DE19917357B4 - Empfänger für ein nichtlineares Signal - Google Patents

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Abstract

Empfänger für ein nichtlineares Signal zum Erfassen von Ursprungsdaten ak aus einem Eingangssignal r(t), das aus einem binären Datenstrom besteht, der über einen Kanal eingegeben wird/oder von Daten wiedergegeben wird, die auf einer Speichereinrichtung aufgezeichnet sind, umfassend
einen Analogdigitalwandler (ADC) zum Abtasten des Eingangssignal nach Maßgabe von Abtastzeitphasen und zum Umwandeln der abgetasteten Daten in ein digitales Signal rk,
einen Modellbildungsteil mit 2N + 1 Abgriffen Pn(n = –N, ..., O, ..., N) jeweils zum Wählen eines der 2τ+ν Abgriffswerte nach Maßgabe jedes Musters bk-n+ν; k-n+1, bk-n-1; k-n-τ der Absolutwerte der künftigen ν Datenübergangsbit und der vergangenen τ Datenübergangsbit, um die Kanalcharakteristik des abgetasteten Signals aus dem gewählten Abtastwert und dem Datenübergangswert abzuschätzen,
einen Zeitrückgewinnungsteil zum Steuern der Abtastzeitphase des Analogdigitalwandlers unter Verwendung eines Phasengradienten, der gleich dem Unterschied zwischen den Werten jeweiliger Abgriffe ist, die symmetrisch um den Abgriff P0 des...

Description

    • Priorität: Republik Korea – 20. April 1998 – Nr. 98-14052
  • Die Erfindung betrifft einen Empfänger für ein nichtlineares Signal, der insbesondere stabil die Abtastzeit eines Signals, das von einer Datenspeichereinrichtung wiedergegeben wird, unter Berücksichtigung der nichtlinearen Verzerrung des Signals wieder herstellt.
  • Mit steigender Aufzeichnungsdichte auf digitalen magnetischen Aufzeichnungsträgern, wie beispielsweise auf Festplatten, wird allgemein die Nichtlinearität zu einem ersten Problem. Die Nichtlinearität wird aufgrund von Wechselwirkungen zwischen benachbarten Übergängen erzeugt. Ein Entmagnetisierungsfeld eines vorher aufgezeichneten Übergangs verschiebt die Position eines anschließend aufgezeichneten Übergangs und vergrößert die Abmessung zwischen den Übergängen. Die benachbarten Übergänge löschen einander. Das hat zur Folge, daß die Amplitude eines wiedergegebenen Signals abnimmt. Diese Erscheinung ist als nichtlineare Übergangsverschiebung, Übergangsverbreiterung oder Teillöschung bekannt. Eine derartige nichtlineare Verzerrung beeinflußt nachteilig eine Reihe von Arbeitsvorgängen zum Erfassen von Daten aus dem wiedergegebenen Signal und macht es schwierig, die genaue Phase des Signals zu finden. Wenn eine derartige nichtlineare Verzerrungscharakteristik unberücksichtigt bleibt, werden zeitliche Schwankungen und Verschiebungen zu einem ernsten Problem.
  • Um diese Probleme zu beseitigen, ist in der US 4 890 299 A ein Verfahren zum Korrigieren der Abtastphase eines Partial-Response Signals oder PR Signals ohne Arbeitsablaufblockierungen beschrieben, bei dem die Abtastphasenkorrektur für ein bestimmtes Zeitintervall unterbrochen wird. Dieses Verfahren ist jedoch nur bei linearen Signalen anwendbar. Das heißt, dass es schwierig ist, dieses Verfahren bei einem Signal anzuwenden, das eine nichtlineare Verzerrung hat. Andere herkömmliche Verfahren der Phasenkompensation basieren gleichfalls auf der Annahme, dass das Signal linear ist. Auch diese Verfahren können somit nicht bei einem Signal angewandt werden, das eine erhebliche nichtlineare Verzerrung aufweist.
