專(zhuān)利名稱(chēng)：通過(guò)多重積分來(lái)編碼和譯碼信號(hào)的調(diào)制碼系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及如圖6所示的調(diào)制碼系統(tǒng)，包括編碼器100，用于在信號(hào)通過(guò)信道300被發(fā)送或被存儲(chǔ)在記錄媒體之前，把原始信號(hào)s變換成滿(mǎn)足預(yù)定的第二約束條件的編碼信號(hào)c。調(diào)制碼系統(tǒng)還包括譯碼器200，用于在恢復(fù)或接收后把編碼的信號(hào)c譯碼回原始信號(hào)s。
在技術(shù)上已知的、這樣的調(diào)制碼系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上被使用于數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)或數(shù)據(jù)貯存系統(tǒng)。
本發(fā)明還涉及運(yùn)行編碼器100和譯碼器200的已知的方法。
傳統(tǒng)上，調(diào)制碼系統(tǒng)的編碼器或譯碼器使用特定的調(diào)制方法，例如，枚舉的編碼方法或積分的加擾方法。枚舉的編碼方法例如是從K.A.S.Immink，“A practical method for approaching the channelcapacity of constrained channels(用于接近約束信道的信道容量的實(shí)際的方法)”，IEEE Trans.Inform.Theory，vol.IT-43，No.5，pp.1389-1399，1997年7月中獲知的。積分的加擾方法例如是從K.A.S.Immink，“Codes for mass data storage systems(用于大容量數(shù)據(jù)貯存系統(tǒng)的代碼)”，Shannon Foundation Publishers，The Netherlands(荷蘭)，1999中獲知的。
這些方法允許通常以接近于1的調(diào)制碼率把原始信號(hào)s變換成滿(mǎn)足yxc復(fù)雜的約束條件的信號(hào)c以及進(jìn)行相反的變換。調(diào)制碼率是指每個(gè)源符號(hào)的已編碼信號(hào)的平均數(shù)目的數(shù)例如，速率1/2代碼的編碼器對(duì)于每個(gè)源符號(hào)產(chǎn)生(平均地)兩個(gè)編碼符號(hào)。
這樣的已知的調(diào)制碼系統(tǒng)中至少譯碼器通常是以硬件實(shí)施，以便允許高速度運(yùn)行。然而，不利的是，上述的調(diào)制碼方法的硬件實(shí)施方案需要相當(dāng)多的硬件，例如以存儲(chǔ)所需要的表。
從現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的目的是改進(jìn)已知的調(diào)制碼系統(tǒng)和已知的運(yùn)行所述調(diào)制碼系統(tǒng)的編碼器和譯碼器的方法，以使得它們需要較少的硬件。
本目的是如權(quán)利要求1規(guī)定的、通過(guò)實(shí)施這樣的編碼器和這樣的譯碼器而達(dá)到的，該編碼器包括用于把原始信號(hào)s變換成滿(mǎn)足預(yù)定的第一約束條件的中間信號(hào)t的調(diào)制碼編碼器，及用于對(duì)所述中間信號(hào)t進(jìn)行N次積分以便生成所述編碼的信號(hào)c的變換器編碼器；該譯碼器包括用于在恢復(fù)后對(duì)該已編碼信號(hào)c進(jìn)行N次微分以便重新生成所述中間信號(hào)t的變換器譯碼器，以及用于把所述中間信號(hào)t譯碼成所述原始信號(hào)s的調(diào)制碼譯碼器，N是大于1的整數(shù)。
第一約束條件一般而言可比第二約束條件更簡(jiǎn)單、與之相等或比其更復(fù)雜。然而，在優(yōu)選實(shí)施例中，第一約束條件通常比第二約束條件更簡(jiǎn)單。
本發(fā)明主張的調(diào)制碼系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，具體地，是在所述編碼器內(nèi)調(diào)制碼編碼器與變換器編碼器的串聯(lián)連接和在所述譯碼器內(nèi)變換器譯碼器與所述調(diào)制碼譯碼器的串聯(lián)連接，保證用于實(shí)施編碼器和譯碼器的硬件花費(fèi)被有利地大大減小。
本目的還由權(quán)利要求2中定義的編碼器而達(dá)到。上述的優(yōu)點(diǎn)也應(yīng)用于所述編碼器。
