专利名称：：一种变阶次多阶游程受限调制编码方法
技术领域：
：本发明涉及数字存储
技术领域：
，特别是涉及一种变阶次多阶游程受限调制编码方法。
背景技术：
：现有的数字光盘产品都是将信息转换成二进制数据，并将二进制数据以某种调制方式与存储介质记录符的两种不同物理状态相对应，实现数据存储，这类存储方式称为二值存储。目前的只读光盘存储技术所采用的都是二值存储方式，根据反射光光强的高低来判断当前所对应的位置是"坑"(Pit)或者"岸"(Land)，每个记录单元上可以记录两个状态数，也就是正好对应1位(bit)的信息。常规的二值存储光盘都采用游程长度受限的编码方案，即RLL(RunLengthLimited,游长受限)编码。RLL是指光盘所存储的通道序列满足以下条件在该序列的两个'1'之间最少有d个'0'，最多有k个'0'。d和k这两个参数分别规定了可能出现在序列中的最小和最大的游程。参数d控制着最高传输频率，因此可能影响序列通过带限信道传输时的码间串扰。在二进制数据传输中，通常希望接收到的信号是能够自同步的。同步通常利用一个锁相环来再现。锁相环依照接收到的波形的跳变来调整检测时刻的相位。最大游程参数k确保适当的跳变频率以满足读取时钟同步的需要。多阶存储技术是相对二值存储提出的。如果将数据流调制成M进制数据(M>2)，并将调制后的M进制数据与记录介质的M种不同物理状态以及读出信号相对应，即可实现M阶存储。M阶存储在一个信息记录斑的位置上可以存储lo&(M)比特数据，因此当M大于2时，每个记录单元上可以记录超过1比特的信息，并且数据传输率同时得到了提高。多阶存储是在不改变激光波长和光学数值孔径的情况下，能显著提高存储容量和数据传输率的一种新型技术。因此多阶存储系统与目前的光存储系统具有很好的兼容性。而目前的多阶存储又可以分为定长度多阶存储和游长受限多阶存储。定长多阶存储的信息符长度恒定，靠读出信号的幅值来存储信息。游长受限多阶存储信息符长度和读出信号幅值都发生改变，信息符的长度和幅值都能存储信息。相比定长度多阶存储，游长受限多阶存储能够实现更大的存储容量。现有公开的多阶游长受限存储是通过改变整个坑点的深度和(或)宽度来实现的。
发明内容本发明要解决的问题是提供一种变阶次多阶游程受限调制编码方法，以实现在与普通光盘存储系统具有良好的系统兼容性的情况下，提高光盘的存储容量。为达到上述目的，本发明实施例的技术方案提供一种变阶次多阶游程受限调制编码方法，所述方法包括以下步骤使用(M，d，k)编码方式，获得一个较高码率R的ML-RLL编码码流x;对游程进行合并或分割，改变所述码流x中特定游程的阶次M限制或游程的d，k约束条件，获得更好的信道特性的VML-RLL(VariableMultilevelRun-LengthLimited,变阶次多阶游长受限)码流y。其中，在所述使用(M，d，k)编码方式，获得一个较高码率R的ML-RLL编码码流的步骤中，取d=O，有效地提高码率。其中，在所述使用(M，d，k)编码方式，获得一个较高码率R的ML-RLL编码码流的步骤中，当k较大时码率R能无限接近于1。其中，在所述对游程进行合并或分割，改变所述码流x中特定游程的阶次M限制或游程的d，k约束条件，获得更好的信道特性的VML-RLL码流y的步骤中，包括根据不同长度游程分阶时的信噪比裕量，设定不同的分阶限制条件，所述分阶限制条件为信道位长度T短少分阶，T长多分阶。其中，在T短时分为2阶。其中，在T长时分为37阶。其中，在3T、4T时不分阶。其中，游程长度的检测与阶次无关。其中，在多分阶时，将长游程在幅值和长度方向的裕量结合，采用信号波形调制法对多阶信号进行分离和识别。其中，在变阶次多阶游程受限调制编码中，长游程的阶次裕量留作DC(DirectCurrent，直流电)控制使用与现有技术相比，本发明的技术方案具有如下优点本发明在最大限度的利用游程长度冗余的同时，降低了多阶游程造成的码间干扰影响。其读出特性与普通游程受限调制的DVD(DigitalVideoDisk，数码视频光碟)光盘相同，因此读出数据的伺服控制系统无需改变。其信号识别可以在游程及阶次两个方向独立进行。