CN1983420A - 一种使用于光驱的解码装置及解码方法 - Google Patents

Abstract

一种使用于光驱的解码装置及解码方法。该解码装置包含有：分级切割器，用来设定多个可调整的界线值以区分多个信号区间，并根据输入值所对应的信号区间输出一组状态值；以及维特比检测器，电连接于该分级切割器，用来根据该组状态值解出传输数据。

Description

一种使用于光驱的解码装置及解码方法

技术领域

本发明是提供一种数据解码的装置与方法，尤指一种利用维特比检测器(Viterbi detector)，并通过调整分级切割器(level slicer)的信号区间界线来修正非线性效应的解码装置及解码方法。

背景技术

在光储存系统中，例如已知的光驱(例如VCD光驱或DVD+/-R光驱)，当读取储存在光盘片上的数据时，数据会从已知的RF信号中被解码出来，但是由于系统本身或操作环境的干扰(例如光学读取头的飘移、电子噪声干扰等)，RF信号会出现非对称的现象而使得解调出的信号产生非线性失真，进一步使得解码后的数字数据串发生错误(error)。已知解码操作是利用维特比检测器(Viterbi detector)来将数据解出，如美国专利6754160号所揭露，其是利用直流电平补偿(DC offset)的控制方法，计算适当的直流(DC)补偿值来控制维特比检测器的输入值，使其具有最适当的电平来判读储存在光盘片上的数据，以避免受到上述非线性失真的影响而造成误判。

发明内容

因此，本发明的目的之一在于提供一种使用于光驱的解码装置与解码方法，其可通过调整分级切割器(level slicer)的信号区间界线来输出一组修正过后的状态值至维特比检测器(Viterbi detector)，再由维特比检测器根据该状态值解出传输数据。

依据本发明的实施例，其是揭露了一种使用于光驱的解码装置。该解码装置包含有分级切割器，用来设定多个可调整的界线值(boundary value)以区分多个信号区间(signal region)，并根据输入值所对应的信号区间输出一组状态值；以及维特比检测器，电连接于该分级切割器，用来根据该组状态值解出传输数据。

依据本发明的实施例，其还揭露了一种光驱。该光驱包含有光学读取头(pick-up head)，用来输出激光并接收由盘片反射回来的该激光以产生模拟数据信号；模拟数字转换器(analog-digital converter)，电连接于该光学读取头，用来将该模拟数据信号转换为数字数据信号；均衡器(equalizer)，电连接于该模拟数字转换器，用来依据一部分响应(partial response)特性来等化该数字数据信号以产生至少一输入值；分级切割器，用来设定多个可调整的界线值以区分多个信号区间，并根据该输入值所对应的信号区间输出一组状态值；以及维特比检测器，电连接于该分级切割器，用来根据该组状态值与该输入值解出传输数据。

依据本发明的实施例，其还揭露了一种使用于光驱的解码方法。该解码方法包含有设定多个可调整的界线值以区分多个信号区间，并根据输入值所对应的信号区间输出一组状态值；以及根据该组状态值解出传输数据。

附图说明

图1为本发明解码装置应用于光驱的第一实施例的示意图。

图2为均衡器的部分响应采用PR[121]且信道无非线性失真情况下的输出电平分布图。

图3为均衡器的部分响应采用PR[121]且信道具有非线性失真情况下的输出电平分布图。

图4为分级切割器中界线值校正模块的示意图。

图5为本发明解码装置应用于光驱的第二实施例的示意图。

[主要元件标号说明]

10、210	光驱	15、215	光学读取头
				20、220	前级均衡器	30、230	模拟数字转换器
40、240	取样率转换器	50、250	均衡器控制电路
				60、260	均衡器	70、270	取样率控制电路
80、280	分级切割器	90、290	维特比检测器
				95、295	解码装置	110	界线值校正模块
120	比较器	130	调整电路
				140	存储单元	150	开关
296	信号平均值计算器

