專利名稱：基于半循環(huán)碼的誤差可校正數(shù)據(jù)傳輸方法及其設(shè)備的制作方法
發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及按照多個(S個)信息符號序列的形式傳輸數(shù)字信息信號的方法，其每個符號具有一個相同的位長度，并且每個這樣的符號序列出現(xiàn)在各自的輸入通道中，由于編碼的緣故，檢查字被包括在所述傳輸信號之中以便能夠?qū)τ伤鰝鬏斔鸬腻e誤符號進行校正，所述的方法包括下述步驟將來自這種輸入通道中每一個的、處于第一排列狀態(tài)的一個第一S符號塊提供給一個第一誤差校正編碼器，以產(chǎn)生P個第一檢查符號的序列；將所述第一塊內(nèi)的每一個符號和所述P個第一檢查符號中的每一個符號各延時一個不同的延遲時間，以產(chǎn)生處于第二種排列狀態(tài)的第二符號塊；將所述的第二符號塊提供給第二誤差校正編碼器，以產(chǎn)生q個第二檢查符號的序列，并傳輸所述的信息符號以及所述的第一和第二檢查符號。
本發(fā)明還涉及到一種用于執(zhí)行所述方法的設(shè)備。這種方法和設(shè)備、特別是它的譯碼策略在給予本受讓人的美國專利4,477,940(PHN10.242 Ref.I)中已經(jīng)得到了披露，在給予本申請同一受讓人的美國專利4,683,572(PHN 10.931，RefII)中披露了另外一種特定的譯碼策略。特別是，用于本發(fā)明的所有代碼都是線性代碼，所以兩個代碼字的和還是一個代碼字。這也允許將一個系統(tǒng)代碼的代碼字明確地或隱含地轉(zhuǎn)換成一個非系統(tǒng)代碼的一個代碼字，反之亦然。現(xiàn)在，所述參考文獻涉及到了用于記錄和傳輸高質(zhì)量音頻信號的所述公知小型光盤系統(tǒng)的出錯防止。所述系統(tǒng)的各種擴展都是以上述出錯防止技術(shù)為基礎(chǔ)的。在大多數(shù)情況下，所述的數(shù)字出錯防止對于精確地再現(xiàn)所述原始數(shù)字輸入信號來講是足夠的，而在再現(xiàn)一個音頻信號的情況下，是通過某種內(nèi)插法將不可校正的誤差掩蔽到所述音頻信號本身上來尋求最后的解決辦法。雖然上述的系統(tǒng)已經(jīng)廣泛和成功地商業(yè)化，但是，就可達到的數(shù)據(jù)速率以及增加承受由所述代碼本身所提供的誤差的能力方面而言，還感到有必要提高其性能。發(fā)明概述因此，本發(fā)明的一個目的尤其是要根據(jù)所引用的參考文獻來改善所述的數(shù)據(jù)速率以及所述數(shù)字出錯防止的強度，以避免對上述內(nèi)插法的需要，并改善在各種不能進行這種內(nèi)插法的其它領(lǐng)域中的適用性，同時又盡可能簡單和有效地保持所述的編碼和譯碼策略。因此，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明的特征在于產(chǎn)生所述的第一和第二檢查符號以滿足各自的奇偶檢查矩陣，所述矩陣中的每一個都分別具有s＋p＋q個列，并分別具有p和q行，其中，所述半循環(huán)碼的p.q＞1，所述延遲將所述第一排列狀態(tài)的相鄰符號放入所述第二排列狀態(tài)的均勻間隔的場合(uniformly-spaced instance)，并根據(jù)所述的第一排列狀態(tài)將所述的q個第二檢查符號向后耦合到所述第一誤差校正編碼器上。將在后面討論半循環(huán)碼的特性。
所述第二檢查符號的向后耦合也是在所述第一誤差校正代碼的保護下安排這些符號。對于整個誤差校正能力而言，這個額外的保護被證明是有很大益處的，特別是對于校正隨機符號誤差而言，更是如此。一個重要的效果是可以使各種代碼字的長度增加，從而減少了額外開銷。
本發(fā)明還涉及到一種利用誤差校正進行譯碼的方法；利用出錯防止進行傳輸?shù)脑O(shè)備、利用誤差校正進行譯碼的設(shè)備；以及與在各權(quán)利要求中規(guī)定的上述方法和/或設(shè)備一起應(yīng)用的、以間隔開的形式提供有信息的載體。特別是，就傳輸一個有限序列而言，所述第一和第二檢查符號的一個尾隨序列通過所述的延時和向后耦合來產(chǎn)生，并被限制為僅包括抽象信息符號的s＋q－1個第一塊的序列。這就產(chǎn)生了可應(yīng)用來使各數(shù)據(jù)段相互分離開的第一代碼格式，從而就不會發(fā)生代碼的相互作用。
有益的是，通過將所述第一和第二檢查符號的尾隨序列按符號方式地相加(symbowise addition)到位于所述有限序列開始部分處所述第一和第二檢查符號的最初序列上，從而可以實現(xiàn)一個柱面存儲格式。通過使用所述的線性代碼，這是可行的，并且允許一種用于相同數(shù)量的、儲如是在實際載體區(qū)域內(nèi)可表示的用戶數(shù)據(jù)的較短長度的格式。
通過首先在一個預(yù)備步驟中對包含有最終的所述第一塊的符號的所有C2代碼數(shù)字進行編碼、和將這些C2代碼字的所述第二檢查符號指定給隨后的q個C1代碼字，并隨后對所有的C1代碼字和另一個與第一塊的所述有限序列相關(guān)的C2代碼字進行編碼來傳輸所述第一塊的有限序列，將是很有益處的。這允許較早地對所謂的尾部向上格式(tail-up format)進行譯碼，在這種格式中，不實行外圍包封(no Wrapping around)。
通過下述方式來傳輸(按柱面格式)所述第一數(shù)據(jù)塊m≥s個非零有限序列是有益的a在執(zhí)行了部分b1、b2和從用于o≤y≤m個連續(xù)第一數(shù)據(jù)塊中的每一個的最初的所述第一數(shù)據(jù)塊開始以后，首先形成一個C1代碼字和接著形成一個C2代碼字b1對于一個最終的所述第一數(shù)據(jù)塊的每個數(shù)據(jù)符號，除了它的最后一個數(shù)據(jù)符號以外，形成一個相關(guān)C2代碼字；b2從在初始的q個所述第一符號塊中對應(yīng)地設(shè)置的數(shù)據(jù)符號中減去如此形成的所述符號的s行和q列的一個塊的所有符號；c在執(zhí)行了b1和b2并從用于o≤z＝m－y≤m個連續(xù)的第一數(shù)據(jù)塊的每一個相關(guān)的一個最終的所述第一數(shù)據(jù)塊開始以后，首先形成一個C2代碼字，接著形成一個C1代碼字；d在產(chǎn)生了所述的部分a和c之后，通過q個C1代碼字或通過p個C2代碼字產(chǎn)生包含有p×q個檢查符號的菱形；e在執(zhí)行了部分b1并完成了含有包括部分b1那些內(nèi)容的專門檢查符號的q列以后，把這些q列的所有符號加到在所述最初的q符號列中相應(yīng)地設(shè)置的符號上，隨后刪掉所述q檢查列的塊。這是一個順向的編碼過程。
通過下述方式來傳輸(按柱面格式)所述第一數(shù)據(jù)塊m≥s個非零有限序列是有益的a在執(zhí)行了部分b1、b2和從用于o≤y≤m個連續(xù)第一數(shù)據(jù)塊中的每一個的最初的所述第一數(shù)據(jù)塊開始以后，首先形成一個C1代碼字，接著形成一個C2代碼字；b1對于一個最終的所述第一數(shù)據(jù)塊的每個數(shù)據(jù)符號，除了它的最后一個數(shù)據(jù)符號以外，形成一個相關(guān)的C2代碼字；b2從在初始的q個所述第一符號塊中對應(yīng)地設(shè)置的數(shù)據(jù)符號中減去如此形成的一個s行和q列的塊的所有符號；c在執(zhí)行了部分b1、b2和從o≤z＝m－y≤m個連續(xù)的第一數(shù)據(jù)塊的每一個相關(guān)的一個最終的所述第一數(shù)據(jù)塊開始以后，首先形成一個C2代碼字，接著形成一個C1代碼字；d在產(chǎn)生了部分a和c以后，通過q個C1代碼字或通過p個C2代碼字產(chǎn)生包含有p×q個檢查符號的菱形；e在執(zhí)行了部分b1和完成了含有包括部分b1那些內(nèi)容的專門檢查符號的所述q列以后，把這些q列的所有符號加到在最初的q符號列中相應(yīng)設(shè)置的符號中，隨后刪掉所述的q個檢查列的塊。
通過下述方式來傳輸(按柱面格式)所述第一數(shù)據(jù)塊的m＜s個非零有限序列是有益的a在執(zhí)行了部分b1、b2和從o≤y≤m個連續(xù)的第一數(shù)據(jù)塊中的每一個的初始的所述第一數(shù)據(jù)塊開始以后，首先形成一個C1代碼字，接著形成一個C2代碼字；b1對于一個最終的所述第一數(shù)據(jù)塊的每個數(shù)據(jù)符號，除了它的最后一個數(shù)據(jù)符號以外，形成一個相關(guān)C2代碼字，同時使每一個所形成的C2代碼字在至一個后續(xù)C2代碼字的最初數(shù)據(jù)符號的相鄰行之處都具有一個最后數(shù)據(jù)符號，并且，在它們被產(chǎn)生期間，前一個C2代碼字的所述檢查符號被疊加到后一個C2代碼字的所述檢查符號上；b2從在同一行中設(shè)置的數(shù)據(jù)符號中減去如此形成的具有s行和q列的一個塊的所有符號，首先是列j中的數(shù)據(jù)符號被減，然后是列j＋m、列j＋2m中的檢查符號被減，直到上述行上的所有檢查符號都被減一遍為止；c在執(zhí)行了部分b1、b2和從o≤z＝m－y≤m個連續(xù)的第一數(shù)據(jù)塊中的每一個的一個最終的所述第一數(shù)據(jù)塊開始以后，首先形成一個C2代碼字和下一個C1代碼字；d在產(chǎn)生了部分a和c以后，通過q個C1代碼字或通過p個C2代碼字產(chǎn)生包含有p×q個檢查符號的菱形；e在執(zhí)行部分b1和完成了含有包括部分b1的那些內(nèi)容的專用檢查符號的所述q列以后，以與在b2中所指出的相同方式把這些q列的所有符號加到在最初的q個符號列s中對應(yīng)地設(shè)置的符號上，隨后刪除q個檢查列的所述塊。其它的優(yōu)點方面將在所附權(quán)利要求中描述。
本發(fā)明的這些和其它的一些概念和優(yōu)點將在后面參考最佳實施例、特別是參照附圖加以描述，其中附圖概述

圖1示出了一個編碼設(shè)備的整個方框圖；圖2解釋了所謂的菱形碼；圖3示出了系統(tǒng)形式的菱形碼；圖4示出了所述的當前碼和一個乘積碼的對應(yīng)關(guān)系；圖5提供了對一個編碼實施例的詳細解釋；圖6示出了各種代碼符號的位置；圖7提供了對一個譯碼實施例的詳細解釋；圖8示出了一個譯碼設(shè)備的整個方框圖；圖9示出了在一個載體上的符號配置；圖10和11示出了用于解釋分組碼的矩陣；圖12示出了一個卷積編碼的數(shù)據(jù)塊；圖13示出了多個重復(fù)數(shù)據(jù)塊的編碼；圖14示出了柱面編碼的數(shù)據(jù)塊；圖15示出了具有奇偶交錯的多個短段(short bursts)的定位排列；
