高密度記憶媒体アプリケーションのための多次元符合化方法
記憶媒体における記憶のために二次元でランダムビットストリームを符合化するための方法を提供する。ランダムビットストリームは、所定の遷移幅の集合に含まれる遷移幅のみを用いて、分離している複数のパルスによりランダムビットストリームを表す、一定の振幅で、パルス幅が変化している、ＶＡＣ符合化を生成するように可変アパーチャ符合化（ＶＡＣ）を用いて符合化される（３３１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、信号符合化に関し、特に、高密度記憶媒体アプリケーションのための多次元符合化に関する。
【背景技術】
【０００２】
既に、数十億ドル規模の産業であるにも拘らず、ディジタル記録産業は、更なる記憶に対する殆ど飽くことのない貪欲さが大きくなり続けているため、将来も尚も拡大することが見込まれる。この拡大は、例えば、ディジタルコンパクトディスク（ＣＤ）によりアナログロングプレイ（ＬＰ）ディスクを置き換えることによりオーディオ産業において起こってきたように、ディジタルシステムの方向への着実な動きにより、部分的に刺激される。ディジタルディスク記録システムは磁気記録及び光記憶を有し、後者は、主に、読み出し専用アプリケーションのためのものである。光又は磁気に拘らず、継続中の研究の主な目的の１つは、単位面積当たりのビットについての単位面積当たりの密度を増加させることである。
【０００３】
殆どの記録システムに対する変調符号については、シンボル間干渉（ＩＳＩ）の減少により線形密度を増加させることに焦点を当てている。記憶密度における更なる増加は、トラック幅を減少させること及びトラック密度を増加させることにより利用可能である可能性が高い。しかしながら、これは、不所望のトラック間干渉と信号対ノイズ比（ＳＮＲ）の低下とを結果としてもたらす。その結果、典型的な磁気記録システムの線形対トラック密度比は、ほんの２５対１のみである。リードヘッドと隣接トラックデータとの間で起こるヘッドアライメントずれ又はサイドリーディング（クロストーク）はＩＴＩをもたらす。これは、高性能な信号処理技術を用いる一方、マルチトラックヘッドと同時に幾つかの隣接トラックを読み出すことにより低減されることができる重大なノイズ源として認知されてきた。二次元ランレングス制限（ｄ，ｋ）変調符号を用いることにより、マルチトラックを並行して読み出すことの付加的有利点を得ることができる。それらの有利点は、トラックに沿って、タイミング制約ｋを緩和することにより記憶容量を増加させる手段として、近年、非常に注目を集めている。タイミング回復は、それ故、多くのトラックにおいて取得された情報からの結合方式において達成される。
【０００４】
今日、例えば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）又は任意のドライブ等の媒体の記憶容量は、ヘッド、媒体及び書き込み技術の状態により制限されている。連続した媒体は、最もよいコストメトリクスを用いて、記憶空間を増加させる最もよい機会を与える。媒体記憶におけるイライラさせる問題点の１つは、上書きの問題のために、５００乃至８００Ｋｂｐｉを上回る遷移磁束変化を操作する磁気媒体の能力がないことである。
【０００５】
符合化並びに他の方法及び装置は、その遷移数を減少させるために提案されてきた。しかしながら、そのような既存の装置全ては、１つ又はそれ以上の欠点を有している。例えば、アナログ−ディジタル変換（ＡＤＣ）を用いるピーク検出方法により、遷移の検出を実行することができ、それにより、電力消費が増加するため、その方法はマイクロドライブ及び他の携帯型媒体アプリケーションには望ましくない。更に、遷移当たり１．３ビットの現在の容量における改善に対する重大な空きが存在する。
【０００６】
新しい垂直記録技術に伴うマルチヘッド及びマルチトラックの組み合わせは、記録媒体の容量を増加させるために用いられてきた。それらの方式は高価であり、一般に、垂直記録システムにおいて用いられる新しい媒体の特性及び増加したヘッド数のために、信頼性の問題に陥る。
【０００７】
従って、従来技術についての上記の問題点を克服することができる高密度記憶媒体のアプリケーションについての符合化方法及び装置を実現することは有利であり、待望されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来技術の上記問題点及び他の関連する問題点は、高密度記憶媒体のアプリケーションのための多次元符合化方法及び装置を提供する本発明により解決することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の特徴に従って、記憶媒体における記憶に対して二次元でランダムビットストリームを符合化する方法を提供する。ランダムビットストリームは、所定の遷移幅の集合に含まれる遷移幅のみを用いて分離された複数のパルスによりランダムビットストリームを表す、一定振幅でパルス幅が変化するＶＡＣ符合化を生成するように、可変アパーチャ符合化（ＶＡＣ）を用いて符合化される。
【００１０】
本発明の他の特徴に従って、記憶媒体においてランダムビットストリームを記憶する方法を提供する。ランダムビットストリームは、所定の遷移幅の集合に含まれる遷移幅のみを用いて分離された複数のパルスを有する、一定振幅でパルス幅が変化するＶＡＣ符合化により表される。ＶＡＣ符合化は、記憶媒体における記憶のためのデータチャネルに沿って送信される。
【００１１】
本発明の上記の及び他の特徴、機能及び優位性については、以下の、添付図面を参照する好適な実施形態の詳述から、理解できるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、高密度記憶媒体アプリケーションのための多次元符合化方法及び装置について提供する。本発明は、磁束遷移数を減少させるために多次元（幅）を利用する符合化のための方法及び装置を提供する。可変アパーチャ符合化（ＶＡＣ）ベースのチャネルは、ＶＡＣ符合化が可変Ｔ間隔を有する２乃至８個の特徴的な遷移ポイントを示すようにＶＡＣ符合化を実行する点で、従来の部分応答最大尤度（ＰＲＭＬ）チャネルとは異なり、これにより、シンボル間干渉（ＩＳＩ）関連問題を回避することができる。遷移当たり１．３ｂｉｔの現在の容量は、遷移当たり４ｂｉｔまで、次第に改善され、記憶容量の著しい改善が可能となる。更に、アナログ−ディジタル変換（ＡＤＣ）を伴わないピーク検出方法により検出が実行されるため、ＶＡＣベースのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）は、消費電力が低いため、マイクロドライブ及び他の携帯型媒体アプリケーションに対して望ましいものとなる。
【００１３】
本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、特殊用途プロセッサ又はそれらの組み合わせの種々の形態で実施されることが可能であることが理解できる。好適には、本発明は、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせとして実施される。更に、ソフトウェアは、好適には、プログラム記憶装置において具体的に具現化されるアプリケーションプログラムとして実施される。アプリケーションプログラムは、何れの適切なアーキテクチャから構成される装置により実行され、それによりアップロードされることが可能である。好適には、その装置は、１つ又はそれ以上の中央演算処理装置（ＣＰＵ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入力／出力（Ｉ／Ｏ）インタフェースのようなハードウェアを使用して、コンピュータプラットホームにおいて実施される。コンピュータプラットホームは又、オペレーティングシステム及びマイクロインストラクションコードを有する。以下、説明する種々のプロセス及び機能は、マイクとインストラクションコードの一部であるか又はオペレーティングシステムにより実行されるアプリケーションプログラム一部（又は、それらの組み合わせ）である。更に、種々の他の周辺装置が、付加データ記憶装置及び印刷装置のようなコンピュータプラットホームに接続されることが可能である。
【００１４】
添付図面に示しているシステムの構成要素及び方法の段階の一部はソフトウェアにおいて実施されるため、システムの構成要素（又はプロセス段階）間の実際の接続は、本発明がプログラムされる方式に依存して異なり得ることが更に理解できる。以下に説明することにより、当業者は、本発明の実施形態又は構成に類似する実施形態又は構成を検討することができる。
【００１５】
可変アパーチャ符号化は、何れのランダムディジタルビットストリームに対する帯域幅効率（ｂｉｔ／秒／Ｈｚ）を非常に減少させることができるディジタルバイフェーズ符号の新しいクラスである。“Ｒ”が情報信号のレートである場合、ＶＡＣ符合化方法は、直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ）、直交振幅変調方式（Ｌ−ＱＡＭ）又は多重移送シフトキーイング方式（ＭＰＳＫ）のような高次変調スキームの殆どの場合のように、遷移密度を減少させないが、少なくともビットレートのＲ／９倍の帯域幅に高密度に集中したパワースペクトル密度から構成される。非ＶＡＣ符合化方法は、信号を成功裏に復号化させるために、少なくとも“Ｒ”の帯域幅を必要とする。ＶＡＣ信号の狭い占有帯域幅のために、記憶装置における容量の増加は、二倍に容量を増加させる及び／又は遷移間のインタバルに導入された直交ＶＡＣビットストリームを有する、ダイビット符合化ＶＡＣの導入により可能である。インチ当たりのトラック数を増加させるために、代替のトラックを直交ＶＡＣストリームにおいて実行することができる。隣接書き込みドメインに少しのリークをもたらす、狭いパワースペクトル密度（ＰＳＤ）フットプリントのために及び隣接トラックにおける信号直交性から導き出されたトラック間干渉の減少のために、トラック間距離を減少させることが又、可能である。長手記録／光記録は二次元埋め込みプロセスであり、スピンドル速度は一定であるとみなされるため、空間化又は時間において信号への付加次元を付加することなく、容量を増加させることは可能ではない。ＶＡＣは時間領域を変えることにより付加次元を与えるため、垂直記録方式は、空間において付加次元を与えることにより容量を増加させる。その結果、ＶＡＣシンボルの幅が変化し、それらＶＡＣシンボルの幅は、オリジナルのデータストリームにおける種々の信号遷移を順に表す。
【００１６】
効率的な符合化及び変調方法を用いることは、面積当たりの密度を改善するための他の方法であり、面積については、何れの主導的な研究グループよっても大々的に研究されてきていない。拡張された部分応答最大尤度（ＥＰＲＭＬ）及びその派生は、磁気媒体における遷移数を減少させることに加えて、最小反復可能フットプリントを有する磁気材料における遷移を改善することのみが可能である。しかしながら、ＰＲＭＬを用いると、最も近い遷移は１Ｔの距離において、尚も、起こることが可能であり、これは、ＩＳＩ及びＩＴＩ関連の問題に関する制限をもたらす。ＶＡＣと結合したＰＲＭＬは、遷移密度を減少させる一方、純粋なＰＲＭＬ符合化チャネルに対して遷移当たりのビット数を改善する。現在の媒体及びヘッド技術の状態を与える場合、全ての遷移に対する“マルチビット重み”を割り当てることにより容量を増加させることが可能である。
【００１７】
ＶＡＣは、ディジタル通信アプリケーションにおける送信帯域幅を最小化させるように、元々設計されたものである。本発明においては、ＨＤＤ及び他の記憶装置産業における記憶容量を増加させるために役立つようにＶＡＣを使用する。
【００１８】
１つの遷移から次の遷移へのオリジナルのデータ持続時間にマークを付けるために、１及び０がディスクに記憶される方法は、ディスクに遷移パルスを記録することである。遷移間の距離（ディスクが一定スピードでスピンすることを仮定する持続時間に変換することができる）は、入力信号のそのビットの持続時間である。これは、実際には、ディスクに書き込むための簡単な且つ直接的な方法である。しかしながら、連続的遷移の持続時間の差は、読み出しプロセスの信頼性が低くなるようにシンボル間干渉を生じさせる程多く変化する。更に、記録密度を増加させるにつれ、このシンボル間干渉は重大な問題になる。その結果、幾つかの符合化スキームは、読み出し動作中のデータ回復に関連するシンボル間干渉及び他の問題のために、読み出しエラーを補正するために用いられた。これらの符合化スキームは、特定の１及び０の組み合わせ（パターン）がシンボル間干渉を最小化する基本的概念を有している。そのプロセスは、非常に多くのビットに対して、連続する１及び０の最大数が所定のパターンに適合しなければならないような、ある数式に基づいている。殆どの場合、付加の０は、この符合化の要求に適合するように入力列に付加される。例として、入力信号の１０００個の１及び０は、それらがディスクに書き込まれるにつれて、１４００個の１及び０になる。このオーバーヘッドにおける４０％の増加は、実際には、信頼性の低い読み出し動作を克服するために冗長トラックを生成する程、は悪くない。
【００１９】
ＰＲＭＬは、記憶容量を増加させ及び読み出し信頼性を向上させるために又、重要である。しかしながら、そのＰＲＭＬは、チャネル符合化スキームに尚も依存する一方、ＰＲＭＬの読み出し信頼性はピーク検出方法より非常に良好であり、オーバーヘッドは尚も存在している。
【００２０】