本发明在不改变激光波长和光学数值孔径的情况下，能显著提高只读光盘存储容量和数据传输率，与目前的只读光盘系统保持了良好的兼容性。图1为本发明的一种变阶次多阶游程受限调制编码方法的流程图。具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。本发明的一种变阶次多阶游程受限调制编码方法的流程如图1所示，包括以下步骤步骤s101，使用(M，d，k)编码方式，获得一个较高码率R的ML-RLL编码码流x。本实施例中可以取d=0，从而有效地提高码率；而当k较大时码率R能无限接近于1，这样也可以极大的提高码率。步骤s102，对游程进行合并或分割，改变所述码流x中特定游程的阶次M限制或游程的d，k约束条件，获得更好的信道特性的VML-RLL码流y。本实施例中根据不同长度游程分阶时的信噪比裕量，设定不同的分阶限制条件。所述分阶限制条件为短T少分阶，长T多分阶。在T短时甚至仅有2阶(0或1)，在T长时分为37阶。在变阶次多阶游程受限调制编码中，长游程的阶次裕量留作DC控制使用。VML-RLL编码记录方式，在码间干扰最大的3T、4T(以DVD系统为参照)没有分阶，从而排除了分阶带来的复杂的码间干扰ISI对伺服控制系统的影响。保持了原有RLL的时间窗口特性，即游程长度抖晃Jitter量基本不变。可以选用常规RLL检测方式，对VML-RLL的RF(RadioFrequency，射频)读出信号进行时钟恢复和游程识别。VML-RLL编码记录方式做到了游程长度检测可以与阶次无关，与普通光盘存储系统具有良好的系统兼容性。VML-RLL编码记录方式，在满足读出通道伺服控制及信道信噪比的同时，充分利用长游程的空间裕量，获得更好的编码效率。短T不分多阶，对VML-RLL的编码效率有较大的影响，DK(2，10)的VML-RLL编码效率可以达到2/3，相对于DVD的8/16，密度提高了33.3%。VML-RLL编码记录方式不仅可以用于DVD系统中，还可以用于任何一种RLL调制的信道，如蓝光系统(BD或HD-DVD)中。当游程约束条件为DK(l，n)时，VML-RLL编码效率可以达到7/8，8/9，甚至1。亦即可以将BD或HD-DVD容量提高31X50X。将多阶技术应用于实际高清光盘中，首先要考虑的是其对应的生产、检测及评价体系，其次是达到的容量。DVD、HD-DVD/CH-DVD以及BD都是成熟的光盘存储技术，其设计标准、生产、检测及评价都有完整的理论体系。其技术体系的合理性都经过产品实践验证。因此，以DVD等现有产品做参照，设计评价VML-RLL技术方案是一条成功的捷径。表1给出了一种DK(2，10)的VML-RLL分阶表。对于8T-11T游程来说，坑岸分阶都达到5-7种，仅采用单一幅值分阶已经难以达到阶次分离度的要求。实际上将长游程在幅值和长度方向的裕量结合，采用信号波形调制法(SWSM)，则可以有效的实现多阶信号的分离和识别。表1R皿一Length3T4T5T6T7T8T9T10T11TPitTypes112335577LandTypes112335577LevelNumber2246610101414采用P丽方式实现的变阶次多阶游程受限调制编码，具有良好的对称性。其读出特性与普通游程受限调制的DVD光盘基本相同，因此读出数据的伺服控制系统无需改变。其信号识别亦可以在游程及阶次两个方向独立进行。在给出的示例光盘中，两个方向的平均原始误符号率均小于1*10-3。采用最新的视频压縮国际标准H.264或中国标准AVS，单盘14GB容量能够即能满足135分钟视频节目的要求。相对于DVD9结构的8.5GB容量，则要求多阶存储方案能够使容量提升(14-8.5)/8.5，亦即提高65%。而相对于采用CH-DVD结构的15GB容量，多阶存储方案若能够提升50%，则可以达到22.5GB，基本能够满足采用MPEGII视频压縮国际标准的节目需求。下面以一个具体实施例对本发明的编码方法进行详细说明，VML-RLL编码采用两5步方式实现，首先实用常规的(M，d，k)编码方式，获得一个较高码率R的ML-RLL编码码流x，然后利用通过合并或分割游程的方式，有目的去改变码流x中，特定游程的阶次M限制，或游程的d，k约束条件，从而获得更好的信道特性的VML-RLL码流y。