編碼器的簡(jiǎn)單的和較便宜的實(shí)施方案的例子是在權(quán)利要求3中規(guī)定的。
為了保證高的運(yùn)行速度，編碼器優(yōu)選地以硬件實(shí)施。
該方法特別適合于接近于1的調(diào)制碼率。在這種情形下，調(diào)制碼編碼器以及變換器編碼器必須具有接近于1的調(diào)制碼比值，因?yàn)檎麄€(gè)編碼器的調(diào)制碼率相應(yīng)于調(diào)制碼編碼器以及變換器編碼器的調(diào)制碼率的乘積。
有利地，調(diào)制碼編碼器是(0，k)-編碼器；在這種情形下，中間信號(hào)t是被(0，k)-約束的，因此第一約束條件滿(mǎn)足非常簡(jiǎn)單的約束條件。
本發(fā)明的目的還由權(quán)利要求7中規(guī)定的、用于把原始信號(hào)s變換成滿(mǎn)足預(yù)定的第二約束條件的編碼信號(hào)c的編碼方法來(lái)達(dá)到。所述編碼方法的優(yōu)點(diǎn)相應(yīng)于上述編碼器的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的目的還由權(quán)利要求8中規(guī)定的編碼器來(lái)達(dá)到。所述譯碼器的優(yōu)點(diǎn)，即，需要較少的硬件來(lái)實(shí)施所述譯碼器，相應(yīng)于上述的優(yōu)點(diǎn)。
變換器譯碼器代表滑動(dòng)塊譯碼器。
為了達(dá)到高的運(yùn)行速度，變換器譯碼器優(yōu)選地至少部分以硬件實(shí)施。
在非常簡(jiǎn)單的實(shí)施例中，調(diào)制碼譯碼器是(0，k)-譯碼器，結(jié)果，它把簡(jiǎn)單的(0，k)-圖案約束的中間信號(hào)t譯碼回原始信號(hào)s。
本發(fā)明的另外的有利實(shí)施例是在從屬權(quán)利要求中規(guī)定的。
最后，本發(fā)明的目的通過(guò)如權(quán)利要求13中規(guī)定的譯碼方法而達(dá)到的；這個(gè)方法的優(yōu)點(diǎn)相應(yīng)于上述的譯碼器的優(yōu)點(diǎn)。
本說(shuō)明附有六個(gè)圖，其中
圖1顯示按照本發(fā)明的調(diào)制碼系統(tǒng)； 圖2顯示積分器的實(shí)施例； 圖3顯示微分器的實(shí)施例； 圖4顯示按照本發(fā)明的編碼過(guò)程的流程圖； 圖5顯示按照本發(fā)明的譯碼過(guò)程的流程圖；以及 圖6顯示技術(shù)上已知的調(diào)制碼系統(tǒng)。
此后參照?qǐng)D1到5描述按照本發(fā)明的調(diào)制碼系統(tǒng)的幾個(gè)實(shí)施例。更具體地，參照?qǐng)D1到3描述調(diào)制碼系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，以及參照?qǐng)D4和5描述調(diào)制碼系統(tǒng)的運(yùn)行。
圖1顯示按照本發(fā)明的調(diào)制碼系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括調(diào)制碼編碼器110，用于把原始信號(hào)s變換成滿(mǎn)足預(yù)定的第一約束條件的中間信號(hào)t；以及變換器編碼器120，用于把所述中間信號(hào)t變換成所述編碼器100的編碼器輸出信號(hào)c，信號(hào)c滿(mǎn)足第二約束條件。所述變換器編碼器120包括N個(gè)積分器120-1，...，120-N的串聯(lián)連接，用于對(duì)所述中間信號(hào)t進(jìn)行N次積分。在所述調(diào)制碼編碼器100與所述變換器編碼器120之間可以提供存儲(chǔ)器(未示出)，用于在信號(hào)t被輸出到所述變換器編碼器120之前鎖存該信號(hào)t。
作為來(lái)自所述編碼器100的輸出的編碼器信號(hào)例如通過(guò)信道300被發(fā)送，或被記錄在記錄媒體上(未示出)。
在接收或恢復(fù)后，所述編碼信號(hào)c被譯碼器200接收。在所述譯碼器200中，所述編碼信號(hào)c首先由變換器譯碼器220變換回所述中間信號(hào)t。隨后，所述中間信號(hào)被調(diào)制譯碼器210解調(diào)成所述原始信號(hào)s。在所述變換器譯碼器220與所述調(diào)制碼譯碼器210之間可以提供用于鎖存所述中間信號(hào)t的存儲(chǔ)器(未示出)。
變換器譯碼器220包括N個(gè)微分器220-1，...，220-N的串聯(lián)連接，用于在恢復(fù)后對(duì)編碼器信號(hào)c進(jìn)行N次微分，以便生成所述中間信號(hào)t。
