CN1497575A - 用于补偿不对称再现信号中的偏移的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于补偿来自光记录介质的再现信号DRSO中的不对称的方法，还涉及一种利用这一方法从光记录介质中读出和/或向其中写入的装置。本发明的目的是提供一种用于补偿不对称再现信号DRSO中的偏移的方法，即使最短游程长度分量的振幅小于再现信号DRSO中的不对称，该方法也能够补偿偏移。通过用于补偿不对称再现信号DRSO中的偏移的方法实现了这一目的，通过该方法从再现信号DRSO中减去了偏移补偿信号OFS，由偏移补偿器11产生偏移补偿信号OFS，该方法包含步骤：从不对称再现信号DRSO中检测二进制数据信号NRZ；和利用二进制数据信号NRZ，以获取偏移补偿信号OFS。

Description

用于补偿不对称再现信号中的偏移的方法
技术领域
本发明涉及一种用于对来自光记录介质的再现信号中的不对称进行补偿的方法。本发明还涉及一种利用该方法从光记录介质中读出和/或向其中写入的装置。
背景技术
为了光记录介质上的高数据存储密度，调制传递函数非常急剧的下降。因此，相较于低频分量，模拟再现信号中的高频分量发生显著的衰减。在目前正在发展的具有约25千兆字节存储容量的blu射线盘(BD，blu-ray disk)的情形中，相较于最长游程长度分量(8T)，最短游程长度分量(2T)衰减了20dB以上的因数。这导致了大量的符号间干扰。眼图(eye-pattern)，即通过对光电检测器阵列的输出信号求和而得到的高频信号(“再现信号”)，在没有噪声时是平的，几乎闭合，所述光电检测器阵列的输出信号在用于从光记录介质中读出和/或向其中写入的装置中使用。此外，再现信号也是非线性的，这导致了眼图的强不对称。这尤其可由诸如过度写入权利之类的非最佳记录条件而引起，导致光记录介质上标记和空间的不同长度。不对称量可以大于最短游程长度信号的振幅。
为了可靠数据检测，再现信号的进一步处理所需的中间级(mid-level)信号必须恰好放置在再现信号的最短游程长度分量的中间。这可以通过从再现信号中减去由偏移补偿器产生的偏移补偿信号来完成。
例如，在美国专利第6,324,144中公开了这样的解决方案。该文献示出了通过以数字形式处理再现信号来校正存在于再现信号中的不对称的装置。模拟数字转换器将模拟再现信号转换成数字再现信号。然后，将预定的不对称补偿信号加到数字信号上，以得到不对称补偿的信号。最后，从不对称补偿的信号中检测到二进制不归零翻转(NRZI)数据信号。由所述装置输出该二进制数据信号。为了确定不对称补偿信号，检测出数字再现信号的零交叉点。对于控制用于控制不对称校正器的符号位记数操作，需要零交叉点。
该文献中公开的为其中最短游程长度是3T的DVD-RAM研制的解决方案具有不足：若最短游程长度分量的振幅小于再现信号的不对称，则零交叉点的检测不能可靠进行。在本例中，最短游程长度分量几乎消失在噪声层中，且不能够容易的检测到零交叉点。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种用于补偿不对称再现信号中的偏移的方法，即使最短游程长度分量的振幅小于再现信号中的不对称，即如果对于最短游程长度分量不可能检测零交叉点，该方法也能够补偿偏移。
根据本发明，通过用于补偿不对称再现信号中的偏移的方法实现了这一目的，通过该方法从再现信号中减去了偏移补偿信号，偏移补偿信号由偏移补偿器产生，该方法包含步骤：
从不对称再现信号中检测二进制数据信号；和
利用二进制数据信号，以获取偏移补偿信号。
利用仅采用两个离散值的二进制数据信号来获取偏移补偿信号具有下述优点：与采用多个离散值的数字再现信号相比，可以以高得多的可靠性获取偏移补偿信号。甚至当不可能检测零交叉点时，仍然可以获取到偏移补偿信号。
有利的，该方法还包括：检测二进制数据信号的最短游程长度分量，以获取偏移补偿信号的步骤。由于最短游程长度分量非常受再现信号的不对称影响，所以仅使用这些分量来获取偏移补偿信号是充分的。在该例中，每次检测到最短游程长度分量时，允许信号被产生，用于允许偏移补偿。当然，也可以用其他游程长度检测信号分量，并产生各自的允许信号。若最短游程长度分量的振幅小于再现信号的不对称，则如现有技术的基于数字再现信号的，即在检测二进制数据信号之前的安全的游程长度检测是不可能的。
