專利名稱：利用字交錯方式編碼多字信息的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的方法。授與Berlekamp等人的US專利4559625和授權(quán)Blaum等人的US 5299208公開交錯與防錯信息字的解碼，其中在第一字中發(fā)現(xiàn)的差錯模式可以給出在同一字組的另一字中定位差錯的線索。索引使用具有多個字上多碼元差錯脈沖串的故障模型。特定字中的差錯產(chǎn)生在指向下一個(些)字的相應(yīng)碼元位置上出現(xiàn)差錯的高概率。此程序可以提高校正的差錯的數(shù)量。然而，線索將只具體化何時已全部校正該線索字。而且，該介質(zhì)存儲信息以及代表也可以用于目標(biāo)字中信號差錯的相當(dāng)大量冗余度的同步比特組，以致到了線索字可以與同步比特組互換的某種程度。部分差錯是由于所謂的更頻繁遠離同步比特組的比特滑動。因此，在線索列之間交錯該線索字并且也在目標(biāo)列之間交錯目標(biāo)字可以進一步改善防差錯。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種編碼格式，允許線索字以系統(tǒng)格式與同步比特組合作，同時也更平均地消除各個字之間比特滑動可能的負面影響，因此，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明的特征在于權(quán)利要求1的特征部分中所述的。線索能指向刪除碼元。指向能使糾錯更有力。事實上，在不知道差錯位置指示時，許多碼將至多校正t個差錯。給定刪除位置，可以校正一般較大數(shù)量e＞t的刪除。也可以改善對脈沖串與隨機差錯的組合的保護。本發(fā)明可以用于存儲和用于發(fā)送。
有益地，本方法具有權(quán)利要求2的特征，這是比較簡單的安排?？蛇x擇地，同步列的數(shù)量可以大于1，并且線索列的數(shù)量甚至可以是優(yōu)選的。
有益地，此方法具有權(quán)利要求3的特征。在視頻記錄時，用戶數(shù)據(jù)將涉及提供給用戶的圖像和伴音，而系統(tǒng)數(shù)據(jù)可以表示程序名、時間、地址和可以是有用的而與視頻或音頻無關(guān)的各種其他參數(shù)。此特征允許快速存取系統(tǒng)數(shù)據(jù)而不必解碼目標(biāo)字。
有益地，此方法具有權(quán)利要求4的特征。如果無差錯，此特征立即將處理的信息幀是否是正確的表示給用戶設(shè)備。
有益地，此方法具有權(quán)利要求5的特征。這是直通結(jié)構(gòu)。有益地，此方法具有權(quán)利要求6的特征，這已證明將最壞的情況提高到此碼格式可獲得的平均水平。有益地，此方法具有權(quán)利要求7的特征。最佳存儲已證明是不規(guī)則介質(zhì)。
本發(fā)明也涉及用于解碼如此編碼的信息的方法、與此方法一起使用的編碼和/或解碼設(shè)備和包含如此編碼的信息的載體。本發(fā)明的其他有益方面描述在從屬權(quán)利要求中。
在下面結(jié)合最佳實施例的公開并且具體結(jié)合附圖更詳細地討論本發(fā)明的這些和其他方面與優(yōu)點，附圖中表示

圖1a、1b，記錄載體；圖2，重放設(shè)備；圖3，記錄設(shè)備；圖4，具有編碼器、載體和解碼器的系統(tǒng)；圖5，碼格式原理；圖6，載體上物理簇的示意表示；圖7，數(shù)據(jù)幀；圖8，來自兩個數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)扇區(qū)的成分；圖9，通過加上奇偶性重新編號數(shù)據(jù)字節(jié)并形成ECC扇區(qū)；圖10，通過多路復(fù)用16個ECC扇區(qū)的ECC簇的成分；圖11，在交錯之前重新編號的ECC簇；圖12，交錯的ECC簇；圖13，利用交錯的ECC簇的BIS簇的多路復(fù)用；圖14，包含24個BIS碼字的BIS塊；圖14A，BIS塊映射為BIS簇；圖15，用于解釋主數(shù)據(jù)交錯的幀結(jié)構(gòu)；圖16，交錯合適；圖17，前面8個扇區(qū)上BIS字節(jié)的部分映射的示例；圖18，最后8個扇區(qū)上BIS字節(jié)的部分映射的示例；圖19，整個編碼處理的示意表示。
圖1a表示具有軌跡19和中央孔10的盤狀記錄載體11。軌跡19以在信息層上形成基本平行軌跡的圈的螺旋模式進行安排，載體可以是具有可記錄或預(yù)記錄信息層的光盤。CD-R、CD-RW與DVC-RAM是可記錄的，而音頻CD是預(yù)記錄盤的一個示例。預(yù)記錄的類型能以公知方式通過首先記錄主盤并隨后按壓消耗盤來制造。在可記錄載體上，利用在空載體制造期間提供的預(yù)壓紋的軌跡結(jié)構(gòu)來表示軌跡。軌跡可以構(gòu)造為預(yù)槽(pregroove)14，以允許讀/寫頭在掃描期間能跟蹤軌跡19。利用光學(xué)可檢測的標(biāo)記(例如，坑與面)來表示信息層上的信息。
圖1b是沿可記錄類型的記錄載體11的線b-b的截面圖，透明基底15具有記錄層16與保護層17。預(yù)槽14可以實施為縮進或凸起或?qū)嵤槠x其周圍的材料特性。
記錄載體可以傳送用戶信息，為用戶方便此信息已細分為較小的項，每項可以具有幾分鐘的時長，例如唱片的歌曲或交響曲的節(jié)奏。也能在此載體上提供用于識別這些項的存取信息，例如所謂的內(nèi)容表CTOC或類似用于CD-ROM的ISO 9660的文件系統(tǒng)。存取信息可以包括每項的播放時間與開始地址以及類似歌曲標(biāo)題的其他信息。這樣的信息可以代表系統(tǒng)信息，在模-數(shù)(A/D)變換之后以數(shù)字形式記錄此信息。