圖16示出了利用符號置換的奇偶交錯；圖17示出了一種以不同的出錯防止為特征的改進的存儲結(jié)構(gòu)；圖18示出了一個有限支持卷積菱形代碼字；圖19示出了一個分組卷積菱形代碼字；圖20示出了多個根據(jù)圖19的并置代碼塊；圖21示出了用于編碼的多個塊的準備；圖22示出了以第一種方式對一個短塊進行編碼；圖23示出了以第二種方式對一個短塊進行編碼；圖24示出了把一個直立式奇偶檢驗加到信息上；圖25示出了菱形編碼；圖26示出了菱形編碼和循環(huán)擴充；圖27示出了直立尾部(uprignt fail)的有效產(chǎn)生；圖28示出了修改后的蝎尾(scorpion)預(yù)處理；圖29示出了奇偶校驗的折疊。最佳實施例描述以下首先描述本發(fā)明的基本解決方案，然后描述各種補充、修改和改進，它們能夠按照不同的組合對基本實施例進行補充，以及/或者能夠有效地改變該基本實施例的一個或多個方面，以支持通常在相同的發(fā)明觀念內(nèi)的不同的解決方案。每一種不同的解決方案用單獨的數(shù)字來表示。一般來說，參數(shù)值是任意的。
1.圖1表示編碼設(shè)備的總體方框圖。到達輸入端100的數(shù)據(jù)符號流例如可以是8位寬的，以便容納8位符號。方框102是輸入存儲器，它根據(jù)到達順序和根據(jù)將符號分配給合適通道的選擇機制來接收符號。延遲使各種符號在正確的時刻達到第一編碼器級104。注意，將編碼器104的垂直輸入畫成了一條線。但是，各符號在輸入之前沒有相互作用。編碼器104需要按照與輸入端100相同的數(shù)據(jù)率來接收輸入符號，對于接收的每一數(shù)據(jù)符號，它確定該數(shù)據(jù)符號對于所討論的數(shù)據(jù)符號所屬于的第一碼字的各個預(yù)備的第一檢查符號所作的貢獻。如果需要，以下作為一個例子，它還可以計算數(shù)據(jù)符號在適用于圖9所示的格式時對第一碼字的循環(huán)的預(yù)備的檢查符號所作的貢獻。如果某一碼字的符號的到來以不是鄰接地方式而是以循環(huán)的方式與一個或多個其它碼字的符號所交替，這種情況就適合。方框106是中間存儲器，用以調(diào)整數(shù)據(jù)符號和第一檢查符號以便供第二編碼器級108進行處理。方框108按照與方框104類似的方式計算與第二碼字相關(guān)的第二檢查符號。方框110是輸出存儲器，它接收數(shù)據(jù)符號以及第一和第二檢查符號，以便按順序正確地提供給串行輸出端112。一旦在編碼器108中產(chǎn)生了第二檢查符號，則第二檢查符號還通過延遲107向后耦合到編碼器104，在此它們出對合適的第一碼字作出貢獻。如該例子所示，圖1中的p和q都具有數(shù)值8。通常p·q＞1。數(shù)值s、即數(shù)據(jù)或用戶符號的數(shù)目較大，但數(shù)值為118就可以產(chǎn)生很好的結(jié)果。s的數(shù)值為52就已經(jīng)獲得了較大程度的保護。將參看圖2和圖5-7討論詳細的定時。
圖2說明所謂的菱形碼。圖中每一行表示一系列符號，每個符號覆蓋一個方格，每個方格正好被一個符號所占據(jù)。通常每個符號具有8位，雖然這一數(shù)目不是絕對的限制。箭頭C1和C2分別指出C1碼字和C2碼字的位置C1碼字沿垂直方向而C2碼字沿對角線方向。全部碼字形成所謂半循環(huán)碼或弱循環(huán)碼的一部分。這種碼C的定義如下(0，C1，C2，……Cn-1)εC＜＝＞(C1，C2，Cn－1，0)εC，或者換句話說，如果左側(cè)以符號零開始的n符號字是碼C的字，則如所示地被循環(huán)一個符號的字(該字最終是以符號零結(jié)束)也是碼C的字。當然，以較大數(shù)量的零開始的字可被循環(huán)相對較大數(shù)量的符號位置。但是，沿其它方向的循環(huán)不一定產(chǎn)生碼字。可以給出具有上述性質(zhì)的各種碼，但是值得注意的一類是由在參考文獻中同樣被使用的縮短里德-所羅門(Reed-Solomon)碼構(gòu)成?？s短BCH碼是也可以使用的更一般的碼。在這兩種碼中，只有最初的符號序列用作數(shù)據(jù)或檢查符號，而全部后面的符號都固有地為零。非縮短里德-所羅門碼是周期性的，這意味著其碼字的所有可能的循環(huán)都還是碼字。如果目前使用的碼字以零符號開始或結(jié)束，則其如公式所示的循環(huán)還是碼字。這就是半循環(huán)的定義縮短循環(huán)碼通常是弱循環(huán)的?！叭酢弊种傅氖强s短循環(huán)碼不再是全循環(huán)的。
在圖2中假定在粗垂直線處開始編碼，即意味著在其左側(cè)只有零出現(xiàn)。就與該特定C1字的編碼有關(guān)而言，這些零在時間上較早地出現(xiàn)。如標號20所示，數(shù)據(jù)符號被分配給多個序列。為清楚起見，只表示了其中的一些序列。標號22表示每一C1碼字的4個檢查符號。標號24表示每一C2碼字的2個檢查符號。這些數(shù)目只是作為例子而言，碼字實際上通常具有較大數(shù)目的檢查符號。假定第一個非零數(shù)據(jù)符號是位于行26和列40的符號d(符號2640)。對位于列40中的C1的碼字的編碼如所示地分別產(chǎn)生出符號c、b、a、l，符號3440通過歸一化而具有數(shù)值1?？梢宰C明，根據(jù)本發(fā)明，對于半循環(huán)碼，符號3440不可能為零。在里德-所羅門碼的情況下，符號2840、3040和3240的任一個也都不可能為零。在上述的歸一化中，所有符號都被乘以一固定的乘數(shù)，但它不影響以后的推論。在有限域GF(256)(它可以用8位來表示)中進行計算。通過選擇生成矩陣(generatormatrix)，如此編碼的C1字將讓符號3640和3840等于零。這種字存在于半循環(huán)碼中。然后對包含符號3440的C2字進行編碼，在只具有兩個檢查符號的這一示范性代碼中，這就產(chǎn)生符號e(3642)和f(3844)。對于目前的討論，e和f的特定值是無關(guān)緊要的。列40和42的調(diào)整意味著沿垂直方向循環(huán)一個位置；根據(jù)上述半循環(huán)碼的定義，因為符號3640現(xiàn)在是零，所以這又產(chǎn)生了一個碼字。因為列40、42的所有其它符號都是零，所以適用這一性質(zhì)。這就證明了圖中方框2842、3042、3242和3442的內(nèi)容分別是ed、ec、eb、ea。類似的推論產(chǎn)生了方框3044、3244、3444、3644的內(nèi)容，一起構(gòu)成了列44中C1字的非零部分。
由于方框3642和3844的計算，就已充分考慮了方框3440對第二檢查符號的貢獻。這意味著列40的任一其它菲零方框?qū)Τ?2、44外的列中的方框沒有任何影響。理由還是由于半循環(huán)碼的性質(zhì)的緣故，根據(jù)半循環(huán)碼的上述定義，沿對角線的C2碼字在循環(huán)了一個位置之后又分別具有了與由一致的乘數(shù)a、b、c和d分別表示的C2字的不同的符號。這就證明了非零符號d(2640)的影響限制在以粗線為邊界的符號位置的平行四邊形內(nèi)。寬度比C2碼檢查符號個數(shù)大1。沿每一列的規(guī)模也比C1碼檢查符號個數(shù)大1。因為該平行四邊形的形狀，所以將該碼稱為菱形碼。根據(jù)選擇的碼的性質(zhì)，符號2640和3440都不為零。
列40的另一數(shù)據(jù)符號可以不為零，例如，利用預(yù)定的乘數(shù)進行歸一化，符號2540也可以具有數(shù)值d。將指出這一非零符號2540對第二檢查符號的哪些列有影響。首先，由于碼的半循環(huán)特性，將圖2的菱形圖形向上移位一個方框?qū)⒂衷谌?列40、42、44中產(chǎn)生碼字。從符號2540和從由此形成的檢查符號中減去移位的菱形圖形，將使符號2540等于零并將很可能使符號2640和2642不為零。已證明了符號2640的影響向右不超過列44。同樣地，符號2642的影響不超過列46。這就證明了任何數(shù)據(jù)符號的影響總是被限制在有限個數(shù)的列內(nèi)，因此，參看圖1所描述的向后耦合到方框104是不會造成編碼的不穩(wěn)定的。對于一列中的s個數(shù)據(jù)符號和第二碼字的q個檢查符號，將產(chǎn)生寬度為s＋q列的圖形。
已將碼格式描述為C1字沿垂直方向而C2字從左上至右下的形式。同樣地，C2字可以從右上至左下或從右下至左上，在后者的情況下，檢查符號最好在頂部。C1字和C2字還可以互換它們的方向。利用基本的變化還可以得到各種其它的可能性。
圖3示出了一種系統(tǒng)形式的菱形碼。這是一個包含有任意值的s信息符號的單一灰度列(single grey column)。這就使得可產(chǎn)生出通過所述編碼變成非零的相同列中的、以及后續(xù)列中的pC1檢查符號。在下面的q行中，僅在所述陰影區(qū)域中可以發(fā)生非零C2檢查符號。從所述數(shù)據(jù)列頂部符號開始的虛線確定了在右手一側(cè)的斜邊。利用虛線也給出了一個簡單的菱形(包括一個用戶符號)。為簡單起見。各個區(qū)域的斜邊由直線給出，實際上，這種邊緣跟在所述符號的分立的位置之后，且所述的區(qū)域具有臺階狀的邊緣(參看圖17)。
圖4通過比較給出了一個乘積碼格式。乘積碼本身被認為是一種公知的一般知識。在所述例3中，數(shù)據(jù)符號的塊D是一個具有6個列、7個行的菱形。為了在塊p中獲得所述的檢查符號，對所述6個列中的每一列計算所述代碼字。接著為了在塊P和PQ中獲得所述的檢查符號，對于每11個列(即7個數(shù)據(jù)符號列和4個檢查符號列)計算所述的代碼字。由于所述乘積碼的特性，所述塊PQ包含有那些被塊Q中的所述列檢查符號用作數(shù)據(jù)符號的所述行檢查符號。由此，附加的兩個行代碼字不需要進行計算。
根據(jù)本發(fā)明的所述檢查符號的產(chǎn)生以類似于卷積的方式設(shè)置所述特定代碼字的符號，盡管所述構(gòu)成碼的生產(chǎn)法則是純的分組碼，盡管如此，在與所述小型光盤(Compact Disc)結(jié)構(gòu)明顯的區(qū)別中，參考圖2所作的說明，當前代碼具有與乘積碼的特性對應(yīng)的特性所述的第二檢查符號產(chǎn)生用于所述數(shù)據(jù)符號、用于所述第一檢查符號以及用于第二檢查符號本身的出錯防止；而所述第一檢查符號產(chǎn)生用于所述數(shù)據(jù)符號、用于所述第一檢查符號本身、以及用于所述第二檢查符號的出錯防止。其理由在于所述的第一檢查符號是通過參考圖1所述的向后耦合來計算的。這種當前碼的編碼類型與乘積碼相比較時的一個附加優(yōu)點是，與乘積相比較，大約減少了50％的用于處理所需要的存貯空間。相對于所述的CD格式而言的另一個優(yōu)點是減少了譯碼等待時間并簡化了塊同步。