ここで、本発明に対応し、本発明について例示する実験について、説明することにする。遷移ノイズの影響を有するＨＤＤチャネルに対するＶＡＣ信号検出の実行可能性を確認するために、それらの実験を実行した。遷移を検出するために、ピーク検出を採用した。勿論、本発明の範囲及び主旨を維持しながら、他の方法を又、採用することが可能である。ＶＡＣ信号の検出におけるアパーチャの影響を研究するために、それらの実験を更に実行した。より広いアパーチャを有するＶＡＣ信号はより容易に検出されることができることが予測される。更に、ＶＡＣのピーク検出が読み出しチャネルにおいてアナログ−ディジタル変換（ＡＤＣ）を伴わないで実行するために、それらの実験を実行した。
【００２１】
２つの主段階においてテストを実行した。第１に、ＨＤＤチャネルから取り出された実験データを用いた。それらのデータのパターンは、ＶＡＣ符合化のアパーチャ変化を反映した“３−６−９”、“４−６−８”及び“５−６−７”である。シンボルレートは５０Ｍｂｐｓである。第２に、実験データは、検出器／復号化器への入力として及びＶＡＣ信号検出の実行可能性を示すために用いられた。
【００２２】
実験データは、次のようなパターンであって：（１）８０回の６Ｔの繰り返しが送られる；（２）２００回の好ましいデータパターン（例えば、３−６−９又は４−６−８等）の繰り返しが送られる；及び（３）６Ｔは、３００ＭＨｚのクロック、２Ｇｓ／ｓｅｃの取得レート及びサイズが２７ｋｂであるように切り捨てられたデータを有する；パターンに従う。
【００２３】
図１は、例示としての本発明の実施形態に従って、可変アパーチャ符合化（ＶＡＣ）に対する検出器／復号化器回路１００を示すブロック図である。検出器／復号化器回路１００は、ローパスフィルタ１１０、非線形モジュール１２０、ピーク検出器１３０、ジッタ除去器１４０、ハードリミッタ１５０及びパルス整形器１６０を有する。
【００２４】
ローパスフィルタ１１０は、信号再構成のための必要な情報（例えば、データファイル１９９）を保持し、ノイズであって、特に取得されたデータからのディジタルデータをフィルタリングにより除去する。非線形モジュール１２０は、ローパスフィルタの出力に非線形性を適用する。適用された非線形性量はシミュレーションの結果により決定された。フィルタリングされるパルスを細くさせるために、適切な非線形性量を適用した。ピーク検出器１３０は、前処理した信号のピークを検出する。ジッタ除去器１４０は、エラーを減少させるために所望のパルス間のジッタを除去する。ハードリミッタ１５０は検出された信号を“０−１”値化パルストレインに変換する。パルス整形器１６０は、変化する幅を有するオリジナルのＶＡＣ矩形状波形にパルストレインを変換して戻す。
【００２５】
図２は、例示としての本発明の実施形態に従った、図１のローパスフィルタ１１０の特性２００を示す図である。混乱を回避するために、周波数全ては、−π乃至πの範囲内のディジタル周波数に変換されることは注目に値する。それらをアナログ周波数に変換するためには、データレート、クロックレート、サンプリングレート、及び実験プロセス中に生じさせることが可能である何れの他の周波数変換レートを知る必要がある。
【００２６】
又、ローパスフィルタ１１０は、入力信号パターンに基づいて調節されることに留意する必要がある。これは、異なるデータパターンが信号において異なる最大周波数をもたらすためである。ローパスフィルタ１１０は、周波数変化に適応するために調節される必要がある。
【００２７】
ここで、上記の実験に対応するテスト結果について説明する。
【００２８】
これまで、“３−６−９”データパターン、“４−６−８”データパターン及び“５−６−７”データパターンが連続的に復号化された。シミュレーションは次のような結果であって：（１）ＶＡＣ信号は上記条件の下で検出可能である；及び、（２）より広いアパーチャを有するＶＡＣ信号は検出がより容易である；結果を確認した。
【００２９】
ここで、例示としての本発明の実施形態に従って、３−６−９符合化パターンの検出について、説明する。３−６−９符合化パターンの検出の結果については、図３乃至６を参照して説明する。
【００３０】
図３Ａ及び３Ｂは、例示としての本発明の実施形態に従って、ハードドライブディスク（ＨＤＤ）チャネルから取得された３−６−９データ波形３００と対応するスペクトル３５０とをそれぞれ示している。図３Ａの波形の前半部分は６Ｔの反復を示しており、その波形の後半部分は“３−６−９”パターンを示している。順に、信号を何れのフィルタリングを伴わないで検出し難くする多くのディジタルノイズを信号が含むことが、スペクトルと波形の両方から観測される。
【００３１】
図４Ａ及び４Ｂは、例示としての本発明の実施形態に従って、フィルタリング後の図３Ａの取得された３−６−９データ波形のフィルタリングされたバージョン４００と対応するスペクトル４５０とをそれぞれ示す図である。フィルタリングされた信号４００は “よりきれい”であり、ピーク検出に対してより適切であることが理解できる。図４Ａに示す波形は、図１のローパスフィルタ１１０及び非線形モジュールの処理後の信号３００である。
【００３２】
図５Ａ及び５Ｂは、例示としての本発明の実施形態に従って、図４Ａのフィルタリング信号４００のジッタ除去された及びハードリミットされたバージョン５００と、ピーク検出された信号のジッタ除去された及びハードリミットされたバージョン５５０とをそれぞれ示す図である。図５Ｂに示す信号５５０はオリジナルの信号のピークを忠実に表していることが理解できる。パルス間の幅は異なるが、それらの距離は“３−６−９”のパルス距離に適合していることが又、観測される。信号５００及び５５０は、図１のジッタ除去器１４０及びハードリミッタ１５０の両方により処理されたものである。
【００３３】
図６Ａ及び６Ｂは、例示としての本発明の実施形態に従って、ピーク検出された信号のパルス整形バージョン６００と復号化された信号のパルス整形バージョン６５０とをそれぞれ示す図である。再構成（復号化）信号は、遷移が復号化パルスに対応する矩形状ＶＡＣ信号である。３種類の特徴的な幅については、再構成信号において観測することができる。
【００３４】
検出のためのサンプリングレートに依存して、検出窓を、正確な位置に遷移を“引き寄せる”ために用いることが可能であることに留意する必要がある。例えば、サンプリングレートが５サンプル／ｂｉｔである場合、次のような検出窓を用いることができる。
（１） ２つのパルス間のカウント数が２５個のサンプル数より大きい場合、“３Ｔ”の判定がなされる（性能を改善するために、３Ｔは１５個のサンプルを有し、１０個のサンプルのマージンが与えられることに留意されたい）。
（２） ２つのパルス間のカウント数が３５個のサンプル数より大きい場合、“９Ｔ”の判定がなされる（性能を改善するために、９Ｔは４５個のサンプルを有し、１０個のサンプルのマージンが与えられることに留意されたい）。
（３） カウント数が２６個と３４個の間のサンプル数である場合、“６Ｔ”の判定がなされる（６Ｔは３０個のサンプルを有することに留意されたい）。
【００３５】
エラー特性は、上記の概念に基づいて考慮された。検出された信号中にエラーは見つけられなかった。（注意：全く最初のビット及び列の最後における数ビットにおいてエラーが起こった。しかしながら、それらのエラーは、データ取得プロセス及びフィルタリングプロセス間にもたらされたものであり、検出方法によりもたらされたものではない。）
ここで、例示としての本発明の実施形態に従って、４−６−８符合化パターンの検出について説明する。４−６−８符合化パターンの検出の結果について、図７乃至１０を参照して説明する。その検出プロセスは、３−６−９符合化パターンのための検出プロセスと同様である。その違いは、用いられるフィルタがより狭い帯域幅（図８Ｂから理解できるように、信号のフィルタリングスペクトル）を有することである。このことは、このパターンにおける最大周波数は３−６−９符合化パターンにおける最大周波数より小さいために、理解できる。
【００３６】
図７Ａ及び７Ｂは、例示としての本発明の実施形態に従って、取得された４−６−８データ波形７００と対応するスペクトル７５０とをそれぞれ示す図である。この４−６−８符合化パターンにおいては、復号化信号において３つのエラーが見つけられた。シンボルエラーレート（ＳＥＲ）は、次のように規定される。即ち、
（ＳＥＲ）＝（エラーにおけるシンボル数）／（全シンボル数）
であって、ここで、１つのシンボルは所定パターンにおける１つの遷移を表す。これは次のようなＳＥＲに対応する。即ち、
ＳＥＲ＝３（エラー）／６５０（比較シンボル）＝４．６＊１０−３
である。エラーフロアは１＊１０−３であることに留意されたい。更に、１つのシンボルエラーは現在ビットとエラーの状態にある隣接ビットとをもたらすことに留意されたい。それ故、１つのビットエラーは少なくとも２つのビットエラーに変換される。従って、上記のＳＥＲは、次のようなビットエラーレート（ＢＥＲ）に変換される。即ち、
ＢＥＲ＝［３（シンボル）＊２（エラーｂｉｔ／シンボル）］／（６５０＊６ｂｉｔ）＝１．５＊１０−３
である。テストパターン全てにおいて用いられた全シンボル数は６８０シンボルであることに留意されたい。これらは、８０回の６Ｔの反復と、２００回ずつの特定パターン３−６−９、４−６−８又は５−６−７の反復を含む。データ取得エラー及びフィルタリングエラー（フィルタのエッジ）のために、６５０のシンボルのみが、シンボルエラーを演算するときに比較のために用いられる。平均シンボルエラーは６ｂｉｔ／シンボルであるため、テストパターンにおいて用いられる全ビット数は６８０＊６＝４０８０ｂｉｔである。更に、ビットエラーを演算するために用いられるビット数は６５０＊６＝３９００ｂｉｔである。
【００３７】
例示としての本発明の実施形態に従って、図８Ａ及び８Ｂは、図７Ａの取得された４−６−８データ波形７００のフィルタリングされたバージョン８００と対応するスペクトル８５０とをそれぞれ示す図である。図８Ａに示す波形８００は、図１のローパスフィルタ１１０及び非線形モジュール１２０による処理後の信号７００である。
【００３８】
例示としての本発明の実施形態に従って、図９Ａ及び９Ｂは、図８Ａのフィルタリングされた信号のジッタ除去及びハードリミットされたバージョン９００とピーク検出された信号のジッタ除去及びハードリミットされたバージョン９５０とをそれぞれ示す図である。信号９００及び９５０は、図１のジッタ除去器１４０及びハードリミッタ１５０の両方により処理されたものである。
【００３９】
例示としての本発明の実施形態に従って、図１０Ａ及び１０Ｂは、ピーク検出された信号のパルス整形されたバージョン１０００と復号化された信号のパルス整形されたバージョン１０５０とをそれぞれ示す図である。
【００４０】
ここで、例示としての本発明の実施形態に従って、５−６−７符合化パターンの検出について説明する。５−６−７符合化パターンの検出結果を、図１１乃至１４を参照して説明する。５−６−７符合化パターンの検出プロセスは、他のパターンに関して上で説明した検出プロセスト同様である。即ち、
ＳＥＲ＝７（シンボルエラー）／６５０（シンボル）＝１．０８＊１０−２
ＢＥＲ＝１４（エラーｂｉｔ／シンボル）／３９００（ｂｉｔ）＝３．６＊１０−３
である。
【００４１】
例示としての本発明の実施形態に従って、図１１Ａ及び１１Ｂは、取得された５−６−７データ波形１１００と対応するスペクトル１１５０とをそれぞれ示す図である。
【００４２】
例示としての本発明の実施形態に従って、図１２Ａ及び１２Ｂは、図１１Ａの取得されたデータ波形１１００のフィルタリングされたバージョン１２００と対応するスペクトル１２５０とをそれぞれ示す図である。図１２Ａに示す波形１１００は、図１のローパスフィルタ１１０及び非線形モジュール１２０による処理後の信号１１００である。
例示としての本発明の実施形態に従って、図１３Ａ及び１３Ｂは、図１２Ａのフィルタリングされた信号のジッタ除去及びハードリミットされたバージョン１３００とピーク検出された信号のジッタ除去及びハードリミットされたバージョン１３５０とをそれぞれ示す図である。信号１３００及び１３５０は、図１のジッタ除去器１４０及びハードリミッタ１５０の両方により処理されたものである。
【００４３】
例示としての本発明の実施形態に従って、図１４Ａ及び１４Ｂは、ピーク検出された信号のパルス整形されたバージョン１４００と復号化された信号のパルス整形されたバージョン１４５０とをそれぞれ示す図である。
【００４４】
上記のテストは、ＶＡＣ符合化を用いて、ＨＤＤにおいて５０Ｍのシンボルレートで３つの特徴的な幅のシンボルを検出する能力を確立した。実行されたそれらのテストにおいては、小から大への遷移においては“３Ｔ”の幅が与えられ、大から小への遷移においては“９Ｔ”の幅が与えられ、変化がない場合は、“６Ｔ”の幅が割り当てられた。１秒当たり５０Ｍのレート（５０Ｍｂｐｓ）を実現するために、データは３００ＭＨｚにおいてクロックされた。進行させるために、１００Ｍｂｐｓ及びそれ以上のデータレートに増加させるように取ることができる３つの方法がある。
【００４５】
第１の方法においては、クロックレートは３００ＭＨｚに保持されるが、次のような新しい符合化ルールを採用する。生データを２ｂｉｔのバイトにグループ化する。４つの可能な組み合わせ、即ち、００、０１、１０及び１１が存在する。オリジナルの生データストリームから２ｂｉｔのバイトの各々に次のような幅を割り当てる。即ち、
０１−−−“３Ｔ”
１０−−−“９Ｔ”
である。
【００４６】
