专利名称：调制方法和解调方法及调制装置和解调装置的制作方法
技术领域：
本发明关于调制方法和解调方法，以及调制装置和解调装置，该方法和装置适用于例如在存贮媒体上对数据进行数字记录以及从存贮媒体上复制数据。
尤其特别的是，用于本发明的调制代码是一可变长度代码，以m比特为单位的记录数据被转换为以n比特为单位的一个记录代码。
在一磁记录系统中，通常信号具有不同的频率特性，并且在高频带中恶化。这起因于磁头隙的损耗、磁头与记录媒体之间空隙的损耗、由记录媒体厚度所产生的损耗、旋转变压器中的低频带损耗等等。此外，诸如相邻磁道间的串音噪声，由记录媒体所产生的噪声以及重写噪声之类的噪声也是引起随机误差的原因。同时，在一光记录系统中，其输出大致与一光截止频率(2NA/λ)成线性地减小，该截止频率取决于光源的波长以及透镜的数值孔径。为了不考虑这些损耗和噪声精确地记录和复制数据，数字信息应该在其调制之后记录到一记录媒体上，从而它可能与一记录和复制系统兼容，所述系统允许大量信息被稳定地记录。为此目的，根据预定的规则实行数据(记录信号)的信道编码。
一种信道编码方法是分组编码。分组编码根据予定的编码规则，将一数据序列分为mxi比特的信息组，并将每一数据字转换为nxi个信道比特的一个信道码。当i＝1时，该信道码是一个固定长度的代码，但当i大于1并且约束长度r大于1时，该信道码是一个可变长度代码。分组码也被称为(d，k;m，n;r)码，这里，d是0的最小运行数，而k是0的最大运行数。
1989年9月5日公开的日本专利申请特开昭No.Heisei01-221919，名称为“VariableLengthCodeConvertingMethod”(可变长度代码转换方法)中揭示了分组编码。根据该可变长度代码转换方法，0的运行数在一代码字的开始和最后是受限的，并且选择可均匀译码的代码字。因此，代码具有最小的磁化反转距离(Tmin)，它是传统(2，7)RLL代码的距离的1.33倍，是MFM的距离的2倍。
特别是，根据可变长度代码转换方法，最小数据长度m为m＝2，最小代码字长度n为n＝6，代码字长度数rmax为rmax＝4，经过转换之后，连续代码字的一个二进制代码字串的“0”的运行数目被限制为大于等于5而小于等于16(d，k)。这种可变长度代码被用作一个代码字的条件包括除了在一个代码字之内要满足(d，k)限制的三个条件，从而能准确判定一个代码字的边界并且能均匀一致地对一个代码字进行译码之外，还要满足一个额外要求，即代码字从包含有最多个“1”的代码字中优先分配，从而平均磁化反转距离可以减小。
在日本专利申请特开昭No.Heisei01-221920，Heisei01-221921，Heisei01-221922，Heisei01-221923以及Heisei01-221925中揭示了类似的分组编码技术，上述所有申请都是在1989年9月5日公开的。
在现有技术文献中所公开的可变长度代码与本发明所采用的可变长度代码相比，其缺点是检波窗口宽度Tw较窄，并且译码时的检波效率较低。
另一种分组编码技术公开于日本专利申请特开昭No.Showa59-160357，
公开日为1983年3月3日，名称为“CodingandDecodingMethodsforBinaryData(二进制数据的编码和译码方法)”，其中，2位的二进制数据被转换为一个5位的变换码，在使得磁化反转距离的最大值为HDM-3的同时，将检波窗口宽度增大到0.4T，从而允许以高密度来记录和复制数据。
尤其特别的是，根据分组编码技术，与一个时钟信号同步，二进制数据被陆续输出到作为一个10位的串/并行寄存器的并行输出的端口。一个编码器在其输入端接收来自该串/并行寄存器的输出端的数据，根据一个编码算法产生一个5位的变换码，并将其输出到5位的输出端。该5位变换码被输入到一个5位串/并行寄存器，一个变换码串由此被输出到它的一个输出端。
然而，该编码方法并不涉及一个可变长度代码，而是涉及一个固定长度代码，并且采用与本发明中所用的可变长度代码类似的一个代码。然而，产生该代码的算法是很复杂的，因而，其硬件结构也很复杂。
再一种分组编码技术揭示于“Propsalof(3，19;4，9;3)Code”((3，19;4，9;3)代码的提出)，1989年电子信息通讯协会的春季全国会议的论文集，该篇文章描述了作为(3，k)可变长度代码的一个具体实例的一个(3，19;4，9;3)代码。该代码在(最小磁化反转距离Tmin方面优于(2，7)RLL代码和2/3代码，在TminxTw(最小磁化反转距离x检测窗口宽度)方面优于(2，7)RLL代码。值得注意的是，代码被推测用于一个磁光系统时特性估计揭示于1990年的电视学会公报(TelevisionSocietyBulletin)44卷，第10期，第1369-1375页。
上面所描述的传统代码有一个要点，即最小运行数目d的值很低(d＝2)，并且最小反转距离Tmin很小。记录媒体，特别是光记录媒体，通常在高频带中的复制输出的恶化是显著的，为了获得高密度的记录，需要增大d的值，并且增大最小反转距离Tmin。
另一方面，如果d的值增大，那么m的值被增大，并且约束长度r的值也被增大。结果，传统的代码具有另一特点，即用于将数字数据转换为一个可变长度代码的转换表的尺寸增大。
进一步而言，在可变长度代码的情况下，由于变换码在记录数据中是不同的，因而可能超出一个分组的长度。在这种情况下，当试图完全在一个分组内解调一个代码时，除非对调制码采取某些措施，否则，超出一个分组长度的变换码可能导致译码失效，或者导致解调结果中出现误差。进一步，当跨过两个分组进行解调时，如果试图从一个分组的中间部分开始解调，由于没有前一分组的代码，就会出现解调的失败。
本发明的一个目的是提供一相可变长度代码(d，k;m，n;r)，它能提供一个较大的最小反转距离Tmin，从而允许比以往更高密度的记录。
本发明的另一个目的是提供一个调制方法和一个解调方法，它们能阻止约束长度r变长，从而阻止变换表在尺寸上变大，并且增大同样的符号顺序出现在其中的最小长度d，从而增大最小反转距离。
本发明的进一步目的是提供一个调制装置和一个解调装置，由此能以必要并且最小的冗余实现一个可变长度调制码的调制和解调，并且在固定长度的一个分组内不丢失信息。
