记录载体的制作方法

专利名称：记录载体的制作方法
技术领域：
本发明涉及转换m-bit比特信息字序列成为被调制信号的方法，这 里m为一整数。在此方法中对每个接收到的信息字传递一个n-bit的码 字，这里n是超过m的整数，并且传递的码字被转换成被调制信号，同 时其中信息字序列是根据转换规则转换成码字序列，使得对应的被调制 信号满足预定的标准。
本发明还涉及制造记录载体的方法，在按照所述方法获得的载体上 记录了信号。
本发明还涉及用于实现如权利要求的方法的编码设备，该设备包括 用于转换m-bit信息字为n-bit码字的m比特到n比特转换器，以及用 于转换n-bit码字到被调制信号的装置。
本发明还涉及记录设备，在其中使用了这种类型的编码设备。
本发明还涉及信号。
本发明还涉及记录栽体，在该载体上记录此信号。 本发明还涉及用于转换此信号成为m-bit信息字序列的译码设备， 此设备包括转换装置，它用于将信号转换为具有第一或第二逻辑值的比 特的比特串，此比特串包含对应于信息信号部分的n-bit码字，此设备
还包括用于将码字序列转换成信息字序列、同时将与码字有关的信息字 指派给每个将被转换的码字的装置。
最后，本发明还涉及读出设备，在其中使用了这种类型的译码设备。
此种方法，此种设备，此种记录栽体和此种信号由K. A. Schouhamer Immink发表在《数字记录器的编码技术(Coding Techniques for Digital Recorders)》(ISBN 0 - 13 - 140047 - 9 ) —书中。在所述篇 名中，描述了例如被称作EFM的调制系统，它用于在所谓的小型盘 (Compact Discs)上记录信息。此EFM调制的信号通过转换8-bit信 息字序列为14-bit码字序列而得到，三个合并比特(merging bits) 被插入码字中。码字这样被选择，处在"1"比特之间的"0"比特最少个数是d(2)，最大个数是k(lO)。这个限制称作dk-限制，通过模2 求积採作，码字序列被转换成由具有高或低信号值的比特元形成的对应 信号，在被调制信号中，"1"-比特代表从高到低信号值的改变或者 相反。"0"-比特代表在两个比特元之间过渡时不出现信号值的改变。 合并比特被这样选择，使得甚至在两个码字间的过渡区域中，dk-限制 也能满足，而且在对应的信号中，所谓运行数字和(running digital sum) 的值基本维持常数，在指定瞬间的运行数字和值被认为是具有高信号值 的比特元数与具有低信号值的比特元数之差的平均值，是根据处在此瞬 间之前的被调制信号计算出来的。基本上为常数的运行数字和值意味着 信号的频诿未包含低频区域的频率成分。这种信号也称作无直流信号。 当信号是从其上的记录道上记录有信号的记录栽体中被读出时，信号中 没有低频分量是很有好处的，因为此时不受被记录的信号影响的连续的 跟踪控制成为可能。信息记录对增加记录栽体上的信息密度具有恒定的 需要。
对此问题可能的解决办法是降低被调制信号中每信息字的比特元 数。然而，这时出现的问题是，作为降低每信息字的比特元数的结果， 可表示信息字的唯一的比特组合个数将下降，由于这一点，对被调制信 号可加以不太严格的限制，例如，关于被调制信号的低频含量的限制。
本发明的一个目的是给出一种用于降低每信息字的比特元数且又 阻止减少唯一的比特组合个数的措施。
按照本发明的第一方面，此目的可用开头段落中说明的方法得以达 到，其特征在于，码字至少在第一类型的一组和第二类型的一组上分布， 同时，属于第一类型组的每个码字的传递建立了由相关组所决定的第一 类编码状态，属于第二类型组的每个码字的传递建立了由相关于该传递 的码字的信息字所决定的第二类编码状态。并且，当码字之一被指派给 接收到的信息字时，此码字从一码字集中选择，它取决于前一个码字传 递时建立的编码状态，而属于第二类编码状态的码字集不包含任何共同 码字。
按照本发明的第二方面， 一种编码设备，其特征在于，此设备包括 用于在转换器传递码字时建立编码状态的状态建立装置，此状态建立装 置被安排成用于为每个属于第一类型的一个组的被传递的码字建立第 一类编码状态，该第一类型的组的状态由相关的组确定，以及用于为每个属于第二类型的一个组的被传递的码字建立第二类编码状态，该第二
类型的组的状态由与被传递的码字相关的信息字确定，还包括m比特到 n比特转换器，它包含有选择码字的装置，用于从取决于编码状态的码 字的选集中选择相应于信息字的码字，属于第二类编码状态的码字集不 包含任何共同码字。
在按本发明的的方法和编码设备中，同一码字与来自码字的反意集 (-没有共同码字的集)的码字的组合建立了各种不同的唯一的比特组 合，以致多于一个的信息字能用同一码字与相继的码字的组合唯一地表 示。第二类型组中的码字，就此而论，后面总跟随着一码字，对于这一 码字所属的集，它总能够明确地建立。于是，总有可能用来自每个反意 集中的码字，以建立足够数量的唯一比特组合从而代表全部信息字。
于是，这些措施给出了用具有每个码字的相当少的比特数的码字来 建立大量唯一的比特组合的可能性。在码字被选择为分布在各集和各组 以使得唯一的比特组合的数量超过不同的信息字的数量的情况下，有可 能使用余下的比特组合去影响被调制信号的预定特性。
另外也可能仅用与信息字相同数量的比特組合。此时余下的比特组 合允许对码字要作出的特定的附加要求。