圖2表示根據(jù)本發(fā)明的用于讀諸如圖1所示的記錄載體11的重放設(shè)備。此設(shè)備具有用于旋轉(zhuǎn)記錄載體1的驅(qū)動器21和用于掃描記錄載體上軌跡的讀磁頭22。此設(shè)備具有定位裝置25，用于讀磁頭22的大致徑向定位。讀磁頭包括公知類型的光學(xué)系統(tǒng)，用于生成利用聚焦到信息層的軌跡上的輻射點23的光學(xué)部件控制的輻射波束24。利用公知的輻射源生成輻射波束24。讀磁頭還具有用于沿波束的光學(xué)軸移動輻射波束24的焦點的聚焦激勵器和用于在軌跡中心上在徑向上精細定位點23的跟蹤激勵器。跟蹤激勵器可以包括用于徑向移動光學(xué)部件的線圈或可以安排為改變反射部件的角度。利用信息層反射的輻射利用讀磁頭22中例如四象限二極管的通常類型的檢測器來檢測，以便生成讀信號和包括耦合到所述跟蹤與聚焦激勵器的跟蹤誤差與聚焦誤差信號的另外的檢測器信號。讀信號由讀裝置27處理來檢索數(shù)據(jù)，此讀裝置具有通常類型，例如包括信道解碼器與糾錯器。所檢索的數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)選擇設(shè)施28，以便從讀出的數(shù)據(jù)中選擇某一信息并將此信息發(fā)送給緩沖器29。此選擇基于記錄在例如成幀格式中磁頭的記錄載體上的數(shù)據(jù)類型指示符。壓縮的信息從緩沖器29利用信號30發(fā)送給解壓縮器31，此信號也可以從外部獲得。解壓縮器31解碼此數(shù)據(jù)，以便在輸出32上再生原始信息。解壓縮器可單獨安裝，如圖2的矩形33所示?？蛇x擇地，可以在數(shù)據(jù)選擇之前定位緩沖器?？刂茊卧?0而且通過諸如系統(tǒng)總線的控制線路26、連接驅(qū)動器21、定位裝置25、讀裝置27與數(shù)據(jù)選擇裝置28并且也有可能通過用于緩沖填充電平控制的緩沖器29從用戶或從主機接收控制指令。于是，控制單元20包括諸如微處理器的控制電路、程序存儲器與控制門或狀態(tài)機。
壓縮與解壓縮是公知的。在解壓縮期間，采用反向處理來重構(gòu)原始信號。如果正確地重構(gòu)原始數(shù)字化信號，則(解)壓縮是無損耗的，但在損耗的(解)壓縮中，將不再生原始信號的某些細節(jié)。如此省略的細節(jié)實際上不能利用人耳或人眼檢測到。諸如MPEG的許多公知系統(tǒng)將損耗壓縮用于音頻與視頻；無損耗壓縮用于存儲計算機數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)選擇28用于從讀出的數(shù)據(jù)中檢索控制信息并用于拋棄在記錄期間增加的任何填充數(shù)據(jù)。旋轉(zhuǎn)速率可以利用緩沖器29的平均填充電平來調(diào)節(jié)，例如，在緩沖器平均大于50％滿時，降低旋轉(zhuǎn)速率。
圖3表示用于在可(重)寫記錄載體上寫信息的記錄設(shè)備。在寫操作期間，在記錄載體上形成代表信息的標(biāo)記，這些標(biāo)記可以是任何光可讀形式，例如通過在諸如染料、合金或相變材料中記錄的其反射系數(shù)不同于其周圍的區(qū)域形式，或在磁光材料中記錄時具有不同于其周圍的磁化方向的區(qū)域形式。記錄在光盤上的信息的讀與寫和可使用的格式化、糾錯以及信道編碼規(guī)則例如從CD系統(tǒng)中是本領(lǐng)域公知的。能通過利用來自激光二極管的電磁輻射波束24在記錄層上生成的點23形成標(biāo)記。此記錄設(shè)備包括與上面圖2所述的用于讀的設(shè)備類似的基本部件，即控制單元20、驅(qū)動裝置21和定位裝置25，但它具有寫磁頭39。信息表示在可以設(shè)置在單獨的外殼中的壓縮裝置35的輸入上。壓縮裝置35的輸出上的可變比特率壓縮的信息傳送給緩沖器36。此數(shù)據(jù)從緩沖器36傳送到數(shù)據(jù)組合裝置37，以便加上填充數(shù)據(jù)與其他的控制數(shù)據(jù)。要記錄的總的數(shù)據(jù)流傳送給寫裝置38。寫磁頭39耦合到寫裝置38，這包括格式化器、差錯編碼器和信道調(diào)制器。提供給寫裝置38的輸入的數(shù)據(jù)根據(jù)特別討論的格式化與編碼規(guī)則分布在邏輯與物理扇區(qū)上并變換為用于寫磁頭39的寫信號。單元20安排為通過控制線路26控制緩沖器36、數(shù)據(jù)組合裝置37與寫裝置38并用于執(zhí)行讀設(shè)備的上述定位程序。此記錄設(shè)備可以安排為利用重放設(shè)備和組合的寫/讀磁頭的特性來讀。
圖4表示根據(jù)本發(fā)明的具有編碼器、載體與解碼器的綜合系統(tǒng)，此實施例用于編碼、存儲并最好解碼從音頻或視頻信號或從數(shù)據(jù)中導(dǎo)出的一系列抽樣值或多比特碼元。終端120接收可以具有8個比特碼元的流。分離器122周期性和循環(huán)地將預(yù)定用于線索字的第一碼元傳送給編碼器124，并將所有其他碼元傳送給編碼器126。在編碼器124中，通過將此數(shù)據(jù)編碼為第一多碼元糾錯碼的碼字來形成線索字。此代碼可以是Reed-Solomon(里德-索羅門)碼、乘積碼、交錯碼或組合。在編碼器126中，目標(biāo)字通過編碼為第二多碼元糾錯碼的碼字來形成。在圖5中，所有碼字具有相同的長度，但這不是限制。線索字可以具有更高級別的防錯，這可以利用較大數(shù)量的校驗碼元、利用較少數(shù)量的數(shù)據(jù)碼元或利用其他組合來實現(xiàn)。