为了达到上面所描述的目的，根据本发明的一个方面，提供了一个调制方法，用于将一个基本数据长度为m位的数字数据调制为一个基本数据长度为n位的一个可变长度代码(d，k;m，n;r)，在该方法中，在两个相邻的数字数据之间的距离用T来表示，可变长度代码的最小反转距离Tmin大于或等于2.0T，并且一个相同符号的运行的最小长度d大于或等于4。
根据本发明的另一方面，提供了一个调制方法，用于将基本数据长度为m位的数字数据调制为基本长度为n位的一个可变长度代码(d，k;m，n;r)，在该方法中，每当数字数据的基本数据长度m变化预定的位数时，根据至少两个预先确定的不同的变换表，可变长度代码的基本代码长度变化至少n1位或n2位，n1与n2不同。
根据本发明的另一方面，提供了一个调制装置，用于将基本数据长度为m位数字数据调制为基本数据长度为n位的一个可变长度代码(d，k;m，n;r)，所述调制装置包括第一转换装置，用于输入数字数据，并且根据第一转换表将该输入数字数据转换为一个第一代码串，第二转换装置，用于输入数字数据，并且根据第二转换表将该输入数字数据转换为一个第二代码串，多路装置，用于接收来自第一转换装置的第一代码串和来自第二转换装置的第二代码串，以及计时管理装置，用于输入数字数据信号，以一个同步信号为基础检测该输入数字数据的一个分组的边界，并且在检测了一个分组的边界后，向多路装置输送一个控制信号，从而使得多路装置的输出从第一转换装置的第一代码串变化为第二转换装置的第二代码串。
本发明的上述和其它目的、特征和优点在结合附图所作的进一步描述及权利要求中将一目了然。在附图中，相同的部件或单元用同样的参考符号来表示。
图1是表示用于本发明的调制方法中的基本代码的表;
图2是表示使用图1的基本代码所得到的有效代码数的表;
图3是表示用通过图1的基本代码将数字数据转换为一个代码字的表的表;
图4是表示当约束长度变化时所得到的代码字的数目的表;
图5是表示在不同的调制方法中包括最小反转距离Tmin和最大反转距离Tmax的不同参数的比较的表;
图6示出了本发明的调制方法和一个传统的调制方法的比较;
图7是采用本发明的一个编码装置的方框图;
图8是显示图7的编码装置的操作的时序图;
图9是采用本发明的解调装置的方框图;
图10是表示用于2-4转换的基本代码的表;
图11是表示用于2-5转换的基本代码的类似的表;
图12是表示当一个代码字以2-4转换的基本代码开始时的有效代码数的表;
图13是表示当一个代码字以2-5转换的基本代码开始时的有效代码数的类似的表;
图14是表示当一个代码字以图12所示的基本代码(2-4)开始时所用的表的表;
图15是表示当一个代码字以图13所示的基本代码(2-5)开始时所用的表的类似的表;
图16是表示包括图14和图15中的代码字的最小反转距离Tmin和最大反转距离Tmax的各种参数的表;
图17是采用本发明的调制装置的方框图;
图18是显示调制装置的操作的一个时序图;
图19是采用本发明的另一解调装置的方框图;
图20示意地表示了一个变换输入数据长度和一个分组长度之间的关系;
图21示出了在其中数据的解调失败或解调过程中产生了误差的一实例;
图22是采用本发明的另一调制装置的方框图;
图23是采用本发明的再一个解调装置的方框图;
图24是表示用于图22和图23的调制装置和解调装置的表的内容的表;
图25是一个示意图，它示出了在解调过程中数据的规则解调。
首先描述采用本发明的一个可变长度代码(4，22;2，5;5)的调制和解调。
在本发明的调制方法中，基本数据长度为2位的数据字被转换为基本代码长度为5位的代码字。一共有六个基本代码被用作这种基本代码。换句话说，数字数据通过组合六个基本代码被转换为一个可变长度的代码字。
图2示出了采用基本代码所得到的有效代码的数目。特别是当约束长度r被依次增加为1，2，3，4和5时，所需要的代码字的数目N变化为4，8，16，28和32。同时，能被实际采用的代码字的数目变化为2，4，9，20和34。因此，数目N与M的差D，即N-M变化如2，4，7，8和-2。结果，采用代码字直到约束长度r增加到5，原先的数字数据可以被转换为具有特定量的代码字。
图3示出了用于采用图1所示的基本代码将数字数据转换为一个代码字的表。由图3可以看出，基本数据长度为2位的数字数据被转换为基本代码长度为5位的一个代码字。例如，数据“11”被转换为代码“00000”，而数据“10”被转换为另一代码“10000”。同样具有4，6，8和10位长度的数据被分别转换为具有10，15，20和25代码长度的代码字。
由图3可以看出，当数字数据为“11”时，代码字为“00000”。因此，在没有特定规则的情况下，如果在数字数据中顺次出现逻辑1(符号)，那么在代码字中则顺次出现逻辑0。在这种例子中，代码字为(4，10;2，5;5)，并且，当约束长度r变化时，所得到的代码字的数目发生变化，如图4所示。如果逻辑0顺次无限地出现，则很难检测本身时钟。因此，在本发明的调制和解调方法中，当在数字数据中顺次出现6位逻辑1时，该数据被转换为代码“000010000100000”。
图3所示代码字的最小反转距离Tmin(＝(m/n)(d+1)T)、最大反转距离Tmax(＝(m/n)(k+1)T)、数据检波窗口宽度Tw(＝(m/n)T)，Tmin和Tw的乘积以及Tmax和Tmin的比值如图5所示的表的VFM栏所示的那样。这里，T是相邻数字数据之间的距离。在图5中，同样也示出了当最小数目d的值为3(3Z)和在EFM情况下的这些数值，从这些数值的比较可以看出，在本发明的调制和解调方法中，最小反转距离Tmin为2.0T，这个值比3Z和EFM时的值要大。
图6示出了MTF和规一化空间频率(NA/λ)之间的关系。如图6所示，当规一化空间频率增大(当频率变高)时，MTF减小。在图6中还表示了当根据EFM、3Z和VFM系统以相同密度记录代码时的归一化空间频率的范图。在EFM的情况下，归一化空间频率的范围从0.43至1.57，但在VFM的情况下，归一化空间频率的范围从0.24至1.1。因此，为了实现一个相等的记录密度，VFM所用的频率要低于EFM所用的频率。换句话说，以较高的密度进行记录是可行的。应指出，图6的括号中所示的倍数(3.0倍)表示相对于一个普通CD(高密度盘)的线性密度的倍数。