圖5給出了一個簡單編碼設(shè)備的示范性方框圖，其中，所述代碼字的大小被作了基本限制，以盡可能清楚地表示各種延時。在這方面，圖6給出了各個代碼符號的位置。這里存在有三個分別由1.1，2.1和3.1開始的信息符號流。有一個以4.1開始的一個第一檢查符號流。有兩個分別以5.1和6.1開始的第二檢查符號流。在所述載體上，任一特定列的符號可以被接連地逐列存儲。第一檢查符號在由圖6中第一個矩形所指示的單一列的基礎(chǔ)上形成。第二檢查符號在圖6中第二矩形指出的符號菱形串的基礎(chǔ)上形成。若需要，所述第二代碼字可以具有更大的交錯深度，例如，所述第二代碼的任一特定字可以具有在每個第二、第三等列中的符號。在圖5中，所述的數(shù)據(jù)符號1.9、2.9和3.9來自位于所述第一編碼器輸入端處的第一排列狀態(tài)的左側(cè)，以用于產(chǎn)生所述的第一檢查符號4.9。實際上，由于一個單一的檢查符號不能夠提供一個誤差可校正的符號，所以，總是要產(chǎn)生多個第一檢查符號；確實，希望每一個代碼字實際上在其自身上提供至少一個誤差可校正的符號。為簡單起見，由方塊150的產(chǎn)生處理所引起的延時忽略不計。在延時塊152中，執(zhí)行用于產(chǎn)生第二排列狀態(tài)的重新排列。延時相差一個列周期，并從三個周期減少到標稱的零。在所達第二編碼器154的輸入端，示出多個在那個特定瞬間所得到的符號，由此而實現(xiàn)了所述的第二排列狀態(tài)。根據(jù)這樣地接收到的4個符號，所述第二編碼器產(chǎn)生兩個第二檢查符號5.10和6.11。在延遲塊156中，所述的第二檢查字被延時，從而使其在所述第一編碼器150的輸入端處與與所述的第一排列狀態(tài)相一致。所述的延時再次地相差一個列周期，且到達所述第一編碼器150所述輸入端處的第二檢查符號的表示分別是5.9和6.9，并且和到達這里的所述數(shù)據(jù)符號是屬于同一列。這意味著所述第一編碼器產(chǎn)生了可以被使輸給如箭頭158所指示的存儲媒體或載體的正確的列。很清楚，兩個編碼器塊的位置可以互相改換。從而使未編碼的數(shù)據(jù)首先到達所述第二編碼器154的輸入端上。但是，這經(jīng)?；ㄙM更多的延時，在上述狀態(tài)下，如圖2所示，所述第一排列狀態(tài)的相鄰列被延遲各個相應(yīng)的延遲時間，從而將它們放置入所述第二代碼的各相鄰字中或放入所述第二排列狀態(tài)的相鄰場合中。假如所示的所有延時都被乘以一個一致的因數(shù)，這種編排允許較深的交錯以加強對誤差段(error bursts)的防護，但其代價是高的存儲需求。本專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域以內(nèi)的普通技術(shù)人員可以在圖5中看到不脫離本發(fā)明原理的可能的修改。例如，所述的時間可以與圖示相反的方向運行。從而所述的輸出端和輸入端相互交換。另外，所述的延時可以在RAM內(nèi)執(zhí)行。在這種情況下，是通過對所述的RAM進行適當?shù)膶ぶ穪韺崿F(xiàn)所述的延時以及反饋的。所述編碼所需的矩陣乘法是通過適當編程的標準硬件或通過特定用途的硬件來執(zhí)行的。如果兩個代碼具有足夠的相似處，那么所述編碼器的一部分可以被公用。
為了改善針對誤差段進行編碼的強度，可以利用奇-偶交錯見上述現(xiàn)有技術(shù)參考文獻。這意味著相對于所述的偶數(shù)通道，所述的奇數(shù)通道被延遲一個一致的量，反之亦然。所述的奇-偶交錯被提供給被傳送給由標號158所指示的所述載體的信息上。所述的奇-偶交錯還要被提供給所述譯碼器，并反過來施加到提供給載體158的信號上。圖7中的塊159可以被修改以便考慮這種交錯。另外一種改進可以通過在所述輸出端處進行擾碼加以提供。這是通過把一個系統(tǒng)位模式加到所述編碼后的符號流上來執(zhí)行的。這解決了由僅產(chǎn)生零位的有故障的裝置所引起的問題。
圖7詳細地解釋了與圖5、6的編制相符合的譯碼。在左手測，一個完整第一代碼字的符號從所述載體得出，在那里，當從上述奇-偶交錯中、或者例如從廣播接收中提取出來時，一個特殊第一代碼字的符號被相鄰接地設(shè)置。塊159是用于所述第一代碼字的第一譯碼器。所述譯碼被假定是瞬時的。所以，符號的計數(shù)是不受所述譯碼的影響的。但是，任何實際的延遲都不會改變所述的推導。接著，在塊160中，利用單調(diào)地減少延時(D)來延遲所述的符號，從而使得在所述第二譯碼器162的輸入端處重新對一個第二代碼字的各個符號進行排列。再一次假定所述的譯碼是瞬間發(fā)生的。若所述的譯碼具有令人滿意的結(jié)果，那么，所述譯碼器162的輸出可以通過具有相對于塊160而言為反相延時(inverse delays)的第二延遲級164直接發(fā)送給一個用戶。如果不是這樣的話，所述第二譯碼器162的輸出就通過所述的第二延遲級164和第三譯碼器級166傳送給所述用戶。在后一種情況下，所述第一代碼字被提供給實際上可以與所述塊159一起共享硬件的第三譯碼器級166。若所述C1和C2碼有足夠的相似之處，所述的塊162將參與該共享。在輸出端168，提供有所述的用戶符號。在放棄執(zhí)行所述第三譯碼操作的情況下，盡管保持所述第二延遲級164是有利的，但它僅僅是針對所述用戶符號的。若需要，可通過重復(fù)所述塊162、160來重新構(gòu)成和再次譯碼所述和第二代碼字。
圖8示出了具有比較實際的規(guī)模的一個譯碼設(shè)備的方框圖。所述編碼后的符號流來自于輸入端114，它具有供8位符號用的8位寬。塊116是所述的輸入存儲器，它根據(jù)到達的順序并根據(jù)一種用于將所述的符號指定給它們原來的通道的選擇機制來取得所述的符號。所述的延遲允許將各種符號在正確的瞬間提供給所述第一譯碼器級118，所述譯碼器118需要以與在輸入端114處相同的速率接收所輸入的符號，對于每一個所接收的代碼符號而言，如在塊130中通過以驚嘆號來符號化地表示的那樣，它首先要確定出它們對具有上述符號的所述第一代碼的字的各種初步伴隨符號(preliminary syndrome symbols)的貢獻。在產(chǎn)生了所述的伴隨信號以后，所述譯碼器執(zhí)行適當?shù)淖g碼，它可以具有各種標準輸出中的某些種標準輸出發(fā)現(xiàn)所述的代碼字是正確的并舍去任何校正(a)；發(fā)現(xiàn)某些可校正的誤差并根據(jù)所發(fā)現(xiàn)的誤差校正它們(b)，或者是檢測到至少是在執(zhí)行校正策略以前不可校正的所述字(c)，情況(a)可以把O.K.標記指定給所述正確字的所有符號；情況(b)可以將一個校正標記有選擇性地指定給所述代碼字校正后的符號，其余的仍然使用O.K.標記。在情況(c)可以將一個不可靠標記指定給上述代碼字的所有符號，該標記還可以進一步規(guī)定各種不可靠性等級。在所述參考文獻I、II中已經(jīng)教導了如何使用通過諸如解調(diào)的早期處理所產(chǎn)生的各種標記。
接著，所有的通道都進入了譯碼的第二級。塊120是一個對包括第二和第一檢查符號在內(nèi)的所述代碼符號進行排列的中間存儲器，這些代碼符號用于通過所述第二譯碼器級122進行處理。塊122以與塊118相類似的方式計算與所述第二代碼字相關(guān)的伴隨符號并執(zhí)行所述的譯碼，并原則上具有與譯碼器118相同的三個可能輸出。但是，所述策略可以是不同的首先，這是由于很多的誤差已經(jīng)被先前級118所校正，其次，是由于附加幫助是通過利用可作為擦除指針的第一譯碼級提供的不可靠標記以及可建議將被分別進行譯碼的最大數(shù)量的誤差符號和擦除信號的O.K標記所提供的。其結(jié)果是，在第二級以后，所述剩余誤差的數(shù)量通常都被減少。所述第2代碼字的譯碼是由塊132中的驚嘆號標記指示的。
接著，所有通道進入譯碼的第三級。塊124是一個對包括第二和第一檢查符號在內(nèi)的所述代碼符號進行排列的中間寄存器，用于通過第三譯碼器級126進行處理。塊126以與塊118相類似的方式計算與所述第一代碼字相關(guān)的伴隨符號并且執(zhí)行譯碼，并且原則上具有與塊118相同的三個可能的輸出。但是，所述策略可以不同于參考譯碼級112所解釋的策略。另外，由于所述的中間通路通過所述第二譯碼器級，所以，在第三級之后剩余誤差的數(shù)量仍然要少于所述第二譯碼器級之后的剩余誤差的數(shù)量。現(xiàn)在利用塊134內(nèi)的驚嘆號標記來指示所述第一代碼字的譯碼。應(yīng)當注意，在所述小型光盤系統(tǒng)中的交叉交錯里德-所羅門代碼結(jié)構(gòu)中，最多有兩級譯碼是有用的，這是由于在考慮了所述第一代碼和第二代碼的情況下，每一個單一的譯碼操作都充分發(fā)揮了那個等級的可能性。至少，在各代碼相同的情況下，盡管所應(yīng)用的策略通常不同，但是第三級譯碼器的硬件可以在相當程度上與所述第一級的硬件共享。如果所述的代碼具有對應(yīng)的特性，特別是如果一個代碼是另一個代碼的子碼，則分別為C1和C2代碼所固有的硬件也可以被共享。與小型光盤系統(tǒng)的另一區(qū)別在于后者的譯碼是以與所述編碼的相反順序進行的。根據(jù)本發(fā)明，譯碼順序原則上是任意的。
塊128是一個輸出存儲器，它把用作順序地正確表示的所述數(shù)據(jù)符號提供給一個串聯(lián)輸出端130。一般的說，在此之后，將不再考慮所述的檢查符號。
圖9示出了在一個載體上實際的符號配置。這些數(shù)據(jù)形成了一個用于譯碼的源。所述的格式具有一個標為SYNC的同步標題段和一個被標為ADD的輔助標題段部分。所述的后者可以被用于存儲諸如一個地址等的不直接屬于信息主體的信息。所述的格式可以以如下的方式加以規(guī)定，即如圖所示，只有所述格式中的預(yù)定部分才能獲得部分所述SYNC和/或ADD?，F(xiàn)在，在所述例子中，每一個格式都分別具有被標記為x和y的交替符號以在所述的符號中實現(xiàn)奇-偶交錯。這是針對短誤差段的一個對抗措施。在諸如1.1x……6.1x的符號序列中，包括所述相關(guān)的第一和第二檢查符號在內(nèi)的所述符號如它們的數(shù)字所示的那樣按它們在所述第一排列狀態(tài)中的出現(xiàn)而被單調(diào)地存儲起來。實際上，各種代碼字的符號數(shù)量遠大于6。注意，所述的符號標志不同于圖6中的標志，后者示出了在此被連續(xù)化的各通道。為簡單起見，通過擾碼所產(chǎn)生的附加影響忽略不計。
2.注意，使用這種形式的編碼允許全零代碼字。如果沒有采取進一步的措施，引起發(fā)生全零字的硬件誤差將會被從有效的全零代碼字中識別出來。由此，整個的或有選擇的反相的奇偶校驗可以在所述載體上進行重寫之前優(yōu)先地直接加以應(yīng)用。通常，對于所有字來講，反相是一致的，例如，除了其它的第二檢查符號以外，所有的第一檢查符號被反相。其它的選擇也是可行的。
