專利名稱：不對(duì)稱數(shù)據(jù)信道中的位恢復(fù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于對(duì)從記錄介質(zhì)中獲得的數(shù)據(jù)流中的損壞和缺陷進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒ê脱b置。
背景技術(shù)：
對(duì)于當(dāng)前的光記錄介質(zhì)，使用了持續(xù)長(zhǎng)度有限的代碼。例如，數(shù)字式通用盤(DVD)具有信道調(diào)制的特征，這確保了已恢復(fù)數(shù)據(jù)流的多個(gè)1或多個(gè)0的持續(xù)長(zhǎng)度的極限基本上在3和11之間。對(duì)同步模式(pattern)進(jìn)行調(diào)制，以獲得14的持續(xù)長(zhǎng)度。因此，這些模式能夠容易地區(qū)別于其它數(shù)據(jù)。
最近，基于藍(lán)色激光鏡片(optic)的高密度光記錄介質(zhì)估計(jì)將使用范圍在連續(xù)1或0為2到8的更短的持續(xù)長(zhǎng)度。這種記錄介質(zhì)的一個(gè)示例就是所謂的蘭色射線盤(BD)。不幸的是，如圖1所示，相應(yīng)光信道的調(diào)制傳輸函數(shù)(MTF)導(dǎo)致了典型的2T持續(xù)長(zhǎng)度的振幅，這是小于最長(zhǎng)持續(xù)長(zhǎng)度振幅的-26dB。因此，需要附加信號(hào)處理來保證可接受的位誤差率(BER)。
在用于光記錄介質(zhì)和硬盤的本中請(qǐng)中，在解調(diào)處理之前，先在讀信道中使用部分響應(yīng)最大似然檢測(cè)器(PRML、維特比譯碼器)，以便應(yīng)付較高的碼間干擾(ISI)和獲得改善的噪音裕度。圖2描繪了現(xiàn)有技術(shù)讀信道的狀態(tài)。由于光記錄數(shù)據(jù)模式的調(diào)制，某些限制被應(yīng)用于這種信號(hào)的處理。例如，具有短持續(xù)長(zhǎng)度的信號(hào)模式處于信道通帶的邊緣，并且呈現(xiàn)出減小的信號(hào)幅值。因此，它們對(duì)位誤檢測(cè)來說是有弱點(diǎn)的。另外，由于濾波器波動(dòng)(ripple)和躍遷噪音，因此實(shí)際上可通過簡(jiǎn)單限幅來檢測(cè)的更長(zhǎng)持續(xù)長(zhǎng)度可能無法使用最大持續(xù)長(zhǎng)度譯碼器來檢測(cè)。與位信息檢測(cè)相關(guān)的另一個(gè)問題是信號(hào)不對(duì)稱性，它妨礙了數(shù)據(jù)限幅的處理。這種不對(duì)稱性對(duì)位檢測(cè)的質(zhì)量有很強(qiáng)的影響，特別是對(duì)于最短的持續(xù)長(zhǎng)度。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的一個(gè)目的是建議一種克服了上述問題的不對(duì)稱數(shù)據(jù)信道中的位恢復(fù)方法，還建議了一種用于使用這種方法從/向記錄介質(zhì)讀/寫的裝置。雖然本發(fā)明在下面的描述是借助于光記錄介質(zhì)進(jìn)行的，但是它也同樣適用于發(fā)生信號(hào)不對(duì)稱性的其它類型的記錄介質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明，一種不對(duì)稱數(shù)據(jù)信道中的位恢復(fù)方法，借此由解調(diào)器來對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)，其特征在于，所述方法包括以下步驟-在解調(diào)之前檢測(cè)持續(xù)長(zhǎng)度破壞，以及-在解調(diào)之前校正檢測(cè)出的持續(xù)長(zhǎng)度破壞。
在解調(diào)之前檢測(cè)持續(xù)長(zhǎng)度破壞提高了讀信道系統(tǒng)的性能。