具体实施方式

请参考图1，图1为本发明解码装置95应用于光驱10的第一实施例的示意图。光驱10包含有光学读取头(pick-up head)15、前级均衡器20、模拟数字转换器(ADC)30、取样率转换器40、均衡器(equalizer)60、均衡器控制电路50、取样率控制电路70以及解码装置95。如图1所示，解码装置95是由分级切割器(level slicer)80和维特比检测器(Viterbi detector)90所组成。首先，光学读取头15利用激光束读取记录在光盘片上的数据并将反射的激光束转换成模拟信号(亦即现有技术所述的RF信号)，模拟信号经过前级放大器20放大后便输入至模拟数字转换器30而转换成数字信号。由于模拟数字转换器30作模拟数字转换时的取样频率(sampling rate)与信道位速率(channel bit rate)不一样，所以经过模拟数字转换器30转换后所得到的数字信号必须再通过取样率转换器40来加以调整，以使得两者能够同步。接着，均衡器60处理同步后的信号，并产生满足部分响应(partial response)的条件的输入值S_I，此输入值S_I分别输入至均衡器控制电路50、取样率控制电路70以及分级切割器80，均衡器控制电路50与取样率控制电路70则分别根据输入值S_I以闭回路控制的方法调整均衡器60与取样率转换器40，而分级切割器80先根据若干个测试输入值经过相同通道后的结果来设定多个可调整的界线值(boundary value)以区分多个信号区间(signal region)，再根据输入值SI所对应的信号区间输出状态值R。最后，维特比检测器90便根据状态值R将记录在光盘片上的数据解码出传输数据D。请注意，本实施例中并非一定需要使用取样率转换器40来同步取样频率与信道位速率，也可以使用压控振荡器(VCO)来控制模拟数字转换器30，使得取样频率与信道位速率达到同步。

接下来详细说明本发明实施例中解码装置95的详细操作原理。请参考图2，图2为均衡器60的部分响应采用PR[121]且信道无非线性失真情况下的输出电平分布图。图1中的均衡器60可以根据已知的方式调整，例如最小均方根算法(least-mean-square，LMS)，而部分响应则选取为PR[121]的型式，使得均衡器60所输出的输入值S_I的电平大致可分为四个信号区间，如图2所示。由图2可知输入值S_I可被三个界线值S11～S13区分为四个信号区间，由于没有非对称通道效应所造成的非线性失真，这四个信号区间以原点为中心互相对称，所以界线值S11～S13很明显地分别落于-0.4、0、0.4。但是在实际情况中，非线性失真是无法避免的，请参考图3，图3为均衡器60的部分响应采用PR[121]且信道具有非线性失真情况下的输出电平分布图。由于非线性失真的影响，四个信号区间分别向左或向右偏移，而信号区间的大小也有所变动。很明显地，若此时界线值采用S11～S13，输入值S_I有可能被误判至不正确的信号区间。分级切割器80根据每一输入值所对应的信号区间来输出状态值R，而维特比检测器90又是根据状态值R将记录在光盘片上的数据解码出传输数据D，所以输入值S_I被误判至不正确的信号区间将会导致解码出错误的传输数据D。请注意，界线值与信号区间的个数可随设计上的需求而自行决定，并不局限于上述实施例。

所以，分级切割器80中包含有多个界线值校正模块，用来分别校正该多个界线值，举校正界线值S11为例，请参考图4，图4为分级切割器80中界线值校正模块110的示意图。界线值校正模块110包含有比较器(comparator)120、调整电路130、存储单元140以及开关150。在存储单元140中储存有起始界线值Sli1与预定修正值C₁₁与C₁₂当界线值校正模块110开始校正界线值S11时，开关150先使得比较器120与存储单元140耦接而与调整电路130断路，因此比较器120会读取预先储存在存储单元140中的起始界线值Sli1，并比较已知的测试输入值S_IT1与起始界线值Sli1以得到比较结果，该比较结果会接着输入至调整电路130，然后调整电路130读取预先储存在存储单元140中的预定修正值C₁₁与C₁₂并根据该比较结果来选择使用C₁₁与C₁₂中哪一个修正值来校正起始界线值Slil以得到界线值S11。举例来说，当测试输入值S_IT1大于或等于起始界线值Sli1时，调整电路130会将起始界线值Sli1加上预定修正值C₁₁以得到界线值S11；当测试输入值S_IT1小于起始界线值Sli1时，调整电路130则将起始界线值Sli1减去预定修正值C₁₂以得到界线值S11，此时开关150会切换路径，使得比较器120与存储单元140间为断路而与调整电路130耦接，此修正过后的界线值S11便反馈(feedback)回比较器120来取代起始界线值Sli1，并以同样的方法来继续校正界线值S11，直到测试输入值S_IT1与界线值S11间的差量(difference)小于临界值为止。上述仅以校正界线值S11为例，然而，实际上其它界线值(如S12和S13等等)的调整方式皆相同，亦即若分级切割器80具有n个界线值，则分级切割器80必须包含n个界线值校正模块110。请注意，起始界线值Sli1与预定修正值C₁₁与C₁₂皆为可调整的参数，为使得S11落在数值最大与次大的两信号区间之间，预定修正值C₁₁与C₁₂之间的比例可以根据统计数据来决定，由于各个界线值的调整都是依据测试输入值S_IT1本身的统计分布独立调整，因此当通道发生非对称的现象时，各个界线值会各自调整到适当的数值，而非像现有技术一般地只使用一个直流电平去做补偿。另外，因为预定修正值是根据该输入值的编码(coding)方式而设定，所以起始界线值Sli1与预定修正值C₁₁与C₁₂可以在产品出厂时即预先烧录在存储单元140中。