3.在一系列應(yīng)用中，所述的用戶數(shù)據(jù)以例如是每段16K字節(jié)的段的形式提供。各個段的數(shù)據(jù)和與這些數(shù)據(jù)相關(guān)的奇偶校驗或檢查符號一起被寫入相應(yīng)的存儲塊，特定存儲塊數(shù)據(jù)中的改變和所述奇偶校驗符號的修改最好是相互伴隨進行而不影響其它存儲塊中的數(shù)據(jù)或奇偶校驗符號。當施加到這種與塊相關(guān)的應(yīng)用中時，上面所討論的編碼方法可以得益于為提高其效率而作出的改進。(屬于s數(shù)據(jù)符號的)單一C1字的數(shù)據(jù)修改不僅僅影響這個特定字的所述C1檢查符號，而且也影響下一個跟隨的s＋q－1C1字，見圖3。因此，為了要編碼具有ms(m×s)個數(shù)據(jù)符號的一個段，所需的C1字的總數(shù)等于m＋s＋q－1。
在這方面，圖12示出了一個處于所謂柱面格式的卷積編碼的數(shù)據(jù)格式，其中，作為一個例子，s＝116，p＝8，q＝12。包含有涉及到這個數(shù)據(jù)塊的檢查字的列的總數(shù)是m＋127。作為一個擴展，圖13示出了多個重復(fù)數(shù)據(jù)塊的編碼，所述多個重復(fù)數(shù)據(jù)塊中的每一個單獨具有圖12所示單一塊的規(guī)?！，F(xiàn)在如各個較暗區(qū)域所表示的，所述相繼的塊的檢查符號被重疊在一起。這意味著取決于額外列的相關(guān)內(nèi)務(wù)操作(Overhead)在用戶數(shù)據(jù)量增加時減少。另一方面，這種重疊經(jīng)常被認為是一種障礙。
下面討論與塊相關(guān)應(yīng)用的有效處理。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，假如m≥n＝s＋p＋q，那么就可以利用單一的返折(fold-back)以如上所述的方式按一定數(shù)量的mC1字中對ms數(shù)據(jù)符號的一個段進行編碼，并保持同樣的誤差校正能力。如在圖12中所要求的那樣，s＋q－1個附加的C1字于是便不存在。因此，可以寫入所述載體上的數(shù)據(jù)量增加到1＋(s＋q－1)/m倍。例如，假如m＝n(它屬于最佳存儲格式之一)，同時s＋q相對于p而言是很大的，那么可以近似存儲兩倍那么多的數(shù)據(jù)。
上述的近似值基于下述的認識。如圖10所示，所述新的塊代碼的代碼字是一個m×n矩陣900。所述矩陣900具有例如是列902的多個列及例如是行904的多個行，以及例如是循環(huán)對角線906的循環(huán)對角線。在這樣的前后文關(guān)系中，所述的循環(huán)對角線是位于連續(xù)列中相應(yīng)的一些列、并位于連續(xù)行中相應(yīng)的一些行內(nèi)的各個相應(yīng)矩陣元素的一種排列，所述的行是循環(huán)地繼續(xù)下去的。例如，如圖10所示，每當具有一個從左到右，從上到下定向的循環(huán)對角線到達所述矩陣的右手邊緣時，它都在左手側(cè)循環(huán)繼續(xù)。所述矩陣900包含一定數(shù)量的這種定向的m循環(huán)對角線。所述矩陣列的每一個位于C1之內(nèi)，而每一個循環(huán)對角線位于C2之內(nèi)。
通過如上所述地組合譯碼器C1和C2可以實現(xiàn)一個塊代碼字的譯碼。這種比較寬的柱面的編碼將結(jié)合顯示出了一個(n－1＋2m)n矩陣1000的圖11加以解釋。在所述左側(cè)處的第一個n－1列含有多個零，該第一個n－1列此后被稱之為全零列。下一個m列被稱作數(shù)據(jù)列。每一個數(shù)據(jù)列包括在s個頂部行內(nèi)的s個數(shù)據(jù)符號和在p＋q個底部行內(nèi)的p＋q個奇偶校驗符號。最后的m列被稱為導出列。每個導出列在其s頂部行中僅含有多個零。注意，由于上述的編碼的特性，所述最后m－(s＋q－1)導出列僅含有多個零。
在所述數(shù)據(jù)列中和在所述導出列中的奇偶校驗符號根據(jù)上面解釋的方式來計算，以便產(chǎn)生所有這些列C1字和產(chǎn)生具有至少一個位于數(shù)據(jù)列C2字中的元素的所有對角線。所述塊代碼字第i個列等于第i個數(shù)據(jù)列和第i個導出列之和。現(xiàn)在，當所有的數(shù)據(jù)列和導出列都位于C1之內(nèi)時，所述塊代碼字的所有列都位于C1之內(nèi)?？梢宰C明，所有的循環(huán)對角線全部位于C2之中。事實上，在所述導出列中的奇偶校驗符號通過例如是EXOR(異或)的邏輯運算與這些數(shù)據(jù)列相互組合。在這方面，圖14示出了一個擴展了圖42所示排列的性能的柱面編碼的數(shù)據(jù)塊。如圖所示，所述冗余信息的一部分與圖12中所產(chǎn)生的相同，而另一部分則是通過把在圖12中右側(cè)處的“尾部”疊置于緊跟在所述用戶符號下面的區(qū)域上而產(chǎn)生的。在所述的右手側(cè)，具有兩種C2代碼字(用箭頭來表示)一個是以直接方式從左上角到右下角，而另一個則是環(huán)繞的，從而當其到達了右手側(cè)以后，再一次從左手側(cè)開始。
例如參考圖5所公開的設(shè)備可以被用于以下述方式進行編碼。為了模擬(n－1)個全零列，例如所述延遲裝置(例如，延遲塊152)被置成零。接著，所述ms個數(shù)據(jù)符號被加到所述編碼設(shè)備上。計算和存儲用于所述數(shù)據(jù)列的C1和C2的奇偶性。然后，(s＋q－1)s個零符號被加到所述編碼器設(shè)備上，并且每個被計算的奇偶校驗符號被附加到一個在mC1個字的時間周期之前產(chǎn)生的所述奇偶校驗符號上。所述的加法可以在逐個C1字的基礎(chǔ)上、或者利用部分或整個的并行操作來實現(xiàn)。上述方面的進一步擴展將在下面給出。
4.再一次參看圖5，在編碼之后，通常在標號158處取得輸出。這有一個要求，就是所述多個C1字列僅覆蓋所述數(shù)據(jù)載體上非常短的范圍?，F(xiàn)在，大部分是短段誤差，而不是隨機信號位誤差。其原因是由于工藝所引起的存儲載體的缺陷以及可能由于位于所述通道或媒體與出錯防止譯碼器之間的解調(diào)器的操作中所引起的傳送誤差。對于這個問題，在遵守上述“短范圍要求”的同時，已經(jīng)通過一種具有與奇數(shù)通道相比被延遲了一個C1字間隔的偶數(shù)通道的所謂的小交錯機制(或者別的方式)進行了處理。但是，在與圖6中所述C2交錯相組合時，這可能引起在一個單一C2字上這兩個相連符號誤差的變換，這樣就出現(xiàn)了一個問題，即示于圖15中的具有奇-偶交錯的短段的排列問題。其解決方案示于圖16，它涉及在交錯延遲一個塊之后將所述的低序號通道集中而統(tǒng)一地轉(zhuǎn)換成高序號通道，并按相反方式用于所述的低序號通道情況。這種置換可以通過各種其它方式，例如是通過在s序列的一部分中進行置換來執(zhí)行。當然，在所述的譯碼器中，要采取相反性的措施。
5.在上述的第3項中，考慮到了用于所述媒體的短長度范圍內(nèi)的有限長度塊的所謂柱面存儲。然后將在塊的基礎(chǔ)上執(zhí)行第4項中的奇-偶置換。從概念上講，在進行了C1/C2編碼之后的柱面由n個環(huán)組成，n是所述代碼字的長度(即行的總數(shù))。然后，所述的偶數(shù)環(huán)將相對于所述的奇數(shù)環(huán)在一個位置上均勻地轉(zhuǎn)動。另外，在每一個相應(yīng)的列中，所述被延遲的符號或者未被延遲的符號按如上所述方式被置換。
從限制誤差傳播的觀點來看，所述的奇/偶去交錯在傳送到達用戶單元以前不應(yīng)當被取消。事實上，如果已經(jīng)知道具有誤差的字節(jié)，則限制誤差是可能的，并且最好通過對一個作為最佳指示符的C1代碼進行譯碼來檢測這種字節(jié)。因此，在所述譯碼器中的奇/偶交錯僅是作為在其它編碼之后和在將所述數(shù)據(jù)寫入載體之前的一個后置處理級而加以提供的。同樣，在所述譯碼器中，所述的奇/偶去交錯僅是作為在首次將所述數(shù)據(jù)輸入給C1譯碼器之前的一個前置處理級而加以提供。
6.在譯碼時，在如圖7所示的第二C1譯碼之后的輸出可以被固定在塊166的輸出端上。另外，一種解決方案如下如在塊159中的第一C1譯碼操作是足夠成功的，那么，塊159的輸出被直接聯(lián)接到一個用戶那里。若所述的第一譯碼操作不夠成功，那么塊166的輸出被聯(lián)接到用戶。通過使用這兩個交錯塊160、164，提供給用戶的總是符號的正確序列。在一個較先的譯碼級處提供用戶信息將加速所述的存取。也可以是改換成在塊164之后進行輸出。
7.圖17示出了一種以不相同的出錯防止為特征的改進的存儲結(jié)構(gòu)。這種概念是基于下述事實即一個扇區(qū)可以包括2048個用戶字節(jié)外加由少數(shù)幾個字節(jié)組成的特殊標題段信息。這個標題段信息通常包括一個地址、計數(shù)數(shù)據(jù)或其它的用于有選擇地存取一個或多個特定扇區(qū)的信息。其結(jié)果是，這樣的標題段能夠被很好地加以防護并能快速地存取，因而這是有利的。下述的解決方案也是有益的，即在每個扇區(qū)中的標題段構(gòu)成所述第一C1字的一部分，并且這樣就可利用C1的可校正性以及C2的可校正性來加以保護。另外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，所述的扇區(qū)格式仍然具有少數(shù)的備用字節(jié)?，F(xiàn)在將這些備用字節(jié)放入所述扇區(qū)的第一C1字中，并填入附加的C1檢查字，由此以改善用于所述標題段的出錯防止。最好，加強的代碼C1′是原始代碼C1的一個子碼，這允許加倍地使用硬件和/或軟件功能，若所述信息是通過里德-所羅門碼加以防護的，這就單單增加了對所述扇區(qū)的這個第一C1代碼字的最小漢明(Hamming)距離對于n－k個檢查符號而言，這個距離等于n－k＋1。在這種情況下，在所有C1字中全為零的所有符號最好在C1′字中也全部為零。若一個標題段沒有被置入一個單一的C1′字中，那么它應(yīng)當被放置到一串相連的C1′字中。為了具有一個對于含有標題段的字的有限脈沖響應(yīng)，必須滿足下述條件。假若C1′具有多于C1的T個檢查符號，那么，在用于對來自一個扇區(qū)的標題段信息進行編碼的C1′字和用于對來自下一個扇區(qū)的標題段信息進行編碼的第一C1′字之間，至少具有數(shù)量為(T＋q－1)C1的字。為了找到一個特定的預(yù)期的標題段，在第一種情況下，只對包含有標題段的所述C1′代碼字進行譯碼。假如正確地譯碼上述C1′代碼字成為可能，那么就必須設(shè)法獲得相關(guān)C1字和C2字的完全譯碼。由于一般只有第一個C1′字需要被譯碼，所以對所述標題段的存取是非常快的。但是，即使是在對所述C1′字譯碼失敗的情況下，仍然并不總是需要全部譯碼。例如，可以在一個單調(diào)的而不均勻間隔的序列中對所述的扇區(qū)進行編號。若所述的前趨扇區(qū)比所要尋找的扇區(qū)具有較低的序號并且上述扇區(qū)具有一個不可校正的C1′標題字，那些首先要試一試下一個扇區(qū)。只有在后者比所要尋找的扇區(qū)具有較高的序號的情況下，才對中間扇區(qū)進行全部譯碼。如果在與第3項中教導的所述柱面存儲相結(jié)合而使用這個UEP(不相同的出錯防止)特性，那么附加防護的C1字就具有在其它附加防護C1字的頂部上變換的冗余，以便完整地保持它們的奇偶性的有限擴充。