“３Ｔ”後の“６Ｔ”は“１１”を表し、“３Ｔ”後の“５Ｔ”は生データストリームにおいて “００”を表す。 “９Ｔ”後の“６Ｔ”は“００”を表し、“９Ｔ”後の“５Ｔ”は生データストリームにおいて“１１”を表す。３００ＭＨｚのクロック速度を用いると、１つのシンボルレートは５０Ｍシンボル／ｓｅｃである。しかしながら、検出された全ての幅に対して、生データの２ｂｉｔが検出される。それ故、集合体生データレートは、ここでは、５０ＭシンボルＸ２ｂｉｔ＝１００Ｍｂｐｓである。
【００４７】
遷移密度に関しては、５００ｋｂｉの現在の限界を上回ることはない。
【００４８】
時間の持続時間（ディスクにおける距離）に関しては、次のような比較がなされる。３−５／６−９スキームを有するＶＡＣの場合における“Ｔ”の平均シンボル幅は（３Ｔ＋９Ｔ）／２＝６Ｔである。３００ＭＨｚのクロックレートを用いる場合、Ｔ＝３．３ｎｓｅｃである。それ故、ディスクにおける遷移間の平均の時間の持続時間は６Ｘ３．３３３ｎｓｅｃ＝１９．９９ｎｓｅｃである。各々のシンボルは生データの２ｂｉｔを表すため、１００ＭｂｐｓにおいてＰＲＭＬシステムに非常に近い、１９．９９ｎｓｅｃの平均インタバルにおいて生データの２ｂｉｔを出力し、ここで、生データの各々のビットは１０ｎｓｅｃを占めている。
【００４９】
１００Ｍｂｐｓ及びそれ以上にデータレートを増加させる第２の方法においては、クロックレートは３００ＭＨｚに保たれるが、次のような新しい符合化ルールが採用される。２／３（１，α）符号を用いて入力生データストリームを符合化する。この符合化プロセスにおいては、３つの２ｂｉｔワードと４つの４ｂｉｔワードとが存在する。有効なワードの組み合わせ及び幅について、表１に示す。
【００５０】
【表１】
３００ＭＨｚのクロック速度を用いると、シンボルレートは、尚も、５０Ｍシンボル／ｓｅｃのままである。しかしながら、検出された全ての幅に対しては、生データの２−４
ｂｉｔが復号化される。遷移密度に関しては、ＶＡＣが（３Ｔ＋９Ｔ）／２＝６Ｔである場合に、“Ｔ”の平均シンボル幅として、５００ｋｂｐｉにおける現在の限界を上回ることはない。
【００５１】
時間の持続時間（ディスクにおける距離）に関しては、次のような比較がなされる。３００ＭＨｚのクロックレートを用いる場合、Ｔ＝３．３３ｎｓｅｃである。コラムＡにおけるデータの２２ｂｉｔ全てを送りたいと仮定する。対応する幅は全部で４２Ｔであり、時間の全持続時間は４２Ｘ３．３ｎｓｅｃ＝１４０ｎｓｅｃである。１００ＭｂｐｓにおけるＰＲＭＬベースのシステムは、同じ情報の２２ｂｉｔを送るための時間に相当する２２Ｘ１０ｎｓｅｃ＝２２０ｎｓｅｃを必要とする。ＶＡＣベースのシステムは、１００ＭｂｐｓにおいてＰＲＭＬシステムに対して２２０／１４０＝１．５７倍の改善を提供する。
【００５２】
１００Ｍｂｐｓ及びそれ以上にデータレートを増加させる第３の方法においては、クロックレートは６００ＭＨｚに増加されるが、次のような新しい符合化ルールが採用される。生データを４ｂｉｔのバイトにグループ化する。１６個の有効な組み合わせ、即ち、８個の一意のパターン及び８個の補間パターンが存在する。表２に示すように、オリジナルの生データストリームから４ｂｉｔのバイトの各々に次のような幅が割り当てられる。
【００５３】
【表２】
コラムＡ又はＢにおける何れの列の後の“１２Ｔ”は、次の４ｂｉｔのブロックの反復パターンを示す。コラムＡかＢのどちらかから列が選択される。しかしながら、２つ又はそれ以上の４ｂｉｔワードが同じコラムＡからのものである場合、“１”が、同じコラムにおける２個、４個、６個又は８個毎の選択後の前に付加される必要があり、結果として得られる４ｂｉｔワードは幅を割り当てられる必要がある。“１”を付加することにより、４ｂｉｔワードは、コラムＡから、シンボルが負極性を有するコラムＢに移動する。これは、隣接シンボル間の極性の交代を確実にするため及びシンボルに対する正確な極性を確実にするためになされる。同様な方式で、コラムＢにおいて連続的な列を選択する必要がある場合、代替として、“０”が、同じコラムにおける２個、４個、６個又は８個毎の選択に付加される必要がある。“０”の付加はコラムＡにそのワードを入れ、ここで、シンボルは正極性を有する。データ送信の終了時に、付加“１”及び“０”の挿入ポイントを示すルックアップテーブルが送られ、そのルックアップテーブルは、順番にビットを配列させるために復号化器により用いられる。
【００５４】
遷移密度の点で、シンボルレートは、５００ｋｂｐｉの現在のフラックス反転限界の範囲内にあるように、観測されることができる。持続時間（ディスクにおける距離）の点では、次の比較がなされる。ＶＡＣの場合の“Ｔ”の平均シンボル幅は（８Ｔ＋６Ｔ）／２＝１２Ｔである。６００ＭＨｚのクロックレートを用いると、Ｔ＝１．６６６６ｎｓｅｃである。それ故、ディスクにおける遷移間の平均持続時間は１２Ｘ１．６６６６ｎｓｅｃ＝１９．９９９ｎｓｅｃである。各々のシンボルは生データの４ｂｉｔを表すため、１９．９９ｎｓｅｃの平均インタバルにおける生データの４ｂｉｔを出力し、それは、１００ＭｂｐｓにおいてＰＲＭＬシステムのレートの２倍である。上記のアーキテクチャを有するＶＡＣは、２００Ｍｂｐｓのデータレート（５０Ｍシンボル／ｓｅｃＸ４ｂｉｔ）を支援することができる。
【００５５】
列３−６−９、５−６−７及び４−６−８の成功裏の検出は、ＶＡＣがＨＤＤにおいて機能することができる、３つの異なる方法を確立する。３−６−９検出は最良のＢＥＲ特性を有する。５−６−７列の検出は、検出における有害な影響を伴わずに、パルスをパッキングすることが可能である最近接空間を決定するようにする。ＶＡＣ信号の後処理は、パワーの効率的な検出スキームを有効にする、アナログ−ディジタル変換（ＡＤＣ）を有しないアーキテクチャを用いて実行される。
【００５６】
図１５は、例示としての本発明の実施形態に従って、復号化波形３１００のプロットを示す図である。そのプロットにおいては、Ｘ軸は経過時間を表し、Ｙ軸は検出波形の振幅を表す。そのプロットが対応するシミュレーションにおいては、３−６−９波形を用いた。“Ｄ”とマーキングされた部分は“６”の波形全てから構成される。３−６−９波形を導入する前に、“６”全ての約５００ｂｉｔが、ＤＣオフセットを安定化させるために送られる。３−６−９波形は、振幅変化をはっきりと示し、この変化はＩＳＩの破壊的影響のためである。
【００５７】
ＶＡＣ復調信号の検出においては、検出される信号は全波整流を受け、それにより、負のピークは折り返される。Ｃ＾とＡ（９から３への遷移）との間の幅Ｗ１は、Ｗ１の幅を表す。ＩＳＩの影響はピークＡに対してははっきりしたものではなく、それ故、Ａ１とラベリングされた振幅を有する。次の幅Ｗ２は、ＡとＢとの間（３から６への遷移）のピーク分離である。ＢにおけるＩＳＩの影響はＡ１より小さい振幅を形成することである。Ｂの振幅をＡ２と表す。同様に、ＢとＣとの間の遷移は幅Ｗ３を生成する。振幅ＣはＢより小さく、Ａ３で表されている。
【００５８】
ＰＲＭＬタイプの検出器を用いることにより、正確な決定をなすように３つの振幅と３つの幅の組み合わせを得ることを容易に推測することができる。振幅は非常に小さく、割り当てられたスロットにおいてＣを検出する必要がないため、エラー補正は容易である。振幅が何ら検出されない場合、その振幅は自動的に“Ｃ”であると結論付けられる。
【００５９】
その処理においては、シンボルを正確に復号化するために、振幅と幅の組み合わせが用いられる。振幅のみを観測し、予測される幅を復号化することが又、可能である。ＶＡＣの復調処理においては、シンボルの幅は復号化データを決定する上で重要であるため、振幅情報は、復調されたＶＡＣデータストリームを与えるように、直接マッピングされることができる。
【００６０】
送信器における符合化データストリームの操作により受信器における変化している振幅を同期化するための能力は特に重要である。光記録媒体に適用されるとき、永続的な装置の強度を変えることにより種々のピット深さを有するように、幅Ｗ１、Ｗ２及びＷ３を形成することができる。ピット深さを、Ｄ１、Ｄ２及びＤ３であるように設計する。ここで、９つの組み合わせ、即ち、Ｄ１、Ｄ２及びＤ３とＷ１、Ｄ１、Ｄ２及びＤ３とＷ２及びＤ１、Ｄ２及びＤ３とＷ３、の組み合わせを有する。これらの組み合わせについて、図１６に示す。図１６は、本発明の例示としての実施形態に従って、波形３２１０に対する種々の符合化の組み合わせ３２００を模式的に示している。従って、Ｗ及びＤの組み合わせを選択することにより、３ｂｉｔ／シンボルにおいて入力データストリームを符合化することができる。この結果を外挿することにより、ブルーレーザを用いる必要なく、通常、４．７Ｇｂのみを記憶することができるのに比べて大きい、標準的ＤＶＤにおける１５Ｇｂの情報を記憶するこの方法を用いることができる。更に幅及び深さを有することにより、高レベルの帯域幅効率が実現可能である。
【００６１】
ＨＤＴＶの記憶容量の要求を満足するために、光ディスクの両側において２層記憶が提案されてきた。しかし、そのような戦略は製造コストを著しく増加させる一方、データ転送レートを向上させることはない。
【００６２】
本発明は、ここで、ピット深さ変調という、新規な光符合化技術を提案する。その光符合化技術は、レッドレーザ技術を使用するときでさえ、ディスクの一方側のみの１層記録を有するＨＤＴＶを支援する。更に、転送レートは記憶容量に正比例し、非常に重要であることに、その新規な符合化技術は、既存のＣＤ／ＤＶＤ製造ラインに容易に組み込まれることができる。
【００６３】
高密度化技術を可能にするブルーレーザに注目して、将来のＤＶＤシステムに対して多くの提案がなされている。しかしながら、１２０ｍｍのＤＶＤディスクに対する製造の許容範囲は、既に極めて厳しいものとなっている。ブルーレーザは、確かに複合化された技術であって、許容される品質基準に適合するためには、新しいマスタリング及び複製装置を必要とする。このような新たな設備投資でさえ、ＨＤＴＶ性能及び容量の要求に適合するには十分ではない。
【００６４】
ＤＶＤドライブの容量は、レーザのスポットサイズの減少に比例する因子により増加する。それ故、短い４１０ｎｍの波長を有する、念願のブルーレーザにおいては、６３５ｎｍの波長のレッドレーザを使用する類似するＤＶＤドライブに対して２．４倍（６３５ｎｍ／４１０ｎｍ）だけ記憶容量を増加させることが見込まれているが、それは、ＤＶＤドライブ、即ち、ブルーレーザを内部に有するＤＶＤドライブでさえ、ＨＤＴＶ（少なくとも、一方側、１層ディスクを用いない）の記憶要求を満足することができないことを意味している。今日のＤＶＤ仕様に基づいて、ブルーレーザが、現在、利用可能であると仮定すると、ＨＤＴＶの要求を満足するためには、２層が必要である。更に、既存のレッドレーザ、両側、４層ディスクを使用することが要求される。これらの解決方法の両方は、エンドユーザ及び製造に対する欠点を有している。２層ディスクは、機能薄膜を収めるために反転させることが必要である。２層符合化は、製造サイクルタイムに重要であるように付加される付加プロセス段階を必要とする。
【００６５】
現在の読み出し専用光システムの限界は、固定された深さ及び可変長の“ピット”にデータストリームをプレスする（ｐｒｅｓｓ）ピット長符合化方法の結果である。データは、“ピット”か又は“ランド”領域のどちらかの２値化出力を検出する光電セルを用いて読み出される。ピット深さ変調は、対照的に、実質的に、データスとリーム記録に対する三次元の方法である。ピット深さ変調を用いる光ドライブは、高解像度映像の２プラス時間又は少なくともデータの１５Ｇｂを支援することができる一方、ＨＤＴＶに対するＧｒａｎｄ Ｐｒｏｐｏｓａｌ ｐｒｏｐｏｓａｌにおいて規定されている１９Ｍｂｉｔ／ｓｅｃのデータ転送の要求に適合している。
【００６６】
更に、この仕様は、レッドレーザ（６３５ｎｍ／６５０ｎｍ）ダイオードを用いて適合されることができる。勿論、短い波長のレーザは、付加的利点を与えるが、この符合化技術を用いるＨＤＴＶ対応ドライブの製造についての必要条件ではない。ＤＶＤ製造装置において設備投資をした製造業者にとって、特に重要なポイントは、新しい符合化技術がベンチのマスタリングに対して比較的小さい変更のみを必要とすることである。又、許容サイクルタイムの範囲内で新しい媒体を製造するために、既存の複製装置を用いることが可能である。
【００６７】
現在のＤＶＤ装置のレーザ及びとラックピッチ仕様に基づいて、固定長さ、可変深さデータピットを用いる光装置は、ＨＤＴＶの要求を容易に満足することができる。更に精細にピット深さを変調することにより及び個々のピットの長さを短くすることにより、データ容量及び転送速度を更に改善することができる。前者は、マスタリングプロセスを改善することにより達成することができる。
【００６８】
従来の光システムにおいては、データスとリームは、可変長で固定長のピット（上部）においてディスクにプレスされる。本発明に従った方法においては、ピット深さは固定ピット長の範囲内で変化する。
【００６９】
現在のＣＤ及びＤＶＤプレーヤは、リーダ応答が本質的に正弦波であるため、１／４波長より深いピット間で区別することができない。ピット深さをゼロから１／４波長まで増加させるにつれて、ディスクから反射される光は最大値から最小値まで減少する。それ故、代替の読み出し方法であって、ピット深さが１／４波長を上回るときに最小にならない、読み出し方法が必要である。
【００７０】