请参考图5，图5为本发明解码装置295应用于光驱210的第二实施例的示意图。光驱210包含有光学读取头215、前级均衡器220、模拟数字转换器230、取样率转换器240、均衡器260、均衡器控制电路250、取样率控制电路270以及解码装置295。显而易见地，图5所示的光驱210与图1所示的光驱10的差异在于解码装置295的组成组件不同，亦即，第一实施例中的解码装置95是采用已知硬决策维特比算法(hard decision Viterbialgorithm)来解码，解码装置95包含有分级切割器80以及维特比检测器90，但并不以此为限，例如第二实施例中的解码装置295是采用软决策维特比算法(soft decision Viterb ialgorithm)来解码，可进一步提升解码装置295的效能。对于软决策维特比算法而言，维特比检测器290必须依据输入值S_I和每一信号区间的平均值(group mean)M来解码出传输数据D，所以解码装置295包含有分级切割器280、信号平均值计算器296以及维特比检测器290。如图3所示，输入值S_I同时输入至分级切割器280、信号平均值计算器296以及维特比检测器290，分级切割器280首先依据输入值S_I决定出各个信号区间的界线值，并输出状态值R至信号平均值计算器296，接着平均值计算器296依据状态值R计算出输入值S_I所对应的平均值M，最后维特比检测器290再依据输入值S_I与平均值M解码出传输数据D。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (11)

1.一种使用于光驱的解码装置，其包含有：

分级切割器，用来设定至少一个可调整的界线值以区分多个信号区间，并根据输入值所对应的信号区间输出一组状态值；以及

维特比检测器，电连接于该分级切割器，用来根据该组状态值解出传输数据。

2.根据权利要求1所述的解码装置，其中该分级切割器包含有至少一个界线值校正模块，用来分别校正该至少一个界线值，每一界线值校正模块包含有：

比较器，用来比较测试输入值与界线值；以及

调整电路，电连接于该比较器，用来根据该测试输入值与该界线值的比较结果选择使用修正值来调整该界线值。

3.根据权利要求2所述的解码装置，其中每一界线值校正模块还包含有：

存储单元，电连接于该比较器与该调整电路，用来储存起始界线值与多个预定修正值。

4.根据权利要求3所述的解码装置，其中该比较器自该存储单元读取该起始界线值来与该输入值进行比较，且该调整电路是根据该比较结果来自该多个预定修正值中选出该修正值来调整该界线值。

5.根据权利要求3所述的解码装置，其中该多个预定修正值是根据该输入值的编码方式而设定。

6.根据权利要求1所述的解码装置，其还包含有：

平均值计算单元，电连接于该分级切割器与该维特比检测器之间，用来根据该组状态值与该输入值产生平均值；

其中该维特比检测器是根据该平均值与该输入值解出该传输数据。

7.根据权利要求6所述的解码装置，其中该平均值为该输入值在每一信号区间所对应的平均值。

8.一种使用于光驱的解码方法，其包含有：

设定至少一个可调整的界线值以区分多个信号区间，并根据输入值所对应的信号区间输出一组状态值；以及

根据该组状态值解出传输数据。

9.根据权利要求8所述的解码方法，其还包含有：

比较测试输入值与界线值来分别调整该至少一个界线值；以及

根据该测试输入值与该界线值的比较结果来选择修正值来调整该界线值。

10.根据权利要求9所述的解码方法，其还包含有：

储存起始界线值与多个预定修正值；

其中调整该界线值的步骤还包含有：

读取该起始界线值来与该输入值进行比较；以及

根据该比较结果来自该多个预定修正值中选出该修正值来调整该界线值；

其中该多个预定修正值是根据该输入值的编码方式而设定。

11.根据权利要求8所述的解码方法，其还包含有：

根据该组状态值与该输入值来产生平均值；

其中解出该传输数据的步骤还包含有：

根据该平均值与该输入值解出该传输数据；

其中该平均值为该输入值在每一信号区间所对应的平均值。

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