如圖17所示，它示出了三個信息扇區(qū)224、226和228，其中的每一個都具有它自己的標題段208、210和212。包含有所述標題段的所述C1′字具有它們各自的附加C1′代碼檢查符號214、216、218。所述的C1檢查符號存在于帶230中，而C2檢查符號存在于帶232中。存在著兩個抽象的“附加C1”檢查符號組220及222，以及一個抽象的信息符號量234。在所述柱面存儲情況下，項220的列被疊加在項214的列上，而項222的列被疊加在項216的列上。所述疊加是通過將Galois域內(nèi)的符號相加而完成的；通常這一直進行到按位方式的模2相加。其它的列以類似方向進行疊加。
8.在某些情況下例如假如m比s小很多的情況下，根據(jù)圖10、11和14的所述柱面存儲器具有太大的存儲容量。在圖3所示的一種極限形式的情況下，所述的柱面要比圖14所示的更加緊密。但是這意味著檢查符號的總數(shù)量變得比圖3所示的低。雖然這種結(jié)構(gòu)在整個的編碼格式的情況下是仍然適當?shù)?，但是根?jù)可校正誤差量的出錯防止的程度卻可能下降。但是，仍然存在著諸如圖13所示的非常長的信息塊的那種速率和額外開銷量的問題。
9.下面來描述有關(guān)上述柱面編碼的替換方案。首先，圖18示出了一個有限支持或尺寸卷積菱形代碼字，它一般對應(yīng)于圖12，但每個C2代碼字具有兩上附加的檢查符號。現(xiàn)在，根據(jù)一種有益的塊定義，最小的可尋址存儲塊包含有其中的每一個都具有2088個數(shù)據(jù)字節(jié)的8個扇區(qū)。由于每個列都具有116個數(shù)據(jù)字節(jié)，所以每個扇區(qū)都存儲在18個列之中?，F(xiàn)在，在盤空間上所需要的量達129個附加列。這樣，在這一級上，效率僅為約44％。對于一個單一扇區(qū)而言，所述的存儲效率相對要低得多，大約在10％左右。這個指數(shù)通常被認為是太低了。
這個問題的解決辦法就是以下述的方式來計算符號的冗余列，即當使用整個本發(fā)明時，利用根據(jù)同一個半循環(huán)和菱形碼的代碼法則所獲得的貢獻來精確補償圖18右側(cè)處所示的尾部。換言之，就是要響應(yīng)這些冗余列，精確地刪除從所述冗余列向右側(cè)擴充的冗余行。在這方面，圖19示出了被加有14列冗余符號的一個塊卷積菱形代碼字，所加冗余符號的數(shù)量嚴格等于每個代碼字的C2檢查符號的數(shù)量。即使是對于具有僅一個單一用戶字的扇區(qū)而言，所述的效率也可以上升到約47％。附加奇偶校驗列的數(shù)量與信息塊的寬度不相干。為此產(chǎn)生的檢查符號的序列滿足編碼法則每個列是一個C1代碼的代碼字，且每個對角線是一個C2代碼的代碼字。所述后一個代碼字包括在圖19所示塊外部右側(cè)處的多個零符號。若可用的話，還包括在圖19所示塊外部左側(cè)處的多個零符號。所使用的代碼為線性碼，這意味著兩個代碼字的和仍然是一個代碼字。
在這方面，圖20示出了根據(jù)圖19的代碼塊的延續(xù)。這種格式對于一個在讀出之后允許在所述媒體上寫入全新的數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)來講是非常有益的。由于有限量的信息通常是在一個特定時間產(chǎn)生的，所以它們的存儲只占用不包括所述尾部的一部分空間(如圖18所示)這就允許相互緊靠地存儲相連的塊。注意，根據(jù)圖9，相連代碼字也被一個緊跟一個的存儲起來。對于所述存儲結(jié)構(gòu)的一個附加要求是譯碼應(yīng)當很方便地使用相同的硬件。
加粗箭頭表示沿特定對角線、即C2代碼字對角線運行，被這個箭頭所穿過的兩個“塊”中的每一個都提供了一個單獨有效的代碼字，而不用考慮這兩個塊的距離，即使是這個距離為零。所述的兩個塊不必尺寸相等。這意味著一旦知道了在一個塊序列中一個特定塊的起點，就可以通過對C2對角線上的任一其它符號填以位于上述塊內(nèi)部內(nèi)容的外部的多個零對所述的塊進行譯碼，而不必保持任一其它塊的蹤跡。這就形成去模擬一個仿真的無誤差信息環(huán)境。所述的存儲格式具有兩個用途。首先，對于一個可寫媒體而言，不再需要在圖18的右側(cè)處提供所述很長的尾部，從而提高了存儲效率。由于當已經(jīng)識別出對已編碼的一組扇區(qū)的開始時可以直接啟動譯碼器的操作，所以對于只讀結(jié)構(gòu)而言也是有利的不必考慮在前的扇區(qū)，因此，由于附加了冗余符號的多個列，以較低的存儲效率為代價，縮短了所述存取的執(zhí)行時間。
另外，還需要某種用以將譯碼器時鐘與媒體的同步實行再同步(特別是在每個塊開始處)的鏈接或同步信息。如從所述譯碼器所看到的，這樣一種鏈接信息最好由僅僅是零的各列來加以替換或者當其內(nèi)容不連貫時則被完全略去。若與多個列相對應(yīng)的話，那么這種同步信息的長度是任意的。若重放設(shè)備或譯碼器能夠識別這種同步信息，那么所有任意數(shù)據(jù)格式可以被相互混合，同時利用標準的菱形譯碼器進行讀出而不使校正能力方面產(chǎn)生損失。若所述的譯碼器不能識別同步信息，就要刪除相關(guān)列，這就要稍微降低校正能力。若所述的同步機構(gòu)沒有變成喪失同步功能的情況，那么仍然可以正確地讀出根據(jù)上述的相連塊的混合序列。實際上，這種同步信息所占的規(guī)模大約相當于三個列。
圖21示出了用于進行編碼的塊的準備。所述編碼是根據(jù)兩個相連步驟的順序執(zhí)行的。所述第一步驟包括在右側(cè)準備多個只是奇偶校驗列(在這里是14個列)的信息符號，以使得所述編碼器在最后奇偶校驗列的編碼結(jié)束處處于全零狀態(tài)。如圖21所示，這可以通過使用用于這種有限的符號的標準的C2代碼編碼器來實現(xiàn)。把要以這種方式形成的所述C2代碼字中的信息符號作為由所述對角線箭頭所指出的、包含在這些代碼字中的最低階信息符號來處置。如此產(chǎn)生的檢查符號被放入是C2代碼字的數(shù)據(jù)符號的位置內(nèi)。接著，如先前所解釋的那樣，以標準方式進行按列方式的和進一步的對角線編碼。
下面將更加詳細地考慮短塊的編碼。所述的格式特別涉及到可記錄媒體。只讀載體和可記錄載體應(yīng)具有盡可能的相互對應(yīng)的格式。根據(jù)圖19-21，已經(jīng)討論了所述的尾部一向上格式或蝎尾格式。這種格式允許在相連塊之間具有一個窄的間隔。為簡化起見，圖22、23所示的編碼考慮了其信息符號具有5個行(s＝5)、8個列(m＝8)的一個較小的塊。另外，奇偶校驗符號的數(shù)量也較少，即，用于所述列或C1字的三個奇偶校驗符號(p＝3)以及用于所述對角線或C2字的兩個奇偶校驗符號(q＝2)。存在著四個奇偶校驗符號區(qū)，這些區(qū)可按較為相互獨立地來形成a從左側(cè)開始，對于每一個相應(yīng)列，首先形成一個C1代碼字，接著形成第二代碼字。在這種情況下，所述C1奇偶校驗符號作為用于一個或多個后續(xù)C2代碼字的數(shù)據(jù)符號而運作，反之亦然。所述C2奇偶校驗符號被置于最低的兩個行中并如陰影區(qū)所示。其中的每一對都具有一個C1代碼字和一個C2代碼字的這些對的數(shù)量y可以從零變化到m，即0≤y≤m。在圖中，y＝4。如將在后面要討論的，除了可以被延遲的最后一個C2字以外，必須遵循所產(chǎn)生的順序。
b對于最右邊一列的每個數(shù)據(jù)符號來說，除了它的最低數(shù)據(jù)符號以外，還要形成相關(guān)的C2代碼字，它們?nèi)珀幱皡^(qū)所示。產(chǎn)生的順序是任意的。所述最低數(shù)據(jù)符號將在第c項中加以考慮。
c從右側(cè)開始，相對于上面所述信息列的最低信息符號形成一對代碼字，它首先包括一個C2代碼字，接著是一個C1代碼字。所述的后者占用了其中剛剛形成和設(shè)置了所述C1代碼字最終奇偶校驗符號的所述列。在這種情況下，對于所述編碼，所述的C2奇偶校驗符號作為用于一個或多個后續(xù)C1代碼字的數(shù)據(jù)符號而運作，反之亦然。所述C2奇偶校驗符號被置于最高的q＝2的行中并被如陰影區(qū)所示。這些對的數(shù)據(jù)z可以從零到m之間變化，即0≤z＝m－y≤m。在所述圖中，z＝4。除了可以被延遲的最后一個C1代碼字以外，必須遵守產(chǎn)生的順序，部分b的所有C2代碼字必須在部分c的所述第一個C1代碼字之前產(chǎn)生。在部分a和c之間的執(zhí)行順序之間，沒有相互關(guān)系。
d在產(chǎn)生了部分a和c的所有對之后，產(chǎn)生包含有p×q的菱形奇偶校驗符號。根據(jù)圖22，它們被形成為qC1代碼字；這需要部分a的所述最后一個C2代碼字。根據(jù)圖23，這些被形成為pC2代碼字，這些代碼字如陰影區(qū)所示；這需要部分c中的所述最后C1代碼字。對于這個部分d而言，在這兩種情況下，產(chǎn)生的順序是任意的。產(chǎn)生作為C1代碼字和C2代碼字的混合體的部分d的代碼字是可行的。通常以系統(tǒng)方式來形成各種代碼字，以優(yōu)化所述的存儲器存取等。
借助于在這里一并作為參考文獻的EP-A-584，864和相應(yīng)的美國專利申請08/107,547(PHN14168)中所敘述的移位寄存器可以有效地執(zhí)行上述類型的編碼。在這個參考文獻中，所述的奇偶校驗符號被設(shè)置成所述代碼字的一串連續(xù)的、盡管不必是最后的位置處。對于結(jié)合圖22、23所討論的格式而言，所述譯碼器必須與一個新符號列的開始同步。由于在對角線上出現(xiàn)的任一個字是一個所述C2代碼的字，所以所述扇區(qū)等級上的同步不是特別需要的。若一個對角線包含有多于一個的字，那么這些就是C2代碼的串接的字，這表明所述的譯碼器將總是在正常工作的。當然，得知了各C2字開始部分的知識就允許去分隔它們，這就提高了所述譯碼器的校正能力。
下面討論圖14所示的所謂柱面格式。這里，每一個塊與任一相鄰塊無關(guān)地進行讀和寫。所述譯碼器必須同步到所述塊邊界上。對單獨字的譯碼類似于尾部向上或蝎尾形格式。而去交錯過程有某些不同。
首先根據(jù)一個能證明其正確性的理想步驟順序來討論所述的編碼。所述塊的規(guī)模大于圖22和23所示塊的規(guī)模?，F(xiàn)在，若數(shù)據(jù)列的量m至少等于s，那么，首先編碼上述部分b的內(nèi)容。在如此形成的奇偶校驗符號之中，如圖24用符號所表示的那樣，從所述數(shù)據(jù)區(qū)的第一個q＝14的列中以符號方式地減去劃出輪廓的最高s＝116的行。當然，如果是在諸如GF(2r)的一個特征2的域中操作，所述減法相同于位狀態(tài)的異或操作(Ex-Oring)。接著，如同參考圖22、23所討論的那樣，部分a、c和d剩余的C1代碼字和C2代碼字被計算。最后，這就產(chǎn)生一個如圖25所示的代碼塊，并且其中所有的代碼字都遵循所述的菱形源規(guī)則，盡管具有與奇偶校驗符號相重疊的所述第一個14列的數(shù)據(jù)。
