)生的定序違法誤差。當C1通道編碼代碼字由媒體通道譯碼器170進行譯碼時，C1編碼代碼字被順序地在線172上輸出，并指示通道譯碼數(shù)據(jù)中被檢測順序違法誤差的順序違法標志同時在線174上輸出。
媒體通道譯碼器170在線172上輸出在每個符號基底上的順序違法標志用作每個譯碼C1編碼代碼字輸出中的每一個符號，每一個線174上的順序違法標志一個符號，該符號包括一種運行長度限定譯碼法則的違反。通道譯碼C1編碼的代碼字序列和識別順序違法標志序列都被傳送給C1誤差校正譯碼器180。根據(jù)順序違法標志的可靠程度，利用順序違法標志促使誤差校正譯碼加強C1編碼器從T到2T的誤差校正能力。下面將對本發(fā)明系統(tǒng)所使用的M2媒體通道編碼法則和譯碼器作更完整的敘述。
C1譯碼器180接收C1編碼代碼字，并使用所接收的通道譯碼器順序違法標志用作擦除標志對C1代碼組(C2編碼代碼字)進行譯碼和校正。如同C1編碼器150對C1代碼組進行行編碼所使用的那樣，C1譯碼器180必須使用相同的編碼多項式對C1代碼字進行譯碼。譯碼器180在線182上輸出譯碼C1代碼組。擦除標志鑒別一個知其位置而不知其校正值的誤差。通常，當要求用兩個代碼符號去校正一個來檢測的誤差時(根據(jù)公式T＝(N-K)/2)，它僅需要使用一個代碼符號去校正一個擦除(所檢測的誤差)。這樣，通過有效地使用擦除標志，就能夠加強從T到2T誤差的校正。
假若超出了C1譯碼器180的誤差校正范圍，從而C1代碼組中遺留了被檢測但未被校正的符號，那么該譯碼器在線184上輸出C1擦除標志，含有在線182上用作輸出的C1代碼組(C2編碼代碼字)的有代表性的數(shù)據(jù)面示于圖11。圖11還利用箭頭符號186示出了由譯碼器180產(chǎn)生并在線184上輸出的多個C1擦除標志。這些C1標志中的每一個都表明，在由該標志所鑒別的行內(nèi)所包含的多個符號中的某個地方，存在有一個或多個含有未校正誤差的符號。系統(tǒng)將使用C1標志按敘述的方式去改善誤差校正能力。
C1代碼組和C1擦除標志被接著接收，并由內(nèi)部去交錯處理器120進行處理。所接收的數(shù)據(jù)含有如圖11所示格式的數(shù)據(jù)面，每個數(shù)據(jù)面都含有重排后的用戶數(shù)據(jù)，C2誤差校正代碼符號和C1擦除標志。內(nèi)部去交錯處理器190的結(jié)構(gòu)類似于圖7A和7B所示的內(nèi)部交錯處理器110。C2代碼字的數(shù)據(jù)面在連續(xù)的逐行的基礎(chǔ)上序地存貯在交錯處理器中的。存貯C2代碼字的寫方向由圖11中的箭頭192表示。為了去交錯，所存貯的代碼字在連續(xù)逐列的基礎(chǔ)上順序地從去交錯處理190中輸出。與去交錯后代碼字的輸出讀方向由圖11中的箭頭194表示。內(nèi)部去交錯處理器190使用與內(nèi)部交錯處理器110所使用類似的比緩沖器系統(tǒng)。但在交錯處理器190之間存在著兩個本質(zhì)的差別。首先，行和列的寫和讀順序是相反的，所以，對交錯處理器110的符號輸入順序就等于從去交錯處理器190的符號輸出順序。這樣，當中早先存貯的C2編碼代碼字數(shù)據(jù)面在逐列基礎(chǔ)上被進行去交錯處理，并在線196上由另外的緩沖器輸出時，輸入的C2編碼代碼字的一個數(shù)據(jù)面被接通，以在逐行的基礎(chǔ)上存貯于第一緩沖器中。
當?shù)谝痪彌_器被裝入數(shù)據(jù)面而第二緩沖器進行去交錯處理并被移空時，去交錯處理器190進行轉(zhuǎn)換，以使下一個C2編碼代碼字(數(shù)據(jù)面)被存入第二緩沖器，而使早先存貯在第一緩沖器的代碼字以去交錯方式被輸出。去交錯處理器的存貯和輸出功能是由示于圖7A的地址發(fā)生器124控制的。參看圖7B，耦合到控制信號線136的觸發(fā)開關(guān)118控制地址記數(shù)器124的工作，并確定圖7A和圖7B所示電路是用作交錯處理器110還是用作去交錯處理器190。
其次，去交錯處理器190的存貯器陣列112包括用于C1擦除標志并行存貯的附加存貯區(qū)，這就允許待被存貯在去交錯處理器的擦除標志靠近在含有行的特定誤差中的每個符號。在最佳實施例中，每個符號有位寬。這樣，去交錯處理器是的存貯器陣列就需要保持9位，8位用于符號，一位用于標志。
線196上輸出的多列去交錯C2編碼代碼字和線200上輸出的C1擦除標志接著由中間誤差校正譯碼器202進行處理，該譯碼器202依據(jù)C2代碼字盡可能多地對所包括的誤差進行檢測和校正。并再一次利用擦除標志加強C2譯碼器202從T到2T譯碼器誤差校正能力。然后，譯碼器202從在線196上接收的C2代碼字中提取C2代碼符號，并在線204上順序地輸出C2代碼組。當由C2譯碼器202所檢測的誤差量超過了該譯碼器的能力范圍時，該譯碼器產(chǎn)生C2擦除標志并在線206上予以輸出。用以指示每個含有未校正誤差的列。C2擦除標志與由C1譯碼器180所產(chǎn)生的C1擦除標志一起被用于以將要敘述的方式去改善系統(tǒng)的誤差校正能力。
應(yīng)當指出，由C1和C2譯碼器180和202所產(chǎn)生的擦除標志的精度可能很低。標志的精度示于圖12，其中只示出C1或C2代碼字208。代碼字208是在長度上包含有K個信息符號的2T(N-K)個校正代碼符號的N符號。假設(shè)，在每個代碼字中有10個校正代碼符號，那么，誤差校正代碼就能夠校正高達5個所含的誤差(T＝(N-K)/2)。
代碼字208通常包括從50到255個位置不確定的符號。對于這個例子。如圖12所示，假設(shè)這些符號210中的6個被帶有誤差地進行了發(fā)送。僅有5個誤差能被譯碼器所校正而不能有6個誤差被校正。這將使得包括有被校正的所有符號在內(nèi)的整個代碼字被標定為誤差，并被加以標志。如果在被標志字中并非所有符號是正確的，代碼字擦除標志正確指示誤差的概率由于過半數(shù)可能是低的，這將說明擦除標志的低精度。由于將代碼字中的正確符號標志為錯誤的，所以標記擦除標記所增加的效益(即增加的校正能力)被沖淡了。
再次參看圖2，下面將要解釋本發(fā)明的系統(tǒng)是為何剩用兩個，即C1和C2擦除標志精確地識別單個符號的，這些符號含有誤差，而不是含有帶有誤差的符號(代碼字)塊。由于譯碼器不能直接地校正被標記了的無誤差符號，所以符號精度的標記擴展了校正范圍。為了得到這個益處，由那些含有誤差的列內(nèi)部去交錯處理器190所輸出的C1擦除標志由延遲元件212延遲并在線214上輸出。C1擦除標志的延時對于調(diào)節(jié)C2譯碼器202所需的信號處理時間是必須的。如上所述，C2譯碼器202在線206上輸出C2擦除標志。與門216將用于每個符號從C1和C2擦除標志邏輯地組合起來，并在線218上產(chǎn)生C1·C2符號精度標志，該標志用以識別含有誤差的單個符號。
參看圖2和圖13A-13F，可以最好地理介是如何對C1和C2擦除標志進行處理從而產(chǎn)生C1·C2符號精度標志的。圖13A示出了當符號從媒體通道譯碼器170在線172上輸出時，以數(shù)據(jù)面格式配置的這些符號的陣列。在圖13A所示的數(shù)據(jù)面內(nèi)，表示了多個帶有誤差的單個符號220(標記為X)和一串帶有誤差的鄰接符號222。為了舉例說明，假設(shè)C1譯碼器180校正了所有單個的誤差符號220，但由于譯碼器誤差校正的限制，未能校正鄰接符號222的串誤差。