在對(duì)于圖2到5的以下的詳細(xì)說(shuō)明中，信號(hào)s，t和c作為例子都分別被假設(shè)為比特序列sj，tj，和cj，其中參量j代表信號(hào)或序列的時(shí)鐘。
圖2顯示所述積分器120-n(其中n＝1～N)之一的實(shí)施例。這樣的積分器120-n包括邏輯異或門(mén)121-n和延時(shí)單元122-n。延時(shí)單元122-n用來(lái)生成信號(hào)t(n)，代表比特tj-1(n)的序列。延時(shí)單元122-n例如可被實(shí)施為觸發(fā)器。信號(hào)t(n)相應(yīng)于中間信號(hào)t＝t(0)在n次積分后的情形。比特tj-1(n)被反饋回所述邏輯異或門(mén)121-n，用于與信號(hào)t(n-1)的比特tj(n-1)進(jìn)行異或組合，該信號(hào)t(n-1)相應(yīng)于中間信號(hào)t在n-1次積分后的情形。所述異或組合的結(jié)果代表所述積分器120-n的輸出。
圖3顯示在所述變換器譯碼器220中級(jí)聯(lián)的一個(gè)微分器220-n的實(shí)施例。按照所述實(shí)施例，微分器220-n包括延時(shí)單元224-n，用于接收微分器輸入信號(hào)t(n)的比特tj(n)和用于生成代表比特tj-1(n)的序列的輸出信號(hào)。這里，延時(shí)單元224-n也可被實(shí)施為觸發(fā)器。而且，微分器的所述實(shí)施例包括邏輯異或門(mén)225-n，用于把所述延時(shí)單元224-n的輸出信號(hào)與所述微分器輸入信號(hào)t(n)的比特tj(n)進(jìn)行異或組合，以便生成微分器輸出比特tj(n-1)的序列。
下面參照?qǐng)D4和5更詳細(xì)地說(shuō)明編碼器100和譯碼器200的運(yùn)行。
在圖4上，更詳細(xì)地說(shuō)明調(diào)制碼編碼器110和變換器編碼器120的運(yùn)行。更具體地，調(diào)制碼編碼器110接收原先的輸入信號(hào)s，它的源比特sj分別被編組為p比特的塊snp，snp+1，...，s(n+1)p-1(見(jiàn)方法步驟S4-1)。
隨后，按照方法步驟S4-2，把這些塊分別編碼成q比特的碼字塊tnp(0)，...，t(n+1)p-1(0)。所述編碼在編碼器110中通過(guò)使用具有調(diào)制碼率p/q的、給定的調(diào)制碼而被完成。結(jié)果，生成代表比特tj(0)的序列的中間信號(hào)t＝t(0)。
在方法步驟S4-3，在實(shí)行第一次積分之前把積分參量k設(shè)置為1。參量k通常代表當(dāng)前在所述變換器編碼器120中正在實(shí)行的積分步驟的號(hào)碼。隨后，在所述變換器編碼器120中通過(guò)從先前的比特tj(k-1)按照以下的公式計(jì)算新的比特tj(k)而實(shí)行積分步驟(見(jiàn)方法步驟S4-4)<math> <mrow> <msubsup> <mi>t</mi> <mi>j</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> </msubsup> <mo>=</mo> <msubsup> <mi>t</mi> <mi>j</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </msubsup> <mo>⊕</mo> <msubsup> <mi>t</mi> <mrow> <mi>j</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> </msubsup> </mrow> </math> 其中代表異或組合。
隨后，積分參量k被設(shè)置為k+1。所述k的新的設(shè)置值與預(yù)定的積分次數(shù)N相比較，該N次積分全部都應(yīng)按照方法步驟S4-5在所述變換器編碼器120中實(shí)行。在還沒(méi)有實(shí)行所述預(yù)定N次積分的情形下，方法步驟S4-4和S4-5按所需要的那樣頻繁重復(fù)進(jìn)行，直至最后實(shí)行總共N次積分。此后，由所述N次積分過(guò)程得到的且代表比特cj的序列的編碼信號(hào)c被輸出到信道300或被存儲(chǔ)在記錄媒體上(未示出)。
圖5顯示作為譯碼器200的一部分的、變換器譯碼器220和接連的調(diào)制碼譯碼器210的運(yùn)行。通常，所述譯碼器200實(shí)行圖4所示的編碼器100的相反的操作。