ピットは、通常は、性能を改善するために、短くされる。しかしながら、ピットが短すぎる場合、隣接ピットからの信号は互いに干渉する。このシンボル間干渉は、ピット深さへの僅かな調節によりマスタリングプロセスにおいて、予め補正されることができる。シンボル間干渉は、レーザ読み出しスポットより小さいピットから生じる。レーザスポットがピットに集中するとき、回折光は、対象のピットばかりでなく、隣接するピットによって影響される。名目上の深さ（その量及び方向は隣接ピットの深さに依存する）から上下させて各々のピットを僅かに調節することにより、リーダは、隣接ピットから独立した特定の深さのピットに対して同じ電気的応答を生成するようにされる。実際には、各々のリーダヘッドの設計は、レーザスポットの性質で僅かに変えられ、それ故、シンボル間干渉に対する補正が、マスタリング段階及び読み出し段階両方において行われること（即ち、前補正及び後補正）が必要である。後補正は、ピット深さを変えることによるシンボル間干渉の知識に基づいて、データ信号を均等化する又は適切にフィルタリングするためにディジタル信号処理技術を用いることによりディスクリーダにおいて達成されることができる。
【００７１】
図１７は、本発明の例示としての実施形態に従って、記憶媒体にランダムビットストリームを記憶するための方法を示すフロー図である。
【００７２】
所定の遷移幅の集合に含まれる遷移幅は、記憶媒体の所定の記憶領域における遷移当たりのビット数を増加させるために、及び／又は、ＶＡＣ符合化において実行されるピーク検出動作中にＶＡＣ符合化のビットエラーレート（ＢＥＲ）を減少させるために、記憶媒体からＶＡＣ符合化の読み出し動作中に、トラック間干渉（ＩＴＩ）及び／又はシンボル間干渉（ＩＳＩ）を減少させるための能力に基づいて選択される（段階３３０５）。
【００７３】
ランダムビットストリームは、所定の遷移幅の集合に含まれる遷移幅のみを用いて分離される複数のパルスを有する、一定振幅でパルス幅が変化するＶＡＣ符合化により表される（段階３３１０）。
【００７４】
ＶＡＣ符合化は、記憶媒体における記憶のためのデータチャネルに沿って送信される（段階（３３２０）。記憶媒体における記憶のために、ＶＡＣ符合化のパルス間インタバル内で、データチャネルに沿って符合化される他のＶＡＣを送信する手順を、段階３３２０が含むことが可能であることを理解することができる（段階３３２５）。
【００７５】
例示としての実施形態は、添付図面を参照して、上記のように説明したが、本発明は上記のまさにそれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲及び主旨から逸脱することなく、当業者により種々の他の変化及び変形が実行可能であることが、理解されるであろう。そのような変化及び変形全ては、同時提出の特許請求の範囲により規定されている本発明の範囲内に包含されることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の例示としての実施形態に従った、可変アパーチャ符合化（ＶＡＣ）のための検出器／符号化器回路１００のブロック図である。
【図２】本発明の例示としての実施形態に従った、図１のローパスフィルタ１１０の特性２００を示す図である。
【図３Ａ】本発明の例示としての実施形態に従った、ハードドライブディスク（ＨＤＤ）チャネルから取得された３−６−９データ波形３００を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の例示としての実施形態に従った、ハードドライブディスク（ＨＤＤ）チャネルから取得された３−６−９データ波形３００に対応するスペクトル３５０を示す図である。
【図４Ａ】本発明の例示としての実施形態に従った、フィルタリング後に取得された３−６−９データ波形３００のフィルタリングされたバージョン４００を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の例示としての実施形態に従った、フィルタリング後に取得された３−６−９データ波形３００のフィルタリングされたバージョン４００に対応するスペクトル４５０を示す図である。
【図５Ａ】本発明の例示としての実施形態に従った、図４Ａのフィルタリングされた信号４００のジッタを削除され且つハードリミットされたバージョン５００を示す図である。
【図５Ｂ】本発明の例示としての実施形態に従った、ピーク検出された信号のジッタを削除され且つハードリミットされたバージョン５５０を示す図である。
【図６Ａ】本発明の例示としての実施形態に従った、ピーク検出された信号のパルス整形されたバージョン６００を示す図である。
【図６Ｂ】本発明の例示としての実施形態に従った、復号化された信号のパルス整形されたバージョン６５０を示す図である。
【図７Ａ】本発明の例示としての実施形態に従った、ハードドライブディスク（ＨＤＤ）チャネルから取得された４−６−８データ波形７００を示す図である。
【図７Ｂ】本発明の例示としての実施形態に従った、ハードドライブディスク（ＨＤＤ）チャネルから取得された４−６−８データ波形７００に対応するスペクトル７５０を示す図である。
【図８Ａ】本発明の例示としての実施形態に従った、フィルタリング後に取得された４−６−８データ波形７００のフィルタリングされたバージョン８００を示す図である。
【図８Ｂ】本発明の例示としての実施形態に従った、フィルタリング後に取得された４−６−８データ波形７００のフィルタリングされたバージョン８００に対応するスペクトル８５０を示す図である。
【図９Ａ】本発明の例示としての実施形態に従った、図８Ａのフィルタリングされた信号８００のジッタを削除され且つハードリミットされたバージョン９００を示す図である。
【図９Ｂ】本発明の例示としての実施形態に従った、ピーク検出された信号のジッタを削除され且つハードリミットされたバージョン９５０を示す図である。
【図１０Ａ】本発明の例示としての実施形態に従った、ピーク検出された信号のパルス整形されたバージョン１０００を示す図である。
【図１０Ｂ】本発明の例示としての実施形態に従った、復号化された信号のパルス整形されたバージョン１０５０を示す図である。
【図１１Ａ】本発明の例示としての実施形態に従った、ハードドライブディスク（ＨＤＤ）チャネルから取得された５−６−７データ波形１１００を示す図である。
【図１１Ｂ】本発明の例示としての実施形態に従った、ハードドライブディスク（ＨＤＤ）チャネルから取得された５−６−７データ波形１１００に対応するスペクトル１１５０を示す図である。
【図１２Ａ】本発明の例示としての実施形態に従った、フィルタリング後に取得された５−６−７データ波形１１００のフィルタリングされたバージョン１２００を示す図である。
【図１２Ｂ】本発明の例示としての実施形態に従った、フィルタリング後に取得された５−６−７データ波形１１００のフィルタリングされたバージョン１２００に対応するスペクトル１２５０を示す図である。
【図１３Ａ】本発明の例示としての実施形態に従った、図１２Ａのフィルタリングされた信号１２００のジッタを削除され且つハードリミットされたバージョン１３００を示す図である。
【図１３Ｂ】本発明の例示としての実施形態に従った、ピーク検出された信号のジッタを削除され且つハードリミットされたバージョン１３５０を示す図である。
【図１４Ａ】本発明の例示としての実施形態に従った、ピーク検出された信号のパルス整形されたバージョン１４００を示す図である。
【図１４Ｂ】本発明の例示としての実施形態に従った、復号化された信号のパルス整形されたバージョン１４５０を示す図である。
【図１５】本発明の例示としての実施形態に従った、復号化された波形３１００のプロットを示す図である。
【図１６】本発明の例示としての実施形態に従った、波形３２１０に対する種々の符合化の組み合わせ３２００を示す図である。
【図１７】本発明の例示としての実施形態に従った、記憶媒体にランダムビットストリームを記憶させるための方法を示すフロー図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、信号符合化に関し、特に、高密度記憶媒体アプリケーションのための多次元符合化に関する。
【背景技術】
【０００２】
既に、数十億ドル規模の産業であるにも拘らず、ディジタル記録産業は、更なる記憶に対する殆ど飽くことのない貪欲さが大きくなり続けているため、将来も尚も拡大することが見込まれる。この拡大は、例えば、ディジタルコンパクトディスク（ＣＤ）によりアナログロングプレイ（ＬＰ）ディスクを置き換えることによりオーディオ産業において起こってきたように、ディジタルシステムの方向への着実な動きにより、部分的に刺激される。ディジタルディスク記録システムは磁気記録及び光記憶を有し、後者は、主に、読み出し専用アプリケーションのためのものである。光又は磁気に拘らず、継続中の研究の主な目的の１つは、単位面積当たりのビットについての単位面積当たりの密度を増加させることである。
【０００３】
殆どの記録システムに対する変調符号については、シンボル間干渉（ＩＳＩ）の減少により線形密度を増加させることに焦点を当てている。記憶密度における更なる増加は、トラック幅を減少させること及びトラック密度を増加させることにより利用可能である可能性が高い。しかしながら、これは、不所望のトラック間干渉と信号対ノイズ比（ＳＮＲ）の低下とを結果としてもたらす。その結果、典型的な磁気記録システムの線形対トラック密度比は、ほんの２５対１のみである。リードヘッドと隣接トラックデータとの間で起こるヘッドアライメントずれ又はサイドリーディング（クロストーク）はＩＴＩをもたらす。これは、高性能な信号処理技術を用いる一方、マルチトラックヘッドと同時に幾つかの隣接トラックを読み出すことにより低減されることができる重大なノイズ源として認知されてきた。二次元ランレングス制限（ｄ，ｋ）変調符号を用いることにより、マルチトラックを並行して読み出すことの付加的有利点を得ることができる。それらの有利点は、トラックに沿って、タイミング制約ｋを緩和することにより記憶容量を増加させる手段として、近年、非常に注目を集めている。タイミング回復は、それ故、多くのトラックにおいて取得された情報からの結合方式において達成される。
【０００４】
今日、例えば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）又は任意のドライブ等の媒体の記憶容量は、ヘッド、媒体及び書き込み技術の状態により制限されている。連続した媒体は、最もよいコストメトリクスを用いて、記憶空間を増加させる最もよい機会を与える。媒体記憶におけるイライラさせる問題点の１つは、上書きの問題のために、５００乃至８００Ｋｂｐｉを上回る遷移磁束変化を操作する磁気媒体の能力がないことである。
【０００５】
符合化並びに他の方法及び装置は、その遷移数を減少させるために提案されてきた。しかしながら、そのような既存の装置全ては、１つ又はそれ以上の欠点を有している。例えば、アナログ−ディジタル変換（ＡＤＣ）を用いるピーク検出方法により、遷移の検出を実行することができ、それにより、電力消費が増加するため、その方法はマイクロドライブ及び他の携帯型媒体アプリケーションには望ましくない。更に、遷移当たり１．３ビットの現在の容量における改善に対する重大な空きが存在する。
【０００６】
新しい垂直記録技術に伴うマルチヘッド及びマルチトラックの組み合わせは、記録媒体の容量を増加させるために用いられてきた。それらの方式は高価であり、一般に、垂直記録システムにおいて用いられる新しい媒体の特性及び増加したヘッド数のために、信頼性の問題に陥る。
【０００７】
従って、従来技術についての上記の問題点を克服することができる高密度記憶媒体のアプリケーションについての符合化方法及び装置を実現することは有利であり、待望されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来技術の上記問題点及び他の関連する問題点は、高密度記憶媒体のアプリケーションのための多次元符合化方法及び装置を提供する本発明により解決することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の特徴に従って、記憶媒体における記憶に対して二次元でランダムビットストリームを符合化する方法を提供する。ランダムビットストリームは、所定の遷移幅の集合に含まれる遷移幅のみを用いて分離された複数のパルスによりランダムビットストリームを表す、一定振幅でパルス幅が変化するＶＡＣ符合化を生成するように、可変アパーチャ符合化（ＶＡＣ）を用いて符合化される。
【００１０】
本発明の他の特徴に従って、記憶媒体においてランダムビットストリームを記憶する方法を提供する。ランダムビットストリームは、所定の遷移幅の集合に含まれる遷移幅のみを用いて分離された複数のパルスを有する、一定振幅でパルス幅が変化するＶＡＣ符合化により表される。ＶＡＣ符合化は、記憶媒体における記憶のためのデータチャネルに沿って送信される。
【００１１】
本発明の上記の及び他の特徴、機能及び優位性については、以下の、添付図面を参照する好適な実施形態の詳述から、理解できるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、高密度記憶媒体アプリケーションのための多次元符合化方法及び装置について提供する。本発明は、磁束遷移数を減少させるために多次元（幅）を利用する符合化のための方法及び装置を提供する。可変アパーチャ符合化（ＶＡＣ）ベースのチャネルは、ＶＡＣ符合化が可変Ｔ間隔を有する２乃至８個の特徴的な遷移ポイントを示すようにＶＡＣ符合化を実行する点で、従来の部分応答最大尤度（ＰＲＭＬ）チャネルとは異なり、これにより、シンボル間干渉（ＩＳＩ）関連問題を回避することができる。遷移当たり１．３ｂｉｔの現在の容量は、遷移当たり４ｂｉｔまで、次第に改善され、記憶容量の著しい改善が可能となる。更に、アナログ−ディジタル変換（ＡＤＣ）を伴わないピーク検出方法により検出が実行されるため、ＶＡＣベースのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）は、消費電力が低いため、マイクロドライブ及び他の携帯型媒体アプリケーションに対して望ましいものとなる。