然而，对一个或多个集，最好从相关集中分配一码字对给多个信息 字中的每一个，这样，转换时，根据指定的准则从这一对中选择任何一 个可供使用的码字，以便影响被调制信号的指定特性。 一种可实施的方 法，其特征在于，信息字序列根据转换规则被转换成码字序列，从而使 得相应的被调制信号呈现出在频谱的低频区基本上没有频率分量，并且 其中的被调制信号中每个具有相同信号值的连续比特数最小为d+l和 最大为k+l。对至少一定数量的信息字中的每一个信息字，码字集包含 一个码字对，而当信息字被转换时，被调制信号的低频分量通过从码字 对中所作的码字选择而被避免。
本实施例的优点在于，尽管每信息字的比特元数减少，出现在被调 制信号中的低频分量能大大地避免。
另一实施例的特征在于，同步字(sync)被插入码字序列中，此同 步字显现不能在码字形成的比特串中出现的比特图案，而且使用了具有 不同比特图案的同步字，所使用的同步字取决于编码状态，在一同步字 已被插入之后，为转换下一个信息字， 一预定的编码状态被建立。同时，以一种属于第二类编码状态的码字集相互能区分的方式、根据预定比特 位置处的比特逻辑值使这些同步字能相互区分。
本实施例的优点在于，当第二类型组的一个码字由一个同步字跟踪 时，信息字由码字和同步字形成的比特組合而建立，类似于第二类型组 的码字由一个码字跟踪的情况。
后面一个实施例还有这样的优点，每当同步字已被传递后编码状态 就被建立，以使从同步字过渡到下一码字时，强加于比特串上的限制总 能被满足。
由根据本发明的编码设备所得到的信号的优点在于能以特别简单 的方式被译码。
所实现的译码设备的实施例的特征在于，转换装置被安排用于也根 据比特串中位于相对于码字的预定位置的比特逻辑值而转换信息字。
参考附

图1到17，本发明将被进一步说明。其中
图l显示一信息字序列， 一对应的码字序列和一被调制信号；
图2A-21和3A-3C显示确立了信息字和码字之间的关系的表；
图4显示了当信息字序列被转换为码字序列时的不同参数的值；
图5a和5b显示了不同信号的频谱低频部分；
图6和8显示了编码设备的各个不同的实施例；
图7所示为图6的编码设备所使用的选择电路的实施例；
图9所示为适合的同步字的可能的比特图案；
图IO显示了图6的编码设备为插入同步字的适应性改动；
图ll显示了一译码设备；
图12显示了一记录载体；
图13所示为图12的记录载体局部的高倍放大图； 图14显示了记录设备； 图15显示了读出设备；
图16所示为部分被调制信号和它对应的码字，以及 图17给出码字在组和集上分布的图示表示。
图1显示了三个连贯的m-bit信息字，这里8-bit的信息字标记为 1,三个信息字l分别具有字值"24" , "121"和"34"。此三个信息 字1的序列被转换成三个连贯的n-bit码字，这里16-bit的码字标记 为4。码字4形成具有逻辑"0"值比特和具有逻辑"1"值比特的比特串。信息字的转换是这样，在比特串中，位于二个具有逻辑"1"值之
间的具有逻辑"0"值比特的最小数目为d，而最大数目是k，此处d等 于2而k等于10。这种比特串通常标记为带有dk-限制的RLL串(RLL -运行长度限制(Run Length Limited))。码字的各个比特进一步被标 记为xl，…，xl6，这里xl表示码字的第一比特(从左算起)而xl6表示 码字的最后一比特。
由码字4形成的比特串通过模2求积操作被转换为被调制信号7。 此被调制信号包括代表码字4的三个信息信号8。信息信号部分包括比 特元ll，它可能具有高信号值H或低信号值L。每信息信号部分的比特 元数等于相关码字的比特数。具有逻辑"1"值的每个码字比特表示在 被调制信号7中从具有高信号值的比特元向具有低信号值的比特元转 变，或者相反。具有逻辑"0"值的每个码字比特表示在被调制信号7 中比特元转变时没有信号值的改变。
另外，被调制信号7的频谱要求基本上不包含低频分量。换句话说， 被调制信号7是无直流的。
首先对于满足dk-限制的码字有一定要求。图17说明性地显示出 在线框170所包围的区域中满足所述dk-限制的全部可能码字的集。码 字被分为至少一个第一类型组和至少一个第二类型組。当码字从第一类 型组之一被传递时，排它性地建立了取决于被传递码字所属的第一类型 组的编码状态。当第一类型组的码字之一被传递时，建立了同时取决于 第一类型组和由被传递码字代表的信息字的编码状态。在此说明的本实 施例中第一类型的两组能被区分，即包含以具有逻辑"0"值的a个 比特结尾的码字的第一组Gll,这里的a是等于G或1的整数；还有以 具有逻辑"0"的b个比特结尾的码字的第二组G12，这里b是小于、 等于9而大于、等于6的整数。
图17中属于Gll组的码字被框在171中，属于Gl2組的码字被框 在172中。
由第一类型第一组Gll建立的编码状态今后被标记为Sl，由第一 类型第二组G12建立的编码状态今后被标记为S4。在此被说明的实施 例只知道第二类型的一个組。这个组包含以具有逻辑"0"值的c个比特结尾的码字，这里c是大于、等于2而小于、等于5的整数。这个组 今后被标记为组G2。图17中G2组的码字被框在173中，在此所描述 的例子中，.两种编码状态即S2和S3可由码字和相关信息字的组合来建 立。