按照?qǐng)D5，變換器譯碼器220在已編碼信號(hào)c通過(guò)所述信道300傳輸后或在其從所述記錄媒體恢復(fù)后接收該已編碼信號(hào)c。首先，微分參量k’被設(shè)置為N，代表預(yù)定的微分次數(shù)，其相應(yīng)于在編碼器100中實(shí)行的積分的預(yù)定次數(shù)。這個(gè)初始化在方法步驟S5-1中完成。
在所述初始化后，由微分器220-N按照方法步驟S5-2實(shí)行第一次微分。更具體地，所述微分是通過(guò)從老的比特tj(k’)按照以下的公式計(jì)算新的比特tj(k’-1)而完成的<math> <mrow> <msubsup> <mi>t</mi> <mi>j</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </msubsup> <mo>=</mo> <msubsup> <mi>t</mi> <mi>j</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>)</mo> </mrow> </msubsup> <mo>⊕</mo> <msubsup> <mi>t</mi> <mi>j</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </msubsup> </mrow> </math> 其中代表異或組合。
隨后，所述微分參量k’被減小1，然后在方法步驟S5-3中與1相比較。在方法步驟S5-3中的比較導(dǎo)致還沒(méi)有實(shí)行所述預(yù)定N次微分的結(jié)果的情形下，在級(jí)聯(lián)的微分器220-(N-1)，...，220-1中，重復(fù)進(jìn)行方法步驟S5-2和S5-3。
相反，在其中方法步驟S5-3中的比較導(dǎo)致順序?qū)嵭蠳次微分的結(jié)果的情形下，最終得到的中間信號(hào)tj0＝tj被輸入到調(diào)制碼譯碼器210。這里，所述中間信號(hào)tj0的比特按照方法步驟S5-4，分別被編組為q比特的塊tnq(0)，...，t(n+1)q-1(0)。
最后，所述的塊按照方法步驟S5-5被譯碼為原始信號(hào)sj的源字snp，...，s(n+1)p-1。這個(gè)譯碼步驟S5-5是通過(guò)使用預(yù)定的調(diào)制碼的調(diào)制碼譯碼器210完成的。
變換器編碼器120的運(yùn)行將通過(guò)兩個(gè)例子來(lái)說(shuō)明。然而，在提供這兩個(gè)例子之前，先給出基本定義的簡(jiǎn)短的介紹。為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，此后把信號(hào)也稱(chēng)為序列。
滿(mǎn)足簡(jiǎn)單的約束條件的信號(hào)例如是作為二進(jìn)制信號(hào)的(0，k)-約束信號(hào)，其中連零的數(shù)目至多為k。相反，滿(mǎn)足復(fù)雜約束條件的信號(hào)是具有遵從更復(fù)雜的圖案(例如像表1所列出的抗嘯聲(anti-whistle)圖案的轉(zhuǎn)換圖案)的游程長(zhǎng)度約束條件的信號(hào)。索引號(hào)抗嘯聲轉(zhuǎn)換圖案周期 1 2 4a 4b 3 6 0 1 01 0011 011 001 1 1 2 4 3 3 表1抗嘯聲轉(zhuǎn)換圖案 游程長(zhǎng)度限制的RLL碼被廣泛地應(yīng)用于數(shù)字傳輸和記錄系統(tǒng)。RLL序列由兩個(gè)參量表征d和k，它們分別規(guī)定最大和最小游程長(zhǎng)度?，F(xiàn)在，所提到的情形是k約束。k約束的序列由1和0代表，其中1表示轉(zhuǎn)換，以及0表示不轉(zhuǎn)換。在k約束的序列中，連0的數(shù)目被限制于k。在一次積分后，形成具有最大的k+1個(gè)相同符號(hào)的游程的數(shù)據(jù)序列。k約束保證數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換是規(guī)則地發(fā)生，以及便于正確的定時(shí)恢復(fù)。對(duì)于在其頻譜中抑制DC分量(例如，數(shù)字磁記錄)的系統(tǒng)，k約束也保證自動(dòng)增益控制可正確地起作用。
在傳輸和記錄系統(tǒng)中尋求更高的數(shù)據(jù)速率和密度的期望變換成趨向具有超出奈奎斯特頻率的較少多余帶寬的現(xiàn)代系統(tǒng)。為此，希望通過(guò)所謂的k2約束條件來(lái)限制奈奎斯特速率數(shù)據(jù)圖案...±±±±...或...