圖13A所示的數(shù)據(jù)面由C1譯碼器180在逐行的基礎(chǔ)上接收、譯碼、部分地校正和在逐行的基礎(chǔ)上經(jīng)線182輸出給內(nèi)部去交錯處理器190。圖13B以數(shù)據(jù)面格式，圖13C以時間線格式示出了在線182上用作整個數(shù)據(jù)面的C1譯碼器的輸出(除去C1代碼符號的)。在含有被檢測但未校正誤差的任一行(C1代碼組)輸出期間，由C1譯碼器電路所產(chǎn)生的C1擦除標志和線184上的輸出是有效的。在鄰接符號222的未校正的一串誤差輸出期間，表示在圖13c的C1代碼組輸出信號的擦除標志信號是有效的。即使一串222中的某些符號被校正，C1擦除標志對每一輸出行仍將是有效的，以指出哪一行中存在的符號誤差。
C1代碼組由內(nèi)部去交錯處理器190進行去交錯處理，并在線196上輸出。C1擦除標志也經(jīng)過去交錯處理，并由線200輸出。在內(nèi)部去交錯處理過程中，C1代碼組被逐行輸入并在線196上逐列輸出，以產(chǎn)生一個如圖13D所示的輸出時間線信號。如圖13D所示，去交錯處理只有同步分布的鄰接符號222的一串誤差和在線200上的C1擦除標志信號的有效部份，從而使C1標志指向一些單元，其中C2代碼字包含符號222誤差。
線196上的信號被C2譯碼器202處理，部分地校正，并作為C2代碼組(沒有C2代碼符號)在線204上輸出。如圖13E所示。C2譯碼器利用線200上的C1擦除標志去校正鄰接符號222中含有少于一串誤差的2T符號的每個C2代碼組。同樣，線206上來自C2譯碼器202的輸出是如圖13E中C2代碼組信號下面所示的C2擦除標志。在輸出任一含有一個或多個具有未被校正誤差符號的C2代碼組期間，C2擦除標志是有效的，因此，不能精確識別數(shù)據(jù)符號中一串誤差222的剩余部分。
為了產(chǎn)生用于精確識別含有一串誤差222剩余部分或該符號中任一其他剩余誤差的單個符號的C1·C2精度標志，線200上的擦除標志被延遲，從而使其在時間上與線206上的C2擦除標志輸出同步。如圖13F所示，延遲的C1擦除標志由延時電路212在線214上輸出。同樣，在圖13F中，在線204上示出了含有一串誤差222剩余校正部分的C2代碼組符號，和在線206上示出了識別保留有未被校正部分一串誤差的每個代碼組的C2擦除標志輸出。為了識別含有未校正誤差的特殊符號，C2擦除標志(線206)和延時的C1擦除標志(線214)相互邏輯與，以產(chǎn)生Cl·C2符號精度標志符號，如圖13F線218所示。
譯碼C2代碼組(線204)和Cl·C2符號精度標志(線218)隨后被以圖14所示的數(shù)據(jù)面形式輸入給外部去交錯處理230。除了存貯器陣列具有增加了的存貯容量以用于存貯作為每8位符號和第9位的C1·C2符號精度標志以外，外部去交錯處理器230的結(jié)構(gòu)與圖6所示的外部交錯處理器類似。輸入給去交錯處理器230的代碼組的數(shù)據(jù)面格式逐列地被寫入去交錯器的存貯器陣列中。
在這點，通過由讀地址計數(shù)器和查詢表產(chǎn)生一個正確的地址序列，與存貯器中所存貯的數(shù)據(jù)面相關(guān)的處于重排狀態(tài)的C2代碼組(C3代碼字)被停止重排并在線232上輸出。通過使用查詢表，順序產(chǎn)生的讀計數(shù)器地址被轉(zhuǎn)換成予定的先順序地址系列，用于以和外部交錯處理器16所接收的相同順序存取和輸出C3代碼字。同樣，來自去交錯處理器230的輸出是線234上的C1·C2符號精度標志，該標志用以識別仍含有誤差的單個符號。
線232上的去交錯處理C3代碼字輸出和線234上來自外部去交錯處理器230的C1·C2符號精度標志輸出進一步由C3譯碼器處理，該譯碼器盡可能多地檢測和校正符號誤差。然后，C3代碼符號被從代碼字中分離出來，僅剩下原來的用戶數(shù)據(jù)(C3代碼組)基本上無誤差地在線242上輸出。
由于C1·C2符號精度標志和C3代碼符號的存在，C3譯碼器240的校正范圍從T增加到2T誤差。
本技術(shù)領(lǐng)域以內(nèi)的技術(shù)人員將理解在上述系統(tǒng)的基礎(chǔ)上可以作出很多的修改，且其組成部分不脫離本發(fā)明的精神和范圍。例如，用于媒體通道編碼器和譯碼器的運行長度限定編碼器和譯碼器可被替換或從本系統(tǒng)中取消。在本發(fā)明的另一實施例中，沒有媒體通道編碼器或譯碼器，如圖15所示。除了由于缺少輸入順序違法標志而使得C1譯碼器僅局限于校正T誤差以外，本發(fā)明的該系統(tǒng)以類似的方式工作。在圖15中，使用相同的參考數(shù)字來識別圖2中相同或類似的成份。
另外，在分別為16和30的外部交錯處理器和去交錯處理器中所使用的查詢表的內(nèi)容或列(m)和行(n)的數(shù)量可以被修改，以改變正交交錯處理的特性。這樣某些不同于行重排的其他的正交交錯處理，例如列重排也可以被實施。
在另外一些實施例中，用于外部交錯處理器和去交錯處理器的多存貯器陣列被單一的存貯器所取代，且所有的交錯和去交錯處理步驟都是在一個或單一的大存貯器陣列中完成的。進而，編程的中央處理機恐怕能夠取代系統(tǒng)的某些成份，并執(zhí)行三維正交交錯處理和編碼。另外，可以構(gòu)成多路處理單元，用于分別地操作系統(tǒng)成份和處理處理器之間的數(shù)據(jù)通信。
盡管上面已經(jīng)僅就用于高密度螺旋掃描數(shù)字磁帶機的最佳實施例對本系統(tǒng)他了敘述，但本發(fā)明的三維正交交錯誤差校正系統(tǒng)的方法和裝置可以用于任何一種數(shù)據(jù)發(fā)送，存貯，接收和讀出媒體。使用正交行重排提供了對由磁帶制造缺陷，滾輪印碼，滑痕，數(shù)據(jù)磁道磨損，噪聲引入，媒體通道中的瞬時或循環(huán)狀態(tài)以及其它已知引起誤差的缺陷引起的信號下降提供予防。
在同一列但在交義正重排行內(nèi)的C3和C2代碼字的編碼提供了長和中等長度誤差的予防。另外，把媒體通道檢測的順序違法誤差提供給C1譯碼器使C1譯碼器可能的誤差校正范圍示增加了一倍。只要致力于使數(shù)據(jù)空間與誤差檢測和校正符號之間的最小比率，使用順序違法標志和C1·C2符號精度標志一起產(chǎn)生增強的隨機誤差予防，上述的作法加強了系統(tǒng)的工作。在本發(fā)明的另外一個實施例中，如圖16所示，附加給圖2所示系統(tǒng)的順序違法(S.V)標志和C1譯碼器標志被邏輯地組合起來，以輸出C1·S.V.符號精度誤差標志，該標志被輸入給內(nèi)部去交錯處理器190和C2譯碼器202。
如圖16所示，S.V標記在線174上從媒體通道譯碼器170輸出給譯碼器180。該S.V標記還送到延時器181。延時后在線183上用于輸出。S.V標記的延時對于調(diào)整C1內(nèi)部譯碼器180所要求的信號修理時間是必要的。如上所述，C1譯碼器180在184線上輸出C1擦除標記。與門185邏輯地結(jié)合S.V和C1標記以在線184上產(chǎn)生C1·S.V誤差標記，輸入給內(nèi)去交錯器196，并進而由C2譯碼器處理。使用媒體通道順序易失標記，如上所述，該Cl·S.V誤差標記和C1·C2符號準確地標記按獻給編碼符號的數(shù)據(jù)空間總量比例產(chǎn)生最大隨機誤差予防。
在本發(fā)明的另一實施例中，提供了一附加電路，用于檢測和重寫包括在發(fā)送或記錄數(shù)據(jù)中的誤差。用于重寫系統(tǒng)的方框圖也示于圖16，作為圖2所示系統(tǒng)的補充。用于重寫系統(tǒng)的誤差校對碼的結(jié)構(gòu)是這樣的即根據(jù)寫數(shù)據(jù)將立即作出判斷，以便確定所包括的誤差是否如此之大，以致于必須重寫那個數(shù)據(jù)(同時讀一。-寫)。同時讀-寫系統(tǒng)的發(fā)送/記錄和接收/讀出部份的結(jié)構(gòu)和圖2所示相同。
