專利名稱：編碼多字信息的方法、設備和載體的制作方法
背景技術：
本發明涉及在權利要求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的信息的解碼，其中，在第一字中發現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。該參考文獻使用一種標準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生的強概率。這一過程常常提高在該機制出現故障前可被改正的錯誤數目。
本發明人認識到這一方法的一個問題當產生線索的信息被解調并被充分改正時，該線索在這一處理中被體現相對較晚。這使得使用諸如在后來的盤旋轉期間重新嘗試讀數據等較高級的措施變得復雜化。另外，本發明者人認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。發明概述因此，除別的事項外，本發明的一個目的是提供一種總開銷較少的編碼格式，它允許較早產生至少部分線索。因此，根據其一個方面，本發明的特征在于權利要求1的特征部分。
本發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備，以及提供有這種信息的載體。另外，本發明另外的優點在從屬權利要求中敘述。附圖簡述下面參考優選實施例的公開，特別參考附圖詳細討論本發明的這些以及另外的方面和優點，附圖中
圖1表示具有編碼器、載體和解碼器的系統；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。較佳實施例的詳細描述一個線索或者多個線索的組合，一旦被發現，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，可以更有力地進行錯誤改正。當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，只需使用較少數目的校正符號，從而簡化計算。本發明可以應用于存儲器環境或傳輸環境。
圖1表示按照本發明的一個系統，該系統用于產生兩類線索，一類從同步位組導出，另一類從錯誤保護的線索字導出。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據的多位符號序列。終端20接收連續的這種符號，這種符號例如具有8位。分路器22定期和循環地把打算用于線索字的符號傳輸到編碼器24，和把其它符號傳輸到編碼器26。在編碼器24中，通過編碼數據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級別。
在方框28中，這些碼字被傳輸到一個或者多個輸出，使得在后面要討論的介質上的分布均勻，圖中表示出輸出的一些隨機數目。在往該介質上實際寫之前，把所有碼符號調制到信道位。一個著名的調制規則遵守(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。該調制使信道位序列更好地適應編碼器-介質-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準調制限制，如果k相應于小于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。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生變化。
現在在圖1中，方框30表示單一介質自身，諸如接收已編碼數據的帶或盤。這可以隱含在一個寫-機制-加-介質的組合中的直接寫。另一可選方案為，可以通過復制諸如一個印記(stamp)的一個主編碼介質實現該介質。在方框32，再次從該介質讀信道位，緊接著是立即解調。這將產生被識別的同步模式，以及必需被進一步解碼的碼符號。一般說，同步模式發生在播放設備確實期待它們的位置處，導致如下結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現。這也許指示同步的損失，它必須在一種冗長的過程中恢復，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據中的一個或者多個信道位錯誤而以另外可選的方式被發現。一般說，這將是一種孤立的特征而不導致重同步的努力。另一方面，在一個期待的位置，解調器可能沒有發現同步模式。經常是，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。然后這將導致一個正確的同步模式，而允許以標準方式進行，不進一步考慮用于其它信道位的所恢復的同步模式。另一可選方案是，該錯誤足夠嚴重，使得導致如下結論碰到一個脈沖串。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于線索字討論的相同。原則上說，同步導出的線索可足以增強標準錯誤保護性。為此目的，它們應該定位在彼此相距不太遠的地方。如果線索從同步模式以及從線索字導出，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。可以基于靜態或動態策略進行在如此敘述的各種機制中的選擇。相當經常的是，可以使用與通過解碼線索字發現的線索的組合來獲得更好或更有力的對目標字的解碼。
在解調后，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，并根據使用一個或者多個轉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同步位組而產生的線索，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量所產生的，例如從其頻譜導出的其它指示符。在解碼器36中解碼目標字。借助于擦除位置或其它標識，把目標字的錯誤保護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換到輸出40。為簡潔起見，忽略各種子系統中的機械接口。
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。介質上(on-medium)存儲器在其左上角逐列順序開始。影線區域包含檢驗符號，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，它們可以正確解碼。然而，字2和3也許明顯不能僅根據它們自己的冗余符號解碼。現在在圖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志。根據所用策略，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字也可以獲得一個擦除標志。串54太短，不考慮為脈沖串。
