CN1217490C - 高密度数字通用视盘短脉冲串纠错的交织法 - Google Patents

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Abstract

发明提供了一种适应于提高纠正高密度DVD中短脉冲串错误功能的格式化并交织纠错数据块的方法。交织方法包括以水平方向合并具有预定尺寸的大多数纠错码(ECC)数据块以构成合并ECC数据块，以预定行数为单位将合并ECC数据块存储在缓冲器中并按照预定交织规则以预定字节为单位交织ECC数据块等步骤。因为每两行的ECC块数据首先缓冲，然后每个4个字节而不是逐个字节交织一次，所以能提高交织速度并能节省交织所要求的存储器(容量)。

Description

高密度数字通用视盘短脉冲 串纠错的交织法
技术领域
本发明涉及数字通用视盘(DVD)技术，尤其涉及到自适应于提高纠正高密度DVD中短脉冲串错误的能力的格式化和交织纠错数据块的方法。
背景技术
一般来讲，DVDs基本上分为两种形式：只读DVDs和读与可重写DVDs。通过在视盘表面上构成称为凹点的槽来实现在只读型光盘上的信息存储，把“0”指定为表示凹点部分，“1”指定为代表非凹点部分(即接触面)。复制期间，激光辐射到光(视)盘表面上，按照光反射性差异来区分“0”和“1”。例如，在可重写和可擦相变光盘中，光盘的记录层因受激光产生的热量而要经历结晶态和非晶态之间的结构转变。在这两种状态的反射性之间具有很大差异，分别表示“1”和“0”。在记录期间调整激光器光强记录层能有选择地更改为或是结晶态或是非晶态。
DVD光盘中产生的错误包括所有信道产生的随机错误，由于灰尘或外来物造成的短脉冲串错误，由于擦伤(刻痕)产生的长脉冲串错误等等。为纠正这样的错误，常规DVD纠错***利用里德—索洛蒙产品代码。例如，在具有4.7GB存储功能的数字通用光盘记录器(DVDR)中，为减少数据块的相邻数据之间相关性，则要在数据块上进行倒频，把构成每个数据块的16个区段组合成12×172尺寸的字节来构成192×172字节的数据块，如图2所示。然后以列方向进行RS(208，192，17)编码产生16字节的外码奇偶性(PO)，以行的方向执行RS(182，172，11)编码来产生10个字节的内码奇偶性(PI)，从而形成一个208×182字节的ECC数据块。
在以这样方法得到ECC数据块之后，进行行交织，这样使PO部分每隔12行，即在如图3所示的每个区段最后一行末尾交织。按照常规交织法，数据能以均匀传输率传输，但纠错完全取决于ECC码，即RS代码(PI和PO)。
为达到高密度DVD的效果，DVD的激光部位必须减少至大约常规DVD的一半，必须增加透镜的数值孔径(NA)，使激光入射平面的透明层更薄些。这样，造成短脉冲串错误的外来物质，如灰尘，造成长脉冲串错误的刻痕则相对增加，从而禁止使用常规纠错***进行纠错处理。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种高密度数字通用视盘短脉冲串纠错的交织法，使之提高高密度DVD的纠错能力。
本发明的目的是通过如下技术方案来实现的：它包括合并两个纠错码(ECC)数据块的几个步骤，每个纠错码数据块具有预定尺寸，以水平方向构成合并ECC数据块，以预定尺寸，以水平方向构成合并ECC数据块，以预定行数为单位把合并ECC数据块存储在缓冲器中以及按照以下公式1和公式2规则以四个字节为单位交织合并后的ECC数据块。
公式1为：
1)当t＝0时，则k＝2m，这里的m＝2t
2)当t＝1，2，...，22时，则k＝2m，这里的m＝2t
                  和k＝2(m-1)+94，这里的m＝2t-1
3)当t＝23，24，...，45时，则k＝2(m-45)+1，这里的m＝2t-1
                   和k＝2(m-46)+93，这里的m＝2t
公式2为：
4)当t＝46，47，...，68时，则k＝2(m-92)+2，这里的m＝2t
                   和k＝2(m-91)+92，这里的m＝2t-1
5)当t＝69，70，...，90时，则k＝2(m-137)+3，这里的m＝2t-1
                   和k＝2(m-138)+95，这里的m＝2t
6)当t＝91时，则k＝2(m-137)+3，这里的m＝2t-1
在上述公式的6个方程中所用的参考符号“t”表示小于或等于91，包括0的正整数，令m为交织之前所指定的指数，令k为交织之后所指定的指数。
基于按照本发明的交织规则，2个ECC数据块以行的方向链接在一起产生新的ECC数据块，该数据块然后以2行为单位进行交织。图6A示出交织之前的数据排列，图6B示出交织后的数据排列。
本发明的优点是：通过水平/垂直方向分布短脉冲串错误能提高密度DVD的纠错功能。同时，按照本发明，在ECC数据块中部分地而不是全部地执行交织，从而减少用于交织的缓冲存储器的尺寸。此外，由于采用4字节交织而不是1字节交织，所以用于交织的存储器编址运算数也能减少。同时采用用于交织的多个缓冲器也能有利增加交织速度。
附图说明
参照附图而由此详细描述优选具体设备，本发明的上述目标及优点将变得更加明显，其中：
图1中适合于本发明的一般数字通用光盘(DVD)的原理图；
图2示出DVD中常规纠错码(ECC)数据块；
图3示出DVD中常规行交织的概念；
图4是示出按照本发明处理高密度DVD数据帧的方法的流程图；
图5示出按照本发明的高密度DVD中的ECC块；
图6A示出在按照本发明在图5所示的ECC数据块上执行交织时在对每两行交织一次之前的数据序列；
图6B示出按照本发明在交织如图6A中数据之后的数据序列；
图7示出高密度DVD中记录帧的示范性格式化；
图8示出高密度DVD上记录的数据区结构。
具体实施方式
参照附带图表。下面将详细描述本发明的优选具体设备。
图1是适合于本发明的一般数字通用交盘随机存取存储器(DVD-RAM)。参照图1，DVD-RAM包括使用拾音器108在光盘上进行记录的记录部分以及使用拾音器从光盘110复制的复制部分。记录部分包括格式器101，倒频器102，ECC编码器103，调制器104，不归零倒置(NRZI)编码器105，记录波形成形器106，激光驱动器(LD驱动器)107和一个记录锁相环(PLL)109。复制部分包括射频放大器(RF-AMP)111，自动增益控制电路(AGC)112，预均衡器(PRE-EQ)113，限定器114，复制PLL115，模拟/数字转换器(ADC)116，一个均衡器(EQ)117，维特比检波器118，一个同步/1D代码检波器119，解调器120，ECC解码器121，反例频器122和反格式器123。