当信息字被转换为码字时，属于取决于编码状态的码字集的一个码 字被分配给要被转换的信息字。属于编码状态Sl, S2, S3和S4的码字 集今后将分别标记为V1， V2， V3和V4。集V1， V2， V3和V4的码字被 框在174， 175， 176和177中。在这些集中的码字被这样选择，从而， 可由建立了编码状态的那一组中的一个码字、和由被该编码状态所确定 的那个集中一个任意码字来构成的每个比特串，将满足dk-限制。在这 样的情况，即编码状态S4由前面传递的码字的传递而被建立、以及 此编码状态表示前面的码字是以具有逻辑"0"值为大于或等于6而小 于或等于9的比特串结尾的情况下，由编码状态S4确立的码字集V4仅 允许包含以具有逻辑"0"值的最多为1比特开始的码字。为此，以更 大量的具有逻辑"0"值的比特开始的码字，在前面传递的码字和要被 传递的码字之间将有过渡的区域，在此区域中，连贯的具有逻辑"0" 值的比特的数目将不总是小于、等于IO，于是不满足dk-限制。由于同 样的原因，集H只包含以具有逻辑"0"值的比特个数大于、等于2及 小于、等于9而开始的码字。
属于编码状态S2和S3的码字的集V2和集V3只包含以具有逻辑"0" 值的比特个数大于、等于0及小于、等于5而开始的码字。满足此条件 的码字分布在V2和V3两个集上，使得集V2和V3完全不包含任何共同 码字。在下面，集V2和V3将被标记为反意集。码字在集V2和V3上的 分布最好是这样，根据有限数量的P个比特的逻辑值，可以确定码字属 于哪一个集。在上面所描述的例子中，比特组合xl.xl3被用于此目的。 集V2的码字根据比特組合xl.xl3=0. 0而能被识别。然后集V3的码字 则从组合xl.x3不等于0. 0而能被识别。传递时建立编码状态Sl (组 Gll)的码字、传递时建立编码状态S2或S3 (组G2)的码字、和传递 时建立编码状态S4 (组G12)的码字之间的区别被得出。集V1包括组 Gll的138个码字、组G2的96个码字、和组G12的22个码字。显然， 集V1中的不同码字的个数小于不同的8-bit信息字的个数。
由于组G2的码字总是跟随有集V2的码字或集V3的码字，此外，还由于根据跟随在G2组的一码字后的一码字有可能确定此码字属于哪 个集，因而一跟随有V2集码字的G2组码字能从G2组同样码字中明确 地区分开，除非由V3集的码字跟随。换言之，当码字被指定给一信息 字时，G2组的每个码字可被使用两次。G2組的每个码字与V2集的任意 码字构成唯一的比特组合，它是不能从由同样码字和同样V3集的任意 码字所构成的比特组合中分开的。这意味着Gll组的138个唯一的 比特组合(码字)可被用于VI集，G12组的22个唯一的比特组合(码 字)和G2组的2x96个唯一的比特组合(G2组的码字与随后的码字的 结合)，总共得到352个有用的唯一的比特組合，以V2集，V3集和V4 集的码字形成的唯一的比特組合数目分别为352， 351和415。
图17以图解说明方式显示出属于G2组的码字178。这意味着下一 个码字属于V2集或V3集。码字178和下一个码字于是能够不含糊地确 定两个不同的信息字。在图17中，由V2集的码字(例如码字179)跟 随的码字178所确定的信息字和由V3集码字(例如码字180)跟随的 码字178所确定的信息字不同。码字179属于G11组，其结果是不管下 一个将被编码的信息字，码字179总是由VI集的码字相跟随，使得码 字179能确定不多于一个单个的信息字。码字180也是如此。信息字的 转换按如下进行
我们假定最后传递的码字是G2组的码字178，下一个码字则是属 于V2集或者V3集，取决于要被转换的信息字。假定该信息字确定了码 字179，这说明下一码字将属于VI集。VI集的哪一个码字被使用，由 要被转换的信息字确定。在本例中这是码字181。码字181属于G12组， 所以下一码字将属于V4集。这将是哪一个码字，则还将由要被转换的 信息字确定。在本例中这是码字182。码字182属于G2组，这说明， 根据对应于码字182的信息字，下一个码字来自V2集或者V3集。使用 V2集或者V3集的哪个码字取决于要被转换的信息字。在本例中，码字 182是由码字183跟随。码字183也属于G2组，所以，根据对应于码 字183的信息字，下一码字将来自V2集或者V3集，在此集中哪一个码 字被使用还是决定于将被转换的信息字。此时是码字184。按上面所说 明的方式，信息字的任何随机序列能被唯一地转换成码字序列。
在前面已经解释了可供使用的码字数目是靠将码字再分为第一和 第二类型的组而得以扩展的，类型确定编码状态，这些编码状态本身建立一码字集，从中选择一码字用于下一信息字的转换。这样，在编码状 态被第二类型组的码字所拟定的情况下，从中作出选择的码字集没有共
同的码字则是必须的。结果，可以把一个码字集的同样码字分配给不同
的信息字，只要适当地注意跟随此同样码字的码字属于没有共同码字 的不同集。对于本领域的技术人员来说，很显然，将所述的码字再分为 集和组以便获得能分配给多于一个的信息字的码字的方法还能够应用 于具有不同的任意个数比特的码字。各码字序列都不必满足具体的dk-限制。其它的限制是可能的，例如，正如在EP+0， 319， IOI(PHN 12， 339) 中所描述的。
如在此之前所说明的，更大量的可供使用的唯一的比特组合的出现 是基于这一事实，即多于一个的唯一的比特组合可用第二类型组(G2) 的码字来建立。通常，码字再分成组和集将被这样选择以使可供使用的 唯一的比特组合的数量大于不同的信息字数目。唯一的比特组合的这种 剩余额提供了对转换施加额外限制的可能性。
一种可能性是仅利用与不同信息字一样多的可供使用的唯一的比 特组合，在这种情况下，唯一的比特组合的剩余额允许对码字施加特定 的附加限制。