...的游程長(zhǎng)度。
除了定時(shí)恢復(fù)和自動(dòng)增益控制以外，許多數(shù)據(jù)接收機(jī)也執(zhí)行自適應(yīng)帶寬控制或均衡化。對(duì)于魯棒的均衡器適配，在接收的序列中，至少必須包含兩個(gè)不同的頻率分量。對(duì)于通帶系統(tǒng)(例如，數(shù)字磁記錄)，表2列出所有的數(shù)據(jù)圖案，它們?cè)谥绷鱀C與奈奎斯特頻率之間(但不包括)的通帶內(nèi)至多具有單個(gè)頻率分量。約束條件k2、k3、k4a、k4b、和k6被規(guī)定來(lái)限制周期為2、3、4和6個(gè)符號(hào)間隔的圖案。這些約束條件合在一起被稱(chēng)為抗嘯聲約束條件。這些抗嘯聲約束條件已通過(guò)使用簡(jiǎn)單的8到9極性比特編碼器而在用于硬盤(pán)應(yīng)用的信道IC中被實(shí)施。
在這個(gè)介紹后，提供以上標(biāo)識(shí)的第一個(gè)例子。它涉及到對(duì)于k約束的序列的多重積分。
已經(jīng)公知，k約束的序列s0在一次積分后產(chǎn)生序列s1，其對(duì)于DC序列的最大游程長(zhǎng)度等于k+1。由于以后將自會(huì)明白的原因，今后使用字母表{0，1}。數(shù)據(jù)圖案周期抗嘯聲約束條件頻譜分量的位置...++++++++++++......+-+-+-+-+-+-......++-++-++-++-......++--++--++--......+++-+++-+++-......+++---+++---... 1T 2T 3T 4T 4T 6T k k2 k3 k4a k4b k6DC1(2T)DC，1/(3T)1/(4T)DC，1/(4T)，1/(2T)1/(6T)，1/(2T) 表2在從DC到奈奎斯特頻率的通帶中至多具有一個(gè)頻譜分量的數(shù)據(jù)圖案。對(duì)于每種類(lèi)型的圖案只顯示單個(gè)極性，因?yàn)闃O性倒置并不影響頻譜的幅度。
在一次積分后，約束的序列為 1.t1a＝...111111... 2.t1b＝...000000... t1a和t1b的最大游程長(zhǎng)度等于k+1。
對(duì)于t1的第二次積分產(chǎn)生具有約束序列的t2 1.t2a＝...111111...(從t1b)， 2.t2b＝...000000...(從t1b)， 3.t2c＝...101010...(從t1a)。
t2a、t2b和t2c的最大游程長(zhǎng)度都等于k+2。
同樣地，第三次積分產(chǎn)生具有約束序列的t3 1.t3a＝...111111...(從t2b)， 2.t3b＝...000000...(從t2b)， 3.t3c＝...101010...(從t2a)， 4.t3d＝...00110011...(從t2c)。
t3a、t3b、t3c和t3d的最大游程長(zhǎng)度都等于k+3。
第四次積分產(chǎn)生具有約束序列的t4 1.t4a＝...111111...(從t3b)， 2.t4b＝...000000...(從t3b)， 3.t4c＝...101010...(從t3a)， 4.t4d＝...00110011...(從t3c)， 5.t4e＝...00010001...(從t3d)， 6.t4f＝...11101110...(從t3d)。
t4a、t4b、t4c、t4d、t4e和t4f的最大游程長(zhǎng)度都等于k+4。
在四次積分后，k4a和k4b約束條件也限于k+4的游程長(zhǎng)度。也不用說(shuō)的是，在四次積分后，僅有的約束序列是t4a、t4b、t4c、t4d、t4e、t4f的那些序列。這是指沒(méi)有引入過(guò)多的冗余性，以包括無(wú)關(guān)的約束條件。
顯然，積分的次數(shù)可以增加。然而，在第5次積分后出現(xiàn)無(wú)害的序列，如...0000111100001111...。然而，進(jìn)一步的多重積分不能從原先的k-約束的序列產(chǎn)生具有k3或k6約束條件的序列。