图7示出了采用本发明的一个编码装置。所示出的编码装置包括一个移位寄存器1，数字数据与数据时钟信号同步被连续地输入到该寄存器1。在本实施例中，10位的数字数据被存贮在移位寄存器1中。从移位寄存器1中输出的数据被提供给一个编码器2，该编码器2根据这一数据识别约束长度r。编码器2将由移位寄存器1中所提供的数据输出给选择器3。
选择器3将移位寄存器1通过编码器2所提供的数字数据，根据由编码器2输出的约束长度r的判定结果，提供给ROM4-1至ROM4-6中所选定的一个。图3的表中所示的用于将2位的数据转换为5位的代码的一个表被事先存贮在ROM4-1中。与此类似，将4、6、8和10位长度的数字数据转换为10、15、20和25个代码长度的转换表被分别事先存贮在ROM4-2至4-5中。此外，当在输入数字数据中顺次出现6位逻辑1时所用的转换表被事先存贮在ROM4-6中。
多路复用器5合成ROM4-1至ROM4-6的输出，并将所合成的信号输出给缓冲器6。从缓冲器6中所读出的信号被提供给一个格式器7。时钟产生电路8产生一个与数据时钟信号同步的信道时钟信号，并将该信道时钟信号提供给缓冲器6。
在运行中，编码器2接收存贮在存位寄存器1中的10位数据，并且判定所接收到数据的约束长度r。接着，该编码器根据所判定的结果控制选择器3，使得输入数字数据被提供给ROM4-1至ROM4-6中所选定的一个。当约束长度r被判定为1时就将2位的数据提供给ROM4-1。该数据或者为“11”，或者为“10”。根据ROM4-1中所存贮的表，数字数据“11”被转换为代码“00000”，数字数据“10”被转换为另一代码“10000”。
另一方面，当输入数字数据为例如“0111”时，其约束长度r被判定为2，并且该数据被提供给ROM4-2。然后，根据存贮在ROM4-2中的表，该数字数据被转换为代码“0100000000”。
图3中所示的其它数字数据以类似的方式被转换为相应的代码。
图8示出了这种转换的一个例子。如果假定输入数字数据为十六进制的18D2(图8(a))，其二进制数据为“0001100011010010”(图8(b))。编码器2按下面的方式来判定输入的二进制数据的约束长度r。在这一例子中，与第一个2位“00”相应的数据不存在。因此，判定在表中是否存在将后继的2位加入到第一个2位所得到的一个总的4位数据“0001”。由图3可以看出，这个数据在表中也不存在。
因此，再加另外2位数据，判定表中是否存在6位的数据“000110”。由于该数据在图3所示的表中也不存在，因而再加2位。该8位数据“00011000”在图3表中的约束长度r＝4中存在。因此，约束长度被判定为r＝4，选择器3将据数“00011000”提供给ROM4-4。然后，根据存贮在ROM4-4中的表将该数据转换为代码字“01000010000000100000”(图8(c))。
随后的两位数据“01”在图3中不存在，因此再进一步加上2位。由于数据“0100”在图3中的约束长度r＝2中检测到，因此将其提供给ROM4-2。然后，该数据被转换为代码字“0000100000”(图8(c))。
接下来的数据“10”被提供给ROM4-1，因为其约束长度被检测为r＝1，该数据被转换为一个代码字“10000”(图8(c))。
以这种方式由ROM4-1至ROM4-6所转换的代码字被提供给多路复用器5，由此被合并为一个连续的代码。如上所述，在第一个20位、接下来的5位、随后的10位以及最后5位处存在代码字的界限(图8(d))。
由多路复用器5所合并的代码字被与信道时钟信号同步地传送给缓冲器6并存贮于其中(图8(f))。接着，该代码字从缓冲器6读出，并提供给格式器7。格式器7交错由缓冲器6向其提供的代码字，并且在该交错的代码字中加上一个误差校验代码和/或一个同步信号，从而产生一个具有预定格式的代码。然后，该代码输出到一个记录电路(没有示出)。因而，产生了一个记录信号(图8(e))，其中每当出现逻辑1时，电平翻转。该记录信号记录在记录媒体上，诸如磁盘或磁光盘。
图9示出了一个采用本方明的解调装置。从一记录媒体上复制的一个代码字被提供给选择器22，一个转换长度判定电路21判定代码字的转换长度，并且控制选择器22。选择器22根据转换长度判定电路21的输出将输入的代码字提供给组成ROM23的ROM23-1至23-6中所选定的一个。与图3所示的表相反的表被存贮在ROM23-1至23-6中。特别是用于将图3所示的代码译码为原始数字数据的转换表被存贮在ROM23-1至23-6中。
多路复用器24将从ROM23-1至23-6中读出的数据进行复合，并将所复合的数据输出到一个缓冲器25，由缓冲器25所读出的数据被提供给一个变形器26并被变形，所变形的数据被提供到一个电路(没有示出)。
基准时钟产生电路27产生一个与输入其中的代码字同步的基准时钟信号，并将其输出给缓冲器25和一同步检测电路28。该同步检测电路28根据由基准时钟产生电路27提供的基准时钟信号检测代码字的同步信号的位置。代表所检测的位置的一个信号被提供给ROM23。
在运行过程中，转换长度判定电路21判定输入的一个代码字的转换长度，并且根据判定结果来控制选择器22。结果是基准代码长度为5位的一个代码字被提供给ROM23-1，而基准代码长度为10位的另一代码字被提供给ROM23-3。与此类似，基本代码长度为15位、20位或25位的一个代码字被分别提供给ROM23-3至23-5。此外，当输入代码字是码长为15位的“000010000100000”时，它被提供给ROM23-6。
ROM23-1至23-6根据其中所存贮的相应的表将输入其中的代码字译码为原始的数字数据。由ROM23-1至23-6所译码的数字数据经过多路复用器24合并，并且写入到缓冲器25中。然后，由缓冲器25中所读出的数据被提供给变形器26，由该装置对数据进行误差校正、去交错以及分离同步信号之类的处理，在变形器中经过如此处理后的信号被提供给没有示出的电路。
由目前所作的描述可知，根据本实施例的调制方法，由于一个可变代码长度的最小反转距离大于等于2.0T和同样符号的运行最小长度大于或等于4，因此，与传统的调制方法相比，可实现较高密度的记录。
