CN101361131A - 具有提高的数据纠错能力的再现数据的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种将数据记录在光学记录介质上和/或从光学记录介质再现数据的方法和设备。所述方法包括：从光学记录介质检测摆动信号；从检测的摆动信号预测摆动信道状态；从光学记录介质检测信息信号；从检测的信息信号预测信息信道状态。如果从光学记录介质发现损坏部分，则基于关于摆动信道状态的信息或者关于信息信道状态的信息对信息信号进行解码。因此，通过预测信息(RF)信号的信道状态和摆动信号的信道状态能够更有效地再现数据。

Description

具有提高的数据纠错能力的再现数据的方法和设备
技术领域
本发明的各方面涉及一种从光学记录介质再现数据的方法和设备。
背景技术
图1是在光学记录介质上记录数据和/或从光学记录介质再现数据的传统设备100的框图。如图1所示，为了正确操作，设备100需要射频(RF)信号检测单元检测从光学记录介质反射的光束中的RF信号。此外，如果数据将被记录，则设备100还可需要摆动信号检测单元以检测摆动信号。
传统上，RF信号检测单元采用使用限幅器的方法。然而，最近由于记录密度增加并且由于在射频(RF)信号中包括干扰和噪声分量，所以现在传统的RF信号检测单元一般采用比如局部响应最大似然(PRML)方法的方法。
PRML方法是一种用于输入信号的似然分析方法。通常，因为模拟输入信号必须被转换为数字信号，所以为了使用PRML信号，需要模数转换器(ADC)，并且另外还可需要匹配期望的信道特性的均衡器。还需要产生操作时钟信号的锁相环(PLL)电路。
摆动信号检测单元通常用于检测盘的旋转速度和可记录的数据的当前位置信息。这样，需要PLL电路从检测的摆动信号产生写时钟。ADC还可被用于将摆动信号转换为数字信号以获得包括在摆动信号中的位置信息。
传统的光学记录介质具有如图2所示的轨道结构。如图2所示，数据被存储在每个轨道的中央，正弦波摆动信号围绕每个轨道被存储在摆动轨道中。如果必要，可另外将地址数据包括在摆动信号中。
下面将再参照图1描述包括在设备100中的检测摆动信号的摆动信号检测单元的操作。通过使用ADC 110将从摆动轨道再现的摆动信号转换为数字信号，并通过使用摆动PLL 120处理数字信号来检测地址信息。
从轨道中央再现的模拟信号通过ADC 130被转换为数字信号，使用PLL140从所述数字信号产生时钟信号。使用均衡器(EQ)150来纠正数字信号，使用PRML模块160从纠正的数字信号来检测信息数据。信道预测器170通过使用从EQ 150输出的纠正的数字信号预测信道状态来产生信道状态信息。然后，信道状态信息被用于对信息数据进行解码。
发明公开
技术问题
根据使用光学记录介质的情况，如图3所示，由于灰尘、指纹或划伤而引起被记录在光学记录介质的特定部分中的数据被频繁地损坏。通常，当数据被损坏时，可通过纠错操作来恢复处于损坏部分的数据。然而，需要更有效的数据恢复方法。
技术解决方案
本发明的多个方面和示例性实施例提供这样一种数据再现方法和设备，所述方法和设备通过使用摆动信号预测光学记录介质的信道来提高数据纠错能力。
有益效果
根据本发明，通过使用通常使用的关于RF信号的信息和使用摆动信号的包络线信息，即使在仅使用RF信号不能预测信道状态时，也可使用摆动信号来预测信道状态，从而更有效地再现数据。
附图说明
从下面结合附图对示例性实施例的详细描述和权利要求，显然可更好地理解本发明，其中，附图、实施例和权利要求都是形成本公开的一部分。尽管下面描述和示出的公开集中于公开本发明的示例性实施例，但是应该清楚地理解，它们仅作为示出和示例，本发明并不限于此。本发明的精神和范围仅由权利要求限定。下面表示对附图的简要描述，其中：
图1是将数据记录在光学记录介质上和/或从光学记录介质再现数据的传统设备的框图；
图2是传统光学记录介质的轨道结构；
图3是由于灰尘、指纹或划伤而引起特定部分的数据被损坏的传统光学记录介质的轨道结构；
图4是根据本发明示例性实施例的将数据记录在光学记录介质上和/或从光学记录介质再现数据的设备的框图；
图5是根据本发明另一实施例的将数据记录在光学记录介质上和/或从光学记录介质再现数据的设备的框图；