有利的，该方法还包括：在获取偏移补偿信号之前和/或从再现信号中减去偏移补偿信号之前对不对称再现信号进行延迟的步骤。这允许对由从不对称再现信号的二进制数据信号的检测所引起的处理延迟和由游程长度检测所引起的处理延迟进行补偿，从而允许信号及相应不对称补偿信号与再现信号的最短游程长度样本完全一致。例如，可通过寄存器电路来延迟不对称再现信号。
有利的，该方法还包括：在检测二进制数据信号之前，关于数字零对不对称再现信号进行中心调整的步骤。例如，通过将再现信号经过限制器(slicer)来进行这一中心调整。对不对称再现信号进行中心调整而不补偿偏移，对于可靠游程长度检测是充分的，直到偏移补偿调整为最终偏移补偿信号。
有利的，部分响应最大似然检测器或逐位检测器被用来检测二进制数据信号。所述两种检测器在他们的输出传送可用来获取不对称补偿信号的不归零(NRZ)数据流。虽然例如部分响应均衡器与维特比检测器相结合的部分响应最大似然检测器，传送较低误码率并具有较高性能时，逐位检测器不太昂贵并简化再现信号样本的所需延迟。
根据本发明的另一改进，检测二进制数据信号的多个游程长度，以获取依赖于游程长度的偏移补偿信号，并相应地允许偏移补偿。对于每个信号样本，对应于该信号样本的游程长度的偏移补偿信号被用于偏移补偿。这样，所述偏移不仅为最短游程长度进行补偿，还选择性地为信道调制所允许的其他游程长度进行补偿，导致更可靠数据检测和较低误码率。在本例中，很可能使用部分响应最大似然检测器，以检测用于获取不同偏差补偿信号的二进制数据信号；和很可能使用单个逐位检测器，以控制用于选择适当的偏移补偿信号的多路复用器。
根据本发明的另一个方面，用于补偿不对称再现信号中的偏移的偏移补偿器，包含用于产生偏移补偿信号的偏移补偿信号发生器、和用于从再现信号中减去偏移补偿信号的减法器，该偏移补偿器还包括：一个用于从不对称信号产生二进制数据信号的二进制数据信号检测器，借此二进制数据信号被用来获取偏移补偿信号。这样的偏移补偿器具有优点，其工作比利用数字再现信号来获取偏移补偿信号的偏移补偿器要可靠得多。
有利的，偏移补偿器还包括：最短游程长度检测器，用于检测二进制数据信号的最短游程长度分量，以获取偏移补偿信号。每次检测到最短游程长度，该最短游程长度检测器将产生用于允许偏移补偿的允许信号。另外，还可以有利的提供用于其他游程长度分量的检测器。
有利的，偏移补偿器还包括：延迟单元，用于在获取偏移补偿信号之前和/或从再现信号中减去偏移补偿信号之前，延迟不对称再现信号。这样，考虑了由二进制数据信号检测器和/或最短游程长度检测器中的信号处理引起的可能延迟，从而允许信号及对应的不对称补偿信号与再现信号的最短游程长度样本恰好符合。例如，可将寄存器电路用作延迟单元。当然，也可以使用其他延迟单元。在检测到其他游程长度的情形中，也可以有利的提供相应的延迟单元。
有利的，偏移补偿器包含用于在产生二进制数据信号之前关于数字零对不对称再现信号进行中心调整的单元。可能的中心调整单元是一个限制器，其即使不补偿偏移，也为可靠游程长度检测对再现进行中心调整，直到偏移补偿调整为最终偏移补偿信号。
根据本发明的一个实施例，偏移补偿器最好使用部分响应最大似然检测器或逐位检测器，以产生二进制数据信号。虽然例如部分响应均衡器与维特比检测器相结合的部分响应最大似然检测器，传送较低误码率并具有较高性能时，逐位检测器不太昂贵并简化再现信号样本的所需延迟。当然，也可以使用其他类型的二进制数据信号检测器。
有利的，多个游程长度检测器被用来检测二进制数据信号的多个游程长度，以获取依赖于游程长度的偏移补偿信号并相应地允许偏移补偿。这样，可对任意希望的游程长度进行补偿，导致更可靠数据检测。
根据本发明，用于从记录介质读取和/或向其中写入的装置执行根据本发明的方法或包含根据本发明的偏移补偿器。这样的装置具有优点，即允许高密度光记录介质再现的更可靠的数据检测和较低的误码率。
附图说明
为了更好的理解本发明，参照附图，在下面有利配置的描述中详细说明了示例性实施例。应当明白，本发明并不限于这些示例性实施例，并且在不背离本发明的范围的情况下，可对所说明的特征进行适当的结合和/或修改。在附图中：
图1示出了不同游程长度分量的不对称眼图；
图2示出了根据本发明的偏移补偿器的方框图；
图3示出了用于关于数字零对数字再现信号进行中心调整的限制器；
图4示出了对于2T游程长度的游程长度检测电路；
图5示出了用于获取偏移补偿信号的电路图；
图6示出了多游程长度偏移补偿器的方框图；和
图7示出了在偏移补偿不同级的示例性信号。
具体实施方式