在方框128中，將碼字傳送給已表示任意數(shù)量的其一個或多個輸出，以致下面將討論的介質(zhì)上的分布將變得相同。方框130符號化接收編碼數(shù)據(jù)的諸如磁帶或盤的單介質(zhì)。這可以涉及控制寫機械裝置加介質(zhì)組合中的寫?？蛇x擇地，介質(zhì)可以是諸如印記(stamp)的主編碼介質(zhì)的拷貝。存儲器可以是光存儲器并且全部是串行的，但可以使用其他結(jié)構(gòu)。在方框132中，又從介質(zhì)中讀出各個字。然后，將發(fā)送第一碼的線索字給解碼器134，并根據(jù)其內(nèi)在的冗余度進行解碼。而且，如在下面的圖5的討論中將變得顯而易見的，這樣的解碼可以顯示有關(guān)在除了這些之外的線索字中差錯位置的線索。而且，可以分析來自同步比特列的信息中的干擾，以便立即生成目標(biāo)字的附加線索。方框135接收所有線索并包含用于使用一個或多個不同的策略來將這樣的線索變換為刪除位置的程序。目標(biāo)字在解碼器136中進行解碼。借助于刪除位置，將目標(biāo)字的防錯提高到較高水平。最后，所有解碼的字利用單元138多路分用到符合原始格式的輸出140。為簡潔起見，忽略各個子系統(tǒng)之間的電動機械接口。
圖5表示簡單的碼格式。編碼的信息表示為安排在具有15個水平行與32個垂直行的480碼元塊中。介質(zhì)上的存儲在左上部開始并沿垂直行繼續(xù)。陰影區(qū)域包含校驗碼元水平行4、8與12均具有8個校驗碼元并構(gòu)成線索字。其他行均包含4個校驗碼元并構(gòu)成目標(biāo)字。整個塊具有408個信息碼元和72個校驗碼元。后者可以以更分布的方式定位于相應(yīng)字上。除上述之外，頂部水平行包含同步比特組的表示。這些表示在介質(zhì)上以便將讀取器裝置同步到此格式，但一般既不包含系統(tǒng)數(shù)據(jù)也不包含用戶數(shù)據(jù)而具有相當(dāng)冗余度的規(guī)定格式。因此，通常容易檢測干擾，并且物理上相互靠近或靠近分布的線索碼元的單個或多個受干擾的同步比特組的出現(xiàn)能用于脈沖串差錯的信號出現(xiàn)。這將以類似于線索字的方式產(chǎn)生線索。
Reed-Solomon碼允許校正每個線索字中多達4個的碼元差錯。實際的碼元差錯利用叉號來表示。結(jié)果，因為未具有多于4個的差錯，所以可以正確解碼所有的線索字。然而，注意，字2與3不可以僅根據(jù)其自己的冗余度來解碼。在此附圖中，除62、66、68之外的所有差錯代表差錯串。只有串52與58穿過至少3個連續(xù)的線索字并認(rèn)為是差錯脈沖串，使至少所有中間碼元位置得到刪除標(biāo)志。根據(jù)所遵循的策略，正好在脈沖串的第一線索字差錯之前的目標(biāo)字和正好在此脈沖串的最后線索字差錯之前的目標(biāo)字也可以在那個位置上得到刪除標(biāo)志。串54由于太短而不認(rèn)為是脈沖串。
結(jié)果，字4中的兩個差錯在相關(guān)的垂直行中產(chǎn)生刪除標(biāo)記。這使字2與3可校正，每個字具有一個差錯碼元和兩個刪除碼元。然而，隨機差錯62、68、串54由于它們都僅包含一個線索字而不構(gòu)成字5、6、7的線索。有時，刪除引起零差錯模式，這是因為8比特碼元之中任意差錯具有再次引起正確碼元的1/256概率。同樣地，穿過特定線索字的長脈沖串可以在其中產(chǎn)生正確碼元。利用同一脈沖器的前面與后續(xù)線索碼元之間的橋接策略，此正確碼元隨后引入到脈沖串中，并以與差錯線索碼元相同的方式變換為合適的目標(biāo)碼元的刪除值，上面決定可以根據(jù)解碼政策而改變?？梢砸耘c線索字相同的方式使用同步比特組的線索。
利用較新的數(shù)字光存儲方法帶來本發(fā)明的相關(guān)性。特別的特征是在基底關(guān)聯(lián)讀的情況中，上透射層薄為100微米。信道比特具有0.14微米的大小，以致2/3信道速率上的數(shù)據(jù)字節(jié)將僅具有1.7微米的長度。在頂表面上，光束具有125微米的直徑。用于盤的盒或殼將減少大脈沖串的概率。雖然本發(fā)明也用于抵抗較長故障，但小于50微米的非一致顆?？梢砸鸲搪饭收稀Ｒ咽褂闷渲胁铄e傳播的50微米故障可以導(dǎo)致對應(yīng)于120字節(jié)的200微米的脈沖串的故障模型。特定模型具有隨機地利用每字節(jié)2.6*10-5概率或平均每個32KB塊一個脈沖串開始的固定大小的120B脈沖串。本發(fā)明已設(shè)想用于光盤存儲，但諸如多軌跡磁帶的其他結(jié)構(gòu)和諸如磁與磁光的其他技術(shù)也從此改善的方案中獲益。
最佳信息格式的討論在記錄之前，從可以是應(yīng)用程序或主機的源接收的如下用戶數(shù)據(jù)在許多連續(xù)步驟中進行格式化，這將結(jié)合圖19更具體地解釋數(shù)據(jù)幀、數(shù)據(jù)扇區(qū)、ECC扇區(qū)、ECC簇、BIS簇、物理簇和記錄幀。
數(shù)據(jù)記錄在64K稱為物理簇的分區(qū)中，每個分區(qū)均包含具有2048字節(jié)的用戶數(shù)據(jù)的32個數(shù)據(jù)幀。利用兩個糾錯機制來保護物理簇-首先，長距離(LDS)(248，216，33)Reed-Solomon(RS)糾錯碼；-第二，利用由(62、30、33)Reed-Solomon(RS)碼字構(gòu)成的脈沖串指示符子碼(BIS)多路復(fù)用此數(shù)據(jù)。奇偶性碼元的數(shù)量對于兩個碼類型是相等的，這允許兩種情況使用同一解碼器硬件。BIS碼用于表示長脈沖串差錯，LDS碼能借此更有效地執(zhí)行刪除校正。所有數(shù)據(jù)安排在圖6所示的陣列中。注意水平與垂直方面相對圖5已相互改變，沿水平方向讀此陣列，并在插入同步碼型與附加的直流控制比特之后和在調(diào)制之后將此陣列記錄在盤上。
在垂直方向中應(yīng)用糾錯碼，這給出盤上好的脈沖串差錯的基本中斷。另外，LDS碼字已在對角方向上進行交錯。為了尋址，整個物理簇細分為16個物理扇區(qū)，每個扇區(qū)由32個連續(xù)行構(gòu)成。