【００１３】
本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、特殊用途プロセッサ又はそれらの組み合わせの種々の形態で実施されることが可能であることが理解できる。好適には、本発明は、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせとして実施される。更に、ソフトウェアは、好適には、プログラム記憶装置において具体的に具現化されるアプリケーションプログラムとして実施される。アプリケーションプログラムは、何れの適切なアーキテクチャから構成される装置により実行され、それによりアップロードされることが可能である。好適には、その装置は、１つ又はそれ以上の中央演算処理装置（ＣＰＵ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入力／出力（Ｉ／Ｏ）インタフェースのようなハードウェアを使用して、コンピュータプラットホームにおいて実施される。コンピュータプラットホームは又、オペレーティングシステム及びマイクロインストラクションコードを有する。以下、説明する種々のプロセス及び機能は、マイクとインストラクションコードの一部であるか又はオペレーティングシステムにより実行されるアプリケーションプログラム一部（又は、それらの組み合わせ）である。更に、種々の他の周辺装置が、付加データ記憶装置及び印刷装置のようなコンピュータプラットホームに接続されることが可能である。
【００１４】
添付図面に示しているシステムの構成要素及び方法の段階の一部はソフトウェアにおいて実施されるため、システムの構成要素（又はプロセス段階）間の実際の接続は、本発明がプログラムされる方式に依存して異なり得ることが更に理解できる。以下に説明することにより、当業者は、本発明の実施形態又は構成に類似する実施形態又は構成を検討することができる。
【００１５】
可変アパーチャ符号化は、何れのランダムディジタルビットストリームに対する帯域幅効率（ｂｉｔ／秒／Ｈｚ）を非常に減少させることができるディジタルバイフェーズ符号の新しいクラスである。“Ｒ”が情報信号のレートである場合、ＶＡＣ符合化方法は、直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ）、直交振幅変調方式（Ｌ−ＱＡＭ）又は多重移送シフトキーイング方式（ＭＰＳＫ）のような高次変調スキームの殆どの場合のように、遷移密度を減少させないが、少なくともビットレートのＲ／９倍の帯域幅に高密度に集中したパワースペクトル密度から構成される。非ＶＡＣ符合化方法は、信号を成功裏に復号化させるために、少なくとも“Ｒ”の帯域幅を必要とする。ＶＡＣ信号の狭い占有帯域幅のために、記憶装置における容量の増加は、二倍に容量を増加させる及び／又は遷移間のインタバルに導入された直交ＶＡＣビットストリームを有する、ダイビット符合化ＶＡＣの導入により可能である。インチ当たりのトラック数を増加させるために、代替のトラックを直交ＶＡＣストリームにおいて実行することができる。隣接書き込みドメインに少しのリークをもたらす、狭いパワースペクトル密度（ＰＳＤ）フットプリントのために及び隣接トラックにおける信号直交性から導き出されたトラック間干渉の減少のために、トラック間距離を減少させることが又、可能である。長手記録／光記録は二次元埋め込みプロセスであり、スピンドル速度は一定であるとみなされるため、空間化又は時間において信号への付加次元を付加することなく、容量を増加させることは可能ではない。ＶＡＣは時間領域を変えることにより付加次元を与えるため、垂直記録方式は、空間において付加次元を与えることにより容量を増加させる。その結果、ＶＡＣシンボルの幅が変化し、それらＶＡＣシンボルの幅は、オリジナルのデータストリームにおける種々の信号遷移を順に表す。
【００１６】
効率的な符合化及び変調方法を用いることは、面積当たりの密度を改善するための他の方法であり、面積については、何れの主導的な研究グループよっても大々的に研究されてきていない。拡張された部分応答最大尤度（ＥＰＲＭＬ）及びその派生は、磁気媒体における遷移数を減少させることに加えて、最小反復可能フットプリントを有する磁気材料における遷移を改善することのみが可能である。しかしながら、ＰＲＭＬを用いると、最も近い遷移は１Ｔの距離において、尚も、起こることが可能であり、これは、ＩＳＩ及びＩＴＩ関連の問題に関する制限をもたらす。ＶＡＣと結合したＰＲＭＬは、遷移密度を減少させる一方、純粋なＰＲＭＬ符合化チャネルに対して遷移当たりのビット数を改善する。現在の媒体及びヘッド技術の状態を与える場合、全ての遷移に対する“マルチビット重み”を割り当てることにより容量を増加させることが可能である。
【００１７】
ＶＡＣは、ディジタル通信アプリケーションにおける送信帯域幅を最小化させるように、元々設計されたものである。本発明においては、ＨＤＤ及び他の記憶装置産業における記憶容量を増加させるために役立つようにＶＡＣを使用する。
【００１８】
１つの遷移から次の遷移へのオリジナルのデータ持続時間にマークを付けるために、１及び０がディスクに記憶される方法は、ディスクに遷移パルスを記録することである。遷移間の距離（ディスクが一定スピードでスピンすることを仮定する持続時間に変換することができる）は、入力信号のそのビットの持続時間である。これは、実際には、ディスクに書き込むための簡単な且つ直接的な方法である。しかしながら、連続的遷移の持続時間の差は、読み出しプロセスの信頼性が低くなるようにシンボル間干渉を生じさせる程多く変化する。更に、記録密度を増加させるにつれ、このシンボル間干渉は重大な問題になる。その結果、幾つかの符合化スキームは、読み出し動作中のデータ回復に関連するシンボル間干渉及び他の問題のために、読み出しエラーを補正するために用いられた。これらの符合化スキームは、特定の１及び０の組み合わせ（パターン）がシンボル間干渉を最小化する基本的概念を有している。そのプロセスは、非常に多くのビットに対して、連続する１及び０の最大数が所定のパターンに適合しなければならないような、ある数式に基づいている。殆どの場合、付加の０は、この符合化の要求に適合するように入力列に付加される。例として、入力信号の１０００個の１及び０は、それらがディスクに書き込まれるにつれて、１４００個の１及び０になる。このオーバーヘッドにおける４０％の増加は、実際には、信頼性の低い読み出し動作を克服するために冗長トラックを生成する程、は悪くない。
【００１９】
ＰＲＭＬは、記憶容量を増加させ及び読み出し信頼性を向上させるために又、重要である。しかしながら、そのＰＲＭＬは、チャネル符合化スキームに尚も依存する一方、ＰＲＭＬの読み出し信頼性はピーク検出方法より非常に良好であり、オーバーヘッドは尚も存在している。
【００２０】
ここで、本発明に対応し、本発明について例示する実験について、説明することにする。遷移ノイズの影響を有するＨＤＤチャネルに対するＶＡＣ信号検出の実行可能性を確認するために、それらの実験を実行した。遷移を検出するために、ピーク検出を採用した。勿論、本発明の範囲及び主旨を維持しながら、他の方法を又、採用することが可能である。ＶＡＣ信号の検出におけるアパーチャの影響を研究するために、それらの実験を更に実行した。より広いアパーチャを有するＶＡＣ信号はより容易に検出されることができることが予測される。更に、ＶＡＣのピーク検出が読み出しチャネルにおいてアナログ−ディジタル変換（ＡＤＣ）を伴わないで実行するために、それらの実験を実行した。
【００２１】
２つの主段階においてテストを実行した。第１に、ＨＤＤチャネルから取り出された実験データを用いた。それらのデータのパターンは、ＶＡＣ符合化のアパーチャ変化を反映した“３−６−９”、“４−６−８”及び“５−６−７”である。シンボルレートは５０Ｍｂｐｓである。第２に、実験データは、検出器／復号化器への入力として及びＶＡＣ信号検出の実行可能性を示すために用いられた。
【００２２】
実験データは、次のようなパターンであって：（１）８０回の６Ｔの繰り返しが送られる；（２）２００回の好ましいデータパターン（例えば、３−６−９又は４−６−８等）の繰り返しが送られる；及び（３）６Ｔは、３００ＭＨｚのクロック、２Ｇｓ／ｓｅｃの取得レート及びサイズが２７ｋｂであるように切り捨てられたデータを有する；パターンに従う。
【００２３】
図１は、例示としての本発明の実施形態に従って、可変アパーチャ符合化（ＶＡＣ）に対する検出器／復号化器回路１００を示すブロック図である。検出器／復号化器回路１００は、ローパスフィルタ１１０、非線形モジュール１２０、ピーク検出器１３０、ジッタ除去器１４０、ハードリミッタ１５０及びパルス整形器１６０を有する。
【００２４】
ローパスフィルタ１１０は、信号再構成のための必要な情報（例えば、データファイル１９９）を保持し、ノイズであって、特に取得されたデータからのディジタルデータをフィルタリングにより除去する。非線形モジュール１２０は、ローパスフィルタの出力に非線形性を適用する。適用された非線形性量はシミュレーションの結果により決定された。フィルタリングされるパルスを細くさせるために、適切な非線形性量を適用した。ピーク検出器１３０は、前処理した信号のピークを検出する。ジッタ除去器１４０は、エラーを減少させるために所望のパルス間のジッタを除去する。ハードリミッタ１５０は検出された信号を“０−１”値化パルストレインに変換する。パルス整形器１６０は、変化する幅を有するオリジナルのＶＡＣ矩形状波形にパルストレインを変換して戻す。
【００２５】
図２は、例示としての本発明の実施形態に従った、図１のローパスフィルタ１１０の特性２００を示す図である。混乱を回避するために、周波数全ては、−π乃至πの範囲内のディジタル周波数に変換されることは注目に値する。それらをアナログ周波数に変換するためには、データレート、クロックレート、サンプリングレート、及び実験プロセス中に生じさせることが可能である何れの他の周波数変換レートを知る必要がある。
【００２６】
又、ローパスフィルタ１１０は、入力信号パターンに基づいて調節されることに留意する必要がある。これは、異なるデータパターンが信号において異なる最大周波数をもたらすためである。ローパスフィルタ１１０は、周波数変化に適応するために調節される必要がある。
【００２７】
ここで、上記の実験に対応するテスト結果について説明する。
【００２８】
これまで、“３−６−９”データパターン、“４−６−８”データパターン及び“５−６−７”データパターンが連続的に復号化された。シミュレーションは次のような結果であって：（１）ＶＡＣ信号は上記条件の下で検出可能である；及び、（２）より広いアパーチャを有するＶＡＣ信号は検出がより容易である；結果を確認した。
【００２９】
ここで、例示としての本発明の実施形態に従って、３−６−９符合化パターンの検出について、説明する。３−６−９符合化パターンの検出の結果については、図３乃至６を参照して説明する。
【００３０】
図３Ａ及び３Ｂは、例示としての本発明の実施形態に従って、ハードドライブディスク（ＨＤＤ）チャネルから取得された３−６−９データ波形３００と対応するスペクトル３５０とをそれぞれ示している。図３Ａの波形の前半部分は６Ｔの反復を示しており、その波形の後半部分は“３−６−９”パターンを示している。順に、信号を何れのフィルタリングを伴わないで検出し難くする多くのディジタルノイズを信号が含むことが、スペクトルと波形の両方から観測される。
【００３１】
図４Ａ及び４Ｂは、例示としての本発明の実施形態に従って、フィルタリング後の図３Ａの取得された３−６−９データ波形のフィルタリングされたバージョン４００と対応するスペクトル４５０とをそれぞれ示す図である。フィルタリングされた信号４００は “よりきれい”であり、ピーク検出に対してより適切であることが理解できる。図４Ａに示す波形は、図１のローパスフィルタ１１０及び非線形モジュールの処理後の信号３００である。
【００３２】
図５Ａ及び５Ｂは、例示としての本発明の実施形態に従って、図４Ａのフィルタリング信号４００のジッタ除去された及びハードリミットされたバージョン５００と、ピーク検出された信号のジッタ除去された及びハードリミットされたバージョン５５０とをそれぞれ示す図である。図５Ｂに示す信号５５０はオリジナルの信号のピークを忠実に表していることが理解できる。パルス間の幅は異なるが、それらの距離は“３−６−９”のパルス距離に適合していることが又、観測される。信号５００及び５５０は、図１のジッタ除去器１４０及びハードリミッタ１５０の両方により処理されたものである。
【００３３】
図６Ａ及び６Ｂは、例示としての本発明の実施形態に従って、ピーク検出された信号のパルス整形バージョン６００と復号化された信号のパルス整形バージョン６５０とをそれぞれ示す図である。再構成（復号化）信号は、遷移が復号化パルスに対応する矩形状ＶＡＣ信号である。３種類の特徴的な幅については、再構成信号において観測することができる。
【００３４】
検出のためのサンプリングレートに依存して、検出窓を、正確な位置に遷移を“引き寄せる”ために用いることが可能であることに留意する必要がある。例えば、サンプリングレートが５サンプル／ｂｉｔである場合、次のような検出窓を用いることができる。
（１） ２つのパルス間のカウント数が２５個のサンプル数より大きい場合、“３Ｔ”の判定がなされる（性能を改善するために、３Ｔは１５個のサンプルを有し、１０個のサンプルのマージンが与えられることに留意されたい）。