讀出部份的結(jié)構(gòu)如下，當它寫入媒體通道(例如寫入到一螺旋掃描數(shù)字式記錄器)時，將立即讀出該數(shù)據(jù)。該所寫的編碼數(shù)據(jù)分別由C1和C2譯碼器180和202進行處理。在那里，在每一個數(shù)據(jù)平面中被檢測的包含誤差的數(shù)被計數(shù)并分別在線184和206中輸出。
兩個和可根據(jù)分別來自C1和C2譯碼器180和202的C1和C2擦除標記輸出數(shù)進行計算。第一個是每個數(shù)據(jù)平面C1擦除標記的數(shù)字和，第二個是每一數(shù)據(jù)平面C2擦除標記的數(shù)字和。這樣，該重寫系統(tǒng)確定了包括在從媒體通道讀出的數(shù)據(jù)流部份中的數(shù)據(jù)誤差數(shù)。該第一個和(C1)與代表最大容許隨機誤差的一個閾值相比較，而第二個和(C2)與代表最大容許分段誤差的一個閾值相比較。如果超過兩個閾值中的任一個，則重寫受到超過所檢測誤差量的閾值影響的數(shù)據(jù)平面或磁道的程序被觸發(fā)。C2檢測提供一種保護，以免可能有一個或多個由C2譯碼器譯碼的符號繼續(xù)含有未校正的誤差。C1和C2的閾值電平由系統(tǒng)用戶選擇。這樣，用戶可根據(jù)寫精度和重寫頻率之間的折衷方案修正該系統(tǒng)。
參看圖16的讀-寫電路，累加器250計算每個數(shù)據(jù)平面的C1擦除標記數(shù)，并把它輸出給比較器252。另一累加器254計算每個數(shù)據(jù)面的C2擦除標記數(shù)，同時也將這個數(shù)送到比較器252。比較器252具有兩個在線256和258上接收閾值的輸入端，用于設(shè)置每個數(shù)據(jù)面或磁道所允許的C1和C2誤差數(shù)。當對于一個給定的數(shù)據(jù)平面，兩個閾值中之一被超過時，比較器252輸出一重寫信號于線260上。
線260上的重寫信號耦合到數(shù)據(jù)源(未示出)，以便命令該源去停止新數(shù)據(jù)從該數(shù)據(jù)流向C3編碼器12流動。該信號還耦合到一阻塞與門262，以便阻止新的輸入數(shù)據(jù)流入該系統(tǒng)。在線260上的重寫信號進而耦合到外交錯器16的隨機邏輯電路84(圖6)。這樣，在對于重寫數(shù)據(jù)平面的存貯器陣列60的起始地址上使隨機邏輯電路84出現(xiàn)讀出地址計較器76和查詢表78。這樣，為了在媒體通道上傳送，誤差數(shù)據(jù)被部分重讀并在線82上輸出，并由系統(tǒng)的寫部份去交錯處理和譯碼。外交錯器16的存貯器陣列60必需具有足夠的尺寸，以便貯存對于由重寫電路測試所須要的時間周期數(shù)據(jù)。
如上所述，圖2和圖16所示本發(fā)明的實施例使用內(nèi)部編碼器160，它提供以參考米勒一M2通用運行-長度限定編碼方案。當然可理解的是，其它的媒體通道編碼方案，或如圖15那樣的無媒體通道的編碼方案可用于本發(fā)明的實踐。對于實施普通編碼M2運行-長度限定編碼方案的碼，編碼器和譯碼器在授權(quán)米勒的美國專利NO，31，311中進行了描述，其公開的事實完全可用作參考。
眾所周知，被傳送數(shù)字數(shù)據(jù)的形式是被分成若干二進制數(shù)單元，每單元包括按二進制方式數(shù)據(jù)的一位。數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移(從邏輯0到邏輯1或相反)不須要在一個二進制數(shù)單元起始或終止處出現(xiàn)。由米勒教導(dǎo)的順序法則指出邏輯。位被識別為在該單元的起始處轉(zhuǎn)移，而邏輯1轉(zhuǎn)移被中間單元處的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移識別。該規(guī)則的是一個例外是如果它們出現(xiàn)在一個在光轉(zhuǎn)移的二進制數(shù)單元中，則轉(zhuǎn)移將被壓縮。還提供了一個另外的M2編碼順序法則，來自任一跟隨邏輯0的邏輯1的偶數(shù)轉(zhuǎn)移將被壓縮。
因為按M2編碼數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移出現(xiàn)在該數(shù)據(jù)單元的兩個位置上，則數(shù)據(jù)譯碼的時鐘周期在非編碼數(shù)據(jù)的串行數(shù)據(jù)率的兩倍頻率上運行。這樣，存在兩個時鐘周期用于每一個數(shù)據(jù)單元。在頒布的專利NO.31.311中將更充分地說明一般的M2編碼和譯碼的原理，當按照順序法則在該數(shù)據(jù)單元中的特定的編碼轉(zhuǎn)移位置由于在媒體通道中瞬時或重現(xiàn)條件而重新排列，從而搞不清該轉(zhuǎn)移是表示邏輯1還是邏輯0時，按M2的編碼的數(shù)據(jù)將產(chǎn)生誤差。
如在米勒的專利中公開的普通運行一長度限定譯碼器對數(shù)據(jù)流進行編碼，該譯碼器提供無誤差檢測或校正能力，并且避開任何其它包括誤差檢測和校正電路獨立地運行。這樣，該譯碼器不能識別這些情況，在那里媒體通道已經(jīng)引進了違反M2順序規(guī)則的誤差。但是如果這種順序違反能加以標記的話，它可能是有優(yōu)點的。使用M2誤差標記，當被標記的誤差只須要一個碼符號進行校正時，改善該誤差校正譯碼是可能的。
在M2編碼數(shù)據(jù)流中存在三個限制成條件(順序違反)如檢測非法的M2編碼順序，很容易在譯碼測檢驗。首先，如果在M2代碼流中介于轉(zhuǎn)移之間的運行長度短于一個數(shù)據(jù)單元的最小值(兩個M2時鐘)，則一個短的運行順序就產(chǎn)生。其次，如果在M2代碼流中介于轉(zhuǎn)移之間的運行長度長于三個數(shù)據(jù)單元的最大值(六個M2時鐘)，則一個長的運行違反就產(chǎn)生。該第三個限制檢查超過兩個數(shù)據(jù)單元的運行長度(四個M2時鐘)。如果該轉(zhuǎn)移開始了在一個數(shù)據(jù)單元中間產(chǎn)生的操作，則該順序是一個正確的M2同步順序，并由該譯碼器用來確定單元邊界的位置。但是，如果轉(zhuǎn)移開始了在兩個相鄰數(shù)據(jù)單元之間的邊界處產(chǎn)生的操作，則一個同步順序誤差被檢測。
在一誤差檢測M2譯碼器中重要的是由該譯碼器錯誤標記的數(shù)據(jù)事實上包含誤差。相反，一個用隨后的譯碼器致力于校正的誤差校正代碼檢驗符號將是無用的、無錯誤的校正數(shù)據(jù)，并不可用來校正所包括的其它錯誤，這樣，存在兩個改善運行-長度限定誤差標記譯碼器的規(guī)范。第一，該譯碼器應(yīng)檢測盡可能多的所產(chǎn)生誤差媒體通道。第二，該譯碼器應(yīng)當使用錯誤標記的校正譯碼數(shù)據(jù)的數(shù)量減至最小。為了平衡這兩個規(guī)范，該譯碼器應(yīng)當只標記有問題有誤差的數(shù)據(jù)，留下所有其它的誤差由隨后的誤差校正譯碼器作更后的檢測和校正。
現(xiàn)在參考圖17A，這里表示一種傳統(tǒng)的M2譯碼器，具有包括檢測和標記短運行違反誤差的電路。為清晰起見，未示時鐘同步電路，而附加的短運行違反檢測電路用虛線圍起來。時鐘同步電路表示在圖17B中。與門G6-G9接收移位寄存器觸發(fā)器SR1-SR5的輸出，這些與門的輸出一起由或門G10相或后輸出到觸發(fā)器FF6。