最好是所述方法還包括如下步驟監(jiān)視持續(xù)長(zhǎng)度破壞的比率和/或趨勢(shì)，以獲得信號(hào)質(zhì)量指示。所述信號(hào)質(zhì)量指示能夠用作為讀信道數(shù)據(jù)流的信號(hào)質(zhì)量的測(cè)量。
最好是所述信號(hào)質(zhì)量指示被用于補(bǔ)償信號(hào)畸變或用來改變播放策略。例如，可以降低數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)的播放速度以獲得更加可靠的讀信號(hào)，或者如果信號(hào)質(zhì)量足夠高的話就提高該速度。
最好所述方法還包括如下步驟擴(kuò)展接近信號(hào)過零點(diǎn)的信號(hào)數(shù)據(jù)。在這種方式下，可以確保更加可靠的信號(hào)限幅。
有利的是，所述方法還包括在該信號(hào)質(zhì)量的基礎(chǔ)上決定是否檢測(cè)和校正所述持續(xù)長(zhǎng)度破壞的步驟。如果信號(hào)質(zhì)量足夠高的話，則不必進(jìn)行校正。只有當(dāng)信號(hào)質(zhì)量低于某一閾值時(shí)，才必須校正所述信號(hào)。通過限制對(duì)低質(zhì)量信號(hào)的校正，可以保證在足夠信號(hào)質(zhì)量的情況下不會(huì)不必要地降低數(shù)據(jù)再現(xiàn)比率。
最好是用于在不對(duì)稱信道中恢復(fù)數(shù)據(jù)、借此由解調(diào)器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)的位恢復(fù)裝置包括一個(gè)用于執(zhí)行本發(fā)明方法的裝置。
此外，根據(jù)本發(fā)明的方法或裝置最好被用在用于從/向記錄介質(zhì)讀/寫的裝置中以便在不對(duì)稱信道中執(zhí)行位恢復(fù)。
為了更透徹地理解本發(fā)明，參照附圖、在下列說明書中具體說明了示范性實(shí)施例。當(dāng)然，本發(fā)明并不限于這個(gè)示范性實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，所具體說明的特征還可以方便地加以組合和/或修改。


圖1示出了用于高密度光記錄介質(zhì)的示范性調(diào)制傳輸函數(shù)；圖2示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的讀信道；圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明用于位恢復(fù)的電路；圖4示意性地描繪了在信號(hào)再采樣期間相位漂移的兩種情況；圖5示出了與時(shí)鐘相位相關(guān)的過零點(diǎn)采樣的相關(guān)性；圖6示出了用于處理不同再采樣情況的狀態(tài)機(jī)；圖7示出了持續(xù)長(zhǎng)度計(jì)數(shù)的示例；圖8示出了檢測(cè)到的可能的最小持續(xù)長(zhǎng)度破壞；和圖9示出了輸入采樣值與再濾波后的維特比輸出采樣值之間的比較。
具體實(shí)施例方式
在圖2中，示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的示范性讀信道1。所述讀信道1執(zhí)行時(shí)鐘恢復(fù)和位恢復(fù)處理。將從記錄介質(zhì)中獲得的信道數(shù)據(jù)HF輸入到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器2中(ADC)。在由第一均衡器3(EQ1)進(jìn)行了均衡化步驟之后，數(shù)字化數(shù)據(jù)流被饋送到PLL塊4中，該P(yáng)LL塊將對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行恢復(fù)。由于在這一級(jí)通常都使用全數(shù)字PLL(ADPLL)，因此已恢復(fù)的時(shí)鐘信號(hào)基本上是用于在硬件設(shè)計(jì)中使用的系統(tǒng)時(shí)鐘的時(shí)鐘使能信號(hào)。