（２） ２つのパルス間のカウント数が３５個のサンプル数より大きい場合、“９Ｔ”の判定がなされる（性能を改善するために、９Ｔは４５個のサンプルを有し、１０個のサンプルのマージンが与えられることに留意されたい）。
（３） カウント数が２６個と３４個の間のサンプル数である場合、“６Ｔ”の判定がなされる（６Ｔは３０個のサンプルを有することに留意されたい）。
【００３５】
エラー特性は、上記の概念に基づいて考慮された。検出された信号中にエラーは見つけられなかった。（注意：全く最初のビット及び列の最後における数ビットにおいてエラーが起こった。しかしながら、それらのエラーは、データ取得プロセス及びフィルタリングプロセス間にもたらされたものであり、検出方法によりもたらされたものではない。）
ここで、例示としての本発明の実施形態に従って、４−６−８符合化パターンの検出について説明する。４−６−８符合化パターンの検出の結果について、図７乃至１０を参照して説明する。その検出プロセスは、３−６−９符合化パターンのための検出プロセスと同様である。その違いは、用いられるフィルタがより狭い帯域幅（図８Ｂから理解できるように、信号のフィルタリングスペクトル）を有することである。このことは、このパターンにおける最大周波数は３−６−９符合化パターンにおける最大周波数より小さいために、理解できる。
【００３６】
図７Ａ及び７Ｂは、例示としての本発明の実施形態に従って、取得された４−６−８データ波形７００と対応するスペクトル７５０とをそれぞれ示す図である。この４−６−８符合化パターンにおいては、復号化信号において３つのエラーが見つけられた。シンボルエラーレート（ＳＥＲ）は、次のように規定される。即ち、
（ＳＥＲ）＝（エラーにおけるシンボル数）／（全シンボル数）
であって、ここで、１つのシンボルは所定パターンにおける１つの遷移を表す。これは次のようなＳＥＲに対応する。即ち、
ＳＥＲ＝３（エラー）／６５０（比較シンボル）＝４．６＊１０−３
である。エラーフロアは１＊１０−３であることに留意されたい。更に、１つのシンボルエラーは現在ビットとエラーの状態にある隣接ビットとをもたらすことに留意されたい。それ故、１つのビットエラーは少なくとも２つのビットエラーに変換される。従って、上記のＳＥＲは、次のようなビットエラーレート（ＢＥＲ）に変換される。即ち、
ＢＥＲ＝［３（シンボル）＊２（エラーｂｉｔ／シンボル）］／（６５０＊６ｂｉｔ）＝１．５＊１０−３
である。テストパターン全てにおいて用いられた全シンボル数は６８０シンボルであることに留意されたい。これらは、８０回の６Ｔの反復と、２００回ずつの特定パターン３−６−９、４−６−８又は５−６−７の反復を含む。データ取得エラー及びフィルタリングエラー（フィルタのエッジ）のために、６５０のシンボルのみが、シンボルエラーを演算するときに比較のために用いられる。平均シンボルエラーは６ｂｉｔ／シンボルであるため、テストパターンにおいて用いられる全ビット数は６８０＊６＝４０８０ｂｉｔである。更に、ビットエラーを演算するために用いられるビット数は６５０＊６＝３９００ｂｉｔである。
【００３７】
例示としての本発明の実施形態に従って、図８Ａ及び８Ｂは、図７Ａの取得された４−６−８データ波形７００のフィルタリングされたバージョン８００と対応するスペクトル８５０とをそれぞれ示す図である。図８Ａに示す波形８００は、図１のローパスフィルタ１１０及び非線形モジュール１２０による処理後の信号７００である。
【００３８】
例示としての本発明の実施形態に従って、図９Ａ及び９Ｂは、図８Ａのフィルタリングされた信号のジッタ除去及びハードリミットされたバージョン９００とピーク検出された信号のジッタ除去及びハードリミットされたバージョン９５０とをそれぞれ示す図である。信号９００及び９５０は、図１のジッタ除去器１４０及びハードリミッタ１５０の両方により処理されたものである。
【００３９】
例示としての本発明の実施形態に従って、図１０Ａ及び１０Ｂは、ピーク検出された信号のパルス整形されたバージョン１０００と復号化された信号のパルス整形されたバージョン１０５０とをそれぞれ示す図である。
【００４０】
ここで、例示としての本発明の実施形態に従って、５−６−７符合化パターンの検出について説明する。５−６−７符合化パターンの検出結果を、図１１乃至１４を参照して説明する。５−６−７符合化パターンの検出プロセスは、他のパターンに関して上で説明した検出プロセスト同様である。即ち、
ＳＥＲ＝７（シンボルエラー）／６５０（シンボル）＝１．０８＊１０−２
ＢＥＲ＝１４（エラーｂｉｔ／シンボル）／３９００（ｂｉｔ）＝３．６＊１０−３
である。
【００４１】
例示としての本発明の実施形態に従って、図１１Ａ及び１１Ｂは、取得された５−６−７データ波形１１００と対応するスペクトル１１５０とをそれぞれ示す図である。
【００４２】
例示としての本発明の実施形態に従って、図１２Ａ及び１２Ｂは、図１１Ａの取得されたデータ波形１１００のフィルタリングされたバージョン１２００と対応するスペクトル１２５０とをそれぞれ示す図である。図１２Ａに示す波形１１００は、図１のローパスフィルタ１１０及び非線形モジュール１２０による処理後の信号１１００である。
例示としての本発明の実施形態に従って、図１３Ａ及び１３Ｂは、図１２Ａのフィルタリングされた信号のジッタ除去及びハードリミットされたバージョン１３００とピーク検出された信号のジッタ除去及びハードリミットされたバージョン１３５０とをそれぞれ示す図である。信号１３００及び１３５０は、図１のジッタ除去器１４０及びハードリミッタ１５０の両方により処理されたものである。
【００４３】
例示としての本発明の実施形態に従って、図１４Ａ及び１４Ｂは、ピーク検出された信号のパルス整形されたバージョン１４００と復号化された信号のパルス整形されたバージョン１４５０とをそれぞれ示す図である。
【００４４】
上記のテストは、ＶＡＣ符合化を用いて、ＨＤＤにおいて５０Ｍのシンボルレートで３つの特徴的な幅のシンボルを検出する能力を確立した。実行されたそれらのテストにおいては、小から大への遷移においては“３Ｔ”の幅が与えられ、大から小への遷移においては“９Ｔ”の幅が与えられ、変化がない場合は、“６Ｔ”の幅が割り当てられた。１秒当たり５０Ｍのレート（５０Ｍｂｐｓ）を実現するために、データは３００ＭＨｚにおいてクロックされた。進行させるために、１００Ｍｂｐｓ及びそれ以上のデータレートに増加させるように取ることができる３つの方法がある。
【００４５】
第１の方法においては、クロックレートは３００ＭＨｚに保持されるが、次のような新しい符合化ルールを採用する。生データを２ｂｉｔのバイトにグループ化する。４つの可能な組み合わせ、即ち、００、０１、１０及び１１が存在する。オリジナルの生データストリームから２ｂｉｔのバイトの各々に次のような幅を割り当てる。即ち、
０１−−−“３Ｔ”
１０−−−“９Ｔ”
である。
【００４６】
“３Ｔ”後の“６Ｔ”は“１１”を表し、“３Ｔ”後の“５Ｔ”は生データストリームにおいて “００”を表す。 “９Ｔ”後の“６Ｔ”は“００”を表し、“９Ｔ”後の“５Ｔ”は生データストリームにおいて“１１”を表す。３００ＭＨｚのクロック速度を用いると、１つのシンボルレートは５０Ｍシンボル／ｓｅｃである。しかしながら、検出された全ての幅に対して、生データの２ｂｉｔが検出される。それ故、集合体生データレートは、ここでは、５０ＭシンボルＸ２ｂｉｔ＝１００Ｍｂｐｓである。
【００４７】
遷移密度に関しては、５００ｋｂｉの現在の限界を上回ることはない。
【００４８】
時間の持続時間（ディスクにおける距離）に関しては、次のような比較がなされる。３−５／６−９スキームを有するＶＡＣの場合における“Ｔ”の平均シンボル幅は（３Ｔ＋９Ｔ）／２＝６Ｔである。３００ＭＨｚのクロックレートを用いる場合、Ｔ＝３．３ｎｓｅｃである。それ故、ディスクにおける遷移間の平均の時間の持続時間は６Ｘ３．３３３ｎｓｅｃ＝１９．９９ｎｓｅｃである。各々のシンボルは生データの２ｂｉｔを表すため、１００ＭｂｐｓにおいてＰＲＭＬシステムに非常に近い、１９．９９ｎｓｅｃの平均インタバルにおいて生データの２ｂｉｔを出力し、ここで、生データの各々のビットは１０ｎｓｅｃを占めている。
【００４９】
１００Ｍｂｐｓ及びそれ以上にデータレートを増加させる第２の方法においては、クロックレートは３００ＭＨｚに保たれるが、次のような新しい符合化ルールが採用される。２／３（１，α）符号を用いて入力生データストリームを符合化する。この符合化プロセスにおいては、３つの２ｂｉｔワードと４つの４ｂｉｔワードとが存在する。有効なワードの組み合わせ及び幅について、表１に示す。
【００５０】
【表１】
３００ＭＨｚのクロック速度を用いると、シンボルレートは、尚も、５０Ｍシンボル／ｓｅｃのままである。しかしながら、検出された全ての幅に対しては、生データの２−４
ｂｉｔが復号化される。遷移密度に関しては、ＶＡＣが（３Ｔ＋９Ｔ）／２＝６Ｔである場合に、“Ｔ”の平均シンボル幅として、５００ｋｂｐｉにおける現在の限界を上回ることはない。
【００５１】
時間の持続時間（ディスクにおける距離）に関しては、次のような比較がなされる。３００ＭＨｚのクロックレートを用いる場合、Ｔ＝３．３３ｎｓｅｃである。コラムＡにおけるデータの２２ｂｉｔ全てを送りたいと仮定する。対応する幅は全部で４２Ｔであり、時間の全持続時間は４２Ｘ３．３ｎｓｅｃ＝１４０ｎｓｅｃである。１００ＭｂｐｓにおけるＰＲＭＬベースのシステムは、同じ情報の２２ｂｉｔを送るための時間に相当する２２Ｘ１０ｎｓｅｃ＝２２０ｎｓｅｃを必要とする。ＶＡＣベースのシステムは、１００ＭｂｐｓにおいてＰＲＭＬシステムに対して２２０／１４０＝１．５７倍の改善を提供する。
【００５２】
１００Ｍｂｐｓ及びそれ以上にデータレートを増加させる第３の方法においては、クロックレートは６００ＭＨｚに増加されるが、次のような新しい符合化ルールが採用される。生データを４ｂｉｔのバイトにグループ化する。１６個の有効な組み合わせ、即ち、８個の一意のパターン及び８個の補間パターンが存在する。表２に示すように、オリジナルの生データストリームから４ｂｉｔのバイトの各々に次のような幅が割り当てられる。
【００５３】
【表２】
コラムＡ又はＢにおける何れの列の後の“１２Ｔ”は、次の４ｂｉｔのブロックの反復パターンを示す。コラムＡかＢのどちらかから列が選択される。しかしながら、２つ又はそれ以上の４ｂｉｔワードが同じコラムＡからのものである場合、“１”が、同じコラムにおける２個、４個、６個又は８個毎の選択後の前に付加される必要があり、結果として得られる４ｂｉｔワードは幅を割り当てられる必要がある。“１”を付加することにより、４ｂｉｔワードは、コラムＡから、シンボルが負極性を有するコラムＢに移動する。これは、隣接シンボル間の極性の交代を確実にするため及びシンボルに対する正確な極性を確実にするためになされる。同様な方式で、コラムＢにおいて連続的な列を選択する必要がある場合、代替として、“０”が、同じコラムにおける２個、４個、６個又は８個毎の選択に付加される必要がある。“０”の付加はコラムＡにそのワードを入れ、ここで、シンボルは正極性を有する。データ送信の終了時に、付加“１”及び“０”の挿入ポイントを示すルックアップテーブルが送られ、そのルックアップテーブルは、順番にビットを配列させるために復号化器により用いられる。
【００５４】
遷移密度の点で、シンボルレートは、５００ｋｂｐｉの現在のフラックス反転限界の範囲内にあるように、観測されることができる。持続時間（ディスクにおける距離）の点では、次の比較がなされる。ＶＡＣの場合の“Ｔ”の平均シンボル幅は（８Ｔ＋６Ｔ）／２＝１２Ｔである。６００ＭＨｚのクロックレートを用いると、Ｔ＝１．６６６６ｎｓｅｃである。それ故、ディスクにおける遷移間の平均持続時間は１２Ｘ１．６６６６ｎｓｅｃ＝１９．９９９ｎｓｅｃである。各々のシンボルは生データの４ｂｉｔを表すため、１９．９９ｎｓｅｃの平均インタバルにおける生データの４ｂｉｔを出力し、それは、１００ＭｂｐｓにおいてＰＲＭＬシステムのレートの２倍である。上記のアーキテクチャを有するＶＡＣは、２００Ｍｂｐｓのデータレート（５０Ｍシンボル／ｓｅｃＸ４ｂｉｔ）を支援することができる。
【００５５】
列３−６−９、５−６−７及び４−６−８の成功裏の検出は、ＶＡＣがＨＤＤにおいて機能することができる、３つの異なる方法を確立する。３−６−９検出は最良のＢＥＲ特性を有する。５−６−７列の検出は、検出における有害な影響を伴わずに、パルスをパッキングすることが可能である最近接空間を決定するようにする。ＶＡＣ信号の後処理は、パワーの効率的な検出スキームを有効にする、アナログ−ディジタル変換（ＡＤＣ）を有しないアーキテクチャを用いて実行される。
【００５６】
図１５は、例示としての本発明の実施形態に従って、復号化波形３１００のプロットを示す図である。そのプロットにおいては、Ｘ軸は経過時間を表し、Ｙ軸は検出波形の振幅を表す。そのプロットが対応するシミュレーションにおいては、３−６−９波形を用いた。“Ｄ”とマーキングされた部分は“６”の波形全てから構成される。３−６−９波形を導入する前に、“６”全ての約５００ｂｉｔが、ＤＣオフセットを安定化させるために送られる。３−６−９波形は、振幅変化をはっきりと示し、この変化はＩＳＩの破壊的影響のためである。
【００５７】
ＶＡＣ復調信号の検出においては、検出される信号は全波整流を受け、それにより、負のピークは折り返される。Ｃ＾とＡ（９から３への遷移）との間の幅Ｗ１は、Ｗ１の幅を表す。ＩＳＩの影響はピークＡに対してははっきりしたものではなく、それ故、Ａ１とラベリングされた振幅を有する。次の幅Ｗ２は、ＡとＢとの間（３から６への遷移）のピーク分離である。ＢにおけるＩＳＩの影響はＡ１より小さい振幅を形成することである。Ｂの振幅をＡ２と表す。同様に、ＢとＣとの間の遷移は幅Ｗ３を生成する。振幅ＣはＢより小さく、Ａ３で表されている。