圖18表示圖17A說明用于檢測和標記短運行誤差的電路操作的時序圖。記錄數(shù)據(jù)和記錄M2代碼順序(從M2編碼器輸出)同該記錄和M2時鐘信號一道表示。接著表示M2代碼，如由圖17A的譯碼電路接收的那樣，包括一對僅僅由一個指示-短運行順序違反的M2時鐘分開的代碼轉(zhuǎn)移。當譯碼器不知道哪一個被移動，哪一個未被移動時，與其中轉(zhuǎn)移被錯誤移動的每個誤差相關(guān)的位置被標有？標記。
在五位移位寄存存器SR1-SR5中，具有兩個高電平的依次相聯(lián)的抽頭，以及四個可能有錯誤的用？標志的位置，用于每一個由于操作異或門G1引起的順序違反。與門G6-G9的輸出在該M2時鐘后續(xù)時間上將是高電平，只要來自移位寄存器觸發(fā)器SR1-SR5相關(guān)輸入端都是高電平。只要門G6-G9的輸出是高電平，或門G10的短運行誤差輸出就是高電平。這樣，該短運行誤差標記(觸發(fā)器FF6的輸出)該信號用于兩個數(shù)據(jù)單元(四個M2時鐘)，在那里，該短運行誤差已被檢測。該誤差標記通過一后續(xù)的誤差校正譯碼器，以提供增強誤差校正的能力。
現(xiàn)在參照圖19，表示一般的M2譯碼器，它具有包括檢測和標記長違反誤差電路。為清晰起見，未示時鐘同步電路，而附加的長運行違反檢測電路用虛線圍起來。另外，該時鐘同步電路表示在圖17B中。與門G6接收移位寄存器觸發(fā)器SR1-SR8的輸出。與門G6和G7的輸出一起由門G8相或，然后輸出給觸發(fā)器FF6。
圖20表示一時序，說明圖19用于檢測和標記長運行誤差的電路的工作。記錄數(shù)據(jù)和記錄M2代碼順序(從M2編碼器的輸出)同該記錄和M2時鐘信號一道示出。接著表示M2代碼，如由圖19的譯碼電路所接收的那樣，包括一對由指示一長運行違反的由三個半數(shù)據(jù)單元(七個M2時鐘)分開的代碼轉(zhuǎn)移，在字組終端上未校正轉(zhuǎn)移的位置用“X”標志，而產(chǎn)生誤差的位置，一個在該七個時鐘順序的中間缺1的轉(zhuǎn)移用(x)標志表示。該譯碼器知道，位移的是終端轉(zhuǎn)移，而不是起始轉(zhuǎn)移，因為起始轉(zhuǎn)移誰確地發(fā)生在-數(shù)據(jù)單元的中間。
在移位寄存器觸發(fā)器SR1-SR8中，有兩個可能的誤差位置(x)，或由于異或門G1的工作而產(chǎn)生的未校準的譯碼數(shù)據(jù)，其一對應(yīng)在移位寄存器觸發(fā)器SR3輸出端的未校正位。另一位置的產(chǎn)生是由于門G2的輸出是未校正的高電平，在位移寄存器SR1的輸出端表示一未校正的0位。當移位寄存器觸發(fā)器SR1-SR6的輸出是低電平時，與門G6的輸出是高電平，稍后當它接收從移位寄存器觸發(fā)器SR3-SR8的輸出時，與門G6的輸出是兩個低電平的M2時鐘。當與門G6和G7的一個輸出是高電平時，或門G8將呈現(xiàn)高電平。由于在或門G8和在FF6的NRx CLK之間的時間關(guān)系，如果或門G8輸出高電平，而NRx CLK是低電平，則在一長運行(x)端輸出指示-誤差的誤差標記。
現(xiàn)在參看圖21，這里表示一般的M2譯碼器，具有檢測和標記非法M2同步順序誤差的電路。為清晰起見，未示時鐘同步電路。而附加的非法同步順序檢測電路用虛線圍起來。此外，時鐘同步電路表示在圖17B中。與門G6接收移位寄存器觸發(fā)器SR3-SR6的輸出。與門G6的輸出和與門G4的輸出經(jīng)門G7相或，后者具有加到FF6觸發(fā)器的一個輸出。
圖22表示時序，說明用于檢測和標記非法M2同步順序誤差的圖21的電路的工作。記錄和M2代碼順序(M2編碼器的輸出)同該記錄和M2時鐘信號-道示出。接著示出了M2代碼，如由圖21譯碼電路接收的那樣，包括一對由兩個具有初始轉(zhuǎn)移的數(shù)據(jù)單元(四個M2時鐘)分開的代碼轉(zhuǎn)移，該初始轉(zhuǎn)移落在兩個指示一同步順序違反的數(shù)據(jù)單元之間的邊界上，當該譯碼器不知道哪一個移位，哪一個未移位時，與其間轉(zhuǎn)移已被錯誤移位的每一個誤差相關(guān)的兩個位置用問號(？)標志。
在移位寄存器觸發(fā)器SR1-SR6中，由于異或門G1的工作，這里有四個由問號(？)標志的可能的誤差位置。當SR1-SR3的輸出是低電平，而SR4的輸出是高電平時，與門G4的輸出將呈現(xiàn)高電平。稍后當它從移位寄存器觸發(fā)器SR3-SR6的輸出接收輸入時，與門G6的輸出將是兩個高電平的M2時鐘，當門G4或G6的一個輸出是高電平時，或門G7的輸出將是高電平。由于在門G7的輸出和FF6的NRZ CLK之間的時間關(guān)系，當G7的輸出是高電平，而NRZ CLK是低電平時，指示在該操作(？同步誤差)始端-誤差的誤差標記將產(chǎn)生。
把圖17A、19和21的誤差檢測電路附加到一般的M2譯碼器電路并在圖2和圖16的系統(tǒng)中使用，在該編碼后位流中的移動的轉(zhuǎn)移被檢測并標記為順序違反(S.V.)，由C1誤差校正譯碼器用于后續(xù)處理和校正。
當然將理解到每一個標記電路并不需要包含到該系統(tǒng)中去。在標記的位置中的誤差的確切位置將是不確定的，因為誤差標記電路標記二位而不是正好一位。另外，當單一的一個標記誤差位的信號正好相反時，則誤差校正可能是容易的。
雖然，三維交錯誤差校正系統(tǒng)的某些實施例以及其元件部分在以上詳細的說明中已經(jīng)加以討論并在附圖中加以說明，但是應(yīng)當理解，本發(fā)明并不局限于公開的實施例，而是具有眾多的重新配置、改進和替換，但并不偏離由下列權(quán)利要求顯示和確定的本發(fā)明的精神。
權(quán)利要求
1.一種對用戶數(shù)據(jù)流進行交錯處理和編碼的方法，包括如下步驟把用戶數(shù)據(jù)流分成第一代碼組序列；借助附加一第一誤差校正碼，把該序列中的每一個第一代碼組進行編碼，以形成第一代碼字；按照第一代碼組的順序有序地結(jié)合每一個編碼的第一代碼字，以輸出第一代碼字的序列；把第一代碼字序列配制成兩維列乘行數(shù)據(jù)面的第一系列；通過內(nèi)部數(shù)據(jù)面重新排列對第一系列數(shù)據(jù)面進行正交交錯處理，形成第二序列兩維列乘行數(shù)據(jù)面，第二系列數(shù)據(jù)面的每列包括用于順序輸出的第二代碼組；借助附加的第二誤差校正碼，把該序列中的每一個第二代碼組進行編碼，以形成第二代碼字；按照第二代碼組的順序有序地結(jié)合每一個編碼的第二代碼字，以輸出第二代碼字序列；把第二代碼字序列配置成第二代碼字兩維列乘行數(shù)據(jù)面，數(shù)據(jù)面的每行包括第三代碼組；借助順序輸出該第一數(shù)據(jù)面的行，交錯處理在該第二代碼字數(shù)據(jù)面中配置的第二代碼字，作為第三代碼字序列；借助于附加第二誤差校正代碼，把該序列中的第三代碼組編碼，以形成第三代碼字，和按照第三代碼組順序，順序地結(jié)合每一個編碼的第三代碼字，輸出一第三代碼字序列，作為被交錯處理和編碼的用戶數(shù)據(jù)流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括用運行長度限定碼對第三代碼字序列進行編碼的步驟。
3.按照權(quán)利要求1的方法，其中配置第一代碼字序列的步驟包括順序存貯在數(shù)據(jù)面第一系列每一列中的第一代碼字的一個整數(shù)的步驟。