格式器101从MPEG-2编码器或数据源那里接收数据流来构成具有预定格式的数据。ECC编码器103利用里德—索洛蒙(Reed-Solomon)产品代码(RS-PC)执行纠错编码。在本发明中，如在以后要描述的ECC编码器103在通过以水平方向结合两个常规ECC块来构成新的ECC块之后以4个字节为单位交织ECC数据块提高纠错能力。解调器104执行行程限制(RLL)编码以消除不需要的直流(DC)部件。NRZI编码器105把解调器104的输出编码为NRZI代码。利用记录波形成形器106将NRZI编码信号成形为记录波形，然后驱动LD驱动器107。用拾音器108把记录波形在光盘110上记录。在记录期间激光光强大于复制期间的光强，从而允许光盘110的相变。记录PLL109利用在光盘110上记录的摇动坑信号为记录提供时钟脉冲。
光盘110上记录的信号由拾音器108阅读，由RF-AMP111放大，由AGC112增益控制，由ADC116转换成数字信号，然后应用到EQ(均衡器)117。这里，AGC112的输出由PRE-AMP113，限定器114和复制PLL115复制为时钟信号，然后数据由维特比检波器118读出。
同步/1D代码检波(测)器119检测数据帧的同步(状态)。解调器120解调复制信号。解调器120的操作以与调制器104相反方向执行。解调器120的输出由ECC解码器121进行错误检测，然后借助反倒频器122和反格式器123作为数据流输出。复制设备的各个部件的运行以与记录装置的相反方向执行
图4是表示按照本发明处理高密度DVD数据帧的方法的流程图。参照图4，在第401步中，1D检错码(IED)加到4个字节的数据ID中。在第402步中，6字节反向码(RSV)和2048字节主数据加到第401步中构成的格式中。在第403步中，把4字节检错码(EDC)加到第402步中，将数据帧倒频。第401至403步由图1所示的格式器101执行，第404步由倒频器102执行。
接着在第405步中，在16个倒频数据帧上进行利用RS-PC的编码，添加16介PO位置和10个PI位置，从而形成一个208×182字节ECC数据块(组)。在第406步中，把两个ECC数据块合并在一起构成一个208×364字节的合并ECC数据块。在第407步中，根据以2行为单位的合并ECC数据块(208×364)执行按照本发明的4字节交织。
本交织之后，已交织的ECC数据块(208×364)构成为32个记录帧，每个记录帧具有13×182的合并ECC数据块尺寸。光盘上记录的数据格式由帧组成，每个帧具有与如图8所示的各个状态相一致的同步码。
图5示出按照本发明的高密度DVD中ECC数据块(组)。通过以水平方向合并两个常规(通用)ECC数据块产生具有208×364字节规格的符合本发明的ECC数据块。参照图5，根据由范围自第1行的B0，0-B0，171至第192行的B191，0至B191，171数据组成的192×172数据矩陈以列和行方向进行Reed-Solomon编码，将PO和PI交织得到208×172ECC数据块，按与208×172ECC数据块的相同方法得到的另一个ECC数据块以水平方向合并，从而形成一个范围从B0，0-B0，363至B207，0-B207，363的新ECC数据块。
根据如图6A所示的如此形成的ECC数据块，把范围从B0，0-B0，363至B1，0-B1，363的两行(2×364)数据存储在缓冲器中，每4个字节组合在一起，然后向该处顺序分配0至181指数。接着，正如图6B中所示，以指数为单位把相应数据进行交织以便重新排列。换句话说，在交织之前令m作为指定的指数，在交织之后把k作为指定的指数，满足下列公式1和2。
[公式1]
1)当t＝0时，则k＝2m，这里的m＝2t
2)当t＝1，2，...，22时，则k＝2m，这里的m＝2t
    和k＝2(m-1)+94，这里的m＝2t+1
3)当t＝23，24，....，45时，则k＝2(m-45)+1，这里的m＝2t-1
    和k＝2(m-46)+93，这里的m＝2t
[公式2]
4)当t＝46，47，....，68时，则k＝2(m-92)+2，这里的m＝2t
                     和k＝2(m-91)+92，这里的m＝2t-1
5)当t＝69，70，....，90时，则k＝2(m-137)+3，这里的m＝2t-1
                     和k＝2(m-138)+95，这里的m＝2t
6)当t＝91时，则k＝2(m-137)+3，这里的m＝2t-1。
在上述公式的6个方程中所用的参考符号“t”表示小于或等于91，包括0的正整数，令m为交织之前所指定的指数，令k为交织之后所指定的指数。
参照图6A和6B，用指数0，1，...，181指定的一个单元就是4个字节的数据。在如图5中描述的ECC数据块中，两个数据行以下列顺序交织。如图6A所示，指数0至90顺序指定给第1行，接着指数91至181顺序指定给第2行，这由于根据本发明，通过交织所进行的重新排列产生了原始指定给数据的指数混合在一起的(数据)结果，正如图6B中所示
对于图6B中所示的数据序列，即，在交织之后重新排列的数据以及图6A所示的数据序列，第1行头4个单元的初始指数分别增量2，也就是说，初始指数0，45，92和137变成2，47，95和139，然后再变成4，49，96和141....，最后变成44，89，136和181。在这里指数值181与第2行的第1个单元一致。接着，第2行头4个单元的初始指数指定为91，46，1和138，并分别增量2。即，初始值91，46，1和138后面跟着93，48，3和140，然后是95，50，5和142，最后是43，180，135和90。
在头两行交织之后，把各行再次***原始ECC数据块(组)中，然后两个顺序行的B2，0至B3，363的数据按上述相同方法交织。整个交织过程重复执行104次，从而完成字节合并行间交织操作过程。
图7示出高密度DVD记录帧的示范性格式化。在交织之后，把已交织的ECC数据块(208×364)分成32个记录帧，每个记录帧具有13×182的尺寸。然后把26个同步帧加到32个记录帧中，这样它们被记录为调制后的格式，如图8所示。