因此，字4中的兩個錯誤在相關列中產生一個擦除標志。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產生一個正確符號。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合到該脈沖串，和錯誤線索符號可以轉換它用于合適的目標符號的擦除標記的方式相同。一種具體格式的討論本發明的實踐應用于數字光存儲器的新方法。目前，基底入射讀介質(substrate incident reading)可以具有薄達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的信道率的數據字節的長度僅有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致200微米的脈沖串，相應于約120字節。該模型建議120B固定大小的脈沖串，其以每字節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的配置將從這里改進的方法中受益。
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。處理如此發現的錯誤模式以獲得用于目標字的擦除信息，該目標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，則同步位組的數目將增加。線索的開發將類似于參考圖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兼容扇區每一扇區包含2064＝2048+16字節數據在ECC編碼后的每一扇區包含2368字節因此，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，每一行以其引導同步模式開始。每行包含以灰色表示的連續編號的3字節的BIS，并由36個其它字節隔開。16行形成1個扇區，256行形成1個同步塊。總冗余以影線區表示。可以通過在其中主碼設施外的冗余使用同步字節產生線索。圖1的硬件安排可以執行同步位組的處理，這些位組組成在預備操作步驟中的數據字節以外的其它格式的字。再進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錯誤導出的信號質量產生。注意，對于脈沖串指示符子碼BIS的線索字，在圖4中左邊的一列現在不再必需。如圖所示，該列用目標字填充。另一可選方案是，將該列完全略去。在這兩種情況下，用于用戶數據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承受脈沖串的模式中用于檢測脈沖串的一個好的機構。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，該同步位組將占據第一線索字位置上面的一個水平行。
權利要求
1.一種編碼多字信息的方法，該信息基于關于一種介質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代碼設施，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生第一個這樣的線索并指向數據字。
2.如權利要求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者中以便從未調制的符號中導出。
3.如權利要求2所述方法，其中所述另外的線索源發者包括高保護性線索字，其被導向低保護性目標字。
4.如權利要求1所述方法，其中一個同步信道位組在不干涉時將違反應用于其它信道位組的一個信道調制規則。
5.一種解碼多字信息的方法，該信息基于關于一種介質相對鄰近布置的多位符號，同時實現字方式去交錯和導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出第一個這樣的線索，其被指向數據字。
6.如權利要求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的字中導出第二錯誤定位線索。
7.如權利要求5所述方法，同時從在這種同步位組外的解調的字中導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.如權利要求5所述方法，同時從在這種同步位組之外的解調的高保護性線索字導出第二錯誤定位線索，并指向低保護性目標字。
9.一種編碼多字信息的設備，該信息基于關于一種介質相對鄰近布置的多位符號，包括字方式交錯設備，字方式錯誤保護編碼設備和產生跨一個多字組的若干字的錯誤定位線索的產生設備，其特征在于，所述產生設備把第一這樣的線索加在同步信道位組中并指向數據字。
10.如權利要求9所述設備，其中，安排所述交錯和編碼設備，用于在局部較稀布置的另外的線索源發者中放置所述同步位組以便從未調制的符號中導出。
11.如權利要求10所述方法，其中，所述另外的線索源發者包括指向低保護性目標字的高保護性線索字。
12.如權利要求9所述設備，其中，一個同步信道位組在不干涉時將違反應用于其它信道位組的一個信道調制規則。
13.一種解碼多字信息的設備，該信息基于關于一種介質相對鄰近布置的多位符號，包括字方式去交錯設備，字方式錯誤解碼設備和導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備，其特征在于，從同步信道位組中導出第一這樣的線索，其指向數據字。
14.如權利要求13所述設備，其中，安排所述解碼設備，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的線索字中導出第二錯誤定位線索。
15.如權利要求13所述設備，其中，安排所述解碼設備，用于從這種同步位組外的解調的字中導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.如權利要求13所述設備，其中，安排所述解碼設備，用于從在這種同步位組之外的解調的高保護性線索字導出第二錯誤定位線索，并指向低保護性目標字。
17.一種包括多字信息的載體，該信息基于關于一種介質相對鄰近布置的多位符號，具有字方式交錯，字方式錯誤保護代碼設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，并指向數據字。
18.如權利要求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者中以便從解調的符號中導出。
19.如權利要求17所述載體，其中，所述另外的線索源發者包括高保護性線索字，它指向低保護性目標字。
20.如權利要求17所述載體，其中，一個同步信道位組在不干涉時將違反應用于其它信道位組的一個信道調制規則。
全文摘要
根據關于一種介質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,字方式錯誤保護代碼設施和跨一個多字組的若干字的錯誤定位線索。這些產生于同步信道位組并指向數據字。
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 優先權日1998年4月29日
發明者J·A·H·M·卡爾曼 申請人:皇家菲利浦電子有限公司