然而，对于一个或多个集最好把由来自相关集的二个码字形成的码 字对指派给多个信息字中的每一个，然后，按照某些转换准则，从码字 对中选择任何可供使用的码字，以便影响被调制信号的指定特性。
一种很有吸引力的可能性是影响被调制信号中的低频分量。这种影 响最好包括直流分量的最小化。这可通过确定在每个信息信号部分的末 尾的数字和值以及当信息被转换时选择这种码字来实现，从而在每个信 息部分末尾确定的数字和值将持续到某个参考值附近。这可通过向一些 信息字分配能引起数字和值的不同改变的码字对而实施。优选地，每个 码字对包含数字和值的改变对其具有相反符号的不多于两个的码字。在 最后的信息信号部分的末尾，对于给定的信号电平，一旦码字已被传递， 则码字可被选择成使其数字和值最接近于参考值。
另一种选择码字的可能性是这样选择码字，使对于在最后传递码字 的末尾处的给定的信号电平，由相关码字造成的数字和值变化的符号将 与码字传递前的数字和的值与参考值之间的差的符号相反。当从两个对 数字和值具有相反影响的码字中作出选择是可能的时候，那么，对要被传递的码字的选择，就可根据在每个信息信号部分的末尾的信号值、以 及与此末尾有关的数字和值和参考值之间的差值的符号而被简单地作 出。
图2对每个V1， V2， V3和V4集以图解的方式显示出分配给每个可 能的信息字的码字。在此图中，第一列(左边)示出全部可能的信息字 的字值。第二，四，六和八列示出分别分配给集Vl, V2， V3和V4的信 息字的码字。第三，五，七和九列分别以参考数字1， 2， 3和4示出由 相关码字确定的编码状态Sl， S2， S3和S4。在图2中不多于256个可 供使用的码字被用于集VI， V2, V3和V4中的每一集。类似于图2，图 3显示了在用于88个信息字的图2的表中没有显示的码字集，对这88 个信息字都被分配了一对两个码字。表示在图3的码字今后被标记为替 换的码字。码字是这样分配给信息字的，以使由替换的码字造成的数字 和值的改变与由图2的码字造成的数字和值的改变相反，图2的码字被 分配给包括整个"0"到"87"的字值。
需要指出，图3的全部集相等地包含许多码字。显然，对于一位普 通的技术人员都知道这并非必要的。同样可能的是这些集不一样大。
另外，可以看到，分配码字给信息字被选成这样，以使一方面，一 个码字和下一个码字的xl与x13比特的组合，另一方面，信息字之间 的关系是唯一的，因而译码可根据接收到的码字和下一码字的xl和x13 比特被唯一地实现。对于码字的分配，这意味着如果一码字在不同的集 中出现，那么这些相同的码字在不同集中代表同样的信息字。例如，具 有字值"2"的信息字在图2所示的VO和V2集中由"0010000000100100" 表示，而在V2和V3集中由"1000000000010010"代表。
没有必要去注意不同集的码字代表同样的信息字，这是没有必要 的，然而，这确实说明，在译码以重构原始信息字时，译码状态需要被 恢复。
对于信息字序列到码字序列的转换，将参考图4作进一步地说明。 列IW显示了从顶到底连续的m-bit信息字序列的字值。对于其字 值被包括于列IW中的每个信息字，显示了多个数据。列SW表示当码字 被传递(该码字是由于先前的信息字的转换而得到的)时所拟定的编码 状态。这个码字此后被称为先前的码字。SW列中的编码状态表示VI, V2， V3和V4码字集中的哪个集将被用于信息字的转换。列LB显示在信息信号末尾部分被调制信号的信号值，该部分对应于先前的信息字被
转换时获得的码字。此信号值今后被称为运行信息信号值。在列DSV中 显示了数字和值，它属于被调制信号的运行信号值，即运行被调制信号
列CW显示根据图2和3的列分配给列IW的信息字的码字。在一对 码字对被分配给一信息字的情况下，该对的二个码字被示出，即对应于 图2的表的该对的上面的码字，及对应于图3的表的该对的下面的码字。 列dDSV显示了由码字造成的数字和值的改变，假定运行被调制信号值 具有"H"值。
列DSVN显示了对于相关码字的新数字和值，此时该值是对于相关 码字被传递时的情况。列LBN通过逻辑"1"表示，属于码字的信息信 号部分的开始和末尾部分处的信号值是不同的。逻辑"0"表示相关信
息信号开始和末尾部分处的信号值是相同的。如果相关码字包含奇数个 "1"比特，即对应于信息信号部分的奇数个信号电平改变，那么在信 息信号部分的开始和末尾处的信号值是不同的。当码字中具有偶数个
"1"比特时，在信息信号部分的开始和末尾处的信号值是同样的。在 列SWN中，显示了在有关码字被传递的情况下将被建立的编码状态。 此处，列CS由星号"*"表示对于相关信息字哪个码字实际被传递。 示于列IW的码字序列的第一个(顶端)字具有字值为"2"。我们 假定当信息字序列转换起始时编码状态(列SW)是Sl，且被调制信号 以信号电平H开始，以及数字和值DSV等于0。在此情况下，对于上码 字，相关的DSVN值等于-6，而对于该对码字对的下码字，其DSVN值 是+10。当应用了这样的准则，即其DSVN值最接近可能的0参考值的 码字被传递时，对于具有"2"的字值的信息字，该字对的两个码字的 上码字被传递。这意味着对下一信息字(字值"8")编码状态变成S2。 在对应于被传递的码字之信息信号部分的末尾处，信号值是L,因而在 下一信息部分的开始处，信号值是L，如同在列LB中所显示的那样。 对于属于具有字值为"8"的信息字的码字对的上码字，其dDSV值等于 -6。这-6值适用于相关信息信号部分开始处的信号值是H的情况。 既然在所示的情况下此信号值为L，由该码字造成的数字和值的改变不 等于-6而是+6。这意味着DSVN变成等于0。对于该码字对的下码字 DSVN等于-18。对于上码字，DSVN的值是最接近于0值，因而是上码