多重積分產(chǎn)生具有感興趣的和有用的約束條件的序列。在表3上概述這些結(jié)果。積分次數(shù) 約束條件的游程長(zhǎng)度mkk2k3k4ak4bk61234k+1k+2k+3k+4 x k+2 k+3 k+4xxxxxxk+3k+4xxxk+4xxxx 表3抗嘯聲約束條件的游程長(zhǎng)度，作為對(duì)于具有k約束條件的序列t＝t(0)的積分次數(shù)的函數(shù)。x表示“無(wú)約束的”。
這個(gè)方法的優(yōu)點(diǎn)包括 1.現(xiàn)有的和已知的產(chǎn)生k約束序列的方法的最佳杠桿作用， 2.從k約束條件擴(kuò)展到k2和k4a和k4b約束條件只需要簡(jiǎn)單的硬件， 3.在m次積分后以游程長(zhǎng)度從k+1增加到k+m的小的代價(jià)，保持原先的k約束的序列的相同的碼率。雖然k可以是很小的(例如，在簡(jiǎn)單的16到17編碼器中k＝6)，但最終得到的k仍舊是可以接受的。
現(xiàn)在提供變換器編碼器120的運(yùn)行的第二個(gè)例子。
第二例針對(duì)從具有k和k3a約束條件的序列t＝t(0)開(kāi)始產(chǎn)生抗嘯聲約束的序列。k+1表示序列...111111...或...000000...的最大游程長(zhǎng)度，以及k3a+1表示序列...110110110...的最大游程長(zhǎng)度。還假設(shè)k＝k3a。如果它們不相等，則它只意味著，今后這樣得到的約束的序列可以具有不同的最大游程長(zhǎng)度。
在一次積分后，約束的序列為 1.t1a＝...111111...， 2.t1b＝...000000...， 3.t1g＝...110110...， 4.t1h＝...001001.... 所有這些序列的最大游程長(zhǎng)度等于k+1。對(duì)于s1的第二次積分產(chǎn)生具有以下約束序列的s2 1.t2a＝...111111...(從t1b)， 2.t2b＝...000000...(從t1b)， 3.t2c＝...101010...(從t1a)， 4.t2g＝...110110...(從t1g)， 5.t2h＝...001001...(從t1g)， 6.t2i＝...000111...(從t1h)。
所有這些序列的最大游程長(zhǎng)度等于k+2。同樣地，第三次積分產(chǎn)生具有以下約束序列的t3 1.t3a＝...111111...(從t2b)， 2.t3b＝...000000...(從t2b)， 3.t3c＝...101010...(從t2a)， 4.t3d＝...00110011...(從t2c)， 5.t3g＝...110110110...(從t2g)， 6.t3h＝...001001001...(從t2g)， 7.t3i＝...000111000111...(從t2h)， 8.t3j＝...00001011110000101111...(從t2i)。
這些序列的最大游程長(zhǎng)度等于k+3。應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)，序列t3j是‘無(wú)害的’序列，它的游程長(zhǎng)度被限制為副產(chǎn)品(by-product)。第四次積分產(chǎn)生具有約束序列的t4 1.t4a＝...111111...(從t3b)， 2.t4b＝...000000...(從t3b)， 3.t4c＝...101010...(從t3a)， 4.t4d＝...00110011...(從t3c)， 5.t4e＝...00010001...(從t3d)， 6.t4f＝...11101110...(從t3d)， 7.t4g＝...110110110...(從t3g)， 8.t4h＝...001001001...(從t3g)， 9.t4i＝...000111000111...(從t3h)， 10.t4j＝...00001011110000101111...(從t3i)， 11.t4k＝...0000110101111100101000001101011111001010... (從t3j)。