數(shù)據(jù)幀由2052字節(jié)構(gòu)成編號為d0-d2047的2048個用戶數(shù)據(jù)字節(jié)和編號為e2048-e2051的4個檢錯碼(EDC)字節(jié)。字節(jié)e2048-e2051包含對2048字節(jié)的數(shù)據(jù)幀計算的檢錯碼。此數(shù)據(jù)幀認(rèn)為是單比特的域，利用第一用戶數(shù)據(jù)字節(jié)d0的最高有效位開始并利用最后的EDC字節(jié)e2051的最低有效位結(jié)束。msb是b16415，而1sb是b0。EDC的每個比特b1對于i=0-31表示為如下
EDC(x)=Σi=310b1x1l(x)modG(x)]]>其中l(wèi)(x)=Σi=1641532b1xi,G(x)=x32+x31+x4+1---(1)]]>接下來，兩個數(shù)據(jù)幀(A，B)設(shè)置在19列X 216行的稱為數(shù)據(jù)扇區(qū)的陣列中。逐列進行陣列的填充，在具有字節(jié)b0，A的第一字節(jié)的頂部開始并在具有字節(jié)e2051，B的最后一列的底部結(jié)束，參見圖8。
接下來，在圖9中，數(shù)據(jù)扇區(qū)的每列中的字節(jié)從列的頂部開始如下重新進行編號dL，0，dL，1…dL，i…dL，215，L是列號(0…18)。通過利用32個奇偶性字節(jié)的(248，216，33)長距離RS擴充每列來完成ECC扇區(qū)。奇偶性字節(jié)是PL，216，PL，217…PL，J…至PL，247。
在有限域GF(28)上定義長距離RS碼。有限域GF(28)的非零元素利用是本原多項式P(x)=x8+x4+x3+x2+1的根的本原元素α來生成。使用(α7，α6，α5…α2，α，1)用作基礎(chǔ)的多項式基本表示式來利用8比特字節(jié)表示GF(28)的碼元。根α表示為α=00000010。利用矢量lds=(dL，0…DL，i…dL，215PL，216…PL，j…PL，247)表示的每個LDS碼字屬于GF(28)上的Reed-Solomon碼，具有216個信息字節(jié)和32個奇偶性字節(jié)。這樣的碼字能利用次數(shù)為247的多項式lds(X)來表示，可以具有某一系數(shù)零、對應(yīng)于矢量(dL，0等)的信息部分的最高次數(shù)和對應(yīng)于奇偶性部分(PL，216等)的最低次數(shù)?，F(xiàn)在，lds(X)是LDS碼字的多重生成多項式g(X)，此生成多項式是g(X)=3111i=0(X-ai)]]>LDS碼是系統(tǒng)的216個信息字節(jié)不變地出現(xiàn)在每個碼字的最高次位置中。碼lds的奇偶校驗矩陣是這樣的HLDS*ldsT=0，對應(yīng)所有的LDS碼字lds。
奇偶校驗矩陣HLDS的第二行HLDS2利用HLDS2=(α247α246…α2α1)給出并對應(yīng)于定義將用于差錯位置的碼字位置的生成多項式g(X)的零α。
在ECC扇區(qū)中生成LDS碼字之后，16個連續(xù)的ECC扇區(qū)通過兩個兩個地(2*2)多路復(fù)用高度為248的16*9列來組合為一個ECC簇，包括奇偶性。以這種方式，152個新列利用圖10所示的高度為496字節(jié)來形成。根據(jù)dL，M，N編號字節(jié)，其中L=0…18是ECC扇區(qū)內(nèi)的LDS碼字號M=1…247是LDS碼字內(nèi)的字節(jié)號N=0…15是ECC扇區(qū)號為了進一步提高脈沖串糾錯能力，通過在水平方向中利用ECC簇的所有行重新編號字節(jié)來引入額外的交錯，參見圖11?，F(xiàn)在，兩個兩個地在mod(K*3，152)字節(jié)上從行2開始往前將ECC簇的所有行向左移位，第一行是行0；K=div(行號，2)。左側(cè)移出的字節(jié)從右側(cè)重新進入此陣列，參見圖12。在此處理之后，又在水平方向中利用所有行重新編號字節(jié)，得到圖6所示的編號D0-D753911。字節(jié)的重新編號引起邏輯地址在物理地址上的非一致映射。下面將特別討論其結(jié)果。
在交錯之后，交錯的ECC簇分為4組，每組38列。在4個組之間，插入均為一字節(jié)寬度的3列。這些列傳送有關(guān)包含在交錯的ECC簇中的數(shù)據(jù)的地址信息。它們構(gòu)成具有32字節(jié)信息與32字節(jié)奇偶性的(62，30，33)RS BIS碼字。由于高的防錯能力和先進的交錯方案，這些列也可以提供可靠的脈沖串差錯指示。
利用來自物理簇的3個BIS列形成的3×496字節(jié)陣列稱為BIS簇。通過在24*62字節(jié)陣列的24個列中設(shè)置所有的BIS碼字來形成BIS簇的內(nèi)容，參見圖14。
在有限域GF(28)上定義BIS RS碼。利用是本原多項式P(X)=X8+X4+X3+X2+1的根的本原元素α生成有限域GF(28)的非零元素。GF(28)的碼元利用8比特字節(jié)來表示，使用將(α7，α6，…α2，α，1)用作基礎(chǔ)的多項式基本表示。根α表示為α=00000010。
每個BIS碼字利用矢量bis=(bc，o，…bc，jbc，29，Pbc，30…Pbc，j…Pbc，61)GF(28)上Reed-Solomon碼中的來表示，具有32個奇偶字節(jié)和30個信息字節(jié)。這樣的碼字可以利用次數(shù)61的多項式bis(X)來表示，可以具有某一系數(shù)零、最高次表示矢量(bc，0，等)的信息部分的和表示矢量(Pbc，30，…等)的奇偶部分的最低次，每個碼字是BIS碼字的多重生成多項式g(X)g(X)=3111i=0(X-ai)]]>BIS碼是系統(tǒng)的30個信息字節(jié)不變地出現(xiàn)在每個碼字的最高次位置中。碼bis的奇偶校驗矩陣是這樣的對于所有的BIS碼字bis，HBIS*bisT=0。奇偶校驗矩陣HBIS2的第二行hBIS2利用hBIS2=(α61，α60，…α2，α，1)給出。它對應(yīng)生成多項式g(X)的零α，并定義用于差錯位置的碼字位置。