值(running modulated signal value)。字被传递。接着，具有字值为"100"的信息字将被转换。不多于一个 的码字被分配给此信息字，因而对此信息字根据DSVN的选择是不可能 的。类似于上面所说的方式，具有字值"230" ， "0" ， "61"和"255" 的信息字被转换。每次进行被分配给码字对的一信息字的转换时，该特 定的码字是从码字对中被选取，使其DSVN最接近0值。按此方式，被 调制信号的直流电压电平基本上维持恒定电平，并且被调制信号的频傳 将不会显现任何低频分量。虽然码字集不是对每个信息字都可提供的， 但平均来说，对于全部待转换信息字的88/256，数字和值将仍然是可 能起作用的。事实上这些看来足以使低频分量不出现在被调制信号中。 在码字对中最好包括这种码字，它所造成的数字和值的改变为最大。一
方面，其优点在于可使数字和值变到它的最大值。另一方面，这意味着
对于不属于此码字对的码字所造成的数字和值的改变是相当小的，以及 这种码字对数字和值的影响是相当小的。
图5a以图解方式显示了藉实施按本发明方法所获得的被调制信号 频镨的低频部分。在图5b中，画出了 EFM-被调制信号频谙的相应的 低频部分。从图5a和5b可以看到，这两个信号的频谦基本上是相同的。 EFM-被调制信号和藉实施根据本发明的方法所获得的被调制信号的 dk-限制基本上也是相同的。在EFM-被调信号中每信息字的比特元数 等于17,而在根据本发明的被调制信号中它等于16。这说明如果根据 本发明的方法被实施，那么相对于EFM-被调信号可获得大约7%的信 息密度的增加，而无须以增加低频成分为代价以及对dk-限制作让步。 图6显示了按照本发明能实现上述方法的编码设备140的实施例。 此编码设备安排用来转换m-bit信息字l成为n-bit码字4，并且不同 的编码状态数可由s个比特表示。编码设备包括转换器60，用于把
(m+s+l) 二进制输入信号转换为(n+s+t)二进制输出信号。从转换器的 输入端，m个输入联到总线62以接收m-bit信息字。从转换器的输出 端，n个输出联到总线62以传递n-bit码字。另外，s个输入联到s-bit 的总线63以接收表示当前编码状态的状态字。状态字由緩冲存储器64
(例如取s个触发器的形式)来传递。緩冲存储器64有联到总线58的 s个输入端以用于接收要被存储在緩沖存储器中的状态字。为了传递要 被存储在緩存中的状态字，使用了被连接到总线58的转换器60的s个 输出端。总线62被连接到并行-串行转换器66的并行输入端，该转换器将 通过总线62接收到的码字4转换成串行的比特串，该比特串通过信号 线67提供给调制器电路68，它将此比特串转换为被调制信号7，并通 过信号线70被传递。调制器电路68可以是通常类型的，例如所谓的模 2求积器。
除了码字和状态字外，转换器向总线75求得每个收到的信息字和 状态字信息的组合，它表示
-对于相关状态字，分配给相关信息字的是码字还是一对码字对；
-对于每个这样分配的码字，由此码字造成的数字和值的dDSV改 变，在对应于此码字的信息信号部分的开始处的高信号值下这种改变是 应该出现的；
-在码字中"1"比特的个数是奇数还是偶数。
为了把信息传输到选择电路76,总线75连接到选择电路76的输 入端。
根据该信息，选择电路76传递一选择信号，用以指示馈送给总 线62的码字与所呈现的信息字的转换，是根据图2表中确立的关系、 还是根据图3表中确立的关系而进行的。此选择信号通过信号线"加 到转换器60。
转换器60可以包括一 ROM存储器，其中，根据状态字和加到转换 器输入端的信息字的组合所规定的地址，存储了图2和图3的表中所示 的码字。根据检测信号，存储单元的地址以对应于图2所示的表的码字 被选择，或者用对应于图3所示的表的码字来选择存储单元地址。
在图6所示实施例中，状态字存储在存储器60中。此外，也可能 藉门电路从传递到总线62的码字中只得出状态字。
转换器可不包括ROM，而是包括由门电路构成的组合逻辑电路。装 置中执行的操作同步以通常的方式用同步时钟信号可以实现，同步时钟 信号可用通常的(未示出)时钟发生电路得到。图7显示了选择电路 76的可能实施方案。形成总线75的信号线分成子总线80和子总线81。 通过子总线80，传送对于图2所示表中码字的dDSV的值，该码字是根 据接收的状态字和信息字的组合而被分配的。在图3所示的表包含对于 有关的状态字和信息字的组合的码字的情况下，通过子总线81传送对 于该表中的码字的dDSV的值。子总线80连接到算术电路82的第一输入端，算术电路82的第二输入端通过总线85接收存储在緩冲存储器 83中的DSV值。还有，算术电路的控制输入端通过信号线84接收控制 信号，该信号表示在对应于相关码字的信息信号部分的开始处，信号 值是具有高值H还是低值L。信号线84上的信号是借助于例如触发器 获得的。触发器的状态一直与码字被传递时的状态相适应，这种适应性 是根据信号所指示的被传递的码字中具有逻辑值"1"的比特数是奇数 还是偶数而出现的。这个信号由转换器60传递，并在构成总线75的信 号线中的一条线上被提供。算术电路82是通常类型之一，根据控制信 号分别从或对DSV值(通过总线85所接收的)减去或加上dDSV值(通 过总线80所接收的)。
