[发明专利]将数据字序列转换成调制信号的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及将数据字序列调制成(d，k)受限序列、并且能够很好地抑制直流(DC)成分的方法和装置。

背景技术

通常称为(d，k)编码的游程长度受限码(run length limited code)已经广泛并成功地应用于现代磁和光记录系统。K.A.SchouhamerImmink在名为《大型数据存储系统编码》(Codes for Mass Data StorageSystems)，(ISBN 90-74249-23-X，1999)的书中描述了这样的编码和实现这种编码的装置。

游程长度受限码是早期的不归零记录(non return to zero，NRZ)码的扩展，其中二进制记录的“0”由记录介质上的无(磁通)变化来表示，而二进制“1”由记录磁通从一个方向到相反方向的转变来表示。

在(d，k)编码中，保持了上述的记录规则，同时附加了限制：在连续的数据“1”之间至少记录d个“0”，并且在连续的数据“1”之间不能记录超过k个“0”。第一条限制旨在避免当连续地记录一系列“1”时因为再现转变的脉冲拥挤而造成的码间干涉。第二条限制旨在通过把锁相环(phase locked loop)“锁定”于再现转变而恢复再现数据的时钟。如果存在太长的不间断的连续“0”串，中间没有交替的“1”，则再现锁相环的时钟会变得不同步。

例如，在(1，7)码中，在记录的“1”之间有至少1个“0”，并且在记录的“1”之间不超过7个连续记录的“0”。编码比特序列通过模-2积分运算转变成由具有高或低信号值的比特单元构成的相应的调制信号，在调制信号中“1”比特由信号值从高到低、或相反的变化来表示。“0”比特由调制信号的无变化来表示。

最小反转周期Tmin(可以用(d+1)T表示)等于2T，其中T是记录波列(wave train)中的比特时间间隔。最大反转周期Tmax(可以用(k+1)T表示)等于8T。

顺便提及，在(1，7)码生成的信道比特序列中，最小反转周期Tmin比长度为3T、4T等等的反转周期更为常见。在很多情况下，对于时钟信号的生成，很多边沿信息(edge information)是在2T和3T这样的短的间隔下生成这个事实是很有利的。

但是，随着记录密度的增加，最小反转周期Tmin就会成为问题。也就是说，如果连续地生成最小游程2T，则记录波列容易失真。这是因为2T波形输出幅值要小于其它的波形输出幅值，从而更易于被散焦(defocus)和切向倾斜(tangential tilt)这样的因素影响。

另外，在高的行密度下，连续的最小标记(2T)的记录也容易被噪声这样的干扰所影响。因此，再现数据的操作也容易出现错误。在这种情况下，很多时候数据再现的错误形式是最小标记的前沿和后沿的偏移。因此，所生成的比特错误的长度增加。

如上所述，当数据是通过传输线路传输或者是记录在介质上时，在传输或记录之前，数据被调制成与传输线路或记录介质相匹配的编码序列。如果由调制而得到的编码序列包含有直流(DC)成分，就容易出现各种错误信号(比如磁盘驱动器的伺服控制中产生的跟踪误差)，或者容易产生不稳定。

使用上述无直流信号的第一个原因是因为记录信道通常不响应低频成分。当从光记录载体(信号记录在其记录轨道上)中读取信号时，抑制信号中的低频成分也是非常有利的，因为这样就可以实现连续的跟踪控制而不受记录信号的干扰。

很好地抑制低频成分可以实现更好的跟踪，以及更少的可听干扰噪声。因此需要尽可能地防止调制序列中包含直流成分。

为了防止调制序列包含直流成分，提出了防止调制信号包含直流成分的DSV(数字和值，Digital Sum Value)控制。DSV是把比特序列的值累加而得到的总和，其中序列中的“1”和“0”(这是由信道比特序列的NRZI调制而得到的)被分别指定为+1和-1的值。DSV是序列中包含的直流成分的指示器。

保持基本上不变的数字和值(DSV)意味着信号频谱不包含低频区的频率成分。要注意的是DSV控制通常不适用于标准(d，k)编码所生成的序列。这样的标准(d，k)编码的DSV控制是通过调制过后预定的时间之后计算编码比特序列的DSV，并在编码比特序列中插入预定数目的DSV控制比特而实现的。为了提高编码效率，需要将DSV控制比特的数目减少到尽可能小的值。