圖15用于解釋主數(shù)據(jù)交錯的幀結(jié)構(gòu)。各個物理扇區(qū)和列傳送合適的編號，具有304*[248，216，33]LDS碼字和24*[62，30，33]BIS碼字。
2KB邏輯扇區(qū)包含其中已編碼2048個用戶數(shù)據(jù)字節(jié)與4個EDC字節(jié)的9.5LDS碼字和另外用于存儲標(biāo)題的22.5個BIS字節(jié)、4ID+2EDC字節(jié)、版權(quán)數(shù)據(jù)以及6個版權(quán)管理信息CPR-MAI。而且，10.5個BIS字節(jié)已預(yù)留用于可能的未來使用。4KB物理扇區(qū)由31行構(gòu)成，其中2個2KB邏輯扇區(qū)的標(biāo)題字節(jié)存儲在物理上規(guī)定的位置中。圖16表示合適的交錯。這里，第i個LDS碼字(0≤i≤303)包含248個字節(jié)d-j，其中j具有以下形式j(luò)=[(i mod2)+2*a]*152+{[(i div 2)-3*a]mod152}，對于某些值0≤a≤247。各個位置用于諸如在低部或根據(jù)a+31*I(a≥22)…變換放置奇偶性。
接下來，將討論BIS簇的生成。在生成BIS碼字之后，以交錯方式將BIS塊映射到496=(16×36)行*3列的陣列上。此新的陣列稱為圖14A所示的BIS簇。將首先利用數(shù)學(xué)表達式給出BIS塊的字節(jié)在BIS簇中的位置(圖14)。為此，BIS簇根據(jù)圖6所示的物理扇區(qū)進行細分，這些扇區(qū)編號為S=1…15，這些扇區(qū)中的行編號為r=0…30，而列編號為e=0…2，參見圖14a?，F(xiàn)在，字節(jié)BN，C得到以下位置扇區(qū)號S=mod{[div(N，2)+8-div(C，3)]，8}，+8*mod(N，2)行號r=div(N，2)列號e=mod{[(C+div(N，2)]，3}根據(jù)m=(S*31+r)*3+e，在將物理簇寫到圖6所示的盤時，字節(jié)號m給出順序號Bm。交錯方案的基本部分在圖17、18中進行舉例說明并涉及BIS塊的每行分成8組，每組3字節(jié)，其中3字節(jié)組均設(shè)置在BIS簇的相應(yīng)行中。
BIS塊的偶數(shù)行映射到扇區(qū)0-7，BIS的奇數(shù)行映射到扇區(qū)8-15。
BIS塊的偶數(shù)行的8個3字節(jié)組均設(shè)置在8個連續(xù)扇區(qū)的同一行上，以與其編號相反的方向使用扇區(qū)。已發(fā)現(xiàn)此反向?qū)τ诟梅稚⒚}沖串差錯是有效的。BIS塊的每行的開始扇區(qū)是高于前一行的一個扇區(qū)。
-BIS塊的行N=0設(shè)置在扇區(qū)0、7、6、5、…2、1的行r=0上，-BIS塊的行N=2設(shè)置在扇區(qū)1、0、7、6、…3、2的行r=1上，-BIS塊的行N=4設(shè)置在扇區(qū)2、1、0、7、…4、3的行r=2上，-此程序周期性地重復(fù)，直至行N=60，這設(shè)置在6、5、4、…0、7行r=30上。
現(xiàn)在，在每個扇區(qū)內(nèi)，每行循環(huán)向右移位mod(r，3)位置于是，行r=0完全不移位，行r=1移位1，行r=2移位2，行r=3不移位，行r=4移位1等。對于BIS塊的奇數(shù)行，遵循相應(yīng)的程序。
在這方面，圖17表示BIS字節(jié)部分映射到前面8個扇區(qū)的示例，而圖18是BIS字節(jié)部分映射到最后8個扇區(qū)的示例，這在上述之后是顯然的。
圖19概括給出整個編碼處理的示意表示。從可以是主機或應(yīng)用程序的源中接收的用戶數(shù)據(jù)首先分成均由2048+4字節(jié)構(gòu)成的數(shù)據(jù)幀；如此圖的方框200所示，這些幀中的32幀考慮用于下一編碼步驟。在方框202中，數(shù)據(jù)塊形成并安排在304個列中，每行216行。在方框204，通過加上32行奇偶性來形成長矩離碼組。在方框206中，根據(jù)152列與496行安排ECC簇。這安排為填充物理簇塊218中標(biāo)記為ECC的四個部分，這是綜合碼格式實體。
記錄系統(tǒng)所增加的地址與控制數(shù)據(jù)也在連續(xù)步驟中進行變換。首先，邏輯地址與控制數(shù)據(jù)在方框208中安排在32*18字節(jié)中。邏輯地址是涉及用戶功能的那些地址，并且可以表示有關(guān)用戶程序提供時長的方面。物理地址也在方框210中安排在16*9字節(jié)中。物理地址涉及載體上的物理距離。由于重復(fù)的重新編號與交錯，物理與邏輯地址之間的關(guān)系已被破壞。程序中相互靠近的項可以相互隔開合適的物理距離，并且反之亦然。也不進行相同映射。在方框212中，在24列*30行的存取塊中組合地址。在方框214中，具有增加的32行的奇偶性。在方框216中，這些行安排在3列與496行的BIS簇中，這些行填充碼組218中的三個BIS列。也加上同步比特組的列，于是形成155列*496行的物理簇。與這些一起形成組成為所示的496個記錄幀的16個物理扇區(qū)。
權(quán)利要求