4.如權(quán)利要求3的方法，其中一個第一代碼字被貯存在數(shù)據(jù)面第一系列的每一列中。
5.如權(quán)利要求1的方法，其中配置第二代碼字序列的步驟包括順序貯存在第二代碼字數(shù)據(jù)面的每一列中的第二代碼字的一個整數(shù)的步驟。
6.如權(quán)利要求5的方法，其中一個第二代碼字被貯存在第二代碼字數(shù)據(jù)面的每一列中。
7.如權(quán)利要求1的方法，其中，借助內(nèi)部數(shù)據(jù)面行重排進行正交交錯的步驟包括按照一予定重排演算，重排在數(shù)據(jù)面間第一系列數(shù)據(jù)面的行以形成第二系列數(shù)據(jù)面，同時保持數(shù)據(jù)面第一、第二系列間已重排行的相對行位置的步驟。
8.如權(quán)利要求1的方法，其中配置第一代碼字序列的步驟包括連續(xù)在每數(shù)據(jù)面的列中存貯一個第一代碼字;以及配置第二代碼字序列的步驟包括連續(xù)地在每個數(shù)據(jù)面的列中存貯一個第二代碼;進而包括配置第三代碼字序列成為第三代碼字兩維列乘行數(shù)據(jù)平面，一個第三代碼字順序地貯存在每個數(shù)據(jù)平面行，因此，該第三誤差校正碼對該第一和第二誤差校正碼是橫向的。
9.如權(quán)利要求1的方法，其中，數(shù)據(jù)面的第一和第二系列以及第二代碼字數(shù)據(jù)面的每一個都包括一對數(shù)據(jù)存貯緩沖器，輪流對讀和寫有效，當?shù)谝痪彌_器接收去交錯代碼的序列部份用于貯存時，該第二緩沖器用交錯方式正在輸出早先存貯的序列的在先部份。
10.如權(quán)利要求1的方法，還包括對交錯的和編碼的用戶數(shù)據(jù)流輸出進行譯碼和去交錯處理，作為第三代碼字，所接收的作為由具有所引入總數(shù)誤差量的第三代碼字序列組成的第四代碼字序列的交錯和編碼的用戶數(shù)據(jù)流包括如下步驟通過檢測所包括誤差，譯碼在所接收第四代碼字序列中的每一個第四代碼字，并根據(jù)附加的第三誤差校正碼，校正誤差的第一組數(shù)，每一個譯碼的第四代碼字減去所包括第四代碼組的第三誤差校正代碼，該第四代碼組按照第四代碼字序列而結(jié)合，以作為第四代碼組序列用于輸出，該第四代碼組基本上等于第三代碼組的序列并包括第一擦除標記，該標記表示包含在一檢測的但未校正的誤差系列中的每一個第四代碼組;配置第四代碼組和第一擦除標記成為第四代碼組兩維列乘行數(shù)據(jù)面，每列包括一第五代碼字;通過順序地輸出數(shù)據(jù)面的列，去交錯處理第四代碼組序列以及在第四代碼組數(shù)據(jù)面中的第一擦除標記，作為第五代碼字序列，并包括去交錯處理第一擦除標記根據(jù)附加的第二誤差校正碼以及去交錯處理的第一擦除標記，通過檢測所包括的數(shù)據(jù)誤差和校正第二組數(shù)據(jù)誤差數(shù)，對每第五代碼字譯碼，每個被譯碼的第五代碼減去包括第五代碼組的第二誤差碼，該第五代碼組按照第五代碼字的序列而結(jié)合，作為第五代碼組序列用于輸出，該第一代碼組基本上等于第二代碼組的序列，后者包括第二擦除標記，該標記表示包含在一檢測的但未校正的誤差系列中的每一個第五代碼組;結(jié)合該第一和第二擦除標記，產(chǎn)生第二擦除標記，該標記指向這樣一些位置，其中每一個第五代碼組具有有誤差的數(shù)據(jù);配置具有第三擦除標記的第五代碼組的序列成為兩維列乘行數(shù)據(jù)面的第三序列;通過連續(xù)地輸出該數(shù)據(jù)面的列以用作第五代碼字序列，并通過包括去交錯處理后的第一擦除標記，對第四代碼組數(shù)據(jù)面中的第四代碼組序列和第一擦除標記進行去交錯處理;按照附加的第一誤差校正代碼和第三擦除標記，通過檢測所包括的數(shù)據(jù)誤差和校正第三組數(shù)據(jù)誤差數(shù)，按序?qū)γ恳粋€第六代碼字譯碼，每一個譯碼的第六代碼字減去第一誤差校正碼，該第一誤差校正碼根據(jù)與輸出相關(guān)的第六代碼字的順序組合成第六代碼組序列，其中，第六代碼組序列基本上等于包括用戶數(shù)據(jù)流的第一代碼組序列。
11.如權(quán)利要求10的方法，還包括如下步驟對具有運行-長度限定碼的第三代碼字的輸出序列譯碼;以及對第三代碼字的運行-長度限定編碼序列譯碼，以產(chǎn)生包括數(shù)據(jù)誤差的第四代碼字序列。
12.如權(quán)利要求11的方法，還包括如下步驟檢測在運行-長度限定譯碼后第四代碼字序列中的運行-長度誤差;以及輸出第四代碼字，它包括表示被檢測的運行-長度誤差的運行-長度擦除標記。
13.如權(quán)利要求12的方法，其中，譯碼每個第四代碼字還包括使用該運行-長度擦除標記，以提高校正能力，這樣，第一、第二和第三組被校正的誤差和基本上等于引入第三代碼字所包括的數(shù)據(jù)誤差的總數(shù)。
14.如權(quán)利要求12的方法，還包括結(jié)合運行-長度擦除標記和第一擦除標記的步驟，以便產(chǎn)生-第四擦除標記，促進對第一第五代碼字譯碼，該步驟包括如下步驟延時運行-長度擦除標記，調(diào)整執(zhí)行對第四代碼字譯碼步驟需要的處理;以及邏輯上結(jié)合延時的運行-長度擦除標記，以便和第一擦除標記同步。
15.如權(quán)利要求10的方法，其中，借助于內(nèi)部數(shù)據(jù)面重排和反移所進行的正交交錯和去交錯處理的步驟是相反的行重排操作，這樣，使每一個在數(shù)據(jù)面第三系列中的重排的行是反移的并返回到在數(shù)據(jù)面第四系列中的一個位置，該位置相應(yīng)于該行在第一系列數(shù)據(jù)面中所占據(jù)的位置。
16.如權(quán)利要求10的方法，其中，結(jié)合第一擦除標記和第二擦除標記的步驟包括如下步驟延時該第一擦除標記，以調(diào)整執(zhí)行譯碼第五代碼字步驟所需的處理時間，以及邏輯地同步結(jié)合該延時的第一擦除標記和第二擦除標記，以產(chǎn)生對準那些位置的第三擦除標記，這些位置位于具有有誤差數(shù)據(jù)的每一個第五代碼組中。
17.如權(quán)利要求10的方法，其中，該第三代碼字序列被寫入一媒體通道，進而包括在讀出該媒體通道的同時，對其進行寫操作的步驟，其步驟如下在傳送后從媒體通道讀出第三代碼字序列，以提供第四代碼字序列，后者包括引入數(shù)據(jù)誤差的通道的總數(shù);把第四代碼字分為予定部份;計算為每一予定部份產(chǎn)生的第一擦除標記的數(shù)量;每部份的第一擦除標記數(shù)同第一閾值數(shù)相比較;以及觸發(fā)一重寫進入用戶數(shù)據(jù)的媒體通道，該用戶數(shù)據(jù)流相應(yīng)于受誤差超過第一閾值影響的第四代碼字的一部份。
18.如權(quán)利要求17的方法，其中觸發(fā)步驟還包括如下步驟禁止用戶數(shù)據(jù)流進一步發(fā)送;以及存取發(fā)送到媒體通道該相應(yīng)于第四代碼字序列部份的用戶數(shù)據(jù)流部份，該第四代碼字序列包含與重新編碼、重新交錯處理和對該媒體通道進行寫入相關(guān)的過量的誤差。
19.如權(quán)利要求17的方法，還包括如下步驟計算為每一予定部份產(chǎn)生的第二擦除標記數(shù)，該予定部份表示在每一用戶數(shù)據(jù)部份中引入誤差的通道數(shù);將第二擦除標記數(shù)同第二閾值數(shù)相比較，以及觸發(fā)一重寫進入用戶數(shù)據(jù)流的媒體通道，該用戶數(shù)據(jù)流相應(yīng)于受誤差超過第二閾值影響的第四代碼字的一部份。