选择电路76还包括算术电路86，它与算术电路82类似，根据信 号线84的控制信号，把通过总线81接收的dDSV值加到通过总线85接 收的DSV值上，或者从DSV减去dDSV。由算术电路82和86执行的运 算结果，分别通过总线87和88提供给判决电路89和多路转接电路90。 这些结果表示，如果一码字对已经被分配给当前的状态字，则新的数字 和值改变DSVN，它将在码字对的两个不同的码字传递时被得到。判决 电路89是通常的类型，根据通过总线87和88接收的DSVN值，它决定 两个接收到的值中哪一个更接近参考值，而且此电路89根据该结果送 出一个决定信号到信号线91。当从码字对的两个码字作出选择时，此 决定信号指示两个码字的哪一个将被传递。此决定信号通过与门92加 到信号线77上。在没有码字对而仅有一个码字是可供使用的情况下， 信号线77上的信号指出，按照图2所示的表传递的信息字是要被转换 的。为实现这一点，与门92的第二个输入提供有从总线75来的信号， 该信号指示对于呈现的状态字和信息字的组合，可供使用的是单个码 字还是一个码字对。
信号线77也连接到多路转接电路90的控制输入端上。根据其控制 输入端上的信号，多路转接电路90传递从总线87和88接收的DSVN值 到属于传递码字的输出端。多路转接电路90的输出端耦合到緩冲存储 器83。緩冲存储器的装栽是以通常方式控制的，以便当选中的码字被 传递时，由多路转接电路传递的DSVN值被存储到緩沖存储器83中。
在所述的编码设备的实施例中， 一码字集对于呈现的信息字是可供 使用的情况下，码字是从码字对中选择，当相关码字被传递时，此码字的数字和值最接近预定的参考值。另一种从码字对中选择码字的可能 性，是选择这样的码字，即，由码字的传递造成的、其数字和值改变的 符号，与在码字传递开始时的数字和值的符号相反。
图8所示是按照本发明的编码设备的实施例，其中码字是根据所述 的准则选取的。编码设备再次安排用于转换m-bit信息字l成为n-bit 码字4，而不同的编码状态数能够由s个比特表示。编码设备包括转换 器50，用于将(m+s+l)二进制输入信号转换成(n+s) 二进制输出信号。 从转换器输入端，ra个输入端被连接到用于接收m-bit的信息字的总线
51。 从转换器输出端，n个输出端被连接到用于传递n-bit码字的总线
52。 还有，s个输入端被连接到用于接收状态字的s-bit总线53，状态 字表示瞬间的编码状态。状态字依靠例如由s个触发器组成的緩冲存储 器而被传递。緩冲存储器54具有s个输入连接到总线以接收准备装栽 到緩冲存储器的状态字。为传递准备装载到緩沖存储器的状态字，转换 器50的s个输出端被使用。
总线52连接到并/串转换器56的并行输入端，转换器56把通过总 线52提供的码字转换成为要通过信号线57加到调制器电路58的比特 串，调制器电路把此比特串转换成为将通过信号线40传递的被调制信 号7。调制器电路58可以是一种通常类型，例如模2求积器。被调制 信号7被加到通常类型电路以得出被调制信号7的运行数字和值。电路 59传递取决于所确定的数字和值的信号Sdsv，信号Sdsv指示是码字 根据图2中确定的关系将被转换、还是呈现的信息字根据图3中确定的 关系被转换。除了在转换器50中仅有码字和相关状态字需要被存储外， 转换器50可以与转换器60是类似类型。在图8的实施例中，通过总线 75利用转换器供给决定电路76的信息是冗余的。
为了使操作同步执行，设备包括通常类型的时钟产生电路41,以 产生时钟信号用于控制并/串转换器58,以及用于控制緩沖存储器54 的装栽。
优选地，被调制信号7包含同步信号部分，它具有不会在信息信号 部分的随机序列中出现的信号图案。加法可通过插入同步字到n-bit的 码字序列来实现。图9示出了二个26-bit的同步字IOO和101,它们 杰出地适合用于与图2和图3所示的码字的组合。这些同步字每个包含 两个10比特的具有逻辑"0"值的序列由一个具有逻辑"1"值的比特隔开。对于这两个同步字IOO和101,仅仅是码字第一个位置(xl)处 的比特的逻辑值不同。两个码字中的哪一个被插入，取决于紧接在被插 入的同步字前的码字所确定的编码状态。在编码状态Sl被确定的情况 下，以3个具有逻辑"0"值的比特开始的同步字101被插入。因为决 定编码状态Sl的码字至多以具有逻辑"0"值的一个比特结尾，因此， 当进行从码字到同步字的转变时，以d=2和k=10的dk-限制得以满足。 在编码状态S4被确立的情况下，同步字100被插入。因为建立编 码状态S4的码字以具有逻辑"0"值的最小6个比特和最大9个比特结 尾，因此，在从码字到同步字转化时以d=2和k=10的dk-限制再次被 满足。
在编码状态S2被确立的情况下，同步字101被插入。此同步字中 比特组合xl.xl3等于0. 0。在编码状态s3被确定的情况下，同步字 100被插入。在此同步字中比特组合xl.xl3等于1.0。在确立编码状态 S2的码字后跟随的同步字中，该比特组合xl.xl3总是为0.0，而对于 一个跟随着确立状态S3的码字的同步字，比特组合xl.x3总是为1.0， 因而一相关信息字根据该码字和下一个码字总是明确地被建立。
同步字100和101都以具有逻辑"1"值的比特结尾，这表明跟随 在两个同步字中任何一个字后面的码字要从VI集中被选出，以使在从 同步字到下一码字的转变时以d-2和k=10的dk-限制总是能被满足。 这意味着随着码字的每次传递，码字状态S1被确立。