图6示出根据本发明实施例的用于仿真数据再现性能的由于指纹而引起的数据损失的模型；
图7是显示通过将图6所示的数据损失模型应用到传统方法和根据本发明实施例的方法而获得的仿真结果的示图。
最佳方式
根据本发明示例性实施例，提供一种从光学记录介质再现数据的方法，所述方法包括：从光学记录介质检测摆动信号；从检测的摆动信号预测摆动信道状态；从光学记录介质检测信息信号；从检测的信息信号预测信息信道状态；如果从光学记录介质发现损坏部分，则基于关于摆动信道状态的信息或者关于信息信道状态的信息对信息信号进行解码。
根据本发明的一方面，所述解码步骤可包括使用硬解码方法或软解码方法对从光学记录介质检测的信息信号进行解码。
根据本发明的一方面，所述解码步骤可包括：对从光学记录介质检测的信息信号进行PRML处理；对经过PRML处理的信号进行解调；对解调的信号进行里德所罗门(RS)解码。
根据本发明的一方面，信道状态信息可表示错误发生位置信息，其中，PRML处理、解调和RS解码中的至少一个可包括对错误发生位置上的信息信号进行擦除纠正。
根据本发明的一方面，所述解码步骤可包括：信道检测处理，其中，使用软值来处理从光学记录介质检测的信息信号；软解调处理，其中，对信道检测的信号进行软解调；信道解码处理，其中，使用软值对软解调的信号进行处理。
根据本发明的一方面，信道状态信息可表示摆动信号的包络线信息，其中，信道检测处理、软解调处理和信道解码处理中的至少一个可包括：使用摆动信号的包络线信息，根据摆动信号的包络线的减小来减小信息信号的包络线以降低信息信号的可靠性值。
根据本发明的另一方面，提供了一种将数据记录在光学记录介质上和/或从光学记录介质再现数据的设备，所述设备包括：摆动信号检测器，从光学记录介质检测摆动信号；摆动信道状态预测器，从检测的摆动信号预测摆动信道状态；信息信号检测器，从光学记录介质检测信息信号；信息信号状态预测器，从检测的信息信号预测信息信道状态。如果从光学记录介质发现损坏部分，则信息信号检测器基于关于摆动信道状态的信息或者关于信息信道状态的信息对信息信号进行解码。
具体实施方式
现在将详细描述其示例在附图中示出的本发明实施例，其中，相同的标号始终指相同的部件。下面将参照附图来描述这些实施例以解释本发明。
根据本发明的一方面，当使用射频(RF)信号不能预测数据将被发送到其上的信道时，仍然可通过使用摆动信号来预测信道。例如，当由于光盘表面上的指纹引起记录在光盘上的数据出现错误时，只使用RF信号，可能不能检测出错误。然而，由于摆动轨道的本性，因为摆动信号数据量趋向大于RF信号数据量，所以可使用摆动信号的信道信息更容易地检测因指纹引起的错误。即使在使用RF信号来预测信道时，也可通过另外使用摆动信号的信道信息来提高信道预测的准确度。
图4是根据本发明示例性实施例的在光学记录介质(未示出)上记录数据和/或从光学记录介质再现数据的设备400的框图。如图4所示，设备400包括ADC 405、摆动锁相环(PLL)410、信道预测器415、模数转换器(ADC)420、PLL 425、均衡器(EQ)430、局部响应最大似然(PRML)模块435、解调器440、信道预测器445、里德-所罗门(RS)解码器450。ADC 405和摆动PLL 410从光学记录介质的摆动轨道检测摆动信号。这里，应该注意，根据本发明示例性实施例，ADC 405可被省略或用限幅器替代。
信道预测器415从检测的摆动信号预测摆动信道状态。然后，信道预测器415提取摆动信号的包络线信息；如果摆动信号的包络线小于正常状态下的摆动信号的包络线，则确定已经发生错误；并提供关于已经发生错误的损坏部分的信息。换句话说，信道预测器415向PRML模块435、解调器440和RS解码器450中的至少一个提供错误发生位置信息。
同时，ADC 420、PLL 425、EQ 430、PRML模块435、解调器440、RS解码器450从光学记录介质的轨道中央检测RF信号。然而，根据本发明的示例性实施例，PRML模块435不需要检测RF信号，其可被省略或替换。然后，信道预测器445根据检测的RF信号预测RF信道状态。
因此，应该注意，在当前实施例中，信道预测器415和445分别从关于RF信号和摆动信号的信息，预测摆动信道状态和RF信道状态。然后，这种信道状态信息被用于对RF信号进行解码。