20.用于對劃分為第一代碼組的一個序列的數(shù)據(jù)流進行交錯處理和編碼的設(shè)備，包括第一編碼裝置，用于計算和附加第一誤差校正碼到每一個第一代碼組，以形成第一代碼字，每一第一代碼字按照第一代碼組的順序結(jié)合，作為第一代碼字序列用于輸出;用于正交交錯處理第一代碼字的裝置包括用于把第一代碼字序列順序逐列地存貯到第一系列兩維列乘行數(shù)據(jù)面的裝置，該裝置可以根據(jù)予定的重排順序，通過內(nèi)部數(shù)據(jù)面行的重排對第一代碼字進行正交交錯處理，以形成第二系列兩維列乘行數(shù)據(jù)面，第二系列數(shù)據(jù)面的每列包括第二代碼組，作為第二代碼組用于順序輸出;第二編碼裝置，用于計算和附加第二誤差校正碼到每一個第二代碼組，以形成第二代碼字，每一第二代碼字按照第二代碼組的順序結(jié)合，作為第三代碼字用于輸出;用于對第二代碼字進行交錯處理的裝置包括用于第二代碼字序列順序逐行存貯到第二代碼字兩維列乘行數(shù)據(jù)面的裝置，每行包括第三代碼組和通過連續(xù)地輸出第三代碼組的行以用作第三代碼組順序所進行交錯處理的第二代碼字;以及第三編碼裝置，用于計算和附加第三誤差校正碼到每一第三代碼組，以形成第三代碼字，每一組合的第三代碼字輸出第三代碼序列，它代表交錯處理和編碼的數(shù)據(jù)流。
21.如權(quán)利要求20的設(shè)備，還包括用來對具有運行-長度限定碼的第三代碼序列進行編碼的裝置。
22.如權(quán)利要求21的設(shè)備，其中，用于編碼的裝置包括-米勒-M2編碼器(Miller-Squared encorder)。
23.如權(quán)利要求20的設(shè)備，其中每一個第一，第二和第三個編碼裝置包括-雷得-所羅門(Reed-Solomon)編碼器。
24.如權(quán)利要求20的設(shè)備，其中用于貯存所說用來正交交錯處理的裝置的裝置，包括輪流對讀和寫有效的第一和第二數(shù)據(jù)緩沖器，這樣，該第一緩沖器接收一予定第一代碼字序列部份作為第一數(shù)據(jù)面系列用于貯存，第二緩沖器輸出予先貯存并已被內(nèi)部交錯處理的第一代碼字系列的在先部份，以形成第二系列數(shù)據(jù)面。
25.如權(quán)利要求24的設(shè)備，其中，每一數(shù)據(jù)存貯緩沖器包括若干兩維隨機存取存貯器，每一個至少保持一個數(shù)據(jù)面。
26.如權(quán)利要求20的設(shè)備，其中，當該行在數(shù)據(jù)面系列間重排時，該重排行序列維持相關(guān)的行位置。
27.如權(quán)利要求20的設(shè)備，其中用來貯存所說用于交錯處理的裝置包括輪流用于讀和寫的第一和第二兩維列乘行數(shù)據(jù)存貯緩沖器，這樣，當?shù)诙a字序列的一予定部份寫入第一緩沖器的列時，第二緩沖器的每一行將順序讀出，以輸出予先貯存在第一緩沖器列中的第二代碼字序列的在先部份。
28.如權(quán)利要求20的設(shè)備，其中，第三代碼字序列被寫入媒體通道，該媒體通道在其中引入數(shù)據(jù)誤差，還包括從媒體通道接收第四代碼字序列的譯碼器和去交錯處理器，該第四代碼字序列包括具有在媒體通道中引入數(shù)據(jù)誤差總量的第三序列代碼字，還包括第一譯碼裝置，用于根據(jù)第三誤差校正碼去檢測數(shù)據(jù)誤差和校正第四代碼字序列中所包含誤差的第一數(shù)量，該譯碼后第四代碼字減去依第四代碼字順序正被輸出的第三誤差校正碼，以用作第四代碼組序列，該序列包括表示第四代碼組的第一擦除標記，第四代碼組含有檢測出但未被校正的數(shù)據(jù)誤差;用于對第四代碼組序列和第一擦除標記進行去交錯處理的裝置包括用于連續(xù)逐行地將第四代碼組序列和第一擦除標記存貯到第四代碼組兩維列乘行數(shù)據(jù)面內(nèi)的裝置，每一列包括第五代碼字，通過連續(xù)地輸出該數(shù)據(jù)面的列以作為第五代碼字序列和包括去交錯處理的第一擦除標記，對第四代碼組序列進行去交錯處理。第二譯碼裝置，用于檢測數(shù)據(jù)誤差，并根據(jù)第二誤差校正碼和第一擦除標記校準在第五代碼字中所包括數(shù)據(jù)誤差的第二數(shù)據(jù)，被譯碼的第五代碼字減去根據(jù)第五代碼字順序輸出的第二誤差校正碼作為第五代碼組序列，該第五代碼組序列包括指示第五代碼組的第五擦除標記，該第五代碼組含有檢測出但未被校正的數(shù)據(jù)誤差;用來組合第一和第二擦除標記以產(chǎn)生用以識別在具有未校正數(shù)據(jù)誤差的每一第五代碼組中某些位置的第三擦除標記的裝置;用于對第五代碼組序列進行正交交錯處理的裝置包括用于連續(xù)將第五代碼組序列和第三擦除標記逐列存入第三系列兩維列乘行面中的裝置，通過內(nèi)部數(shù)據(jù)面行重排對第五代碼組序列進行正交去交錯處理以形成相應(yīng)于第一系列數(shù)據(jù)面的第四系列數(shù)據(jù)面，第四系列數(shù)據(jù)面的每一列包括第六代碼字，第四序列數(shù)據(jù)面的列連續(xù)輸出以作為第六代碼字序列，進而包括去交錯后的第三擦除標記;第三編碼裝置，用于檢測數(shù)據(jù)誤差，和根據(jù)第一誤差校正碼和第三擦除標記校正第六代碼字序列中所包括數(shù)據(jù)誤差的第三數(shù)量，檢測后的第五代碼字減去根據(jù)第六代碼字序列輸出的第一誤差校正代碼，以作為第六代碼組序列，其中，第六代碼字序列基本上等于包含有數(shù)據(jù)流的第一代碼組序列。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的設(shè)備，還包括用于對具有運行-長度限定碼的第三代碼字序列進行編碼的裝置;和用于對運行-長度限定編碼后的第三代碼字序列譯碼以產(chǎn)生第四代碼字序列的裝置。
30.如權(quán)利要求29的設(shè)備，其中用于運行-長度限定譯碼的裝置還包括用于檢測第四代碼字序列中運行-長度誤差和輸出用以識別在第四代碼字中所包括誤差的運行-長度擦除標記的裝置。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的設(shè)備，還包括將運行-長度擦除標記與第一擦除標記同步結(jié)合起來的裝置，它包括用于延時運行-長度擦除標記以調(diào)整第一譯碼裝置處理時間的裝置，和用于邏輯地組合延時的運行-長度擦除標記和第一擦除標記，以產(chǎn)生與所述第二譯碼裝置處理有關(guān)的第四擦除標記，用以識別第四代碼字序列中的誤差位置。
32.如權(quán)利要求30的設(shè)備，其中，第一譯碼裝置除了使用第三誤差校正碼外，還使用運行-長度擦除標記去檢測和校正第四代碼字序列中附加的誤差，借此加強誤差校正能力，這樣，第一、第二和第三校正后誤差的總和基本上等于所引入數(shù)據(jù)誤差的總數(shù)。
33.根據(jù)權(quán)利要求30的設(shè)備，其中，運行-長度限定碼包括米勒-M2碼，和用于編碼和譯碼的裝置包括米勒-M2編碼器和譯碼器，且其中用于檢測的裝置包括用于檢測和標記在通道譯碼后第四代碼字序列中短運行數(shù)據(jù)順序違反的裝置;用于檢測和標記在通道譯碼后第四代碼字序列中長運行數(shù)據(jù)順序違反的裝置，和用于檢測和標記在通道譯碼后第四代碼字序列中非法的米勒M2同步順序的裝置。