此外，根据本发明的调制装置，由于最小反转距离大于或等于2.0T和同样符号的运行最小长度大于或等于4的一个可变长度代码被存贮在多个表中，而且根据数字数据的约束长度选择其中的一个表，因此用一个简单的结构可以迅速得到允许高密度记录的一个代码。
此外，根据本实施例的解调装置，由于存贮了多个用于将最小反转距离大于或等于2.0T和同样符号的运行的最小长度大于或等于4的一个可变长度代码转换为数字数据的表，并且根据可变长度代码的转换长度选择其中的一个表，因此采用一个简单的结构可以迅速对高度存贮的数据进行译码。
采用本发明对另一可变长度代码的调制和解调将随后进行描述。
在调制方法中，基本数据长度为2位的一个数据字被转换为基本代码长度为4位或5位的一个代码字，列在图10中的五个基本代码(2-4)以及列在图11中的七个基本代码(2-5)被用作该基本代码。换句话说，通过以一种交替的关系来合并基本代码(2-4)和基本代码(2-5)而将数字数据转换为一个可变长度的代码字。
在本实施例的调制方法中，不管代码字是从基本代码(2-4)开始，还是从另一个基本代码(2-5)开始，对该代码字采用不同的转换表(因而不同的代码字)。图12和13示出了当一个代码字分别从代码字(2-4)和另一个代码字(2-5)开始时所得到的有效代码的个数。特别是，当一个代码字从基本代码(2-4)开始，由于约束长度顺序增加为1、2、3和4，如图12所示，所需要的代码字的数目N变化为4，8，12和12。与此同时，能够实际采用的代码字的数目M变化为2，5，9和18。因此，数目N与M的差D，即N-M，变化为2，3，3和-6。结果是通过采用代码字直到约束长度r增大到4为止，原始的数字数据可以被转换为具有适当量的代码字。
与此类似，当一个代码字从另一个基本代码(2-5)开始时，由于约束长度r如图13所示相继增加如1，2，3和4，所需要的代码字的数目变化为4，8，12和16，与此同时，可以实际采用的代码字的数目M为2，5，8和17，因此，数目N和M的差D变化为2，3，4和-1。结果是通过采用代码字直到约束长度r增加到4为止，原始数字数据可以被转换为具有适当量的代码字。
图14和15示出了采用图10和11的基本代码将数字数据转换为一个代码字的表。图14示出了代码字从图10所示的基本代码(2-4)开始的表，而图15示出了代码字从图11所示的基本代码(2-5)开始的表。由图14和15可以明确看出，任何数字数据可以被转换为由图10和11中所示的基本代码的选择交替组合所形成的一个代码字。
特别是，对于列于图14中的代码字，由于它们每一个都从图10所示的一个基本代码(2-4)开始，每当约束长度r增1从而数字数据增加2位时，图11中所示的一个基本代码(2-5)和图10中所示的一个基本代码(2-4)就顺次交替相加以构成一个代码字。另一方面，对于列于图15中的代码字，由于它们每一个都从图11所示的一个基本代码(2-5)开始，因此，每当约束长度r增1从而数字数据增加2位时，图10中所示的一个基本代码(2-4)与图11中所示的一个基本代码(2-5)被顺序交替相加以构成一个代码字。
从表中可以看出，本实施例中的可变长度代码主要包括(3，15;4，9;4)代码系统。然而，由于当转换比率(m/n)以(d，k;m，n;r)的形式表示时，可表示为(d，k;(m，n)/(m′，n′);r)，也就是(3，15;(2，4)/(2，5);4)，因为每当数字数据增加2位时，该比率就变化。由于转换比率以这种方式变化，即使该值被设置为3，并且从传统的d＝2值开始增大，也能防止约束长度r变得过大，并且防止转换表显著变大。
示于图14和15中的代码字的最小反转距离Tmin(＝(m/n)(d+1)T)，最大反转距离Tmax(＝(m/n)(k+1)T)，数据检测窗口宽度Tw(＝(m/n)T)以及Tmax和Tmin的比率分别为1.87T，7.1T，0.44T和4，如图16所示。
图17示出了采用本发明的一个调制装置。所示出的调制装置包括一个移位寄存器101，数字数据被与一个数字时钟信号同步地依次输入到该寄存器101。在本实施例中，10位的数字数据被存贮到移位寄存器101。从移位寄存器101输出的数据被提供给选择器102。选择器102以2位为单元分解该数字数据，并且判定作为处理对象的数据的第一单元是奇数单元还是偶数单元。当作为处理对象的数据的第一单元为奇数单元时，数据被提供给编码器103，但当第一单元是偶数数据时，该数据被提供给另一编码器107。编码器103或107判定输入数字数据的约束长度r，并将由移位寄存器101提供的数字数据分别输出到选择器104或108。
选择器104根据编码器103所输出的约束长度的判定结果将由移位寄存器101经由选择器102和编码器103所提供的数字数据提供给ROM105-1至105-5中所选定的一个。将2位的数据转换为图14中所示的一个4位代码的表被存贮在ROM105-1中。与此类似，将4、6、8和10位长度的数字数据转换为9、13、18和22位代码长度的代码字的表分别存贮在ROM105-2至105-5中。
与此类似，选择器108根据编码器107输出的约束长度r的判定结果，将经由选择器102和编码器107向其提供的数字数据提供给ROM109-1至109-4中所选定的一个。将2位的数据转换为图15中的5位代码的一个表被存贮在ROM109-1中。与此类似，将4、6和8位长度的数字数据转换为9、14和18位代码长度的代码字的表被分别存贮在ROM109-2至109-4中。
多路复用器106合并ROM105-1至105-5的输出以及ROM109-1至109-4的输出，并将所合并的信号输出到缓冲器110。从缓冲器110中所读出的数据被提供给一个格式器111。时钟产生电路112产生与数据时钟信号同步的一个信道时钟信号，并且将该信道时钟信号提供给缓冲器110。