在具有時(shí)鐘基準(zhǔn)的采用速率轉(zhuǎn)換器5(SRC)中再采樣數(shù)字化數(shù)據(jù)流。接下來，在自適應(yīng)均衡器6(EQ2)中對(duì)該數(shù)字化數(shù)據(jù)流進(jìn)行濾波并將其傳輸?shù)讲糠猪憫?yīng)最大似然檢測(cè)器7(PRML-D、亦稱維特比譯碼器)。通過使用眾所周知的最小均方算法8計(jì)算均衡器輸出到維特比譯碼器輸出的距離更新均衡器6的系數(shù)。為了使表示位的數(shù)據(jù)流的維特比譯碼器7的輸出與仍然由包含量化HF電平(level)的均衡器輸出相匹配，使用了所謂的目標(biāo)濾波器9(TF)。這個(gè)濾波器9主要是將維特比譯碼器6所執(zhí)行的譯碼反相，它被設(shè)計(jì)成能遵循規(guī)定的目標(biāo)多項(xiàng)式。該目標(biāo)多項(xiàng)式，亦即目標(biāo)濾波器9近似于它正在其上工作的信道的調(diào)制傳輸函數(shù)。因此，不同的信道(比如像DVD和BD)需要不同的模型和目標(biāo)多項(xiàng)式。
將維特比譯碼器7的輸出作為已恢復(fù)位流而傳輸給解調(diào)器10(DEM)，并還傳輸給校正控制器(ECC，未示出)。由于解調(diào)器10需要使數(shù)據(jù)同步以便查找適當(dāng)?shù)奶幚砥鹗嘉恢茫?，第一塊就是和實(shí)現(xiàn)同步同時(shí)在數(shù)據(jù)流中檢測(cè)到錯(cuò)誤的一個(gè)塊。因此，通常解調(diào)器10支持帶有附加誤差信息的其它塊，例如，所述附加誤差信息是用于PLL4的鎖定輔助信號(hào)或者是用于ECC的擦除信息。
參照?qǐng)D3，下面描述可能的檢測(cè)持續(xù)長(zhǎng)度破壞的方式及其如何被用于補(bǔ)償信號(hào)的畸變。首先，對(duì)高頻信道數(shù)據(jù)流HF進(jìn)行采樣，由模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)2將其數(shù)字化，并且利用采樣速率轉(zhuǎn)換器5(SRC)對(duì)其再采樣以使其成為PLL電路(未示出)所提供的信道時(shí)鐘速率。由第一濾波器11(FIL1)對(duì)這個(gè)處理后的數(shù)據(jù)流進(jìn)行濾波，該第一濾波器被設(shè)計(jì)成能增加所述短持續(xù)長(zhǎng)度數(shù)據(jù)模式，即對(duì)于BD而言是2T。隨后的限制器12確?？拷盘?hào)過零點(diǎn)的信號(hào)數(shù)據(jù)的擴(kuò)展。通過考慮在限定處理期間發(fā)現(xiàn)的閾值來獲得補(bǔ)償信號(hào)sl_cmp。所述閾值是作為過零點(diǎn)周圍的樣值均差來計(jì)算的。由于圖4所示信號(hào)再采樣的不充分，可能出現(xiàn)過零點(diǎn)(zero crossing)的兩種情況。這些情況在圖5中更詳細(xì)地示出了。
依據(jù)情況的類型，必須要計(jì)算出連續(xù)樣值之間的差(情況b)或者還獨(dú)立樣值之間的差(情況a)。另外，由于三個(gè)樣值可能已經(jīng)呈現(xiàn)出持續(xù)長(zhǎng)度破壞，因而依據(jù)過零點(diǎn)(例如，過零點(diǎn)之上的x0和x2和過零點(diǎn)之下的x1，或反之亦然)周圍的樣值分布來順利地添加另外的補(bǔ)償偏移量。為了防止或至少使因時(shí)鐘抖動(dòng)和/或噪音而造成的這兩種情況的誤檢測(cè)最小化，最好考慮噪聲裕度。
圖6中示出了一個(gè)簡(jiǎn)單的狀態(tài)機(jī)，該狀態(tài)機(jī)檢測(cè)并處理這兩種再采樣情況。首先，所述狀態(tài)機(jī)必須知曉下一個(gè)將要處理的是哪一種情況。這種知曉是在下一個(gè)過零點(diǎn)(例如，x0＞0和x1＜0)出現(xiàn)的同時(shí)就發(fā)生了。現(xiàn)在根據(jù)下列公式來計(jì)算補(bǔ)償因子cmpcmpnew＝cmpold+(const*(x1-x0)cmpold)/abs_value，其中，abs_value等于信號(hào)范圍，例如，如果輸入信號(hào)范圍是[-1，+1]則abs_value就等于2。舉例來說，選擇const等于0.5。根據(jù)補(bǔ)償因子cmp來獲得補(bǔ)償信號(hào)sl_cmp。