如图4所示，当使用硬解码方法(hard decoding method)从光学记录介质再现数据时，信道状态信息可以是指示发生错误的位置的错误发生位置信息。
另外，PRML模块435、解调器440和RS解码器450中的至少一个接收关于摆动信道状态和RF信道状态的信息。如果从光学记录介质发现被损坏的部分，则接收所述信息的PRML模块435、解调器440和RS解码器450中的至少一个使用信道状态信息来执行与损坏的部分相应的输入数据的擦除纠正。换句话说，接收所述信息的PRML模块435、解调器440、RS解码器450中的至少一个使用错误发生位置信息来提高设备400的纠错能力。
图5是根据本发明另一示例性实施例的在光学记录介质上记录数据和/或从光学记录介质再现数据的设备500的框图。对于使用软解码方法(softdecoding method)对数据进行解码的解码系统，如图5所示，PRML模块可由使用软解码方法的检测器替代。
如图5所示，设备500包括ADC 505、摆动PLL 510、信道预测器515、ADC 520、PLL 525、均衡器(EQ)530、软输出维特比算法(SOVA)模块535、软解调器540、信道预测器545和低密度奇偶校验(LDPC)解码器550。ADC 505和摆动PLL510从光学记录介质的摆动轨道检测摆动信号。这里，应该注意，ADC 505可被省略或者被限幅器所替代。信道预测器515从检测的摆动信号预测摆动信道状态。然后，信道预测器515使用摆动信号的包络线信息提取摆动信道状态。也就是说，信道预测器515提取摆动信号的包络线信息；如果摆动信号的包络线小于正常状态下的摆动信号的包络线，则确定已经发生错误；并向SOVA模块535、软解调器540和LDPC解码器550中的至少一个提供关于发生错误的损坏部分的信道状态信息。根据本发明示例性实施例，可使用摆动信号包络线检测器来代替信道预测器515。异常摆动信道状态指示摆动信号被损坏，从而减小了摆动信号的包络线。在这种情况下，如果检测到摆动信号的包络线，则可发现损坏部分。
ADC 520、PLL 525、EQ 530、SOVA模块535、软解调器540、LDPC解码器550从光学记录介质的轨道的中央检测RF信号。尽管在图5中使用SOVA模块535和LDPC解码器550，但是本发明并不限于使用这些装置的结构。也就是说，根据本发明示例性实施例，SOVA模块535可被处理软值(softvalue)的信道检测器替代，LDPC解码器550可被处理软值的信道解码器替代。例如，turbo解码器可被用于代替LDPC解码器550。
信道预测器545从检测的RF信号预测RF信道状态。
如图5所示，当LDPC解码器550被使用时，可使用指示错误发生级别的具有软值的信号。也就是说，如果没有错误发生，则输出“1”。如果错误的个数增加，则输出接近于“0”的值。因此，通过使用信道状态值调整输入到LDPC解码器550的信号的可靠性值来提高纠错能力。
信道状态信息可被LDPC解码器550使用，并且可被SOVA模块535或软解调器540使用。也就是说，如果信道状态被确定为正常，则在SOVA模块535、软解调器540或LDPC解码器550中，通过增加数据信号的可靠性值来增加软解码器的纠错能力。同样，如果通过对RF信号和摆动信号进行信道预测确定信道状态为异常，则通过降低数据信号的可靠性值来提高软解码器的纠错能力。根据本发明的示例性实施例，RF信号和摆动信号的信道预测不必同时被执行，预测的错误结果可被单独或同时输入。由于在只读盘中不存在摆动信号，所以只使用RF信号的预测的错误结果。
软解码器通过使用输入信号的概率信息来计算输入信号的可靠性，并在解码操作中使用计算的可靠性。结果，可获得相对卓越的纠错能力。因此，正确的信道状态预测对于数据可靠性的更正确的计算很重要。
如果具有接近于0的软值的信号被输入，则与软值相应的部分的比特中错误的概率高。因此，当RF信号被解码时，比特的可靠性值降低。如果具有接近于1的软值的信号被输入，则与所述软值相应的部分的比特中的错误的概率低。因此，当RF信号被解码时，比特的可靠性值增加。