現(xiàn)在，在仍然保持一個代碼字的同時，與扇區(qū)尺寸無關(guān)的任一菱形扇區(qū)都可以沿著所示線水平移動。但是，通過所使用代碼的線性，兩個代碼字的按符號方式的相加就再次產(chǎn)生了一個代碼字?，F(xiàn)在假設(shè)我們把圖25所示的塊在水平移動m個列(所述信息部分的寬度)之后加到它本身的拷貝上。由于通過所述的有限域加法使在所述數(shù)據(jù)符號行上的所述C2奇偶校驗相互抵消，所以，通過在水平方向上的周期重復(fù)的移動和相加，就產(chǎn)生了一個具有如圖14所示所期望的柱面格式的周期性信息結(jié)構(gòu)。通過這個加法，使所有的數(shù)據(jù)清楚地重新出現(xiàn)。實際上，如同在圖26中利用輪廓線形狀所概念性的表示一樣，所述相同的后置處理是通過把最右側(cè)q＝14列中的所有數(shù)據(jù)和奇偶校驗符號加到在左側(cè)相應(yīng)數(shù)量的列上并在所述右側(cè)將它們舍去來執(zhí)行的。
實際的計算順序如下首先計算部分b，然后如圖24所示進行減法，再后如圖25所示地計算部分a、c和d，最后，如圖26所示，把最后的q奇偶校驗列加到所述第一q列上。另外如下作也可能是有益的首先計算部分b中的奇偶校驗符號，接著，在考慮提供給它的最右側(cè)q列的奇偶校驗符號的貢獻的同時，計算部分a、c、d，最后刪除這些最右邊的q列。
圖27示出了在一個數(shù)據(jù)塊的寬度m小于它的高度s＝116列的情況下，一個右上角尾部的奇偶校驗符號和當然是所述奇偶校驗符號的較低p＋q行的有效產(chǎn)生?？梢岳酶鶕?jù)代碼C2的所述生成多項式、即g2(x)而運作的一個反饋移位寄存器編碼器來有效地產(chǎn)生所述右上尾部的奇偶校驗符號。所述粗箭頭表示一個用于m大約等于44的合成C2代碼字。在所述計算期間，折疊的C2代碼字的所有字節(jié)被饋送給所述移位寄存器。當?shù)竭_所述數(shù)據(jù)塊的右手邊緣時，所述的移位寄存器含有與隨后將要在部分b的那個部分處被寫入的所述C2代碼字相關(guān)的q個奇偶校驗符號，在圖27中，這些奇偶校驗符號利用從所述數(shù)據(jù)塊向右側(cè)延伸的箭頭表示。如果需要，在存儲了這些字節(jié)以后，并且在無需改變所述移位寄存器的狀態(tài)的情況下，表示所述循環(huán)地折疊的C2字的下一個轉(zhuǎn)移指令的所述數(shù)據(jù)字節(jié)被提供給所述編碼器。只有在所述信息塊上緣處開始一個新的代碼字時，所述的移位寄存器才必須被清零。這種折疊信息字的總數(shù)等于MIN(s，m)。這種方法僅產(chǎn)生部分b中的所述奇偶校驗符號。對于其余的，則根據(jù)圖24、25和26所示繼續(xù)進行計算。
圖28示出了一種改進的用于所述窄(m＜s)柱面格式的處理方法。其中，在所述數(shù)據(jù)符號的基礎(chǔ)上計算奇偶校驗符號的較低p＋q行。然而，對后述的符號進行的修改可通過從其所述第一q列中減去來自所述部分bq列的相應(yīng)設(shè)置的C2奇偶校驗符號(如參考圖25所討論的)來進行。被如此相減的符號位于同一行上，但位于相對于右邊m個位置。對于q≤m，從每個數(shù)據(jù)符號中作減法不必多于一次。對于q＞m，所述過程作如下修改從所述第一個m列的每個數(shù)據(jù)符號中減去處在同一行、但向右m個位置上的所述奇偶校驗符號，以及向右2m、3m……個位置上的所述奇偶校驗符號，直到獲得所述的列數(shù)m＋q為止。這個過程導致了精確地與圖25所示相同的奇偶校驗符號。應(yīng)當清楚，只有在計算所述奇偶校驗符號時才執(zhí)行所述數(shù)據(jù)符號的修改，在這種情況下，未修改的數(shù)據(jù)符號被保存或被包括在已經(jīng)編碼的塊中。最后，如圖29所示，將所述最右測q＝14列的底部p＋q＝22行從包括至此為止已騰空的位于左下角處的三角形在內(nèi)的、在所述第一個14列中的它們的對應(yīng)物中減去。其后的過程是隱含地執(zhí)行對在右側(cè)處的檢查符號q列的減法和稍后的再一次加法。如果m＜q，所述相減后的符號被置于向右的m、2m、3m……個位置，直到產(chǎn)生列m＋q。應(yīng)當清楚，用于低值m的柱面格式具有相對少的保護，作為一個極端的例子，若m＝1，所述奇偶校驗符號的數(shù)量僅等于p＋q。
對于實際的實施，存在有各種可能性。通常，所述的數(shù)據(jù)符號被存儲在一個適當?shù)腞AM存儲器中。所需符號單元的存取是通過將正確的地址加載到所述地址發(fā)生器、并將這些符號本身提供給Galois域運算器來執(zhí)行的。對于一個記錄器或一個寫入設(shè)備而言，提供了一個根據(jù)上述的菱形譯碼器，該譯碼器在寫模式時也可以用于產(chǎn)生所述的奇偶校驗符號。特別是，由于用于所述編碼器的所述C1字的數(shù)量等于用于所述譯碼器的那些相關(guān)數(shù)量，所以對C1字進行編碼的一個很容易的方式就是使用所述C1字譯碼器，同時將所述的奇偶校驗符號作為擦除符號處置。更特別的是，所述的C1奇偶校驗符號被完全填入一些行中，在這些行內(nèi)它們形成符號帶狀，其中特別是在圖23中的部分a具有最大的尺寸(因而部分c僅是抽象的)。
對于編碼窄(m＜s)數(shù)據(jù)塊的情況，由于在編碼以后各種C2字被聚集到一起，所以在通常具有較低符號量的情況下，所述C2字的數(shù)量大于用于譯碼的所需C2字的數(shù)量，這通過圖27中的所述折疊加以表示。當然，對于分開的和對于復(fù)合的字來說，它們的數(shù)據(jù)內(nèi)容是相同的。這可能意味著借助于一個擦除譯碼器進行編碼可能占用太多的時間。與其相反，對于移位寄存器編碼器，在所述最后一個數(shù)據(jù)字節(jié)被輸入給所述移位寄存器之后，可以立即獲得所述C2奇偶校驗符號。對于這種編碼器，在所述信息帶的上邊行內(nèi)的所述奇偶校驗符號的可變化的位置不會引起問題。另一方面，如果窄數(shù)據(jù)塊必需被極迅速地編碼，特別對于編碼C2字來說，具有一個單獨的反饋移位寄存器型的編碼器是有利的。
一個對所述窄塊進行編碼的不同方法是基于這樣的認識即，在非常窄的帶形的情況下，使用兩個半循環(huán)碼并不是一種最佳方案。這一點可以通過對僅包括有一個單一C1代碼字的帶形進行的編碼中看出。在這種情況下，由于它們將共享多個零，所以，所述的C1代碼字和所述的C2代碼字將不再把它們的防護能力加到一起。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過使p和q可變，同時又保持它們的和為一常數(shù)可以改善出錯防止的程度。這取決于按C1代碼字所測量的塊的寬度。一個極端的辦法就是當所述塊寬度剛一低于一個預(yù)定界限就使所述的值q等于零。這還可以通過利用圖5所示的安排，在使用一個具有增加了p＋q全零數(shù)量的一個發(fā)生器多項式的同時，在所述兩個編碼器150、154中的僅一個上對這兩個編碼操作進行變換，從而使擴充的C1代碼能夠成為基礎(chǔ)C1代碼的子碼的方法來加以實現(xiàn)。注意，先前所考慮的C1′代碼是用于加強所述塊標題段的保護的。盡管所述的擴充C1代碼和所述的C1′代碼的檢查符號被設(shè)置于多個行的不同組內(nèi)，但它們在很大程度上是相同的。另一方面，在所述C1′代碼以外的檢查符號的增加量可以進入到所述擴充C1代碼的附加檢查符號的頂部上。用于對高距離代碼、特別是里德-所羅門代碼進行譯碼的簡單策略已經(jīng)在由當前發(fā)明人之一發(fā)明并轉(zhuǎn)讓給相同受讓人的美國專利4,642,808(DHN 10，710)中披露了。
所述塊規(guī)模的檢測可以根據(jù)包括在所述塊標題段中的一個規(guī)模指示符進行。與音頻-視頻數(shù)據(jù)不同，窄塊的特性對于使用計算機數(shù)據(jù)或類似數(shù)據(jù)是特別有用的。后者經(jīng)常具有相對龐大的規(guī)模。對于修改后的塊的譯碼，圖7所示譯碼器僅需知道一個特定代碼具有多少個零，如所解釋的那樣，這個數(shù)量可以有各種不同的值。在一個特定的實施方案中，可以發(fā)現(xiàn)下述選擇是有益的，即使用于其寬度小于其高度約20％的一個塊的q＝0，所述的寬度和高度都是根據(jù)符號的數(shù)量測定的。用于編碼和用于譯碼的所述硬件的各個部分都可以隨機共享，以引入具有各種不同q值的多個塊。當然，在一個諸如磁盤的載體上，一旦譯碼器和/或編碼器可以適用，那就基本上沒有什么技術(shù)障礙可以阻礙這種引入了。
權(quán)利要求
1.一種用于以信息符號的多個s序列形成傳輸數(shù)字信息信號的方法，每個符號都具有相同的位長度，并且每個這種信號的序列都出現(xiàn)在相應(yīng)的輸入通道中，多個檢查字被包括在作為編碼結(jié)果的所述被傳輸?shù)男盘栔?，以便能夠?qū)τ伤鰝鬏斠鸬腻e誤符號進行校正，所述的方法包括下述步驟將來自每一個這種輸入通道中的一個s個符號的第一塊以一個第一排列狀態(tài)提供給一個第一誤差校正編碼器，以產(chǎn)生p個第一檢查符號的序列；將所述第一塊內(nèi)的每個符號和所述p個第一檢查符號的每個符號各延遲一個不同的延遲時間，以產(chǎn)生處于第二排列狀態(tài)的第二符號塊，第二塊的每一個符號是從各個不同的第一塊中產(chǎn)生的；將所述的第二符號塊加到一個第二誤差校正編碼器上，以產(chǎn)生q個第二檢查符號的序列，并傳輸所述的信息符號以及所述的第一和第二檢查符號；其特征在于產(chǎn)生所述的第一和第二檢查符號以滿足各奇偶校驗檢查矩陣，其中每一個矩陣除了分別具有p和q個行以外，還具有s＋p＋q個列，其中，半循環(huán)碼的p.q＞1，所述延遲使第一排列狀態(tài)的相鄰符號放入所述第二排列狀態(tài)的均勻間隔的場合中，根據(jù)所述第一排列狀態(tài)將所述的q個第二檢查符號向后耦合到所述第一誤差校正編碼器上，并利用第一檢查符號和第二檢查符號保護所有的符號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的用于傳輸所述第一塊的一個有限序列的方法，其特征在于，其中，在所述的有限序列結(jié)束以后，通過所述的延遲和向后耦合來產(chǎn)生所述第一和第二檢查符號的尾隨序列，且該序列被限制到僅包含抽象信息符號的s＋q－1個第一塊的序列。