1．用于編碼多字信息的一種方法，此多字信息基于根據(jù)介質(zhì)以相對相連性安排的多比特碼元，同時提供字方式交錯與字方式防錯碼設(shè)施，以便提供多字組上差錯位置線索，其特征在于，這樣的線索源于在線索列之間交錯的高保護性線索字(BIS)并且也源于從同步比特組中構(gòu)成的同步列，而且將所述同步列定位于所述線索列相對稀少安排的地方，所述線索指向低保護性目標(biāo)字(LDS)，這些低保護性目標(biāo)字(LDS)以基本一致的方式在線索列與同步列的周期性安排之間在形成相同大小的列組的目標(biāo)列之間進行交錯。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，將所述信息安排在相同大小的均具有單個同步列與奇數(shù)量線索列的物理簇中。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，同時將用戶數(shù)據(jù)單獨地分配給所述目標(biāo)列，并將系統(tǒng)數(shù)據(jù)至少主要地分配給所述線索列。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在最低層上目標(biāo)碼元的一個多碼元數(shù)據(jù)幀包含多碼元但比特構(gòu)成的檢錯比特組EDC。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中在下一較高層上ECC扇區(qū)包含用于通過加上Reed-Soloman(里德-索羅門)冗余度在多個目標(biāo)字上分布的多個數(shù)據(jù)幀。
6．根據(jù)權(quán)利要求5的方法，在所述交錯之前根據(jù)以后的解碼順序地將各個碼字組分開為加速測量(圖11)。
7．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，同時將所述交錯疊加在其簇內(nèi)目標(biāo)碼元的行方式遞增旋轉(zhuǎn)上。
8．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，用于光學(xué)介質(zhì)上的存儲體。
9．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所有線索字與目標(biāo)字傳送相同數(shù)量的冗余度，但目標(biāo)字具有比線索字多的數(shù)據(jù)碼元。
10．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中綜合的物理存儲簇的線索字對物理簇中多個(24/3)數(shù)量的線索列進行編號；線索字的相同編號的碼元以參差但反而相同的交錯方案在各個記錄幀之間分布在物理簇的不同物理扇區(qū)的相同排序的記錄幀上與此物理簇中具有的線索列一樣多的碼元的組中。
11．根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中偶數(shù)編號的線索碼元行分配給一半物理扇區(qū)的第一相連組，而奇數(shù)編號的線索碼元行分配給一半物理扇區(qū)的第二相連組。
12．根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中線索列碼元的行在各個線索列之間進行參差與系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)。
13．根據(jù)權(quán)利要求10的方法，同時將有關(guān)實際物理簇的邏輯與物理地址數(shù)據(jù)分配給線索字。
14．用于解碼多字信息的一種方法，此多字信息基于根據(jù)介質(zhì)以相對相連性安排的多比特碼元，具有字方式交錯與字方式防錯碼設(shè)施，并因此在實際解碼之前提供多字組上差錯位置線索作為初步測量，其特征在于，通過存取其中所述線索列相對稀少安排的所述同步列從在線索列之間交錯的高保護性線索字中并且也從利用同步比特組構(gòu)成的同步列中導(dǎo)出這樣的線索，所述線索指向低保護性目標(biāo)字，這些低保護性目標(biāo)字以基本相同的方式在線索列與同步列的周期性安排之間在形成相同大小的列組的目標(biāo)列之間進行交錯。
15．根據(jù)權(quán)利要求14的方法，并且根據(jù)均具有單個同步列與奇數(shù)量線索列的相同大小的物理簇存取所述信息。
16．根據(jù)權(quán)利要求14的方法，同時單獨從所述目標(biāo)列中導(dǎo)出用戶數(shù)據(jù)并且至少基本上單獨地從所述線索列中導(dǎo)出系統(tǒng)數(shù)據(jù)。
17．根據(jù)權(quán)利要求14的方法，并且在最低層上在目標(biāo)碼元的多碼元數(shù)據(jù)幀內(nèi)存取多碼元但比特構(gòu)成的檢錯比特組作為初步解碼步驟。
18．根據(jù)權(quán)利要求17的方法，同時在下一個較高層上通過評估附加的Reed-Solomon冗余度來存取數(shù)據(jù)扇區(qū)內(nèi)分布在多個目標(biāo)字上的多個相應(yīng)數(shù)據(jù)幀。
19．根據(jù)權(quán)利要求14的方法，同時校正所述交錯上疊加的其簇內(nèi)目標(biāo)碼元的行方式遞增旋轉(zhuǎn)。
20．根據(jù)權(quán)利要求14的方法，應(yīng)用于光學(xué)介質(zhì)上的存儲體。
21．根據(jù)權(quán)利要求14的方法，同時根據(jù)其中相同數(shù)量的冗余度解碼所有線索字與目標(biāo)字，同時允許目標(biāo)字中比線索字中更多的數(shù)據(jù)碼元。
22．根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中綜合的物理存儲簇的線索字對物理簇中多個數(shù)量(24/3)的線索列進行編號；線索字的相同編號的碼元以參差但反而相同的去交錯方案在各個記錄幀之間在物理簇的不同物理扇區(qū)的相同排序的記錄幀上從與此物理簇中具有的線索列一樣多的碼元的組中導(dǎo)出。
