多阶光盘变阶次游程受限调制编码理论及实现方法研究

本项目主要研究能大幅度提高编码效率的变阶次信号波形调制多阶光存储技术(VM- SWM)的调制编码理论模型、实现方法及性能分析。提出VM-SWM的调制编码理论模型，为编码方案的设计提供理论指导；利用游程调制加变阶次调制的二次调制构想，设计高码率调制编码方案；建立VM-SWM的写策略，把调制编码后的数据转化为光盘记录符形貌特征的变化；针对VM-SWM特殊的信道限制，建立信道仿真模型和编码性能分析硬件平台，分析调制编码性能，建立变阶次多阶调制编码的性能评价体系。.本项目的顺利实施，有助于游程受限调制编码技术的突破与发展，可以移植到蓝光多阶光存储系统中，将有利于我国在研发具有自主知识产权的下一代高清格式光盘中处于有利地位。

本项目主要研究能大幅提高编码效率的变阶次信号波形调制多阶光存储技术（VM-SWM）的调制编码理论模型、实现方法及性能分析。针对采用游程长度受限（RLL）调制编码的光盘记录模式，利用波形调制方法，建立了以游程长度为基础的多阶记录模式。即长游程多分阶，短游程少分阶或不分阶，在最大限度的利用幅值空间的同时，大大降低了多阶记录（提高记录密度）对记录信道的噪声影响，提高了多阶记录的信噪比。利用子坑子岸调制方法，实现了对称多阶记录，保证了记录信道读出通道的动态特性。在4T至11T长度游程上，分别实现了2阶（坑岸记录符各2种）至9阶（坑岸记录符各9种）波形调制RLL记录。采用非线性调制写策略方法，使得游程长度受限调制编码信道中分布最多的最小记录符也可以实现高信噪比的波形调制分阶，从而进一步提高了多阶调制编码效率。为适应二进制部分响应最大似然（PRML）检测信号识别方法，在5T至11T长度游程上，构建了可以用二进制序列描述的新VM-SWM记录模型。. 本项目基于二次调制编码模型，针对VM-SMW多阶记录模式，提出了一套有效的编码方法，分别实现了码率（R）为3/4、4/5、5/6、6/7、7/8以及1/1，的信号波形调制编码方法。设计了可用于光盘记录的调制记录帧结构和记录信道直流累积份量（DSV）控制模式。并分别基于只读光盘介质DVD-ROM和可录光盘介质DVD-R进行了实验验证及读出性能测试。针对不同的编码方式，建立了不同的VM-SWM多阶记录写策略控制矩阵。构建了VM-SWM多阶记录光盘动态信号读出测试分析的读写试验平台。设计实现了采用VM-SWM编码的多阶记录光盘优化伺服控制及信号识别方法，使光盘容量提高75%的同时，原始误码率达到10E-5的理想效果。并针对VM-SWM编码多阶记录光盘误码分布，提出了优化数据检纠错方案。.本项目研究过程中，发表SCI、EI收录论文7篇，其中SCI收录3篇，国际会议特邀报告1篇。申请发明专利8项，获得发明专利授权6项。培养博士研究生3人，硕士研究生3人。编码码率为4/5的VM-SWM多阶调制编码实现方法被高清光盘国家标准（草案）采用。