表2给出了一个合并法，码率R=2/3，DK约束为(2，9)的VML-RLL编码示例表2<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表2中码流x是经过DK(1，7)调制的码流，码率为R=2/3。码流y是在码流x的基础上，将所有2T均与相邻的下一个游程组合，构成了新的4TIOT游程，为表示与原型4T8T的不同，新构成的4T10T游程标注为4TA、5TA...IOTA，亦即第二阶游程(坑或岸都是二阶)。显然，码流y不再有2T游程，且3T游程亦只有一阶。同理，我们还可以将4T也于相邻的下一个游程组合，形成码流y2。码流y2中3T、4T不分阶，5T分一阶、6T10T分3阶。从前面的分析知道，8T11T游程可以分57阶。这些裕量可以留作VML-RLL码流的DC控制使用。表2给出的码表与DVD的EFMPlus(2，10)编码DK约束相当，在3T、4T不分阶的情况下，码率R提高了33%。即采用表2给出的VML-RLL码表，可以使DVD容量提升了33%。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。权利要求一种变阶次多阶游程受限调制编码方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤使用(M，d，k)编码方式，获得一个较高码率R的ML-RLL编码码流x；对游程进行合并或分割，改变所述码流x中特定游程的阶次M限制或游程的d，k约束条件，获得更好的信道特性的VML-RLL码流y。2.如权利要求1所述的变阶次多阶游程受限调制编码方法，其特征在于，在所述使用(M，d，k)编码方式，获得一个较高码率R的ML-RLL编码码流的步骤中，取d=0，有效地提高码率。3.如权利要求1所述的变阶次多阶游程受限调制编码方法，其特征在于，在所述使用(M，d，k)编码方式，获得一个较高码率R的ML-RLL编码码流的步骤中，当k较大时码率R能无限接近于l。4.如权利要求1所述的变阶次多阶游程受限调制编码方法，其特征在于，在所述对游程进行合并或分割，改变所述码流x中特定游程的阶次M限制或游程的d，k约束条件，获得更好的信道特性的VML-RLL码流y的步骤中，包括根据不同长度游程分阶时的信噪比裕量，设定不同的分阶限制条件，所述分阶限制条件为信道位长度T短少分阶，T长多分阶。5.如权利要求4所述的变阶次多阶游程受限调制编码方法，其特征在于，在T短时分为2阶。6.如权利要求4所述的变阶次多阶游程受限调制编码方法，其特征在于，在T长时分为37阶。7.如权利要求4所述的变阶次多阶游程受限调制编码方法，其特征在于，在3T、4T时不分阶。8.如权利要求1至7任一项所述的变阶次多阶游程受限调制编码方法，其特征在于，游程长度的检测与阶次无关。9.如权利要求1至7任一项所述的变阶次多阶游程受限调制编码方法，其特征在于，在多分阶时，将长游程在幅值和长度方向的裕量结合，采用信号波形调制法对多阶信号进行分离和识别。10.如权利要求1至7任一项所述的变阶次多阶游程受限调制编码方法，其特征在于，在变阶次多阶游程受限调制编码中，长游程的阶次裕量留作直流电控制使用。全文摘要本发明公开了一种变阶次多阶游程受限调制编码方法，包括使用(M，d，k)编码方式，获得一个较高码率R的ML-RLL编码码流x；对游程进行合并或分割，改变所述码流x中特定游程的阶次M限制或游程的d，k约束条件，获得更好的信道特性的VML-RLL码流y。本发明在最大限度的利用游程长度冗余的同时，降低了多阶游程造成的码间干扰影响。其读出特性与普通游程受限调制的DVD光盘相同，因此读出数据的伺服控制系统无需改变。其信号识别可以在游程及阶次两个方向独立进行。本发明在不改变激光波长和光学数值孔径的情况下，能显著提高只读光盘存储容量和数据传输率，与目前的只读光盘系统保持了良好的兼容性。文档编号G11B20/10GK101740071SQ20091013001公开日2010年6月16日申请日期2009年3月26日优先权日2008年11月21日发明者倪屹,刘相伟,徐海峥,潘龙法,熊剑平,裴京,陆达申请人:清华大学