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于，其中，所述第一和第二檢查符號的尾隨序列通過符號方式地相加而在所述有限序列的一個開始部分處被疊加到所述第一和第二檢查符號的一個最初序列上，從而實現(xiàn)一個柱面存儲格式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1用于傳輸所述第一塊有限序列的方法，其特征在于，其中，所述的第一和第二誤差校正編碼器以交替方式進行工作，并且每當適合時通過以環(huán)繞末端包封成一個或多個最初的所述第一塊而獲得所述第二塊，來接收相同數(shù)量的處于它們各自排列狀態(tài)的信息符號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項的方法，其特征在于，其中，在編碼之后和在傳輸之前，在奇通道和偶通道之間實現(xiàn)均勻交錯。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于，其中，所述的交錯是通過在由所述第一誤差校正編碼器所產(chǎn)生的一個字內(nèi)的奇通道或偶通道中執(zhí)行符號方式的置換而引入的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一項的方法，其特征在于，其中，在預(yù)定的間隔處，一個標題信息被引入所述多個第一塊中特定的一些塊之中，并且用于這些特定第一塊的所述方法通過互補地減少s個信息符號的量而增加了p個檢查符號的數(shù)量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中任一項的方法，其特征在于，包括對所述第一塊和/或所述第二塊的預(yù)定和均勻設(shè)置的一定數(shù)量的檢查符號進行按位方式的反相。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8中任一項的方法，其特征在于，包括在將所述的信息符號提供給所述第一誤差校正譯碼器以前對它們進行擾碼。
10.一種通過接收輸入符號的多個(s＋p＋q)個序列對數(shù)字信息信號進行譯碼的方法，該數(shù)字信號備有根據(jù)權(quán)利要求1的方法所提供的錯誤校正信息，其中，每個符號具有一個均勻的位長度，且每個這種符號序列出現(xiàn)在各自的輸入通道之中，檢查字被包括在作為編碼結(jié)果的被傳輸?shù)男盘栔?，以便能夠?qū)φ`差信號進行校正，所述的方法包括下述步驟將來自每個這種輸入通道中的并處于第一排列狀態(tài)的一個第三符號塊加到一個第一誤差校正譯碼器上，用以根據(jù)p個第一檢查符號來譯碼所述的第一符號塊；將所述第三塊中每一個s個用戶符號和每一個q個第二檢查符號各延遲一個不同的延遲時間，以提供根據(jù)第二排列狀態(tài)而得到的第四符號塊，其中所述第四塊的每個符號是由各不同的第三塊產(chǎn)生的；將所述第四符號塊加到一個第二誤差校正譯碼器上，以在q個第二檢查符號的基礎(chǔ)上譯碼所述的第四符號塊，以便至少輸出所述第四塊的s個譯碼后用戶符號；其特征在于所述第一和第二誤差校正譯碼器中的每一個都應(yīng)用了一個半循環(huán)碼的奇偶校驗檢查矩陣，每個矩陣除了分別具有p和q行以外，還具有s＋p＋q列，其中，p.q＞1，并且所述的延遲也應(yīng)用到譯碼之后的所述p個第一檢查符號上，并使所述第一排列狀態(tài)的相鄰符號放入到所述第二排列狀態(tài)的間隔均勻的場合中，這樣，所有的符號都受到所述第一和所述第二檢查符號的保護。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于，包括在所述第二誤差校正譯碼器內(nèi)的所述譯碼之后執(zhí)行的一個延遲步驟，用于延遲所有的s個用戶符號，p個第一檢查符號和q個第二檢查符號，以便根據(jù)與在所述第一誤差校正譯碼器中所使用的代碼相同的代碼在一個第三誤差校正譯碼器中重新建立與所述譯碼相關(guān)的所述第一排列狀態(tài)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11的方法，其特征在于，其中，在接收之后，譯碼之前，在所述的奇通道和偶通道之間實現(xiàn)一個均勻的去交錯延遲。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于，其中，所述的去交錯延遲是通過在將要被所述第一誤差校正譯碼器進行譯碼的字內(nèi)奇通道或偶通道之間執(zhí)行一個按符號方式的反相置換而引入的。
14.根據(jù)權(quán)利要求10到13中任一項的方法，其特征在于，包括一個反相裝置，用于在譯碼之前使所述第三和/或第四塊中每一個的預(yù)定和均勻設(shè)置的一定數(shù)量的檢查符號被按位方式地再次反相。
15.一種用于以信息符號的多個s序列形式傳輸數(shù)字信息信號的設(shè)備，每個符號具有一個相同的位長度且每個這種序列出現(xiàn)在各自的輸入通道中，檢查字被包括在作為編碼結(jié)果的被傳輸?shù)男盘栔校员隳軌驅(qū)τ伤鰝鬏斠鸬腻e誤符號進行校正，所述的設(shè)備包括具有第一多個s輸入通道的輸入裝置，用于接收來自每個這種通道中的、并且有第一排列狀態(tài)的第一符號塊；一個第一誤差校正編碼器，它由所述的第一多個通道向其提供輸入，并在其中產(chǎn)生一系列的p個第一檢查符號；延遲裝置，它由所述的第一誤差校正編碼器向其提供輸入，用于將所述第一塊中的每一個和所述p個第一檢查符號中的每一個各自延遲一個不同的延遲時間，從而在(s＋p)個通道上提供處于第二排列狀態(tài)的所得到的第二符號塊，其中，第二塊的每個符號都是由各不同的第一塊產(chǎn)生的；第二誤差校正編碼器，它由所述的(s＋p)個通道向其提供輸入，用于接收所述的第二符號塊，并產(chǎn)生一系列的q個第二檢查字；和傳輸裝置，用于與傳輸所述的第二符號塊一起傳輸所述的q個第二檢查符號，其特征在于，所述的第一和第二誤差校正編碼器被安排成可根據(jù)各自的奇偶校驗檢查矩陣提供檢查符號，所述的矩陣中的每一個除了具有半循環(huán)碼的p和q行以外，還具有s＋p＋q列，其中p.q＞1，所述的延遲裝置用來使所述第一排列狀態(tài)的相鄰符號和相關(guān)的第一檢查符號放入所述第二排列狀態(tài)的均勻間隔的場合內(nèi)，并且還具有一個由所述第二誤差校正編碼器向其提供輸入的向后耦合延遲裝置，用于根據(jù)所述的第一排列狀態(tài)將所述q個第二檢查符號反饋到所述第一誤差校正編碼器中，從而使所有符號都受到第一檢查符號和第二檢查符號的保護。
16.根據(jù)權(quán)利要求15用于傳輸所述第一塊的有限序列的設(shè)備，其特征在于，其中，在結(jié)束了所述有限序列之后，所述第一和第二誤差校正編碼器通過被限定到僅由抽象信息符號組成的一系列的s＋q－1個第一塊上的延時和向后耦合，來繼續(xù)產(chǎn)生所述第一和第二檢查符號的尾隨序列。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，具有一個用于疊加的疊加裝置，用于在產(chǎn)生第一和第二檢查符號的所述尾隨序列的基礎(chǔ)上通過符號方式的相加，將所述的尾隨序列在所述有限序列的開始部分處疊加到第一和第二檢查符號的最初序列上，從而使所述的傳輸裝置實現(xiàn)了一個柱面存儲格式。
18.根據(jù)權(quán)利要求15的用于傳輸所述第一塊的有限序列的設(shè)備，其特征在于，其中，所述的第一和第二誤差校正編碼器交替起作用，并且每當適合時，都要通過環(huán)繞末端包封成一個或多個最初的第一塊來獲得所述第二塊，從而來接收處于它們各自排列狀態(tài)的均勻數(shù)量的信息符號。
19.根據(jù)權(quán)利要求15到18中的任一項的設(shè)備，其特征在于，具有一個交錯裝置，用于在編碼之后和傳輸之前在所述的奇通道和偶通道之間執(zhí)行一個均勻的交錯延遲。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的設(shè)備，其特征在于，還包括一個置換裝置，用于通過在由所述第一誤差校正編碼器產(chǎn)生的一個字內(nèi)的奇通道或偶通道之間的符號方式的置換來引入所述的交錯。
21.根據(jù)權(quán)利要求15到20中任一項的設(shè)備，其特征在于，其中，在一個預(yù)定的聞隔處，標題信息被包含在所述各第一塊中的特定一些之內(nèi)，并且所述第一誤差校正編碼器被安置成可通過互補地減少所述s個信息符號量而相對于這個特定第一塊增加p個檢查符號的數(shù)量。
22.根據(jù)權(quán)利要求15到21中任一項的設(shè)備，其特征在于，包括一個反相裝置，用于使所述第一塊和/或所述第二塊的預(yù)定的和均勻設(shè)置的一定數(shù)量的檢查符號被按位方式地反相。
23.根據(jù)權(quán)利要求15到22中任一項的設(shè)備，其特征在于，包括一個擾碼裝置，用于執(zhí)行一個擾碼操作，并被置于所述第一誤差校正編碼器的一個輸入端處。
24.根據(jù)權(quán)利要求15到22中任一項的設(shè)備，其特征在于，還有一個變化裝置，用于在保持(p＋q)為常數(shù)的同時，使所述的p和q的值對于所述第一塊的各有限序列成為可變的。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的設(shè)備，其特征在于，被安排成可允許q＝U。
26.一種對具有根據(jù)權(quán)利要求10的方法所提供的誤差校正信息的數(shù)字信息信號進行譯碼的設(shè)備，具有包括多個s＋p＋q個輸入通道的輸入裝置，用于在其每一個輸入通道中接收來自每一個這種輸入通道中的、來自所述第三符號塊的、同時依據(jù)所述第一排列狀態(tài)的一個符號；由所述輸入裝置向其提供輸入的第一誤差校正譯碼器，用于根據(jù)p個第一檢查符號來譯碼所述的第三塊；由所述第一誤差校正譯碼器提供信息的延遲裝置，用于把所述第三塊中的s個用戶符號的每一個和q個第二檢查符號的每一個各自延遲一個不同的延遲時間，以便提供依據(jù)所述第二排列狀態(tài)的第四符號塊，所述第四塊的每一個符號都是由各自不同的第三塊產(chǎn)生的；由所述延遲裝置向其提供輸入的第二誤差校正譯碼器，用于根據(jù)q個第二檢查符號來譯碼所述的第四符號塊，并用于至少輸出所述第四塊的s個譯碼后用戶符號；其特征在于，所述第一和第二誤差校正譯碼器中的每一個被安排成可應(yīng)用一個半循環(huán)碼的奇偶校驗檢查矩陣，所述矩陣中的每一個除了分別具有p和q行以外，還具有s＋p＋q列，其中，p.q＞1，所述的延遲也被應(yīng)用到譯碼之后的所述p個第二檢查符號上，所述第一排列狀態(tài)的相鄰符號被放入所述第二排列狀態(tài)的均勻間隔的場合，由此，根據(jù)所述的第一檢查符號和所述的第二檢查符號在所述第一和第二誤差校正譯碼器的每一個之中執(zhí)行一個出錯防止操作。