图6示出根据本发明实施例的用于对数据再现性能进行仿真的由于指纹而引起的数据损失的模型。如图6所示，纵轴表示信号的包络线，并且当由于指纹而引起数据被损坏时，信号是正弦波。
图7显示通过将图6所示的数据损失模型应用于传统方法和根据本发明实施例的方法而获得的仿真结果的示图。如图7所示，在根据本发明实施例的数据再现方法中的误码率(BER)是传统数据再现方法中的BER的一半。
本发明还可被实现为计算机可读记录介质上的计算机可读代码。计算机可读记录介质是能够存储随后可被计算机系统读取的数据的任何数据存储装置。所述计算机可读记录介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘、光学数据存储装置和载波(比如通过互联网的数据传输)。计算机可读记录介质还可被分布在联网的计算机系统上，从而以分布式方式来存储和执行计算机可读代码。此外，用于实现本发明的功能程序、代码和代码段还可由本发明所属领域的程序员容易地解释。
如上所述，根据本发明，通过使用通常使用的关于RF信号的信息，并使用摆动信号的包络线信息，即使在信道状态不能仅使用RF信号被预测时，也可使用摆动信号来预测信道状态，从而更有效地再现数据。
尽管已经示出和描述了本发明的示例性实施例，但是本领域的技术人员应该理解，随着技术的发展，在不脱离本发明的实际范围的情况下，可进行各种改变和修改，并且等同物可替代其元件。在不脱离本发明的范围的情况下，可进行很多修改、替换、添加和子组合以将本发明的教导适合于具体情况。因此，本发明并不限于公开的各种实施例，相反，本发明包括落入权利要求范围内的所有实施例。

Claims (29)

1、一种从光学记录介质再现数据的方法，所述方法包括：
从光学记录介质检测摆动信号；
从检测的摆动信号预测摆动信道状态；
从光学记录介质检测信息信号；
从检测的信息信号预测信息信道状态；
如果从光学记录介质发现损坏部分，则基于摆动信道状态或者信息信道状态对信息信号进行解码。
2、如权利要求1所述的方法，其中，使用硬解码方法或软解码方法来从光学记录介质检测信息信号。
3、如权利要求1所述的方法，其中，所述解码步骤包括：
对从光学记录介质检测的信息信号进行局部响应最大似然处理；
对经过局部响应最大似然处理的信号进行解调；
对解调的信号进行里德所罗门解码。
4、如权利要求3所述的方法，其中，信道状态信息表示错误发生位置信息，其中，局部响应最大似然处理步骤、解调步骤和里德所罗门解码步骤中的至少一个包括对错误发生位置上的信息信号进行擦除纠正。
5、如权利要求1所述的方法，其中，所述解码步骤包括：
信道检测处理，其中，使用软值来处理从光学记录介质检测的信息信号；
软解调处理，其中，对信道检测的信号进行软解调；
信道解码处理，其中，使用软值对软解调的信号进行处理。
6、如权利要求5所述的方法，其中，信道状态信息表示摆动信号的包络线信息，其中，信道检测处理、软解调处理和信道解码处理中的至少一个包括：使用摆动信号的包络线信息，根据摆动信号的包络线的减小来减小信息信号的包络线以降低信息信号的可靠性值。
7、一种其上存储执行如权利要求1所述的方法的程序的计算机可读介质。
8、一种将数据记录在光学记录介质上和/或从光学记录介质再现数据的设备，所述设备包括：
摆动信号检测器，从光学记录介质检测摆动信号；
摆动信道状态预测器，从检测的摆动信号预测摆动信道状态；
信息信号检测器，从光学记录介质检测信息信号；
信息信号状态预测器，从检测的信息信号预测信息信道状态；
其中，如果从光学记录介质发现损坏部分，则信息信号检测器基于关于摆动信道状态的信息或者关于信息信道状态的信息对信息信号进行解码。
9、如权利要求8所述的设备，其中，信息信号检测器使用硬解码方法或软解码方法对从光学记录介质检测的信息信号进行解码。
10、如权利要求8所述的设备，其中，所述信息信号检测器包括：
局部响应最大似然单元，对从光学记录介质检测的信息信号进行局部响应最大似然处理；
解调器，对经过局部响应最大似然处理的信号进行解调；
里德所罗门解码器，对解调的信号进行里德所罗门解码。
11、如权利要求10所述的设备，其中，信道状态信息表示错误发生位置信息，其中，局部响应最大似然模块、解调器和里德所罗门解码器中的至少一个对在错误发生位置上的信息信号执行擦除纠正。
12、如权利要求8所述的设备，其中，信息信号检测器包括：