在运行过程中，选择器102将存贮在移位寄存器101中的数据输出到例如编码器103中，这是因为作为第一处理对象的数字数据的第一单元是奇数单元(第一单元)。编码器103接收存贮在移位寄存器101中最多为10位的数据，并且按从头开始的顺序依次判定所接收的数据的约束长度r。然后，编码器103根据判定的结果控制选择器104，从而使得输入数字数据被提供到ROM105-1至105-5中所选定的一个中。当约束长度判定为1时，处理对象是二位的数据，该数据被提供给ROM105-1。在该例子中，该数据或者是“11”或者是“10”，由图14可以看出。根据存贮在ROM105-1中的表，数字数据“11”被转换为代码“0000”，数字数据“10”被转换为另一代码“1000”。
当约束长度r的数字数据的处理完成后，选择器102判定下一步处理对象数据的第一单元的序列数，如果序列数是奇数时，将该数据输出给编码器103，如果序列数是偶数，则将数据输出给另一编码器107。
选择器102被转换到编码器103或编码器107，从而利用存储在ROM105和ROM109中的表以上面所描述的方式将数字数据转换为一个可变长度代码。
图18示出了这种转换的一个例子。如果假设输入数字数据是十六进制的18D2(图18(a))，二进制数据(图18(b))为“0001100011010010”。编码器103按下述方式来判定输入的二进制数据的约束长度r。与第一个两位“00”相关的数据在图14的表列中不存在。因此，接着判定在第一个两位后加上相继的两位(一个单元)所得到的总的4位(2个单元)数据“0001”是否在图14的转换表中存在。从图14中可以看出，该数据在转换表中也不存在。
因此，加上另外2位(一个单元)数据，判定在转换表中是否存在6位(3个单元)的数据“000110”。由于该数据在图14所示的表列中的约束长度r＝3转换表中存在，因此约束长度r被判定为r＝3，选择器103将数据“000110”提供给ROM105-3。然后，根据存贮在ROM105-3中的转换表，数字数据被转换为一个代码字“0000100010000”(图18(c))。
相继的2位数据“00”是第4(偶数)单元，因此，该数据被提供给编码器107。由于数据“00”在图15所示的表中并不存在，因此再加上2位(一个单元)的数据，并且判定图15所示的表中是否存在数据“0100”。由于该数据被判定为图15中约束长度r＝2的数据，因此将其提供给ROM4-2，从而被转换为一个代码字“001000000”(图18(c))。
接下来的2位数据“01”也被编码器107处理，因为它一个第六(偶数)单元。由于该数据“01”的约束长度r被检测为图15中的r＝1，因此将其提供给ROM109-1，从而被转换为一个代码字“01000”(图18(c))。
以这种方式由ROM105-1至105-5以及ROM109-1至109-4所转换的代码被提供给多路复用器106，由此被复合为一个连续代码，其中交替地分配了基本代码(2-4)和基本代码(2-5)。如上所述，在第一个13位、接着的9位以及最后5位处存在一个界限(图18(d))。
由多路复用器106所合成的代码字被与信道时钟信号同步地提供给缓冲器110并存贮于其中(图18(f))。然后，该代码字被从缓冲器110中读出并且提供给格式器111。该格式器111交错从缓冲器110向其提供的代码字，并在该交错的代码字中加上一个误差校正代码和/或一个同步信号，从而产生一个预定格式的代码。然后，该代码被输出到一个没有示出的记录电路。结果，产生了每当出现逻辑1时电平翻转的记录信号(图18(e))。该记录信号记录在一个信息记录媒体上，诸如磁盘或磁光盘。
图19示出了采用本发明的另一个解调装置。基准时钟产生电路131产生一个与从记录媒体上所复制并且向其提供的代码字同步的基准时钟信号，并且将该基准时钟信号输出给缓冲器129和同步检测电路132。同步检测电路132根据由基准时钟产生电路131向其提供的基准时钟信号检测代码字的同步信号的位置。然后，代表这一检测的一个信号被提供给选择器121。当这种检测信号被输入到选择器121时，选择器121将最先输入其中的一个代码字提供给转换长度判定电路122，随后，如果每个分组的第一代码是一个基本代码(2-5)时，该分组的一个代码被提供给转换长度判定电路122，但是，如果每个分组的第一代码是一个基本代码(2-4)，该分组的一个代码被提供给另一个转换长度判定电路125。
转换长度判定电路122判定输入其中的一个代码字的转换长度，并且根据判定结果来控制选择器123。选择器123根据转换长度判定电路122的输出将输入代码字提供给构成ROM124的ROM124-1至124-5中的一个。与图14所示的表相反的表被存贮在ROM124-1至124-5中。特别是，用于将图14所示的代码字译码为原始数字数据的转换表被存贮在ROM124-1至124-5。
与此类似，转换长度判定电路125判定输入其中的一个代码字的转换长度，并且控制另一个选择器126。选择器126根据转换长度判定电路125的输入将输入代码字提供给构成另一个ROM127的ROM127-1至127-4中所选定的一个。与图15所示的表相反的表被存贮在ROM127-1至127-4。特别是，用于将图15所示的代码字译码为原始数字数据的转换表被存贮在ROM127-1至127-4中。
多路复用器128将从ROM124-1至124-5以及ROM127-1至127-4中读出的数据合并为连续数字数据，并且将该连续数字数据提供给缓冲器129。从缓冲器129中读出的数据被提供给一个变形器130，通过该装置进行变形，并且将所变形的数据提供给一个没有示出的电路。
在运行过程中，转换长度判定电路122判定输入其中的一个代码字的转换长度，并且根据判定的结果控制选择器123。结果，基本代码长度为4位的一个代码字被提供给ROM124-1，基本代码长度为9位的另一代码字被提供给ROM124-2。与此类似，基本代码长度为13位、18位或22位的代码字被分别提供给ROM124-3至124-5。
ROM124-1至124-5以及ROM127-1至127-4根据存贮于其中的相应的表将输入其中的代码字译码为原始的数字数据。由ROM124-1至124-5以及ROM127-1至127-4所解调的数字数据被多用复合器128进行合并，并且写入到缓冲器129中。然后，从缓冲器129所读出的数据被提供给变形器130，由此对数据进行误差检正、去交错以及分离同步信号之类的处理，并且将由变形器130如此处理的信号提供给没有示出的电路。