回到圖3，現(xiàn)在，所獲得的補(bǔ)償信號(hào)sl_cmp被用于補(bǔ)償所述不對(duì)稱性。它表示過零點(diǎn)周圍的兩個(gè)相鄰采樣之間的距離，即限幅電平(slice level)。利用第三濾波器13(FIL3)對(duì)幾個(gè)樣值求解補(bǔ)償信號(hào)sl_cmp的平均值，并利用因子k對(duì)其進(jìn)行衰減。然而，當(dāng)輸入信號(hào)為已知時(shí)，還可以僅僅使用對(duì)短持續(xù)長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)序列的補(bǔ)償，這是因?yàn)樗鼈兙哂懈〉姆怠?br> 正如前面所提到的那樣，補(bǔ)償因子cmp被用作為用于放大過零點(diǎn)周圍的輸入數(shù)據(jù)采樣的閾值。這是通過與新來采樣(IS)的簡(jiǎn)單比較而實(shí)現(xiàn)的。只要新來樣值大于或等于補(bǔ)償值cmp，那么就把這些樣值簡(jiǎn)單地作為輸出樣值(OS)。否則，就要考慮新來樣值的符號(hào)來發(fā)送該補(bǔ)償值。整個(gè)行為可以概括如下如果abs(IS)＞＝CMPOS＝IS；否則OS＝符號(hào)(IS)*CMP；由于實(shí)現(xiàn)了與較短持續(xù)長(zhǎng)度(即較高的頻率)相關(guān)的主要改進(jìn)，因此由第二濾波器14(FIL2)對(duì)增加后的數(shù)據(jù)流進(jìn)行高通濾波。通過將原始數(shù)據(jù)流添加到這個(gè)信號(hào)中，獲得了一個(gè)具有改進(jìn)高頻特性的新信號(hào)。由于使用了簡(jiǎn)單的閾值位檢測(cè)器15，可以從這個(gè)信號(hào)數(shù)據(jù)中檢測(cè)出數(shù)字位。如圖7所示，通過對(duì)高于和低于過零點(diǎn)的采樣計(jì)數(shù)，第一持續(xù)長(zhǎng)度計(jì)數(shù)器16現(xiàn)在可以依據(jù)合理的誤差比率來恢復(fù)持續(xù)長(zhǎng)度。
在所恢復(fù)持續(xù)長(zhǎng)度的基礎(chǔ)上，現(xiàn)在利用第一持續(xù)長(zhǎng)度破壞檢測(cè)器17和持續(xù)長(zhǎng)度補(bǔ)償器18來檢測(cè)和校正最小持續(xù)長(zhǎng)度的破壞。在圖8中示出了最小持續(xù)長(zhǎng)度破壞的例子。所檢測(cè)到的破壞采樣最好被用作用于補(bǔ)償信號(hào)畸變的平均值。為了這個(gè)目的，只要出現(xiàn)破壞，就將持續(xù)長(zhǎng)度補(bǔ)償信號(hào)rl_cmp提供給累加器19。由第四濾波器20(FIL4)來對(duì)累加器19的增加值或減少值進(jìn)行衰減，并添加到再采樣的數(shù)據(jù)流中。
此外，通過測(cè)量長(zhǎng)持續(xù)長(zhǎng)度的波動(dòng)監(jiān)視信號(hào)的質(zhì)量和噪聲電平。如果噪聲電平過大，則維特比譯碼很可能會(huì)失敗。這是利用第二持續(xù)長(zhǎng)度計(jì)數(shù)器21的輸出來檢測(cè)的。在先檢測(cè)的長(zhǎng)持續(xù)長(zhǎng)度被延遲，并與由目標(biāo)濾波器9濾波的維特比譯碼器7的輸出進(jìn)行比較。輸入采樣和濾波后維特比輸出采樣之間的平均距離給出了信號(hào)質(zhì)量和位恢復(fù)性能的度量。圖9示出了在輸入信號(hào)(空白圓圈)與濾波后維特比譯碼器輸出(填充圓圈)之間距離的例子。
權(quán)利要求