所有這些序列的最大游程長(zhǎng)度等于k+4。所有的序列是抗嘯聲約束的。然而，額外的“無(wú)害的”序列t4j和t4k也被包括在約束序列的列表中，這意味著在碼率中已經(jīng)引入不必要的冗余性。
雖然本發(fā)明是參照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例描述的，但應(yīng)當(dāng)看到，這些是非限制性的例子。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可看到各種修正，而不背離由權(quán)利要求規(guī)定的、本發(fā)明的范圍。
動(dòng)詞“包括”和它的變形的使用并不排除存在有不同于權(quán)利要求中列出的那些單元或步驟。在單元前面的單字“一”不排除存在多個(gè)這樣的單元。在權(quán)利要求中，被放置在括號(hào)之間的任何參考符號(hào)不應(yīng)被看作為限制權(quán)利要求的范圍。本發(fā)明可以藉助于硬件和軟件來(lái)實(shí)施。幾個(gè)“裝置”可以由同一個(gè)硬件項(xiàng)目來(lái)代表。而且，本發(fā)明在于每個(gè)新穎的特性或特性的組合。
權(quán)利要求
1.一種調(diào)制碼系統(tǒng)，包括
編碼器(100)，用于在原始信號(hào)s通過(guò)信道(300)被發(fā)送或被存儲(chǔ)在記錄媒體上之前，把該信號(hào)s變換成滿(mǎn)足預(yù)定的第二約束條件的已編碼信號(hào)c；以及
譯碼器(200)，用于在恢復(fù)后把該已編碼信號(hào)c譯碼回原始信號(hào)s，
其特征在于，
編碼器(100)包括用于把原始信號(hào)s變換成滿(mǎn)足預(yù)定的第一約束條件的中間信號(hào)t的調(diào)制碼編碼器(110)，和用于對(duì)所述中間信號(hào)t進(jìn)行N次積分、以便生成所述已編碼信號(hào)c的變換器編碼器(120)；以及
譯碼器(200)包括用于在恢復(fù)后對(duì)該已編碼信號(hào)c進(jìn)行N次微分、以便重新生成所述中間信號(hào)t的變換器譯碼器(220)，和用于把所述中間信號(hào)t譯碼成所述原始信號(hào)s的調(diào)制碼譯碼器(210)，N是大于1的整數(shù)。
2.一種作為如權(quán)利要求1中要求的系統(tǒng)的一部分的編碼器(100)，其特征在于，
調(diào)制碼編碼器(110)，用于把原始信號(hào)s變換成滿(mǎn)足預(yù)定的第一約束條件的中間信號(hào)t；以及
變換器編碼器(120)，用于對(duì)所述中間信號(hào)t進(jìn)行N次積分，以便生成所述已編碼信號(hào)c。
3.如權(quán)利要求2中要求的編碼器(100)，其特征在于，變換器編碼器(120)包括N個(gè)積分器(120-n，n＝1到N)的級(jí)聯(lián)，每個(gè)積分器分別包括邏輯異或門(mén)(121-n)和延時(shí)單元(122-n)，所述延時(shí)單元生成積分器輸出信號(hào)t(n)，它被反饋到所述邏輯異或門(mén)(121-n)，以便與接收的積分器輸入信號(hào)t(n-1)進(jìn)行異或組合，以生成輸入到所述延時(shí)單元(121-n)的信號(hào)。
4.如權(quán)利要求2中要求的編碼器(100)，其特征在于，變換器編碼器(120)用硬件實(shí)施。
5.如權(quán)利要求2中要求的編碼器，其特征在于，編碼器(100)具有接近于1的調(diào)制碼率。
6.如權(quán)利要求2中要求的編碼器，其特征在于，調(diào)制碼編碼器(110)是(0，k)-編碼器。
7.一種把原始信號(hào)s變換成滿(mǎn)足預(yù)定的第二約束條件的編碼信號(hào)c的編碼方法，