Claims (1)

1、一种高密度数字通用视盘短脉冲串纠错的交织法，其特征是：该方法由下列各步组成，a)以水平方向合并两个纠错码ECC数据块，合并前每个数据块具有预定尺寸，构成一个合并的ECC数据块；b)以预定行数为单位把合并ECC数据块存储在缓冲器中，并按照公式1和公式2规则以四个字节数为单位交织合并后的ECC数据块，其中
公式1为：
1)当t＝0时，则k＝2m，这里的m＝2t
2)当t＝1，2，...，22时，则k＝2m，这里的m＝2t
                   和k＝2(m-1)+94，这里的m＝2t-1
3)当t＝23，24，...，45时，则k＝2(m-45)+1，这里的m＝2t-1
                   和k＝2(m-46)+93，这里的m＝2t
公式2为：
4)当t＝46，47，...，68时，则k＝2(m-92)+2，这里的m＝2t
                   和k＝2(m-91)+92，这里的m＝2t-1
5)当t＝69，70，...，90时，则k＝2(m-137)+3，这里的m＝2t-1
                   和k＝2(m-138)+95，这里的m＝2t
6)当t＝91时，则k＝2(m-137)+3，这里的m＝2t-1
在上述公式的6个方程中所用的参考符号“t”表示小于或等于91，大于或等于0的整数，令m为交织之前所指定的指数，令k为交织之后所指定的指数。
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