图10所示为示于图6的编码设备的修改，利用它，同步字可按上 面所描述方式被插入。在图10中与图6的相同的部件以相同的参考字 符表示。修改涉及具有分别用于存储两个同步字100和101的两个存储 单元的存储器103。存储器103包括寻址电路，用于根据通过总线63 被加到存储器103的地址输入端的状态字对两个存储单元中的任何一 个进行寻址。寻址存储单元中的同步字通过总线104被送到并/串转换 器105，转换器105的串行输出被送到电控交换单元106的第一输入端。 信号线67连接到交换单元106的第二输入端。编码设备受通常类型的 控制电路107的控制，它交替地使编码设备进入第一或者第二状态。在 第一状态预定数目的信息字被转换为码字，这些码字通过交换单元106 以串行方式被送到模2求积器68。在从第一到第二状态转变时，信息 字的转换被中断，而由状态字确定的同步字由存储器103传递，经并/串转换器104和交换单元被加到模2求积器68上。另外，在从第二到 第一状态转变时，在控制电路107的控制下，緩沖存储器以相应于编码 状态Sl的状态字被装栽，接着信息字到码字的转换重新开始，直到编 码设备再一次被控制电路107带进第二状态。
对于插入同步字，示于图8的编码设备以类似于图IO所示的适应 方式而能,皮适应。
图11显示了根据本发明的译码设备150的实施例，它用于将藉上 述方法之一获得的被调制信号重新转换为信息字序列。译码电路包括模 2差分器110，用以把被调制信号转换为比特串，其中具有逻辑"1"值
者相反，以及其中每个具有逻辑"0"值的比特元代表二个具有同样信 号值的相继的比特元。这样得到的比特串被送到二个串联的移位寄存器 上，每个的长度相应于一个n-bit码字的长度。移位寄存器111和112 的内容经由并行输出端被提供到各自的总线U3和1"。译码设备包括 一个(n+p)到m-比特转换器115。呈现在移位寄存器112上的所有n个 比特通过总线114加到转换器115的输入端。从呈现在移位寄存器111 上的n比特中，p个比特被加到转换器115上，此p比特与移位寄存器 114上的n比特一起，唯一地确定一个信息字。转换器1"可包括带有 查找表的存储器，它包含对每个允许的比特组合的m-bit信息字，此比 特组合由n-bit码字的n个比特和跟随此码字后的比特串部分的预定的 P个比特构成。然而，转换器也可由门电路实现。
由转换器115执行的转换可借助于同步电路117以通常方式被同 步，使得完整码字在移位寄存器112中每装载一次，信息字就出现在转 换器的输出端上，这个信息字对应于加到转换器115输入端上的比特组 合。
优选地，连接到总线113和114的同步字检测器116用于检测对应
于同步字的比特图案，并被用于同步。
图16以图解方式显示了可根据上述的本发明的方法而获得的一种 信号。此信号包含q个连续的信息信号部分16Q的序列，这里q是一整 数，此信号部分代表q个信息字。在信息信号部分之间插入了同步信号 部分，其中之一在图16中被标记为161。多个信息信号被详细示出。 每个信息信号部分160包含n个比特元，在本例中是16，它具有第一(低)信号值L或第二 (高)信号值H。由于由码字构成的并由被调制 信号表示的比特串满足dk-限制，因此具有相同信号值的连续比特元数 至少等于d+l而至多等于k+l。由于对取决于数字和值的码字的选择， 在信号的任意点，具有第一信号值的比特元数和具有第二信号值的比特 元数之差的运行值，对于先于此点的信号部分基本是常数。对应于第一 类型组的码字的每个信息信号部分唯一地确立了一个信息字。在图16 中，例如这是对应于码字"0100000001000010"的信息信号部分160c。 此码字唯一地确立了具有字值"121"的信息字。每个表示第二类型组 码字的信息信号部分，与相邻信号部分一起唯一地表示了一信息字。 显示于图 16 的信息信号部分 160a对应于码字 "00010000000100100"。此码字可以确立具有字值"24"和具有字值 "34"的两个信息字。哪个信息由此码字实际被确定则取决于该比特串 的紧接跟随部分的第一和第十三比特位置处的逻辑值，如果这些位的逻 辑值都等于0，那么具有字值"24"的信息字被确立。如果这些比特不 等于0，则具有字值"34"的信息字被确立。在图16中由信息信号部 分160a确立的码字后面，第一和第十三比特位置处的比特值都等于0, 所以具有字值"24"的信息字被确立。由信息信号部分160b确立的码 字和由信息信号部分160a确立的码字相同。然而，由信息信号部分160b 表示的码字后面紧接跟随其第一比特具有逻辑"1"值的同步字，因而 具有字值"34"的信息字现被确立。
图12用示例表示了按照本发明的记录栽体120。所示记录栽体是 一种光学可检测型的。记录载体也可以是另外的类型，例如，磁性可读 出型。记录栽体包含排列在记录道121上的信息图案。图13中显示的 是记录道121的部分122的高倍放大。示于图13的记录道部分121中 的信息图案包括例如以光学可检测标记形式的第一区U3，和例如两个 标记之间的中间地带的第二区124。第一区和第二区沿记录道125方向 交替排列。第一区123呈现第一可检测特性，第二区U4呈现能与第一 可检测特性区分出的第二特性。第一区123表示具有一种信号电平(例 如低信号电平L)的被调制二进制信号7的比特元l2。第二区124表示 具有另一种信号电平(例如高信号电平H)的比特元11。记录栽体12 可以通过首先产生被调制信号、然后以信息图案提供给记录栽体而获 得。如果记录栽体是光学可检测型，则记录栽体可根据被调制的信号7而用本来已熟知的制作主盘和复制品技术来获得。