23．根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中偶數(shù)編號的碼元行從一半物理扇區(qū)的第一相連組中導(dǎo)出，而奇數(shù)編號的碼元行從一半物理扇區(qū)的第二相連組中導(dǎo)出。
24．根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中線索列碼元的行在各個線索列之間進行參差與系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)。
25．根據(jù)權(quán)利要求22的方法，同時從線索字中導(dǎo)出有關(guān)實際物理簇的邏輯與物理地址數(shù)據(jù)。
26．用于通過提供字方式交錯裝置與字方式防錯編碼裝置來編碼多字信息的一種設(shè)備，此多字信息基于根據(jù)介質(zhì)以相對相連性安排的多比特碼元，以便提供多字組上差錯位置線索，其特征在于，所述編碼裝置通過用于將所述同步列定位于所述線索列相對稀少安排的地方的定位裝置來將這樣的線索指向在線索列之間交錯的高保護性線索字(BIS)并且也將這樣的線索指向從同步比特組中構(gòu)成的同步列，所述線索指向低保護性目標(biāo)字(LDS)，這些低保護性目標(biāo)字(LDS)以基本一致的方式在線索列與同步列的周期性安排之間在形成相同大小的列組的目標(biāo)列之間進行交錯。
27．根據(jù)權(quán)利要求26的設(shè)備，并且具有用于將所述信息安排在相同大小的均具有單個同步列與奇數(shù)量線索列的物理簇中的安排裝置。
28．根據(jù)權(quán)利要求26的設(shè)備，安排為將用戶數(shù)據(jù)單獨地分配給所述目標(biāo)列，并將系統(tǒng)數(shù)據(jù)至少基本上主要地分配給所述線索列。
29．根據(jù)權(quán)利要求26的設(shè)備，具有用于在最低層上在目標(biāo)碼元的一個多碼元數(shù)據(jù)幀中生成多碼元但比特構(gòu)成的檢錯比特組的生成器裝置。
30．根據(jù)權(quán)利要求29的設(shè)備，安排為在下一較高層上將數(shù)據(jù)扇區(qū)形成為包含用于通過加上Reed-Soloman(里德-索羅門)冗余度在多個目標(biāo)字上分布的多個數(shù)據(jù)幀。
31．根據(jù)權(quán)利要求26的設(shè)備，并且具有用于將所述交錯疊加在其簇內(nèi)目標(biāo)碼元的行方式遞增旋轉(zhuǎn)上的疊加裝置。
32．根據(jù)權(quán)利要求26的設(shè)備，并且具有用于接口到光存儲介質(zhì)上的接口裝置。
33．根據(jù)權(quán)利要求26的設(shè)備，其中所述編碼裝置安排為分配給所有線索字和目標(biāo)字以傳送相同數(shù)量的冗余度，但將比線索字更大數(shù)量的數(shù)據(jù)碼元分配給目標(biāo)字。
34．根據(jù)權(quán)利要求26的設(shè)備，其中綜合的物理存儲簇的線索字對物理簇中多個(24/3)數(shù)量的線索列進行編號；所述設(shè)備具有分布裝置，用于以參差但反而相同的交錯方案在各個記錄幀之間在物理簇的不同物理扇區(qū)的相同排序的記錄幀上在與此物理簇中具有的線索列一樣多的碼元的組中分布線索字的相同編號的碼元。
35．根據(jù)權(quán)利要求26的設(shè)備，具有分配裝置，用于將偶數(shù)編號的碼元行分配給一半物理扇區(qū)的第一相連組，并將奇數(shù)編號的碼元行分配給一半物理扇區(qū)的第二相連組。
36．根據(jù)權(quán)利要求26的設(shè)備，并且具有旋轉(zhuǎn)裝置，用于使線索列碼元的行在各個線索列之間進行參差與系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)。
37．根據(jù)權(quán)利要求26的設(shè)備，并且具有地址分配裝置，用于將有關(guān)實際物理簇的邏輯與物理地址數(shù)據(jù)分配給線索字。
38．用于通過實施字方式去交錯與字方式防錯碼設(shè)施來解碼多字信息的一種設(shè)備，此多字信息基于根據(jù)介質(zhì)以相對相連性安排的多比特碼元，并因此提供多字組上差錯位置線索，其特征在于，安排為通過用于存取其中所述線索列相對稀少安排的所述同步列的存取裝置從在線索列之間交錯的高保護性線索字中并且也從利用同步比特組構(gòu)成的同步列中導(dǎo)出這樣的線索，所有線索指向低保護性目標(biāo)字，這些低保護性目標(biāo)字以基本相同的方式在線索列與同步列的周期性安排之間在形成相同大小的列組的目標(biāo)列之間進行交錯。
39．根據(jù)權(quán)利要求38的設(shè)備，并且具有存取裝置，用于根據(jù)均具有單個同步列與奇數(shù)量線索列的相同大小的物理簇存取所述信息。
40．根據(jù)權(quán)利要求38的設(shè)備，安排為單獨從所述目標(biāo)列中導(dǎo)出用戶數(shù)據(jù)并且至少基本上單獨地從所述線索列中導(dǎo)出系統(tǒng)數(shù)據(jù)。
41．根據(jù)權(quán)利要求38的設(shè)備，并且具有存取裝置，用于在最低層上在數(shù)據(jù)幀內(nèi)存取多碼元但比特構(gòu)成的檢錯比特組，以便從中導(dǎo)出檢錯信號。