1.一種在不對(duì)稱數(shù)據(jù)信道中的位恢復(fù)方法，借此，利用解調(diào)器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)，其特征在于，所述方法包括以下步驟-在解調(diào)之前檢測(cè)持續(xù)長(zhǎng)度破壞，以及-在解調(diào)之前校正檢測(cè)出的持續(xù)長(zhǎng)度破壞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括監(jiān)視持續(xù)長(zhǎng)度破壞的比率和/或趨向以獲得一個(gè)信號(hào)質(zhì)量指示的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述信號(hào)質(zhì)量指示用來補(bǔ)償信號(hào)畸變或用來改變重放策略。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一個(gè)所述的方法，還包括擴(kuò)展靠近過零點(diǎn)信號(hào)的信號(hào)數(shù)據(jù)的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一個(gè)所述的方法，還包括決定是否將在信號(hào)質(zhì)量的基礎(chǔ)上執(zhí)行檢測(cè)和校正持續(xù)長(zhǎng)度破壞的步驟。
6.一種用于在不對(duì)稱數(shù)據(jù)信道中進(jìn)行位恢復(fù)的裝置，借此由解調(diào)器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)，其特征在于，所述裝置包括用于在解調(diào)之前檢測(cè)持續(xù)長(zhǎng)度破壞的持續(xù)長(zhǎng)度破壞檢測(cè)器(17、22)和用于在解調(diào)之前校正檢測(cè)出的持續(xù)長(zhǎng)度破壞的持續(xù)長(zhǎng)度破壞校正器(18)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，還包括用于監(jiān)視持續(xù)長(zhǎng)度破壞的比率和/或趨向以供獲得信號(hào)質(zhì)量指示的裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于所述信號(hào)質(zhì)量指示被用于補(bǔ)償信號(hào)畸變或用于改變播放策略。
9.根據(jù)權(quán)利要求6到8中任一個(gè)所述的裝置，其特征在于它包括限制器(12)，用于擴(kuò)展靠近信號(hào)過零點(diǎn)的信號(hào)數(shù)據(jù)。
10.一種用于從記錄介質(zhì)中讀出和/或向該記錄介質(zhì)寫入的裝置，其特征在于它使用根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)所述的方法，或者它包括根據(jù)權(quán)利要求6到9中任一項(xiàng)所述用于在不對(duì)稱數(shù)據(jù)信道中進(jìn)行位恢復(fù)的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于對(duì)從光記錄介質(zhì)中獲得的數(shù)據(jù)流中的損壞和缺陷進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒ê脱b置。根據(jù)本發(fā)明，一種不對(duì)稱數(shù)據(jù)信道中的位恢復(fù)方法，借此由解調(diào)器來對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)，其特征在于，所述方法包括以下步驟－在解調(diào)之前檢測(cè)持續(xù)長(zhǎng)度破壞，以及－在解調(diào)之前校正檢測(cè)出的持續(xù)長(zhǎng)度破壞。
文檔編號(hào)G11B20/18GK1574648SQ20041004925
公開日2005年2月2日 申請(qǐng)日期2004年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月5日
發(fā)明者阿克塞爾·科克黑爾, 斯蒂芬·拉普 申請(qǐng)人:湯姆森特許公司