图1示出了通过从光记录介质再现数据而获得的不对称眼图1。所显示的是相对于时间t的信号振幅A。如从图中可以看到的，最长游程长度分量的峰-峰值I8PP，即最高电平I8H和最低电平I8L之间的差，比根据最短游程长度分量的最高电平I2H和最低电平I2L计算出来的最短游程长度分量相应的峰-峰值I2PP大得多。这一差异主要是由调制传递函数的急剧下降，即相较于低频分量的高频分量的大量衰减所引起的。此外，可从图中看出，最长游程长度分量的中间电平2与最短游程长度分量的中间电平3显著不同。这一不对称是由再现信号的非线性引起的。由于眼图1几乎闭合，因此这一不对称是可靠数据检测的严格限制。
图2示出了根据本发明的偏移补偿器的方框图。用模拟数字转换器(ADC)将模拟再现信号ARS转换至数字域。出于简单的原因，图中省略了用于防止混叠(aliasing)的可选模拟预均衡和/或低通滤波。也没有示出用于ADC和数字逻辑计时的位时钟恢复锁相环路(PLL)。转换了的再现信号选择性的通过用于高频分量的适度放大的数字预均衡器5。
数字再现信号DRS经过在图3中更详细的示出的限制器6，此处DRS以数字零电平为中心。这对于可靠游程长度检测是足够的，直到偏移补偿电路11已调整为最终2T偏移补偿信号2TO。
通过部分响应均衡器8并用维特比检测器9处理，将具有剩余偏移的中心数字再现信号DRSO均衡为所谓的部分响应目标。维特比检测器9在其输出中传送不归零数据流NRZ。部分响应均衡器8和维特比检测器9的结合组成了部分响应最大似然检测器。由于这一检测器不仅分析单个位，还检测位序列，因此能够传送足以检测2T偏移补偿信号2TO的误码率。
NRZ数据流经过在图4中更加详细的示出的最短游程长度检测电路12，该电路生成补偿电路11的环路允许信号LE。每次检测到2T游程长度分量，信号LE都是高。用寄存器电路10对来自限制器6的数字再现信号DRSO进行延迟，以补偿部分响应均衡器8、维特比检测器9和游程长度检测电路的处理延迟。用这种方法，2T分量与偏移补偿电路11的输入中的回路允许信号LE恰好一致。偏移补偿电路11输出偏移补偿信号2TO，通过减法器7将该偏移补偿信号从中心数字再现信号DRSO中减去，并调整直至最终零电平被恰好放置在最短游程长度幅度的中间。
在图3中，示出了用于关于数字零对数字再现信号进行中心调整的限制器6。数字再现信号DRS通过延迟62，并提供给符号位检测器63，以检测数字再现信号DRS中的符号位SB。根据符号位SB，通过多路复用器64输出正值(+0.0001)或负值(-0.0001)。多路复用器的输出信号经过限幅器66和存储元件67。存储元件67的输出信号一方面通过加法器被加到多路复用器64的输出信号，另一方面通过减法器61被从数字再现信号中减去。限幅器66将存储元件67的输出信号严格的保持在预定的界限中。
图4示出了对于2T游程长度的游程长度检测电路。三个信号被提供给与门124。第一信号是二进制数据流NRZ。第二信号是通过第一延迟121和非门123的二进制数据流NRZ。第三信号是通过第一延迟121和第二延迟122的二进制数据流NRZ。与门124的输出一方面被提供给或门126，另一方面通过第三延迟125被提供给OR门126。因此，若在二进制数据流NRZ中发现2T分量，则电路11发出“1”。在这一例子中，回路允许信号LE在两个时钟周期期间是有效的(active)。否则，输出信号为“0”，即回路允许信号LE是无源的(passive)。对于其他游程长度，检测电路相应的工作。
在图5中示出了用于获取对于最短游程长度分量2T的偏移补偿信号2TO的电路11。电路11与图3中示出的限制器6基本相似，也就是电路11包含：符号位检测器73、多路复用器74、加法器75、限幅器76和存储元件77。但是，电路11包含附加多路复用器78，其是通过图4中所示的游程长度检测电路12所发出的回路允许信号LE来控制的。若回路允许信号LE是无源的，则附加多路复用器78输出零值。若回路允许信号LE是有效的，则附加多路复用器78输出多路复用器74的输出信号。因此，若检测到最短游程长度分量2T，则仅更新偏移补偿信号2TO。
图6示出了多游程长度偏移补偿器的方框图。该偏移补偿器与图2中的偏移补偿器基本相符。但是，在这一例子中，游程长度检测器12能够检测从2T到5T的游程长度。另外，将又一延迟元件16引入到限制器6和减法器7之间。对于每个被检测的游程长度分量，检测器12将发送相应的回路允许信号2TLE至5TLE到偏移补偿电路11。该电路11能够为每个游程长度分量产生偏移补偿信号。多路复用器13被用来为每个信号样本选择适当的偏移补偿信号OFS。为了这一目的，将中心的数字再现信号DRSO传送至逐位检测器(bit-by-bit detector)14，该逐位检测器在其输出传送不归零数据流NRZ。该数据流NRZ被提供给控制多路复用器13的另一游程长度检测器15。又一延迟元件16是补偿通过游程长度检测器15的游程长度检测所需处理时间所必需的。这样，不仅为最短游程长度补偿了偏移，还选择性的为信道调制所允许的其他游程长度补偿了偏移。