34.如權(quán)利要求28的設(shè)備，其中，第一、第二和第三編碼裝置包括雷得-索羅門(Reed Solomon)編碼器，和第一、第二和第三譯碼器裝置包括雷得-索羅門譯碼器。
35.如權(quán)利要求28的裝置，其中，用于組合第一擦除標記和第二擦除標記的裝置包括用于當進行去交錯處理時，延時第一擦除標記以調(diào)節(jié)第二譯碼裝置處理時間的裝置，和用于邏輯地將延遲后第一擦除標記與第二譯碼裝置輸出的第二擦除標記同步組合起來，以產(chǎn)生識別第五代碼組序列中誤差的第三擦除標記的裝置。
36.根據(jù)權(quán)利要求28的設(shè)備，還包括同時讀寫裝置，用于對數(shù)據(jù)流進行交錯處理和編碼，以觸發(fā)一個含有過量誤差數(shù)據(jù)流的重寫，包括用于在向媒體通道寫入的同時，讀出第三代碼組序列，以提供具有所引入誤差的第四代碼字序列的裝置;耦合到第三譯碼裝置并用于計算所產(chǎn)生的第一擦除標記數(shù)量的裝置，所述第一擦除標記表示第四代碼字內(nèi)的予定數(shù)據(jù)流部份中所檢測誤差的數(shù)量;用于將第一擦除標記的數(shù)量和第一閾值數(shù)相比較的裝置;和控制裝置，用于當比較結(jié)果表明第一擦除標記數(shù)超過第一閾值時，觸發(fā)一個受誤差影響的數(shù)據(jù)流予定部份的重寫。
37.如權(quán)利要求36的設(shè)備，其中，控制裝置還包括用于禁止向第一編碼器進一步發(fā)送數(shù)據(jù)流的裝置;用于對存貯于該裝置第一系列數(shù)據(jù)平面內(nèi)的有誤差數(shù)據(jù)流的予定部份進行存取，以對該數(shù)據(jù)流進行重編碼和重交錯處理的裝置。
38.如權(quán)利要求36的設(shè)備，還包括耦合到第二譯碼裝置、用來計算所發(fā)生的第二擦除標記的量的裝置，所述第二擦除標記表示在第五代碼字序列內(nèi)的數(shù)據(jù)流予定部份中所檢測誤差的量;和用于將第二擦除標記的量和第二閾值相比較的裝置;控制裝置，用于當比較的結(jié)果表明第二擦除標記的量超過第二閾值時，觸發(fā)一個對受誤差影響的數(shù)據(jù)流予定部份的重寫。
39.一種用于對用戶數(shù)據(jù)流進行交錯處理和編碼的方法，包括如下步驟把用戶數(shù)據(jù)流劃分成第一代碼組序列;按序?qū)γ恳坏谝淮a組進行編碼并附加第一誤差校正碼;以形成第一誤差校正碼;以形成第一代碼字;根據(jù)第一代碼組的順序，連續(xù)地組合每一編碼后第一代碼字，以輸出第一代碼字序列;配置第一代碼字序列成為第一系列兩維列乘行數(shù)據(jù)面;對第一系列數(shù)據(jù)面進行正交交錯處理以形成第二系列兩維列乘行數(shù)據(jù)面，第二系列數(shù)據(jù)面的每一列包括用于連續(xù)輸出的第二代碼組;按序?qū)γ恳坏诙a組編碼并附加第二誤差校正碼，以形成第二代碼字;以及根據(jù)第二代碼組的順序連續(xù)地組合每個編碼后第二代碼字，以輸出第二代碼字序列。
40.如權(quán)利要求39的方法，其中，進行正交交錯處理的步驟包括重新排列數(shù)據(jù)面間第一系列數(shù)據(jù)面的行，以形成第二系列數(shù)據(jù)面，這樣，每個重排行保持了在第一和二系列數(shù)據(jù)面間的相關(guān)行位置。
41.如權(quán)利要求39的方法，還包括如下步驟配置第二代碼字序列成為第二代碼字兩維列乘行數(shù)據(jù)面，該數(shù)據(jù)面的每一行包括第三代碼組;通過連續(xù)地輸出第一數(shù)據(jù)面的行以作為第三代碼組序列，對第二代碼字數(shù)據(jù)面內(nèi)配置成的第二代碼字進行交錯處理;按序編碼每一第三代碼組并附加第三誤差校正碼，以形成第三代碼字;和根據(jù)第三代碼組的順序，連續(xù)地組合每一編碼后第三代碼字，以輸出用作交錯處理后和編碼后用戶數(shù)據(jù)的第三代碼字序列。
42.用于對數(shù)據(jù)流進行交錯處理和編碼的裝置，包括第一編碼裝置，用于接收和編碼該數(shù)據(jù)流，該裝置通過向每一個用戶代碼組附加一個第一誤差校正碼，從而輸出第一代碼字序列的手段將數(shù)據(jù)流分成用戶代碼組序列;第一交錯處理裝置，用于從第一編碼裝置接收第一代碼字序列，并對該第一代碼字序列進行正交交錯處理，以輸出經(jīng)正交交錯處理的第二代碼組序列;第二編碼裝置，用于接收第二代碼組系列和通過向每個第二代碼組附加一個第二誤差校正碼從而輸出第二代碼字系列的手段，對該經(jīng)正交交錯處理的第二代碼組序列進行編碼，第二交錯處理裝置，用于從第二編碼裝置接收第二代碼字序列，并用于對第二系列代碼字進行交錯處理，以輸出第三代碼字序列;和第三編碼裝置，用于接收第三代碼字序列，并通過對每一第三代碼組附加一個第三誤差校正碼，從而輸出用作經(jīng)交錯處理和編碼的數(shù)據(jù)流的手段對第三代碼組編碼。
43.如權(quán)利要求40的設(shè)備，還包括媒體通道編碼裝置，用于接收和編碼具有運行-長度限定碼的第三代碼字序列。
44.如權(quán)利要求40的設(shè)備，其中，第一交錯處理裝置包括用于將第一代碼字序列連續(xù)存入第一系列兩維列乘行數(shù)據(jù)平面中的裝置，每一個數(shù)據(jù)面的列存貯一個第一代碼字，借助內(nèi)部數(shù)據(jù)面行按照予定重排順序的重新排列，對第一代碼字進行正交交錯處理，以形成第二系列數(shù)據(jù)面，該第二系列兩維列乘行數(shù)據(jù)面的每一列包括用于連續(xù)輸出的第二代碼組。
45.如權(quán)利要求44的設(shè)備，其中，用于在第一交錯處理裝置中進行存貯的裝置包括對讀和寫輪流有效的一對數(shù)據(jù)存貯緩沖器，這樣，當?shù)谝痪彌_器工作于寫模式以連續(xù)地存貯第一代碼字序列的予定部份作為第一序列數(shù)據(jù)平面時，第二緩沖器工作于讀模式以輸出早先存貯并經(jīng)正交交錯處理的第一代碼字的在先部份，以形成第二系列數(shù)據(jù)面。
46.如權(quán)利要求45的設(shè)備，其中，每一數(shù)據(jù)存貯緩沖器包括多個兩維隨機取存貯器，其中的每一個至少保持有一個數(shù)據(jù)面。
47.如權(quán)利要求40的設(shè)備，其中，第二交錯處理裝置包括用于將第二代碼字序列連續(xù)存入第一兩維列乘行數(shù)據(jù)面的裝置，每一列存貯一個第二代碼字，借助伴隨每行輸出連續(xù)地輸出第一數(shù)據(jù)面的行進行交錯處理的第二代碼字包括第三代碼組。
48.如權(quán)利要求47的設(shè)備，其中，用于存貯的裝置包括對讀和寫輪流有效的一對兩維列乘行數(shù)據(jù)存貯緩沖器，這樣，當?shù)诙a字序列的予定部份被連續(xù)寫入第一緩沖器的列時，第二緩沖器工作，以連續(xù)讀出每一行，并輸出早先存貯于該緩沖器列中第二代碼字序列的在先部份。
49.如權(quán)利要求40的設(shè)備，其中，第一、第二編碼裝置包括雷得-所羅門(Reed Solomon)編碼器。