信道检测器，使用软值来处理从光学记录介质检测的信息信号；
软解调器，对信道检测的信号进行软解调；
信道解码器，使用软值对软解调的信号进行处理。
13、如权利要求12所述的设备，其中，信道状态信息表示摆动信号的包络线信息，其中，信道检测器、软解调器和信道解码器中的至少一个使用摆动信号的包络线信息，根据摆动信号的包络线的减小来减小信息信号的包络线以降低信息信号的可靠性值。
14、如权利要求12所述的设备，其中，信道检测器包括软输出维特比算法模块，并且信道解码器包括低密度奇偶校验解码器或turbo解码器。
15、一种在从光学记录介质再现数据的数据再现操作期间提高数据纠错能力的方法，所述方法包括：
从自光学记录介质反射的光束检测包括关于数据的摆动信道状态的信息的摆动信号；
从自光学记录介质反射的光束检测包括关于数据的信息信道状态的信息的信息信号；
如果从光学记录介质发现损坏部分，则基于关于摆动信道状态的信息或关于信息信道状态的信息对信息信号进行解码。
16、如权利要求15所述的方法，其中，所述解码步骤包括：使用硬解码方法或软解码方法来对从光学记录介质检测的信息信号进行解码。
17、如权利要求15所述的方法，其中，所述解码步骤包括：
对从光学记录介质检测的信息信号进行局部响应最大似然处理；
对经过局部响应最大似然处理的信号进行解调；
对解调的信号进行里德所罗门解码。
18、如权利要求17所述的方法，其中，信道状态信息表示错误发生位置信息，其中，局部响应最大似然处理步骤、解调步骤和里德所罗门解码步骤中的至少一个包括对错误发生位置上的信息信号进行擦除纠正。
19、如权利要求15所述的方法，其中，所述解码步骤包括：
信道检测处理，其中，使用软值来处理从光学记录介质检测的信息信号；
软解调处理，其中，对信道检测的信号进行软解调；
信道解码处理，其中，使用软值对软解调的信号进行处理。
20、如权利要求19所述的方法，其中，信道状态信息表示摆动信号的包络线信息，其中，信道检测处理、软解调处理和信道解码处理中的至少一个包括：使用摆动信号的包络线信息，根据摆动信号的包络线的减小来减小信息信号的包络线以降低信息信号的可靠性值。
21、一种其上存储执行如权利要求15所述的方法的程序的计算机可读介质。
22、一种将数据记录在光学记录介质上和/或从光学记录介质再现数据的设备，所述设备包括：
摆动信号检测器，从光学记录介质检测包括关于摆动信道状态的信息的摆动信号；
信息信号检测器，从光学记录介质检测包括关于信息信道状态的信息的信息信号；
其中，如果从光学记录介质发现损坏部分，则信息信号检测器基于关于摆动信道状态的信息或关于信息信道状态的信息对信息信号进行解码。
23、如权利要求22所述的设备，其中，信息信号检测器使用硬解码方法或软解码方法对从光学记录介质检测的信息信号进行解码。
24、如权利要求22所述的设备，其中，所述信息信号检测器包括：
局部响应最大似然单元，对从光学记录介质检测的信息信号进行局部响应最大似然处理；
解调器，对经过局部响应最大似然处理的信号进行解调；
里德所罗门解码器，对解调的信号进行里德所罗门解码。
25、如权利要求24所述的设备，其中，信道状态信息表示错误发生位置信息，其中，局部响应最大似然模块、解调器和里德所罗门解码器中的至少一个对在错误发生位置上的信息信号执行擦除纠正。
26、如权利要求22所述的设备，其中，信息信号检测器包括：
信道检测器，使用软值来处理从光学记录介质检测的信息信号；
软解调器，对信道检测的信号进行软解调；
信道解码器，使用软值对软解调的信号进行处理。
27、如权利要求26所述的设备，其中，信道状态信息表示摆动信号的包络线信息，其中，信道检测器、软解调器和信道解码器中的至少一个使用摆动信号的包络线信息，根据摆动信号的包络线的减小来减小信息信号的包络线以降低信息信号的可靠性值。
28、如权利要求26所述的设备，其中，信道检测器包括软输出维特比算法模块，并且信道解码器包括低密度奇偶校验解码器或turbo解码器。
29、如权利要求1所述的方法，其中，根据从光学记录介质检测的摆动信道状态和信息信道状态中的至少一个发现损坏部分。
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