42．根據(jù)權(quán)利要求41的設(shè)備，其中所述存取裝置安排為在下一個較高層上通過評估附加的Reed-Solomon冗余度來存取數(shù)據(jù)扇區(qū)內(nèi)分布在多個目標(biāo)字上的多個相應(yīng)數(shù)據(jù)幀。
43．根據(jù)權(quán)利要求38的設(shè)備，具有校正器裝置，用于在所述交錯上疊加其簇內(nèi)目標(biāo)碼元的行方式遞增后向旋轉(zhuǎn)。
44．根據(jù)權(quán)利要求38的設(shè)備，并且具有接口裝置，用于接口到光存儲介質(zhì)。
45．根據(jù)權(quán)利要求38的設(shè)備，所述解碼裝置安排為利用相同數(shù)量的冗余度來解碼所有線索字與目標(biāo)字，但從目標(biāo)字中比從線索字中導(dǎo)出更多數(shù)量的數(shù)據(jù)碼元。
46．根據(jù)權(quán)利要求38的設(shè)備，其中綜合的物理存儲簇的線索字對物理簇中多個數(shù)量(24/3)的線索列進行編號；并且安排為以參差但反而相同的去交錯方案在各個記錄幀之間從物理簇的不同物理扇區(qū)的相同排序的記錄幀中導(dǎo)出分布在與此物理簇中具有的線索列一樣多的碼元的組中的線索字的相同編號的碼元。
47．根據(jù)權(quán)利要求46的設(shè)備，并且安排為從一半物理扇區(qū)的第一相連組中導(dǎo)出偶數(shù)編號的碼元行，而從一半物理扇區(qū)的第二相連組中導(dǎo)出奇數(shù)編號的碼元行。
48．根據(jù)權(quán)利要求46的設(shè)備，安排為通過對各個線索列進行參差與系統(tǒng)的后向旋轉(zhuǎn)來導(dǎo)出線索列碼元的行。
49．根據(jù)權(quán)利要求38的設(shè)備，安排為從線索列中導(dǎo)出有關(guān)實際物理簇的邏輯與物理地址數(shù)據(jù)。
50．利用根據(jù)權(quán)利要求1的方法生產(chǎn)的一種單一存儲栽體，并利用提供多字組上差錯位置線索的字方式交錯與字方式防錯碼設(shè)施來存儲基于以相對相連性安排在其上面的多比特碼元的多字信息，其特征在于，這樣的線索源于在線索列之間交錯的高保護性線索字并且也源于從同步比特組中構(gòu)成的同步列，而且將所述同步列定位于所述線索列相對稀少安排的地方，所有線索指向低保護性目標(biāo)字，這些低保護性目標(biāo)字以基本一致的方式在線索列與同步列的周期性安排之間在形成相同大小的列組的目標(biāo)列之間進行交錯。
51．根據(jù)權(quán)利要求50的載體，將所述信息安排在相同大小的均具有單個同步列與奇數(shù)量線索列的物理簇中。
52．根據(jù)權(quán)利要求50的載體，將用戶數(shù)據(jù)單獨地包含在所述目標(biāo)列中并將系統(tǒng)數(shù)據(jù)至少基本上單獨地包含在線索列中。
53．根據(jù)權(quán)利要求50的載體，其中在最低層上目標(biāo)碼元的一個多碼元數(shù)據(jù)幀包含多碼元但比特構(gòu)成的檢錯比特組。
54．根據(jù)權(quán)利要求53的載體，其中在下一較高層上數(shù)據(jù)扇區(qū)包含利用附加的Reed-Soloman(里德-索羅門)冗余度分布在多個目標(biāo)字上的多個數(shù)據(jù)幀。
55．根據(jù)權(quán)利要求54的載體，將所述交錯疊加在其簇內(nèi)目標(biāo)碼元的行方式遞增旋轉(zhuǎn)上。
56．根據(jù)權(quán)利要求50的載體，并且基于光存儲介質(zhì)。
57．根據(jù)權(quán)利要求50的載體，其中所有線索字與目標(biāo)字傳送相同數(shù)量的冗余度，但目標(biāo)字具有比線索字多的數(shù)據(jù)碼元。
58．根據(jù)權(quán)利要求50的載體，其中綜合的物理存儲簇的線索字對物理簇中多個(24/3)數(shù)量的線索列進行編號；線索字的相同編號的碼元以參差但反而相同的交錯方案在各個記錄幀之間分布在物理簇的不同物理扇區(qū)的相同排序的記錄幀上與此物理簇中具有的線索列一樣多的碼元的組中。
59．根據(jù)權(quán)利要求58的載體，其中偶數(shù)編號的線索碼元行分配給一半物理扇區(qū)的第一相連組，而奇數(shù)編號的線索碼元行分配給一半物理扇區(qū)的第二相連組。
60．根據(jù)權(quán)利要求58的載體，其中線索列碼元的行在各個線索列之間進行參差與系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)。
61．根據(jù)權(quán)利要求58的載體，其中線索列包含有關(guān)實際物理簇的邏輯與物理地址數(shù)據(jù)。
全文摘要
多字信息基于相對于介質(zhì)以相對相連性安排的多比特碼元并利用字方式(wordwise)交錯與字方式防錯碼來編碼,以提供多字組上差錯位置線索。具體地,線索源于在線索列之間交錯的高保護性線索字(BIS)并且也源于從同步比特組中構(gòu)成的同步列。同步列位于線索列相對稀少安排的地方。這些線索指向低保護性目標(biāo)字(LDS),這些低保護性目標(biāo)字(LDS)以基本一致的方式在線索列與同步列的周期性安排之間在形成相同大小的列組的目標(biāo)列之間進行交錯。
文檔編號G06F11/10GK1287717SQ99801715
公開日2001年3月14日 申請日期1999年7月19日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月27日
發(fā)明者M·E·范迪克, L·M·G·M·托惠詹, J·A·H·M·卡爾曼, C·P·M·J·巴根, M·哈托里, K·雅馬莫托, T·納拉哈拉, S·森舒 申請人:皇家菲利浦電子有限公司, 索尼公司