  • In der DE 199 04 059 A1 ist ein Empfänger für ein nichtlineares Signal zum Erfassen von Ursprungsdaten aus einem Eingangssignal, das aus einem binären Datenstrom besteht, der über einen Kanal eingegeben wird, beschrieben. Der Empfänger umfasst einen Analogdigitalwandler zum Abtasten des Eingangswertes nach Maßgabe von Abtastzeitphasen und zum Umwandeln der abgetasteten Daten in ein digitales Signal, ein Zeitrückgewinnungsteil zum Steuern der Abtastzeitphase des Analogdigitalwandlers, einen Entzerrer zum Kompensieren der Verzerrungscharakteristik des Ausgangswertes des Analogdigitalwandlers und einen Detektor zum Umwandeln des Ausgangssignals des Entzerrers in einen digitalen Wert, um das ursprüngliche Signal zu gewinnen. Darüber hinaus ist in der EP 0 887 796 A2 ein Empfänger für ein nichtlineares Signal zum Erfassen von Ursprungsdaten aus einem Eingangssignal beschrieben, das von Daten wiedergegeben wird, die auf einer Speichereinrichtung aufgezeichnet sind. Bei diesem Empfänger wird bei der Steuerung der Abtastzeitphase des Analogdigitalwandlers durch das Zeitrückgewinnungsteil ein Phasengradient verwendet.
  • Durch die Erfindung soll daher ein Empfänger für ein nichtlineares Signal geschaffen werden, der Modelle abgetasteter Signale unter Berücksichtigung vergangener, gegenwärtiger und künftiger Bitdaten bildet und die Abgriffszeitphase aus dem Phasengradienten unter den abgetasteten Signalen korrigiert.
  • Dazu umfasst der erfindungsgemäße Empfänger für ein nichtlineares Signal zum Erfassen ursprünglicher Daten ak von einem Eingangssignal r(t), das aus einem binären Datenstrom besteht, der über einen Kanal eingegebenen wird, oder von Daten wiedergegeben wird, die in einer Speichereinrichtung gespeichert sind, einen Analogdigitalwandler zum Abtasten des Eingangswertes nach Maßgabe vom Abtastzeitphasen und zum Umwandeln der abgetasteten Daten in ein digitales Signal rk, einen Modellbildungsteil mit 2N + 1 Abgriffen Pn (n = –N, ..., O, ..., N) jeweils zum Wählen eines von 2τ+ν Abgriffswerten entsprechend jedes Musters bk-n+ν; k-n+1, bk-n-1; k-n-τ der Absolutwerte der künftigen ν Bit und der vergangenen τ Bit der Datenübergänge, um die Kanalcharakteristik des abgetasteten Signals aus dem gewählten Abgriffswert und dem Datenübergangswert abzuschätzen, einen Zeitrückgewinnungsteil zum Steuern der Abtastzeitphase des Analogdigitalwandlers unter Verwendung eines Phasengradienten, der der Unterschied zwischen den Werten der jeweiligen Abgriffe ist, die symmetrisch um den Abgriff P0 des Modellbildungsteils angeordnet sind, einen Entzerrer zum Kompensieren der Verzerrung des Ausgangswertes des Analogdigitalwandlers und einen Detektor zum Umwandeln des Ausgangssignals des Entzerrers in einen digitalen Wert, um dadurch das ursprüngliche Signal zu gewinnen.
  • Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen
  • 1 in einem Blockschaltbild das Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Empfängers,
  • 2 in einem Blockschaltbild im einzelnen den Modellbildungsteil und den Zeitrückgewinnungsteil von 1,
  • 3A und 3B in graphischen Darstellungen Impulswerte nach Maßgabe der Zeitphasen,
  • 4 ein Beispiel des n-ten Filterabgriffs Pn, (wobei n = –N, ..., O, ..., N) von 2 und
  • 5 die Ergebnisse einer simulierten Phasenkorrektur unter Verwendung des erfindungsgemäßen Empfängers.