27.根據(jù)權(quán)利要求25的設(shè)備，其特征在于，還包括一個由所述第二誤差校正譯碼器向其提供輸入的第二延遲裝置，用于延遲所有的s個用戶符號、p個第一檢查符號和q個第二檢查符號，從而重新建立所述第一排列狀態(tài)，另外，還包括一個第三誤差校正譯碼器，用于根據(jù)在所述第一誤差校正譯碼器中所使用的相同代碼進行譯碼。
28.根據(jù)權(quán)利要求26或27的設(shè)備，其特征在于，還具有一個設(shè)置在所述第一誤差校正譯碼器一個輸出端處的互補輸出裝置，用于在一個O.K.信號的控制下至少輸出所述第三塊的用戶符號，而不使用任何其它誤差校正譯碼器。
29.根據(jù)權(quán)利要求26、27或28的設(shè)備，其特征在于，還具有一個被安置在所述第一誤差校正譯碼器一個輸入端處的去交錯裝置，用于在奇通道和偶通道之間執(zhí)行均勻的去交錯延時。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的設(shè)備，其特征在于，還有一個被引入到所述去交錯裝置中的一個反相置換裝置，用于在譯碼之前執(zhí)行在多個奇通道或多個偶通道之內(nèi)的按符號方式的反相置換。
31.根據(jù)權(quán)利要求26到30中任一項的設(shè)備，其特征在于，包括一個反相裝置，用于使所述第一和/或第二塊檢查符號的預(yù)定均勻設(shè)置的一定數(shù)量的檢查符號按位方式地反相。
32.一種根據(jù)權(quán)利要求26到31中任一項的用于接收根據(jù)一個柱面格式存儲的所述第三塊的有限序列的設(shè)備，其特征在于，其中，所述的第一和第二誤差校正譯碼器被安排成可接收處于它們各自排列狀態(tài)的相同數(shù)量的符號，其中，每當適當?shù)臅r候，所述的第二誤差校正譯碼器通過環(huán)繞末端包封到一個或多個最初的所述第三塊來完成所述的第四塊。
33.根據(jù)權(quán)利要求26到32中任一項的用于接收根據(jù)一個柱面格式存儲的所述第三塊的有限序列的設(shè)備，其特征在于，具有一個變化裝置，用于在保持(p＋q)為常數(shù)的同時使得在所述第一塊的各有限序列中的p和q的值成為可變的，并且還具有一個檢測裝置，用于檢測來自一個實際的所述有限序列的指示符，所述檢測裝置的檢測輸出提供給所述的變化裝置。
34.根據(jù)權(quán)和要求33的設(shè)備，其特征在于，所述的變化裝置被設(shè)置成可允許q＝0。
35.一種用作數(shù)據(jù)源設(shè)備的數(shù)據(jù)載體，該設(shè)備與如權(quán)利要求10到15中任一項的方法或如權(quán)利要求26到32中任一項的設(shè)備同時使用，所述的數(shù)據(jù)載體包括成串的數(shù)據(jù)字，每個數(shù)據(jù)字由一個符號序列組成并分別包括第一和第二半循環(huán)碼的第一和第二檢查符號，所述的符號根據(jù)在用于誤差校正譯碼的字中分別與第三和第四符號塊相關(guān)的第一和第二排列狀態(tài)中的交叉交錯格式進行配置，并且其中任一所述塊的所有符號都由所述的第一和第二半循環(huán)碼執(zhí)行出錯防止。
36.根據(jù)權(quán)利要求35并具有一個用于誤差校正譯碼的所述第三塊的有限序列的數(shù)據(jù)載體，其特征在于，其中，每當適當?shù)臅r候，通過環(huán)繞末端包封到一個或多個最初所述第三塊來繼續(xù)所述的第四塊，從而使所述的第三塊和第四塊都具有相同數(shù)量的符號。
37.根據(jù)權(quán)利要求35或36的數(shù)據(jù)載體，其特征在于，其中從多個奇通道和多個偶通道之間的一個均勻交錯延遲進行抽取，如果在多個奇通道或多個偶通道之間的按符號方式的置換是可應(yīng)用的，那么在一個特定字中的所有符號將根據(jù)在所述第一排列狀態(tài)中的發(fā)生而單調(diào)地存儲，并且第一和第二檢查符號被置于所述數(shù)據(jù)字的一個單一邏輯末端處。
38.根據(jù)權(quán)利要求35、36或37的數(shù)據(jù)載體，其特征在于，其中，所述的數(shù)據(jù)被按塊編制，每一個塊都包含多個在符號基礎(chǔ)上交錯的第一代碼字，所述各塊的序列的預(yù)定部分含有一個同步部分或一個輔助信息部分。
39.一種如權(quán)利要求35到38中任一項所述并含有根據(jù)以柱面代碼格式存儲的所述第三塊的各個序列而編制的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)載體，其中各序列具有不同的p和q值，同時(p＋q)為一個恒定值，每一個這種有限的序列具有一個指示符，用以表示實際的q值。
40.根據(jù)權(quán)利要求39的載體，其特征在于，其中，一個特定指示符值信息q＝0。
41.一種根據(jù)權(quán)利要求1用于傳輸所述第一塊的有限序列的方法，通過在一個準備步驟中首先編碼包含有最后所述第一塊符號在內(nèi)的所有C2代碼字，并將這些C2代碼字的所述第二檢查符號指定給以后的q個C1代碼字，接著編碼所有C1代碼字以及其它的與所述第一塊的有限序列相關(guān)的C2代碼字，從而傳輸所述第一塊的有限序列。
42.根據(jù)權(quán)利要求41的方法，其特征在于，用于在借助于同步信息量將所述第一和第二個有限序列分隔開的同時把它們提供給所述媒體以后，通過所述的媒體傳輸?shù)谝缓偷诙鲇邢扌蛄小?br> 43.一種利用權(quán)利要求42的方法所產(chǎn)生的載體，其特征在于，其中，一系列編碼后的所述有限序列被以相鄰接的方式置于所述的媒體上，并且包含有偽信息符號在內(nèi)的最小長度同步區(qū)域在所述編碼后的有限序列中循環(huán)交替。
44.一種如權(quán)利要求1所述的用于通過下述步驟來傳輸m個非零的所述第一數(shù)據(jù)塊的一個有限序列的方法a從每一個0≤y≤m個相連第一數(shù)據(jù)塊的一個最初的所述第數(shù)據(jù)塊開始，首先形成一個C1代碼字，接著形成一個C2代碼字；b對于一個最終的所述數(shù)據(jù)塊的每一個符號，除了它的最后數(shù)據(jù)符號以外，形成一個相關(guān)的C2代碼字；c在產(chǎn)生了部分b以后，從0≤z＝m－y≤m個相連的第一數(shù)據(jù)塊中的每一個的最終的所述第一數(shù)據(jù)塊開始，首先形成一個C2代碼字，接著是一個C1代碼字。
45.一種根據(jù)權(quán)利要求1的用于通過下述步驟來傳輸(處于一個柱面格式的)m≥s個菲零的所述第一數(shù)據(jù)塊的有限序列的方法a在執(zhí)行了b1、b2并從0≤y≤m個相連第一數(shù)據(jù)塊的每一個的最初的一個所述第一致?lián)K開始以后，首先形成一個第一代碼字，接著形成一個C2代碼字；b1對于最終的所述第一數(shù)據(jù)塊的每個數(shù)據(jù)符號，除了它們最后一個數(shù)據(jù)符號以外，形成一個相關(guān)的C2代碼字；b2從在所述最初q個所述第一符號塊中對應(yīng)地設(shè)置的數(shù)據(jù)符號中減去如此形成的符號的s行和q列的一個塊的所有符號；c在執(zhí)行了b1、b2和從0≤z＝m－y≤m個相連第一數(shù)據(jù)塊的每一個的最終的所述第一數(shù)據(jù)塊開始以后，首先形成一個C2代碼字，接著形成一個C1代碼字。d在產(chǎn)生了部分a和c之后，通過q個C1代碼字或通過p個C2代碼字產(chǎn)生包含有p×q檢查符號的菱形；e在執(zhí)行了部分b1和完成了由包括部分b1的內(nèi)容的專用檢查符號組成的所述q列之后，把這些q列的所有符號加到在所述最初q符號列中對應(yīng)地設(shè)置的符號上，然后，刪去所述q個檢查列的塊(圖26)。
46.根據(jù)權(quán)利要求1的用于通過下述步驟傳輸m＜s個非零的所述第一數(shù)據(jù)塊(處于柱面格式)的有限序列的方法a在執(zhí)行了b1、b2和從0≤y≤m個相連第一數(shù)據(jù)塊的每一個的最初的所述第一數(shù)據(jù)塊開始以后，首先形成一個C1代碼字，其次形成一個C2代碼字；b1對于最終的所述第一數(shù)據(jù)塊的每個數(shù)據(jù)符號，除了它的最后一個數(shù)據(jù)符號以外，形成一個相關(guān)的C2代碼字，同時，每一個如此形成的C2代碼字具有在與一個后續(xù)C2代碼字的一個最初數(shù)據(jù)符號相連的行處的一個最后數(shù)據(jù)符號，在它們被產(chǎn)生期間，將所述前一個C2代碼字的所述檢查符號疊加到后一個C2代碼字的所述檢查符號上；b2從設(shè)置在同一行中的數(shù)據(jù)符號中減去如此形成的s行和q列的一個塊的所有符號，其中，從列j的數(shù)據(jù)符號中減去在列j＋m、j＋2m……中的檢查符號，直到上述行上的所有檢查符號被減一次；c在執(zhí)行了部分b1、b2和從0≤z＝m－y≤m個相連的第一數(shù)據(jù)塊的每一個的最終的所述第一數(shù)據(jù)塊開始以后，首先形成一個C2代碼字，接著形成一個C1代碼字d在產(chǎn)生了部分a和c之后，通過q個C1代碼字或通過p個C2代碼字，產(chǎn)生包含有p×q個檢查符號的菱形；e在執(zhí)行了部分b1和完成了由包括有部分b1的內(nèi)容的專用檢查符號組成的q列之后，以與部分b2指出的相同方式將這些q列的所有符號加到在所述最初q個符號列s中對應(yīng)地設(shè)置的符號上，隨后，刪除q個檢查列的符號塊。
全文摘要
利用具有相同位長的信息符號的多個(s個)序列來傳輸數(shù)字信號，各序列發(fā)生在相應(yīng)的輸入通道中，通過編碼將檢查字包括在所述傳輸之中。來自每個輸入通道中一個的第一符號塊以第一排列狀態(tài)提供給第一誤差校正編碼器以產(chǎn)生p個第一檢查符號。第一塊中的每個符號和p個第一檢查符號中的每一個各被延遲不同的延時以獲得按第二排列狀態(tài)的第二符號塊并提供給第二誤差校正編碼器，這產(chǎn)生了一串供傳輸?shù)膓個第二檢查字。產(chǎn)生第一和第二檢查符號以滿足半循環(huán)碼的具有(s+p+q)列和分別為p和q行的各奇偶校驗檢查矩陣。延遲作用使得第一排列狀態(tài)的相鄰的符號被放入第二排列狀態(tài)的相鄰的場合內(nèi)。根據(jù)第一排列狀態(tài)，q個第二檢查符號被向后耦合到第一編碼器。
文檔編號H03M13/00GK1126005SQ95190236
公開日1996年7月3日 申請日期1995年2月14日 優(yōu)先權(quán)日1994年2月16日
發(fā)明者C·P·M·J·貝根, L·M·G·M·托休森 申請人:菲利浦電子有限公司