其特征在于以下步驟
把原始信號(hào)s變換成滿(mǎn)足預(yù)定的第一約束條件的中間信號(hào)t；以及
對(duì)所述中間信號(hào)t進(jìn)行N次積分，以便生成一個(gè)已編碼信號(hào)c。
8.一種作為如權(quán)利要求1中要求的系統(tǒng)的一部分的譯碼器(200)，其特征在于，
變換器譯碼器(220)，用于對(duì)該已編碼信號(hào)c進(jìn)行N次微分，以便生成所述中間信號(hào)t；以及
調(diào)制碼譯碼器(210)，用于把所述中間信號(hào)t譯碼成所述原始信號(hào)s，N是大于1的整數(shù)。
9.如權(quán)利要求8中要求的譯碼器(200)，其特征在于，變換器譯碼器(220)包括N個(gè)微分器(220-n，n＝1到N)的級(jí)聯(lián)，每個(gè)微分器分別包括，
延時(shí)單元(224-n)，用于接收微分器輸入信號(hào)t(n)的比特tj(n)，和生成輸出信號(hào)；以及
邏輯異或門(mén)(225-n)，用于邏輯異或組合所述延時(shí)單元(224-n)的輸出信號(hào)與所述微分器輸入信號(hào)t(n)，以便生成微分器輸出信號(hào)t(n-1)。
10.如權(quán)利要求8中要求的譯碼器(200)，其特征在于，變換器譯碼器(220)至少部分用硬件實(shí)施。
11.如權(quán)利要求8中要求的譯碼器(200)，其特征在于，譯碼器(200)具有接近于1的調(diào)制碼率。
12.如權(quán)利要求8中要求的譯碼器(200)，其特征在于，調(diào)制碼譯碼器(110)是(0，k)-譯碼器。
13.一種把滿(mǎn)足預(yù)定的第二約束條件的、恢復(fù)的已編碼信號(hào)c譯碼成滿(mǎn)足無(wú)約束條件的原始信號(hào)的譯碼方法，
其特征在于以下步驟
-對(duì)編碼信號(hào)c進(jìn)行N次微分，以便生成滿(mǎn)足預(yù)定的第一約束條件的所述中間信號(hào)t，N是大于1的整數(shù)；以及
-把中間信號(hào)t譯碼成原始信號(hào)s。
全文摘要
本發(fā)明涉及包括編碼器和譯碼器的調(diào)制碼系統(tǒng)，以及兩個(gè)相應(yīng)的調(diào)制碼方法。更具體地，編碼器(100)用來(lái)把原始信號(hào)s變換成滿(mǎn)足預(yù)定的第二約束條件的編碼信號(hào)c。這樣的編碼器信號(hào)例如通過(guò)信道(300)被傳輸，或被存儲(chǔ)在記錄媒體。在接收或恢復(fù)后，所述編碼的信號(hào)c被譯碼器(200)譯碼，以便重新生成原始信號(hào)s。本發(fā)明的目的是改進(jìn)已知的調(diào)制碼系統(tǒng)和方法，這樣，它們的實(shí)施例需要較少的硬件。這個(gè)目的是通過(guò)這樣的編碼器(100)而解決的，編碼器(100)包括調(diào)制碼編碼器(110)和變換器編碼器(120)的串聯(lián)連接，變換器編碼器(120)允許對(duì)所述調(diào)制碼編碼器(110)的輸出信號(hào)進(jìn)行N次積分。而且，這個(gè)目的是通過(guò)以用于對(duì)已編碼信號(hào)c進(jìn)行N次微分的變換器譯碼器(220)與調(diào)制碼譯碼器(210)的串聯(lián)連接來(lái)實(shí)施譯碼器(200)而解決的。N是大于1的整數(shù)。
文檔編號(hào)H03M7/14GK1582535SQ0282201
公開(kāi)日2005年2月16日 申請(qǐng)日期2002年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月5日
發(fā)明者H·W·王－拉姆, K·A·肖哈梅伊明克, C·M·J·范烏珍 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司