  • Der in 1 dargestellte Empfänger für ein nichtlineares Signal umfaßt einen Analogdigitalwandler ADC 100, einen Entzerrer 102, einen Detektor 104, einen Modellbildungsteil 106 und einen Zeitrückgewinnungsteil 108.
  • Der ADC 100 tastet ein analoges Signal r(t) ab, das über einen Kanal empfangen wird oder von einer Datenspeichereinrichtung wiedergegebenen wird, und wandelt das analoge Signal in ein digitales Signal rk um. Der Entzerrer 102 kompensiert die Verzerrung des Eingangssignals rk und der Detektor 104 vergleicht das Ausgangssignal des Entzerrers 102 mit einem bestimmten Wert, um einen digitalen Wert auszugeben. Der Modellbildungsteil 106 bildet ein Modell auf einem Kanal unter Verwendung des Ausgangswertes des Detektors 104 und der bisher bekannten Daten. Der Zeitrückgewinnungsteil 108 berechnet einen Zeitphasengradienten aus zwei der Abgriffswerte des Modellbildungsteils 106 und korrigiert eine Abtastzeitphase unter Verwendung des berechneten Gradientenwertes.
  • 2 zeigt den Modellbildungsteil 106 und den Zeitrückgewinnungsteil 108 von 1 im einzelnen. Der Modellbildungsteil 106 enthält ein nichtlineares Filter 210 und einen Addierer 220. Das nichtlineare Filter 210 umfaßt mehrere Abgriffe (P-N, ..., P-1, P0, P1, ..., PN) 212 bis 217 und einen ersten Addierer 211. Der Zeitrückgewinnungsteil 108 umfaßt einen zweiten Addierer 241, einen ersten Multiplizierer 242, einen dritten Addierer 243, ein erstes Verzögerungsglied 244, einen zweiten Multiplizierer 245, einen vierten Addierer 246 und ein zweites Verzögerungsglied 247.
  • Der Modellbildungsteil 106 arbeitet in der folgenden Weise:
    Nachdem ein binärer Datenstrom ak(ak ist +1 oder –1) auf einer Datenspeichereinrichtung aufgezeichnet und dann davon wiedergegeben oder über einen Kanal empfangen wurde, wird ein abgetastetes Signal rk vom binären Datenstrom zu einem Impuls pn(*) modelliert, der sich nach Maßgabe von Datenmustern über die Vielzahl von Abgriffen des nichtlinearen Filters 210 in der folgenden Weise ändert. Eine Differenz ek zwischen dem Produkt aus dem modellierten Signal pn(*) und bestimmten Daten xk-n und dem Eingangssignal rk wird durch den Addierer 220 nach der folgenden Gleichung (1) berechnet.
  • Figure 00050001
  • In der Gleichung (1) ist xk = (ak – ak-1)/2 = –1,0 oder +1, bezeichnet xk = –1 den negativen Übergang der Daten, bezeichnet xk = 0 keinen Übergang und bezeichnet xk = +1 den positiven Übergang der Daten. Weiterhin ist bk = |xk| = 1 oder 0, wobei bk = 1 angibt, daß ein Übergang auftritt, und bk = 0 bedeutet, daß kein Übergang auftritt. bk-1; k-τ gibt die τ Datensätze (bk-1, bk-2, ..., bk-τ) wieder und ein Impuls pn(bk-n+ν, k-n+1, bk-n-1; k-n-τ) hat einen Wert, der sich nach Maßgabe der Zustände des Übergangs bk-n+ν, k-n+1 künftiger ν Bit und des Übergangs bk-n-1; k-n-τ, der vergangenen τ Bit bei den jeweiligen Abgriffen n ändert.