【００５８】
ＰＲＭＬタイプの検出器を用いることにより、正確な決定をなすように３つの振幅と３つの幅の組み合わせを得ることを容易に推測することができる。振幅は非常に小さく、割り当てられたスロットにおいてＣを検出する必要がないため、エラー補正は容易である。振幅が何ら検出されない場合、その振幅は自動的に“Ｃ”であると結論付けられる。
【００５９】
その処理においては、シンボルを正確に復号化するために、振幅と幅の組み合わせが用いられる。振幅のみを観測し、予測される幅を復号化することが又、可能である。ＶＡＣの復調処理においては、シンボルの幅は復号化データを決定する上で重要であるため、振幅情報は、復調されたＶＡＣデータストリームを与えるように、直接マッピングされることができる。
【００６０】
送信器における符合化データストリームの操作により受信器における変化している振幅を同期化するための能力は特に重要である。光記録媒体に適用されるとき、永続的な装置の強度を変えることにより種々のピット深さを有するように、幅Ｗ１、Ｗ２及びＷ３を形成することができる。ピット深さを、Ｄ１、Ｄ２及びＤ３であるように設計する。ここで、９つの組み合わせ、即ち、Ｄ１、Ｄ２及びＤ３とＷ１、Ｄ１、Ｄ２及びＤ３とＷ２及びＤ１、Ｄ２及びＤ３とＷ３、の組み合わせを有する。これらの組み合わせについて、図１６に示す。図１６は、本発明の例示としての実施形態に従って、波形３２１０に対する種々の符合化の組み合わせ３２００を模式的に示している。従って、Ｗ及びＤの組み合わせを選択することにより、３ｂｉｔ／シンボルにおいて入力データストリームを符合化することができる。この結果を外挿することにより、ブルーレーザを用いる必要なく、通常、４．７Ｇｂのみを記憶することができるのに比べて大きい、標準的ＤＶＤにおける１５Ｇｂの情報を記憶するこの方法を用いることができる。更に幅及び深さを有することにより、高レベルの帯域幅効率が実現可能である。
【００６１】
ＨＤＴＶの記憶容量の要求を満足するために、光ディスクの両側において２層記憶が提案されてきた。しかし、そのような戦略は製造コストを著しく増加させる一方、データ転送レートを向上させることはない。
【００６２】
本発明は、ここで、ピット深さ変調という、新規な光符合化技術を提案する。その光符合化技術は、レッドレーザ技術を使用するときでさえ、ディスクの一方側のみの１層記録を有するＨＤＴＶを支援する。更に、転送レートは記憶容量に正比例し、非常に重要であることに、その新規な符合化技術は、既存のＣＤ／ＤＶＤ製造ラインに容易に組み込まれることができる。
【００６３】
高密度化技術を可能にするブルーレーザに注目して、将来のＤＶＤシステムに対して多くの提案がなされている。しかしながら、１２０ｍｍのＤＶＤディスクに対する製造の許容範囲は、既に極めて厳しいものとなっている。ブルーレーザは、確かに複合化された技術であって、許容される品質基準に適合するためには、新しいマスタリング及び複製装置を必要とする。このような新たな設備投資でさえ、ＨＤＴＶ性能及び容量の要求に適合するには十分ではない。
【００６４】
ＤＶＤドライブの容量は、レーザのスポットサイズの減少に比例する因子により増加する。それ故、短い４１０ｎｍの波長を有する、念願のブルーレーザにおいては、６３５ｎｍの波長のレッドレーザを使用する類似するＤＶＤドライブに対して２．４倍（６３５ｎｍ／４１０ｎｍ）だけ記憶容量を増加させることが見込まれているが、それは、ＤＶＤドライブ、即ち、ブルーレーザを内部に有するＤＶＤドライブでさえ、ＨＤＴＶ（少なくとも、一方側、１層ディスクを用いない）の記憶要求を満足することができないことを意味している。今日のＤＶＤ仕様に基づいて、ブルーレーザが、現在、利用可能であると仮定すると、ＨＤＴＶの要求を満足するためには、２層が必要である。更に、既存のレッドレーザ、両側、４層ディスクを使用することが要求される。これらの解決方法の両方は、エンドユーザ及び製造に対する欠点を有している。２層ディスクは、機能薄膜を収めるために反転させることが必要である。２層符合化は、製造サイクルタイムに重要であるように付加される付加プロセス段階を必要とする。
【００６５】
現在の読み出し専用光システムの限界は、固定された深さ及び可変長の“ピット”にデータストリームをプレスする（ｐｒｅｓｓ）ピット長符合化方法の結果である。データは、“ピット”か又は“ランド”領域のどちらかの２値化出力を検出する光電セルを用いて読み出される。ピット深さ変調は、対照的に、実質的に、データスとリーム記録に対する三次元の方法である。ピット深さ変調を用いる光ドライブは、高解像度映像の２プラス時間又は少なくともデータの１５Ｇｂを支援することができる一方、ＨＤＴＶに対するＧｒａｎｄ Ｐｒｏｐｏｓａｌ ｐｒｏｐｏｓａｌにおいて規定されている１９Ｍｂｉｔ／ｓｅｃのデータ転送の要求に適合している。
【００６６】
更に、この仕様は、レッドレーザ（６３５ｎｍ／６５０ｎｍ）ダイオードを用いて適合されることができる。勿論、短い波長のレーザは、付加的利点を与えるが、この符合化技術を用いるＨＤＴＶ対応ドライブの製造についての必要条件ではない。ＤＶＤ製造装置において設備投資をした製造業者にとって、特に重要なポイントは、新しい符合化技術がベンチのマスタリングに対して比較的小さい変更のみを必要とすることである。又、許容サイクルタイムの範囲内で新しい媒体を製造するために、既存の複製装置を用いることが可能である。
【００６７】
現在のＤＶＤ装置のレーザ及びとラックピッチ仕様に基づいて、固定長さ、可変深さデータピットを用いる光装置は、ＨＤＴＶの要求を容易に満足することができる。更に精細にピット深さを変調することにより及び個々のピットの長さを短くすることにより、データ容量及び転送速度を更に改善することができる。前者は、マスタリングプロセスを改善することにより達成することができる。
【００６８】
従来の光システムにおいては、データスとリームは、可変長で固定長のピット（上部）においてディスクにプレスされる。本発明に従った方法においては、ピット深さは固定ピット長の範囲内で変化する。
【００６９】
現在のＣＤ及びＤＶＤプレーヤは、リーダ応答が本質的に正弦波であるため、１／４波長より深いピット間で区別することができない。ピット深さをゼロから１／４波長まで増加させるにつれて、ディスクから反射される光は最大値から最小値まで減少する。それ故、代替の読み出し方法であって、ピット深さが１／４波長を上回るときに最小にならない、読み出し方法が必要である。
【００７０】
ピットは、通常は、性能を改善するために、短くされる。しかしながら、ピットが短すぎる場合、隣接ピットからの信号は互いに干渉する。このシンボル間干渉は、ピット深さへの僅かな調節によりマスタリングプロセスにおいて、予め補正されることができる。シンボル間干渉は、レーザ読み出しスポットより小さいピットから生じる。レーザスポットがピットに集中するとき、回折光は、対象のピットばかりでなく、隣接するピットによって影響される。名目上の深さ（その量及び方向は隣接ピットの深さに依存する）から上下させて各々のピットを僅かに調節することにより、リーダは、隣接ピットから独立した特定の深さのピットに対して同じ電気的応答を生成するようにされる。実際には、各々のリーダヘッドの設計は、レーザスポットの性質で僅かに変えられ、それ故、シンボル間干渉に対する補正が、マスタリング段階及び読み出し段階両方において行われること（即ち、前補正及び後補正）が必要である。後補正は、ピット深さを変えることによるシンボル間干渉の知識に基づいて、データ信号を均等化する又は適切にフィルタリングするためにディジタル信号処理技術を用いることによりディスクリーダにおいて達成されることができる。
【００７１】
図１７は、本発明の例示としての実施形態に従って、記憶媒体にランダムビットストリームを記憶するための方法を示すフロー図である。
【００７２】
所定の遷移幅の集合に含まれる遷移幅は、記憶媒体の所定の記憶領域における遷移当たりのビット数を増加させるために、及び／又は、ＶＡＣ符合化において実行されるピーク検出動作中にＶＡＣ符合化のビットエラーレート（ＢＥＲ）を減少させるために、記憶媒体からＶＡＣ符合化の読み出し動作中に、トラック間干渉（ＩＴＩ）及び／又はシンボル間干渉（ＩＳＩ）を減少させるための能力に基づいて選択される（段階３３０５）。
【００７３】
ランダムビットストリームは、所定の遷移幅の集合に含まれる遷移幅のみを用いて分離される複数のパルスを有する、一定振幅でパルス幅が変化するＶＡＣ符合化により表される（段階３３１０）。
【００７４】
ＶＡＣ符合化は、記憶媒体における記憶のためのデータチャネルに沿って送信される（段階（３３２０）。記憶媒体における記憶のために、ＶＡＣ符合化のパルス間インタバル内で、データチャネルに沿って符合化される他のＶＡＣを送信する手順を、段階３３２０が含むことが可能であることを理解することができる（段階３３２５）。
【００７５】
例示としての実施形態は、添付図面を参照して、上記のように説明したが、本発明は上記のまさにそれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲及び主旨から逸脱することなく、当業者により種々の他の変化及び変形が実行可能であることが、理解されるであろう。そのような変化及び変形全ては、同時提出の特許請求の範囲により規定されている本発明の範囲内に包含されることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の例示としての実施形態に従った、可変アパーチャ符合化（ＶＡＣ）のための検出器／符号化器回路１００のブロック図である。
【図２】本発明の例示としての実施形態に従った、図１のローパスフィルタ１１０の特性２００を示す図である。
【図３Ａ】本発明の例示としての実施形態に従った、ハードドライブディスク（ＨＤＤ）チャネルから取得された３−６−９データ波形３００を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の例示としての実施形態に従った、ハードドライブディスク（ＨＤＤ）チャネルから取得された３−６−９データ波形３００に対応するスペクトル３５０を示す図である。
【図４Ａ】本発明の例示としての実施形態に従った、フィルタリング後に取得された３−６−９データ波形３００のフィルタリングされたバージョン４００を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の例示としての実施形態に従った、フィルタリング後に取得された３−６−９データ波形３００のフィルタリングされたバージョン４００に対応するスペクトル４５０を示す図である。
【図５Ａ】本発明の例示としての実施形態に従った、図４Ａのフィルタリングされた信号４００のジッタを削除され且つハードリミットされたバージョン５００を示す図である。
【図５Ｂ】本発明の例示としての実施形態に従った、ピーク検出された信号のジッタを削除され且つハードリミットされたバージョン５５０を示す図である。
【図６Ａ】本発明の例示としての実施形態に従った、ピーク検出された信号のパルス整形されたバージョン６００を示す図である。
【図６Ｂ】本発明の例示としての実施形態に従った、復号化された信号のパルス整形されたバージョン６５０を示す図である。
【図７Ａ】本発明の例示としての実施形態に従った、ハードドライブディスク（ＨＤＤ）チャネルから取得された４−６−８データ波形７００を示す図である。
【図７Ｂ】本発明の例示としての実施形態に従った、ハードドライブディスク（ＨＤＤ）チャネルから取得された４−６−８データ波形７００に対応するスペクトル７５０を示す図である。
【図８Ａ】本発明の例示としての実施形態に従った、フィルタリング後に取得された４−６−８データ波形７００のフィルタリングされたバージョン８００を示す図である。
【図８Ｂ】本発明の例示としての実施形態に従った、フィルタリング後に取得された４−６−８データ波形７００のフィルタリングされたバージョン８００に対応するスペクトル８５０を示す図である。
【図９Ａ】本発明の例示としての実施形態に従った、図８Ａのフィルタリングされた信号８００のジッタを削除され且つハードリミットされたバージョン９００を示す図である。
【図９Ｂ】本発明の例示としての実施形態に従った、ピーク検出された信号のジッタを削除され且つハードリミットされたバージョン９５０を示す図である。
【図１０Ａ】本発明の例示としての実施形態に従った、ピーク検出された信号のパルス整形されたバージョン１０００を示す図である。
【図１０Ｂ】本発明の例示としての実施形態に従った、復号化された信号のパルス整形されたバージョン１０５０を示す図である。
【図１１Ａ】本発明の例示としての実施形態に従った、ハードドライブディスク（ＨＤＤ）チャネルから取得された５−６−７データ波形１１００を示す図である。
【図１１Ｂ】本発明の例示としての実施形態に従った、ハードドライブディスク（ＨＤＤ）チャネルから取得された５−６−７データ波形１１００に対応するスペクトル１１５０を示す図である。
【図１２Ａ】本発明の例示としての実施形態に従った、フィルタリング後に取得された５−６−７データ波形１１００のフィルタリングされたバージョン１２００を示す図である。
【図１２Ｂ】本発明の例示としての実施形態に従った、フィルタリング後に取得された５−６−７データ波形１１００のフィルタリングされたバージョン１２００に対応するスペクトル１２５０を示す図である。