由目前所作的描述可知，根据本实施例的解调方法，由于每当数字数据的数据长度变化预定的位数时，可变长度代码的基本代码长度n按照两个不同的预定的转换表变化至少n1比特或n2比特，因此，同一符号运行的最小长度可以被增大，最小反转距离可以被增大，同时能防止约束长度增大，并且防止转换表R寸增大。
另外，根据本实施例的调制装置，由于每当数字数据的基本数据长度变化预定的位数时，可变长度代码的基本代码长度n根据第一转换表和第二转换表相继变化n1位或n2位，因此，采用一个简单的结构可以迅速得到同一符号运行的最小长度相当大的一个代码。
另外，根据本发明的解调装置，由于代码根据第一转换表和第二转换表被转换为数字数据，从而每当一个可变长度代码的基本代码长度变化n1位或n2位时，数字数据的基本数据长度m相继变化预定的位数，因此，采用一个简单结构可以对同一符号运行的最小长度相当大的一个代码迅速解码。
例如，当以一个可变长度代码(4，22;2，5;5)作为例子时，该可变长度代码包括五种转换输入数据长度2、4、6、8和10位。此外，如图20所示的这10种情况表示了其中一个代码从一个分组中突出的情况。参考图20，中心竖线k代表分组间的一个界限。当试图在这种情形下完全在一分组内解调一个代码时，即，当试图仅仅在图20中由斜线所表示的代码部分来解调一个代码时，除非对调制码采取了某些措施，否则，超出一个分组长度的转换码会造成解调失败，或导致解调结果出现误差。此外，当跨过两个分组进行解调时，如果试图以一个分组的中间部分开始解调的话，由于没有前一分组的代码，就可能出现解调失败。
图21示出了在上面所描述的解调过程中出现解调失败或在解调结果中出现误差的情况的一个例子。特别是，当跨越图20所示的分组界限进行调制和解调时，首先在调制过程中，根据示于图3左边栏中的代码，示于图21的(A)中的记录数据被转换为右边栏中所表示的另一代码。在这一例子中，根据图3的表，记录数据“00010111”被转换为右侧所示的一个可变长度代码“01000000100000100000”。这一方式可以从图(21)的(B)中看到。然后，当试图解调可变长度代码时，首先试图根据图3的表来解调分组中的代码“0100000010”，但是由于在图3所示的表中找不到这个代码，因此该代码的解调(译码)是不可能的，这可由图21(c)看出。另一方面，在分组的界限之外的代码“0000100000”可以根据图3所示的表解调为“0100”，但由图21可以看出，这是一个不同于输入数据和不同于用其它方得准确得到的记录数据数据的数据。
因此，根据本发明提供了一个编码装置和一个解码装置，其中对一个可变长度调制码的调制和解调能够在必要和最小的冗余下在一个固定长度的分组中没有信息丢失地完成。
图22示出了采用本发明的一个编码装置。在本实施例的编码装置中，记录数据被提供给作为第一转换装置的一个ROMROM1和作为第二转换装置的另一个ROMROM2，并且根据存贮在ROMROM1中并且形成一个第一转换表的一个表以及存贮在ROMROM2中并且形成一个第二转换表的另一个表来对记录数据编码。从ROMROM1和ROMROM2中所输出的代码串被提供给作为多路复用装置的一个多路复用器(MUX)203。
多路复用器203的输出被提供给另一个多路复用器204，还从一个没有示出的电路向该多路复用器提供一个同步信号(SYNC)。同时，上面所提及的记录数据还被提供给构成计时管理装置的计时电路205。计时电路205监测记录数据来检测记录数据的一个分组的界限(k)。然后，当计时电路205检测记录数据的一个分组的界限时，它输出一个控制信号给多路复用器203，使得多路复用器203的输出从ROMROM1的第一代码串转换为ROMROM2中的第二代码串。此外，当计时电路205检测记录数据的一个分组的界限时，该计时电路205输出一个控制信号给多路复用器204。
示于图3中的表1被存贮在ROMROM1中。特别是，这样来使用该表1，使得在图3的左栏中所表示的2位、4位、6位、8位和10位的记录数据被分别转换为图3的右栏中所表示的5位、10位、15位、20位和25位记录代码。与此同时，示于图24中的另一个表2被存贮在ROMROM2中，这样来使用该表2，使得在图24的左栏中所表示的2位、4位、6位和8位记录数据被分别转换为图24的右栏中所指示的5位、10位、15位和20位记录代码。
示于图3中的表1被用于转换作为记录数据的处理单元被存放在分组范围内的记录数据，而示于图24中的表2被用于转换作为记录数据的处理单元从一个分组的范围中突出的记录数据。
在具有上述结构的编码装置中，示于图22中的计时电路205监控提供给它的记录数据并且管理计时。然后，如果该记录数据在一个分组之内，就选择和输出根据存贮在ROMROM1中的表1的转换规则转换的调制数据(即编码数据)。
这里，如果输入记录数据，如数据“00010111”，并且计时电路205判定分组的界限位于记录数据的第4位处，那么，计时电路205送出一个控制信号给多路复用器203。结果，多路复用器203为分组中的四位数据，即为“0001”选择根据存贮在ROMROM2中的表2的转换规则转换的数据“0100001000”。另一方面，剩下的四位数据“0111”根据存贮在ROMROM1中的表1的转换规则被转换的为一个代码串“0100000000”。
这种运行过程被示于图25中。图25(A)示出了记录数据，而(B)示出了转换后的编码数据。因此，在第4位处从分组的界限中突出的记录数据“001010111”结果被转换为代码字“01000010000100000000”。在这个例子中。当需要时，通过多路复用器204插入代表分组的界限的一个同步信号(SYNC)。
现在参考图23，它示出了采用本发明的一个解调装置。在本实施例的解调装置中，复制数据，即可变长度代码被提供给作为第一转换装置的ROMROM11和作为第二转换装置的另一个ROMROM12，并且根据存贮在ROMROM11、中构成第一转换表的表1以及存贮在ROMROM12中、构成第二转换表的表2来对复制数据解码。从ROMROM11和ROM12中所输出的第一和第二解调数据被提供给作为多路装置的一个多路复用器213。