图14显示用于记录信息的记录设备，其中使用了按照本发明的编 码设备，例如，示于图6的编码设备140。在记录设备中用于传递被调 制信号的信号线被连接到用于写入头142的控制电路141，可写型记录 载体143沿写入头移动。写入头142是通常类型的，能够在记录载体 143上引入具有可检测的变化的标记。控制电路141也可以是通常类型 的，根据加到控制电路141上的被调制信号产生用于写入头的控制信 号，使得写入头引入相应于被调制信号的标记图案。
图15显示一读出设备，其中使用了按照本发明的译码设备，例如， 示于图11的译码设备153。读出设备包括通常类型的读出头，用于读 出按照本发明的记录载体，此记录栽体栽有相应于被调制信号的信息图 案。然后读出头150根据由读出头1S0读出的信息图案产生被调制的模 拟读出信号。检测电路152以通常的方式把读出信号转换为二进制信号 并将其加到译码电路153。
权利要求
1. 一种记录载体，包括具有材料区域的轨道(121)，该材料区域包括在轨道的方向上交替的第一和第二区域(123、124)，第一区域(123)呈现第一可检测的特性，第二区域(124)呈现与第一特性不同的第二可检测的特性，该第一区域(123)代表调制信号的第一信号值(L)以及第二区域(124)代表调制信号的第二信号值(H)，该轨道包括一种连续材料部分(160)的序列，每一部分代表了一个信息字，在此轨道中，每个材料部分(160)具有代表具有第一或第二逻辑值的n个比特元的单元，第一区域(123)与第二区域(124)的转变代表具有第二逻辑值的比特元，无所述转变的材料部分(160)的部分代表具有第一逻辑值的比特元，特征在于，所述材料部分是从至少一个第一类型组(G11、G12)和至少一个第二类型组(G2)中选择的，其中属于第一类型组的每个材料部分唯一地代表了一个信息字，以及属于第二类型组的每个材料部分与相邻材料部分中预定位置处P个比特元的逻辑值相结合，代表了唯一的信息字，由此使得属于第二类型组的一个材料部分代表多个信息字，在该信息字中各个信息字由所述逻辑值区别。
2. 如权利要求1所述的记录载体，特征在于，每个具有相同信号 值的连续比特元的数最小是d+l，最大是k+l，并且在轨道的任意点，此点之前的轨道部分中具有第一信号值的比特元和具有第二信号值的 比特元数目之差的运行值是被限制的。
3. 如权利要求2所述的记录载体，特征在于，n等于16， d等于 2和k等于10。
4. 如权利要求3所述的记录载体，其中所述预定的组(Gll， G12) 由第一子组(G11)和第二子組(Gl2)构成，所述第一子组(Gll )由在3个至11个具有第二可检测特性的单 元之后以一个或至多两个具有第一可检测特性的单元结束的材料部分 和由在3个至11个具有第一可检测特性的单元之后以一个或至多两个具有第二可检测特性的单元结束的材料部分构成；所述第二子组(G12)由在3个至11个具有第二可检测特性的单 元之后以7个至IO个具有第一可检测特性的单元结束的材料部分和由 在3个至11个具有第一可检测特性的单元之后以7个至10个具有第 二可检测特性的单元结束的材料部分构成；第二组(G2 )由在3个至11个具有第二可检测特性的单元之后以 3个至6个具有第一可检测特性的单元结束的材料部分和由在3个至 11个具有第一可检测特性的单元之后以3个至6个具有第二可检测特 性的单元结束的材料部分构成。
5. 如权利要求1、 2或3所述的记录载体，特征在于，所述轨道 (7)包括具有相同结束部分的相互不同同步材料部分(161)和不发生在连续材料部分(160)的序列中的材料图案，唯一的信息字由第二 组(G2)的材料部分结合相邻的同步材料部分(161)来确定。
6. 如权利要求1所迷的记录载体，特征在于，P等于2。
全文摘要
一种记录载体，包括具有材料部分的轨道(121)，该材料区域包括在轨道的方向上交替的第一和第二区域(123、124)，第一区域(123)呈现第一可检测的特性，第二区域(124)呈现与第一特性不同的第二可检测的特性，该第一区域(123)代表调制信号的第一信号值(L)以及第二区域代表调制信号的第二信号值(H)，该轨道包括一种连续材料部分(160)的序列，每一部分代表了一个信息字，在此轨道中，每个材料部分(160)代表具有第一或第二逻辑值的n个比特元，第一区域(123)到第二区域(124)的转变代表具有第二逻辑值的比特元，无转变的所述材料部分(160)部分代表具有第一逻辑值的比特元，特征在于，所述材料部分是从至少一个第一类型组(G11、G12)和至少一个第二类型组(G2)中选择的，其中属于第一类型组的每个材料部分唯一地代表了一个信息字，以及属于第二类型组的每个材料部分与相邻材料部分中预定位置处P个比特元的逻辑值相结合，代表了唯一的信息字，由此使得属于第二类型组的一个材料部分代表多个信息字，在该信息字中各个信息字由所述逻辑值区别。
文档编号H03M7/14GK101546567SQ20091011796
公开日2009年9月30日 申请日期1995年2月1日 优先权日1994年2月15日
发明者肖汉默因明克 K·A· 申请人:皇家菲利浦电子有限公司