50.如權(quán)利要求40的設(shè)備，還包括用于譯碼和去交錯處理第四代碼字序列的裝置，第四代碼字序列由帶有所含誤差的第三代碼字序列組成，該裝置包括第一譯碼裝置，用于接收第四代碼字序列，檢測誤差和根據(jù)第三誤差校正碼校正每一第四代碼字中誤差的第一數(shù)量，該第一譯碼裝置還從每個第四代碼字中除去該第三校正碼，以輸出第四代碼組序列;第一去交錯處理裝置，用于接收和去交錯處理第四代碼組序列，以輸出第五代碼字序列;第二譯碼裝置，用于接收第五代碼字序列，檢測誤差，并根據(jù)第二誤差校正碼校正每一第五代碼字中誤差的第二數(shù)量，第二譯碼裝置從每一第五代碼字中除去第二誤差校正碼，以輸出第五代碼組序列;第二去交錯處理裝置，用于接收和正交去交錯處理第五代碼組序列，以輸出第六代碼字序列;和第三譯碼裝置，用于接收第六代碼字序列，檢測誤差和根據(jù)第一誤差校正碼校正每個第六代碼字中誤差的第三數(shù)量，第三譯碼裝置從每第六代碼字中除去第一誤差校正碼，以輸出第六代碼組序列，其中，第六代碼組序列基本上等于含有數(shù)據(jù)流的第一代碼組序列。
51.如權(quán)利要求48的設(shè)備，其中還包括與第一譯碼裝置相關(guān)的裝置，用于伴隨每一第四代碼組輸出一個第一擦除標記，該標記用以指示其中一個檢測出但未被校正的誤差存在，第二譯碼裝置包括一個使用第一擦除標記加強其中誤差校正能力的裝置。
52.如權(quán)利要求51的設(shè)備，還包括與第二譯碼裝置相關(guān)的裝置，用于伴隨每一代碼組輸出一個第二擦除標記，該標記表示檢測但未校正誤差的存在;和用于邏輯地使第一和第二擦除標記同步地結(jié)合起來以產(chǎn)生第三擦除標記的裝置，該第三擦除標記用于識別每一第六代碼字中檢測但未校正的誤差;其中，第三譯碼裝置包括利用第三擦除標記去加強誤差校正能力，從而使第一、第二和第三校正的誤差總和基本上等于所含誤差量的裝置。
53.如權(quán)利要求50的設(shè)備，還包括同時讀寫裝置，用于觸發(fā)含有誤差的編碼和交錯處理后數(shù)據(jù)流的重寫，該裝置包括用于在正被寫入的同時讀出第三代碼字序列，以提供包括數(shù)據(jù)誤差的第四代碼字序列的裝置;耦合到第一譯碼裝置的裝置，用于計算所產(chǎn)生的第一擦除標記的量，該標記表示第四代碼字序列的予定部份中所包含的誤差量;用于將第一擦除標記的量和第一閾值相比較的裝置;和控制裝置，用于觸發(fā)數(shù)據(jù)流的重寫，當?shù)谝婚撝当怀^時，所述數(shù)據(jù)流相應(yīng)于受誤差影響的第四代碼字序列的予定部份。
54.如權(quán)利要求53的設(shè)備，其中，控制裝置還包括在重寫受影響數(shù)據(jù)期間，禁止進一步數(shù)據(jù)流發(fā)送給第一編碼裝置的裝置;和用于對相應(yīng)于包括有與重編碼和重交錯處理相關(guān)的過量誤差的第四代碼字序列予定部份的部份數(shù)據(jù)流進行存取的裝置。
55.如權(quán)利要求53的設(shè)備，還包括耦合到第二譯碼裝置的裝置，用于計算所產(chǎn)生的第二擦除標記的量，該量用于表示在第五代碼字序列予定部份中所含誤差的量;用于該第二擦除標記的量和第二閾值相比較的裝置;和控制裝置，用于觸發(fā)一個數(shù)據(jù)流的重寫，該數(shù)據(jù)流在第二閾值被超過時，相應(yīng)于受誤差影響的第五代碼字序列的予定部份。
56.如權(quán)利要求50的設(shè)備，還包括利用運行-長度限定碼對第三代碼字序列進行編碼的裝置;和用于對運行-長度限定編碼的第三代碼字序列譯碼以產(chǎn)生第四代碼字序列的裝置。
57.如權(quán)利要求56的設(shè)備，其中，用于對運行-長度限定編碼的代碼字譯碼的裝置包括用于檢測和標記第五代碼字序列中運行-長度限定誤差的裝置，和其中，第一譯碼裝置包括用于接收運行-長度限定誤差標記以加強誤差校正能力的裝置;
58.如權(quán)利要求57的設(shè)備，還包括用于使運行-長度限定誤差標記和第一擦除標記邏輯地同步組合起來，以產(chǎn)生第四擦除標記的裝置;其中，第二譯碼裝置包括利用第四擦除標記提高該裝置有關(guān)譯碼和去交錯處理的誤差校正能力的裝置。
59.如權(quán)利要求57的設(shè)備，其中，運行-長度限定碼是一個米勒-M2碼，和用于運行-長度限定編碼和譯碼的裝置是米勒-M2編碼器和譯碼器，且其中用于檢測的裝置包括用于檢測從媒體通道所接收的未譯碼系列代碼字中的短運行數(shù)據(jù)順序違反，并輸出短運行誤差信號的裝置;用于檢測在從媒體通道接收的代碼字未譯碼系列中的長運行數(shù)據(jù)順序違反，并產(chǎn)生長運行誤差信號的裝置;用于檢測在從媒體通道接收的代碼字譯碼的系列中非法的米勒-M2同步順序，產(chǎn)生同步順序誤差信號的裝置;和響應(yīng)短運行、長運行和同步順序誤差信號的裝置，用于輸出運行-長度限定誤差標記，該標記用以識別在有誤差的通道譯碼后第四代碼字序列中的數(shù)據(jù)位置。
60.一種對被分成一系列用戶數(shù)據(jù)組的數(shù)據(jù)流進行交錯處理和編碼的設(shè)備，包括第一編碼裝置，用于接收和編碼用戶數(shù)據(jù)，第一編碼裝置把一個第一誤差校正碼附加到每一用戶代碼組上，以輸出第一代碼字序列;交錯處理裝置，用于從第一編碼裝置接收第一代碼字序列，并用于對第一代碼字序列進行正交交錯處理，以輸出正交交錯處理后的第二代碼組序列;第二編碼裝置，用于對正交交錯處理后的第二代碼組序列編碼，并將第二誤差校正代碼附加到每個第二代碼組上，以輸出第二代碼字序列。
61.如權(quán)利要求60的設(shè)備，其中，交錯處理裝置包括用于把第一代碼字序列存入第一系列兩維列乘行數(shù)據(jù)面的裝置，借助內(nèi)部數(shù)據(jù)面的行按照予定重排順序重新排列對第一代碼字進行正交交錯處理，以形成第二系列數(shù)據(jù)面，該第二系列兩維列乘行數(shù)據(jù)面的每一列包括用于連續(xù)輸出的第二代碼組。
62.如權(quán)利要求60的設(shè)備，還包括第二交錯處理裝置，用于從第二編碼裝置接收第二代碼字序列，并用于對第二代碼字序列進行交錯處理，以輸出第三代碼組序列;和第三編碼裝置，用于接收第三代碼組序列，并附加一個第三誤差校正碼到每一第三代碼組，以輸出用作交錯處理和編碼用戶數(shù)據(jù)向媒體通道發(fā)送的第三代碼字序列。
63.如權(quán)利要求62的設(shè)備，其中，第三交錯處理裝置包括用于把第二代碼字序列存入第二代碼字兩維列乘行數(shù)據(jù)面的裝置，通過伴隨包括第三代碼組的每行輸出連續(xù)地輸出數(shù)據(jù)面的行對第二代碼字進行交錯處理。
全文摘要
通過三維正交交錯誤差校正系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行處理，對在媒體通道中傳送或存貯的數(shù)字數(shù)據(jù)中誤差進行檢測和校正。在系統(tǒng)的發(fā)送/存貯邊，利用在兩個編碼步驟之間執(zhí)行的兩個不同交錯處理步驟，數(shù)據(jù)被三次編碼。在接收/讀出邊，數(shù)據(jù)被譯碼和去交錯處理，隨著所含誤差被檢測出并被校正，使原來的數(shù)據(jù)得以恢復(fù)。使用一種電路以產(chǎn)生符號精度誤差標記，用以識別含有誤差的符號，借此允許誤差校正譯碼器集中致力于校正數(shù)據(jù)。
文檔編號H04L1/00GK1081296SQ9310173
公開日1994年1月26日 申請日期1993年1月14日 優(yōu)先權(quán)日1992年1月15日
發(fā)明者多恩S·瑞尼斯, 威廉D·麥克伊, 柯克H·漢德爾 申請人:E-系統(tǒng)公司, 阿姆皮克斯公司