该复制数据还被提供给一个同步信号检测电路214和作为计时管理装置的一个计时电路215，计时电路215监控同步信号检测电路214的输出以及复制数据。当从复制数据中检测到了一个特殊代码字时，计时电路215向多路复用器213输送一个控制信号。一旦接收到该控制信号，多路复用器213就被控制，从而其输出由ROMROM12中的第二解调数据变化为ROMROM11中的第一解调数据。换句话说，只有当计时电路215从复制数据中检测出特定代码字时，ROM12中的第二解调数据才从解调装置中输出。
特别是，当由ROMROM1转换得到的所有数据的最后五个字符都为如图3所示的“00000”时，由ROMROM2转换所得到的数据的最后五个字符不是“00000”。因此，用哪个表来进行数据转换可根据该数据的最后五个字符是否为“00000”来进行识别。
只读存贮器ROM11和ROM12被构成为逆转换电路，用于对存贮于只读存贮器ROM1和ROM2中的表进行逆转换，也就是说，分别将图3和图24所示的表中的右栏中的代码转换为左栏中的代码。
该转换被示于图25的(B)和(C)中。特别是，图25(B)中所表示的复制数据被计时电路215检测。该计时电路215由此判定数据的最后部分是否以特殊代码字“00000”结尾(由于跟随其后有一个同步信号，因此数据的最后部分可以被判定)。由图25(B)可以看出，分组的最后复制数据为“0100001000”，因此，该复制数据被ROMROM12的第二转换装置进行解调，从而得到解调数据“0001”。
下一分组的第一复制数据(除同步信号之外)是“0100000000”，在这种情况下，计时电路215检测到数据以特殊代码字“00000”结尾。因此，该复制数据被ROMROM11的第一转换装置进行解调，从而得到解调数据“0111”。
由前面的描述可以明显地看出，根据本实施例的调制装置，当计时管理装置检测出记录数据的一个分组的界限时，它向多路装置提供一个控制信号，使得多路装置的输出从基于第一转换表的第一代码串转换为基于第二转换表的第二代码串。因此，记录数据可以转换为一个可变长度代码，由此可在必要并且最小的冗余下实现调制。
此外，根据本实施例的解调装置，当计时管理装置检测到可变长度代码的一个特殊代码字时，它向多路装置提供一个控制信号，从而使得该多路装置的输出从基于第二转换表的第二解调数据转变为基于第一转换表的第一解调数据。
因此，可从提供没有信息丢失、也没有解调误差的编码数据。
在完整地描述了本发明之后，对本领域的普通技术人员来说，很显然，在不脱离本发明的精神和范围的前提下可以作出许多变化和修改。
权利要求
1.一种调制方法，用于将基本数据长度为m位的数字数据调制为基本代码长度为n位的一个可变长度代码(d，k；m，n；r)，其特征在于，当两个相邻的数字数据之间的距离用T表示时，可变长度代码的最小反转距离Tmin等于或大于2.0T，同一符号运行的最小长度d等于或大于4。
2.根据权利要求1所述的调制方法，其特征在于可变长度代码的最大反转距离Tmax等于或小于9.2T。
3.根据权利要求2所述的调制方法，其特征在于，除了数字数据的约束长度r等于1的情况之外，可变长度代码的代码字的最后5位都是0。
4.根据权利要求3所述的调制方法，其特征在于，数字数据的基本数据长度m是2、4、6、8或10，而可变长度代码的基本代码长度n为5、10、15、20或25。
5.用于将基本数据长度为m位的数字数据调制为基本代码长度为n位的一个可变长度代码(d，k;m，n;r)的调制装置，其特征在于包括存贮装置，用于在其中存贮用来将数字据据转换为可变长度代码的多个表，当两个相邻的数字数据之间的距离表示为T时，最小反转距离Tmin等于或大于2.0T，同一符号运行的最小长度d等于或大于4;判定装置，用于判定数字数据的约束长度;选择装置，用于根据所述判定装置的判定结果选择所述存贮装置中的一个表。
6.根据权利要求5所述的调制装置，其特征在于，可变长度代码的最大反转距离Tmax等于或大于9.2T。
7.根据权利要求6所述的调制装置，其特征在于，除了数字数据的约束长度r等于1的情况之外，可变长度代码的代码字的最后5位都是0。
8.根据权利要求7所述的调制装置，其特征在于，数字数据的基本数据长度m是2、4、6、8或10，而可变长度代码的基本代码长度n为5、10、15、20或25。
9.用于将基本代码长度为n位的可变长度代码(d，k;m，n;r)解调为基本数据长度为m位的数字数据的解调装置，其特征在于包括存储装置，用于在其中存贮用来转换可变长度代码的多个表，当两个相邻的数字数据之间的距离表示为T时，最小反转距离Tmin等于或大于2.0T，同一符号运行的最小长度等于或大于4;判定装置，用于判定可变长度代码的转换长度;选择装置，用于根据所述判定装置的判定结果来选择所述存贮装置中的一个表。
10.根据权利要求9所述的调制装置，其特征在于，可变长度代码的最大反转距离Tmax等于或大于9.2T。
11.根据权利要求10所述的调制装置，其特征在于，除了数字数据的约束长度r等于1的情况之外，可变长度代码的代码字的最后5位都是0。
12.根据权利要求11所述的调制装置，其特征在于，可变长度代码的基本代码长度n是5、10、15、20或25，而数字数据的基本数据长度为2、4、6、8或10。
13.用于将基本数据长度为m位的数字数据调制为基本代码长度为n位的可变长度代码(d，k;m，n;r)的调制装置，其特征在于包括存储装置，用于在其中存贮用来将数字据转换为可变长度代码的多个表，当两个相邻的数字数据之间的距离表示为T时，可变长度代码的最小反转距离Tmin等于或大于2.0T，最大反转距离Tmax等于或小于9.2T，同一符号运行的最小长度d等于或大于4;除了当数字数据的约束长度r等于1的情况外，可变长度代码的一个代码字的最后5位都是0，并且可变长度代码的约束长度为r＝5;判定装置，用于判定数字数据的约束长度r;选择装置，用于根据所述判定装置的判定结果来选择所述存贮装置中的一个表。