图7示出了在偏移补偿不同级的示例性信号。所显示的是相对于时间t的信号振幅A。为了清楚，所有信号被标准化为最大幅值“1”。图7a示出了相应于光记录介质上的标记和空间(marks and spaces)的理想再现信号。在图7b中示出了在模拟数字转换器4之后，但在限制器6之前的数字再现信号DRS。信号DRS没有关于数字零线而被置于中心。取而代之的是，其具有可由限制器6消除的偏移Δ，和具有由眼图1中的不对称所引起、不能由限制器6消除的另一偏移2TO。图7c示出了限制器6之后的数字再现信号DRSO。如图中可见，已消除了偏移Δ。但是，由眼图1中的不对称所引起的另一偏移2TO仍然存在。在图7d中，示出了偏移补偿之后的数字再现信号。通过从数字再现信号DRSO中减去偏移补偿信号2TO，已消除了另一偏移2TO。

Claims (13)

1.一种用于补偿不对称再现信号(DRSO)中的偏移的方法，用于从再现信号(DRSO)中减去偏移补偿信号(OFS)，偏移补偿信号由偏移补偿器产生，其特征在于包括步骤：
从不对称再现信号(DRSO)中检测二进制数据信号(NRZ)；和
利用二进制数据信号(NRZ)，以获取偏移补偿信号(OFS)。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：检测二进制数据信号(NRZ)的最短游程长度分量以获取偏移补偿信号(OFS)的步骤。
3.如权利要求1或2所述的方法，还包括：在获取偏移补偿信号(OFS)之前和/或在从再现信号(DRSO)中减去偏移补偿信号(OFS)之前，延迟不对称再现信号(DRSO)的步骤。
4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，还包括：在检测二进制数据信号(NRZ)之前，关于数字零线对不对称再现信号(DRSO)进行中心调整的步骤。
5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中：部分响应最大似然检测器(8、9)或逐位检测器(9)被用来检测二进制数据信号(NRZ)。
6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其中：检测二进制数据信号(NRZ)的多个游程长度，以获取依赖于游程长度的偏移补偿信号(OFS)，并相应地允许偏移补偿。
7.一种用于补偿不对称再现信号(DRSO)中的偏移的偏移补偿器，该偏移补偿器包括：用于产生偏移补偿信号(OFS)的偏移补偿信号发生器(11)，和用于从再现信号(DRSO)中减去偏移补偿信号(OFS)的减法器(7)，其特征在于还包括：用于从不对称再现信号(DRSI)产生二进制数据信号(NRZ)的二进制数据信号检测器(8、9)，二进制数据信号(NRZ)被用来获取偏移补偿信号(OFS)。
8.如权利要求7所述的偏移补偿器，还包括：用于检测二进制数据信号(NRZ)的最短游程长度分量以获取偏移补偿信号(OFS)的最短游程长度检测器(12)。
9.如权利要求7或8所述的偏移补偿器，还包括：延迟单元(10)，用于在获取偏移补偿信号(OFS)之前和/或从再现信号(DRSO)中减去偏移补偿信号(OFS)之前，延迟不对称再现信号(DRSO)。
10.如权利要求7-9中任一项所述的偏移补偿器，还包括：用于在产生二进制数据信号(NRZ)之前关于数字零线对不对称再现信号(DRSO)进行中心调整的单元(6)。
11.如权利要求7-10中任一项所述的偏移补偿器，还包括：用于产生二进制数据信号NRZ的部分响应最大似然检测器(8、9)或逐位检测器(9)。
12.如权利要求7-11中任一项所述的偏移补偿器，还包括：多个游程长度检测器(12)，用于检测二进制数据信号(NRZ)的多个游程长度，以获取依赖于游程长度的偏移补偿信号(OFS)，并相应地允许偏移补偿。
13.一种用于从光记录介质中读出和/或向其中写入的装置，其特征在于：其执行依照权利要求1-6中任意一项的方法，或其包含依照权利要求7-12中任意一项的偏移补偿器。
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