【図１３Ａ】本発明の例示としての実施形態に従った、図１２Ａのフィルタリングされた信号１２００のジッタを削除され且つハードリミットされたバージョン１３００を示す図である。
【図１３Ｂ】本発明の例示としての実施形態に従った、ピーク検出された信号のジッタを削除され且つハードリミットされたバージョン１３５０を示す図である。
【図１４Ａ】本発明の例示としての実施形態に従った、ピーク検出された信号のパルス整形されたバージョン１４００を示す図である。
【図１４Ｂ】本発明の例示としての実施形態に従った、復号化された信号のパルス整形されたバージョン１４５０を示す図である。
【図１５】本発明の例示としての実施形態に従った、復号化された波形３１００のプロットを示す図である。
【図１６】本発明の例示としての実施形態に従った、波形３２１０に対する種々の符合化の組み合わせ３２００を示す図である。
【図１７】本発明の例示としての実施形態に従った、記憶媒体にランダムビットストリームを記憶させるための方法を示すフロー図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記憶媒体における記憶のための二次元のランダムビットストリームを符合化するための方法であって：
所定の遷移幅の集合に含まれる遷移幅のみを用いて分離している複数のパルスにより前記ランダムビットストリームを表す、一定振幅でパルス幅が変化する可変アパーチャ符合化（ＶＡＣ）を生成するように、ＶＡＣ符合化を用いてランダムビットストリームを符合化する段階；
から構成されることを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記の所定の集合における遷移幅の各々は隣接する遷移幅間において異なるゼロの数を指定する、ことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法であって、前記の所定の集合における遷移幅は、遷移幅の第１群、第２群及び第３群の一から構成され、前記第１群は３個のゼロ、６個のゼロ及び９個のゼロから成り、前記第２群は５個のゼロ、６個のゼロ及び９個のゼロから成り、そして前記第３群は４個のゼロ、６個のゼロ及び８個のゼロから成る、ことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって：
前記記憶媒体における記憶のためのデータチャネルに沿って前記ＶＡＣ符合化を送信する段階；及び
前記記憶媒体における記憶のために、前記ＶＡＣ符合化のパルス間インタバルにおいて、前記データチャネルに沿って他のＶＡＣ符合化を送信する段階；
から更に構成される、ことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法であって、前記ＶＡＣ符合化及び前記の他のＶＡＣ符合化は互いに関して直交している、ことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、前記記憶媒体からの前記ＶＡＣ符合化の読み出し動作中にトラック間干渉及びシンボル間干渉の少なくとも１つを減少させる能力に基づいて所定の遷移幅の集合に含まれる遷移幅を選択する段階から更に構成される、ことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、前記記憶媒体の所定の記憶領域における遷移当たりのビット数を増加させるように所定の遷移幅の集合に含まれる遷移幅を選択する段階から更に構成される、ことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法であって、前記ＶＡＣ符合化において実行されるピーク検出動作中のＶＡＣ符合化のビットエラーレートを減少させるように所定の遷移の集合に副なれる遷移幅を選択する段階から更に構成される、ことを特徴とする方法。
【請求項９】
記憶媒体においてランダムビットストリームを記憶するための方法であって：
所定の遷移幅の集合に含まれる遷移幅のみを用いて分離される複数のパルスを有する、一定振幅でパルス幅が変化するＶＡＣ符合化によりランダムビットストリームを表す段階；
から構成されることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、前記の所定の集合における遷移幅は前記の所定の集合における遷移幅の各々は隣接する遷移幅間において異なるゼロの数を指定する、ことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、前記の所定の集合における遷移幅は、遷移幅の第１群、第２群及び第３群の一から構成され、前記第１群は３個のゼロ、６個のゼロ及び９個のゼロから成り、前記第２群は５個のゼロ、６個のゼロ及び９個のゼロから成り、そして前記第３群は４個のゼロ、６個のゼロ及び８個のゼロから成る、ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項９に記載の方法であって、記憶媒体における記憶のために、ＶＡＣ符合化のパルス間インタバルにおいてデータチャネルに沿って他のＶＡＣ符合化を送信する段階から更に構成される、ことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法であって、前記ＶＡＣ符合化及び前記の他のＶＡＣ符合化は互いに関して直交している、ことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項９に記載の方法であって、前記記憶媒体からの前記ＶＡＣ符合化の読み出し動作中にトラック間干渉及びシンボル間干渉の少なくとも１つを減少させる能力に基づいて所定の遷移幅の集合に含まれる遷移幅を選択する段階から更に構成される、ことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項９に記載の方法であって、前記記憶媒体の所定の記憶領域における遷移当たりのビット数を増加させるように所定の遷移幅の集合に含まれる遷移幅を選択する段階から更に構成される、ことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項９に記載の方法であって、前記ＶＡＣ符合化において実行されるピーク検出動作中のＶＡＣ符合化のビットエラーレートを減少させるように所定の遷移の集合に副なれる遷移幅を選択する段階から更に構成される、ことを特徴とする方法。
【請求項１】
記憶媒体における記憶のための二次元のランダムビットストリームを符合化するための方法であって：
所定の遷移幅の集合に含まれる遷移幅のみを用いて分離している複数のパルスにより前記ランダムビットストリームを表す、一定振幅でパルス幅が変化する可変アパーチャ符合化（ＶＡＣ）を生成するように、ＶＡＣ符合化を用いてランダムビットストリームを符合化する段階；
から構成されることを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記の所定の集合における遷移幅の各々は隣接する遷移幅間において異なるゼロの数を指定する、ことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法であって、前記の所定の集合における遷移幅は、遷移幅の第１群、第２群及び第３群の一から構成され、前記第１群は３個のゼロ、６個のゼロ及び９個のゼロから成り、前記第２群は５個のゼロ、６個のゼロ及び９個のゼロから成り、そして前記第３群は４個のゼロ、６個のゼロ及び８個のゼロから成る、ことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって：
前記記憶媒体における記憶のためのデータチャネルに沿って前記ＶＡＣ符合化を送信する段階；及び
前記記憶媒体における記憶のために、前記ＶＡＣ符合化のパルス間インタバルにおいて、前記データチャネルに沿って他のＶＡＣ符合化を送信する段階；
から更に構成される、ことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法であって、前記ＶＡＣ符合化及び前記の他のＶＡＣ符合化は互いに関して直交している、ことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、前記記憶媒体からの前記ＶＡＣ符合化の読み出し動作中にトラック間干渉及びシンボル間干渉の少なくとも１つを減少させる能力に基づいて所定の遷移幅の集合に含まれる遷移幅を選択する段階から更に構成される、ことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、前記記憶媒体の所定の記憶領域における遷移当たりのビット数を増加させるように所定の遷移幅の集合に含まれる遷移幅を選択する段階から更に構成される、ことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法であって、前記ＶＡＣ符合化において実行されるピーク検出動作中のＶＡＣ符合化のビットエラーレートを減少させるように所定の遷移の集合に副なれる遷移幅を選択する段階から更に構成される、ことを特徴とする方法。
【請求項９】
記憶媒体においてランダムビットストリームを記憶するための方法であって：
所定の遷移幅の集合に含まれる遷移幅のみを用いて分離される複数のパルスを有する、一定振幅でパルス幅が変化するＶＡＣ符合化によりランダムビットストリームを表す段階；
から構成されることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、前記の所定の集合における遷移幅は前記の所定の集合における遷移幅の各々は隣接する遷移幅間において異なるゼロの数を指定する、ことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、前記の所定の集合における遷移幅は、遷移幅の第１群、第２群及び第３群の一から構成され、前記第１群は３個のゼロ、６個のゼロ及び９個のゼロから成り、前記第２群は５個のゼロ、６個のゼロ及び９個のゼロから成り、そして前記第３群は４個のゼロ、６個のゼロ及び８個のゼロから成る、ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項９に記載の方法であって、記憶媒体における記憶のために、ＶＡＣ符合化のパルス間インタバルにおいてデータチャネルに沿って他のＶＡＣ符合化を送信する段階から更に構成される、ことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法であって、前記ＶＡＣ符合化及び前記の他のＶＡＣ符合化は互いに関して直交している、ことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項９に記載の方法であって、前記記憶媒体からの前記ＶＡＣ符合化の読み出し動作中にトラック間干渉及びシンボル間干渉の少なくとも１つを減少させる能力に基づいて所定の遷移幅の集合に含まれる遷移幅を選択する段階から更に構成される、ことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項９に記載の方法であって、前記記憶媒体の所定の記憶領域における遷移当たりのビット数を増加させるように所定の遷移幅の集合に含まれる遷移幅を選択する段階から更に構成される、ことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項９に記載の方法であって、前記ＶＡＣ符合化において実行されるピーク検出動作中のＶＡＣ符合化のビットエラーレートを減少させるように所定の遷移の集合に副なれる遷移幅を選択する段階から更に構成される、ことを特徴とする方法。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公表番号】特表２００６−５０６７７３（Ｐ２００６−５０６７７３Ａ）
【公表日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−５５３７６０（Ｐ２００４−５５３７６０）
【出願日】平成１５年１１月１４日（２００３．１１．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００３／０３６５７５
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０４７０８５
【国際公開日】平成１６年６月３日（２００４．６．３）
【出願人】（５０１２６３８１０）トムソン ライセンシング (2,848)
【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｏｍｓｏｎ Ｌｉｃｅｎｓｉｎｇ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１５年１１月１４日（２００３．１１．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００３／０３６５７５
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０４７０８５
【国際公開日】平成１６年６月３日（２００４．６．３）
【出願人】（５０１２６３８１０）トムソン ライセンシング (2,848)
【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｏｍｓｏｎ Ｌｉｃｅｎｓｉｎｇ
【Ｆターム（参考）】
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