14.用于将基本代码长度为n位的可变长度代码(d，k;m，n;r)转换为基本数据长度为m位的数字数据的一个解调装置，其特征在于包括存储装置，用于在其中存贮用来转换可变长度代码的多个表，当两个相邻的数字数据间的距离T表示时，可变长度代码的最小反转距离Tmin等于或大于2.0T，最大反转距离等于或小于9.2T，同一符号运行的最小长度等于或大于4;除了数字数据的约束长度r等于1的情况外，可变长度代码的代码字的最后5位都是0，并且可变长度代码的约束长度为r＝5;判定装置，用于判定可变长度代码的转换长度;选择装置，用于根据所述判定装置的判定结果来选择所述存贮装置中的一个表。
15.用于将基本数据长度为m位的数字数据调制为基本代码长度为n位的可变长度代码(d，k;m，n;r)的调制方法，其特征在于，每当基本数据的基本数据长度m变化预定的位数时，根据至少两个预定的不同的转换表，可变长度代码的基本代码长度n变化至少n1位或n2位，n1不等于n2。
16.根据权利要求15所述的调制方法，其特征在于，d的值为3，并且当两个相邻的数字数据间的距离表示为T时，可变长度代码的最小反转距离Tmin等于或大于1.78T。
17.根据权利要求16所述的调制方法，其特征在于，可变长度代码的最大反转距离Tmax等于或大于7.1T。
18.根据权利要求15、16或17所述的调制方法，其特征在于，当数字数据分别为2、4、6、8或10位时，一个转换表将数字数据分别转换为4、9、13、18或22位的代码，而当数字数据分别为2、4、6或8位时，另一个转换表将数字数据分别转换为5、9、14或18位的代码。
19.用于将基本数据长度为m位的数字数据调制为基本代码长度为n位的可变长度代码(d，k;m，n;r)的调制装置，其特征在于包括第一存贮装置，用于在其中存贮一个第一转换表，每当数字数据的基本数据长度m变化预定的位数时，该转换表将可变长度代码的基本代码长度连续变化n1位或n2位，n1不等于n2;第二存贮装置，用于在其中存贮一个第二转换表，每当数字数据的基本数据长度m变化预定的位数时，该转换表用于将可变长度代码的基本代码长度n连续变化n2位或n1位;合成装置，在根据第一和第二转换表进行转换之后合成可变长度代码的代码字。
20.用于将基本代码长度为n位的可变长度代码(d，k;m，n;r)解调为基本数据长度为m位的数字数据的解调装置，其特征在于包括第一存贮装置，用于在其中存贮一个用于将可变长度代码转换为数字数据的第一转换表，使得每当可变长度代码的基本代码长度n变化n1位或n2位时，数字数据的基本数据长度m可连续变化预定的位数，n1不等于n2;第二存贮装置，用于在其中存贮一个用于将可变长度代码转换为数字数据的第二转换表，使得每当可变长度代码的基本代码长度n变化n2位或n1位时，数字数据的基本数据长度m可连续变化预定的位数;合成装置，用于在根据第一和第二转换表进行转换之后合成数字数据。
21.根据权利要求20所述的解调装置，其特征在于d的值为3，当两个相邻的数字数据间的距离表示为T时，可变长度代码的最小反转距离Tmin或等于大于1.78T。
22.根据权利要求21所述的解调装置，其特征在于可变长度代码的最大反转距离Tmax等于或小于7.1T。
23.根据权利要求20、21或22所述的解调装置，其特征在于，当可变长度代码为4、9、13、18或22位时，一个转换表将可变长度代码分别转换为2、4、6、8或10位的数字数据，而当可变长度代码为5、9、14或18位时，另一个转换表将该可变长度代码分别转换为2、4、6或8位的数字数据。
24.用于将基本数据长度为m位的数字数据调制为基本代码长度为n位的可变长度代码(d，k;m，n;r)的调制装置，其特征在于包括第一转换装置，用于输入数字数据，并且根据第一转换表将输入的数字数据转换为第一代码串;第二转换装置，用于输入数字数据，并且根据第二转换装将输入的数字数据转换为第二代码串;多路装置，用于从所述第一转换装置接收第一代码串，从所述第二转换装置接收第二代码串;计时管理装置，用于输入数字信号，以一个同步信号为基础检测输入数字数据的一个分组的界限，并且当检测到分组的界限时，向所述多路装置送出一个控制信号，从而使得所述多路装置的输出从来自所述第一转换装置的第一代码串变化为来自所述第二转换装置的第二代码串。
25.根据权利要求24所述的调制装置，其特征于，可变长度代码(d，k;m，n;r)被定义为一个代码，其中，当两个相邻的数字数据间的距离表示为T时，最小反转距离Tmin等于或大于2.0T，同一符号运行的最小长度d等于或大于4，最大反转距离等于或小于9.2T。
26.用于将基本代码长度为n位的可变长度代码解调为基本数据长度为m位的数字数据的解调装置，其特征在于包括第一转换装置，用于输入可变长度代码，并且根据第一转换表将输入可变长度代码转换为第一解调数据;第二转换装置，用于输入可变长度代码，并且根据第二转换表将输入可变长度代码转换为第二解调数据;多路装置，用于从所述第一转换装置接收第一解调数据，从所述第二转换装置接收第二解调数据;计时管理装置，用于输入可变长度代码，从输入的可变长度代码中检测一个特殊代码串，并且当检测到特殊代码串时，向所述多路装置发送一个控制信号，使得所述多路装置的输出从来自所述第二转换装置的第二解调数据转换为来自所述第一转换装置的第一解调数据。
27.根据权利要求26所述的解调装置，其特征在于，可变长度代码(d，k;m，n;r)被定义为一个代码，其中，当两个相邻的数字数据间的距离表示为T时，最小反转距离Tmin等于或大于2.0T，同一符号运行的最小长度d等于或大于4，最大反转距离Tmax等于或小于9.2T。
全文摘要
一种调制方法和装置以及一种解调方法和装置，其中提供了一个能提供较大的最小反转距离的可变长度代码，从而允许高密度地进行记录。其基本数据长度为m位的数字数据被调制为基本代码长度为n位的可变长度代码。解调装置将可变长度代码解调为数字数据，它包括在其中存贮用于转换可变长度代码的多个表的存贮装置，用于判定可长度代码的转换长度的判定装置，以及根据判定装置的判定结果选择一个存储装置中的一个表的选择装置。
文档编号H03M5/14GK1081014SQ93104490
公开日1994年1月19日 申请日期1993年3月10日 优先权日1992年3月10日
发明者井野浩幸, 新福吉秀, 茶木康行, 中川俊之 申请人:索尼公司