  • Die dem nichtlinearen Filter 210 eingegebenen Daten ak und bk sind bekannte Daten, wenn der Entzerrer trainiert ist und die Daten während einer Datenerfassung vorab erfaßt werden.
  • pn(*) von Gleichung (1) kann durch Ersetzen eines Musterstatuswertes sk in Form der folgenden Gleichung (2) ausgedrückt werden:
    Figure 00060001
  • In der Gleichung (2) ist δ(m – sk-n) eine Deltafunktion, die den Wert 1, wenn m gleich sk-n ist, und den Wert 0 hat, wenn m nicht gleich sk-n ist, ist ^ die Vektordarstellung und bezeichnet t die Transponierte. M ist die Anzahl der Impulse pn(*), die gleich 2τ+ν ist, und sk-n, ik-n und pn werden so ausgedrückt, wie es durch die folgenden Gleichungen (3), (4) und (5) angegeben ist.
    Figure 00070001
    i ^k-n = [δ(sk-n)δ(sk-n – 1) ··· δ(sk-n – M + 1)]' (4) p ^n = [p ^n(0)p ^n(1) ··· p ^n(M – 1)]' (5)
  • In Gleichung (2) ist der Impuls pn(bk-n+ν; k-n+1, bk-n-1; k-n-τ) das Produkt von zwei Vektoren jeweils mit der Größe M. ek in Gleichung (1) kann aus der Gleichung (2) in Form der Gleichung (6) ausgedrückt werden:
    Figure 00070002
  • In Gleichung (6) lassen sich w ^k-n , w ~k und p ~ jeweils durch die folgenden Gleichungen (7), (8) und (9) ausdrücken. w ^k-n = xk-ni ^tk-n (7) w ^k = [w ^k+Nw ^k-1+N ··· w ^k-N] (8) p ~ = [pt-N pt1-N ··· ptN ]' (9)
  • Wenn sk-n gleich 0 ist, tritt in den künftigen ν Bit und den vergangenen τ Bit auf der Grundlage der laufenden Daten ak-n kein Übergang auf. Dann wird der optimale Impuls p ~, der den mittleren quadratischen Modellfehler minimal macht, durch die Gleichung (10) erhalten: p ~ = E{w ~tk w ~k}–1E{w ~tk rk} (10)
  • In Gleichung (10) bezeichnet E{*} die Mittelungsoperation.
  • Der optimale Impuls p ~ kann adaptiv mittels der folgenden Gleichung (11) berechnet werden. p ~ = p ~ + μekw ~k (11)
  • In Gleichung (11) bezeichnet μ die Schrittweite.
  • Gleichung (11) kann im einzelnen in Form der folgenden Gleichung (12) ausgedrückt werden: pn(i) = pn(i) + μekxk-nδ(sk-n – i) (12)
  • In Gleichung (12) ist n = –N, ..., N und ist i = 0, ..., M – 1.
  • Der Impuls pn(*) wird somit nur dann fortgeschrieben, wenn xk-n nicht gleich 0 ist und sk-n = 1 ist und wird in den anderen Fällen auf dem vorhergehenden Wert gehalten.
  • Die Impulse modellieren die Kanalcharakteristiken des Abtastsignals. Die meisten Kanäle von einer Festplatte zeigen ein nahezu symmetrisches Kanalansprechsvermögen. Wenn die Abtastphase jedoch nicht genau ist, werden die Impulse im selben analogen Signal asymmetrisch. 3A zeigt den Fall, in dem kein Phasenunterschied zwischen den Impulsen P1 und P-1 aufgrund einer genauen Abtastphase besteht, und 3B zeigt den Fall, in dem ein Phasenunterschied zwischen den Impulsen P1 und P-1 aufgrund einer Phasenverzögerung besteht, die durch eine ungenaue Abtastphase verursacht ist.
  • Wenn somit die Abtastphase nicht genau ist, wie es in 3B dargestellt ist, muß der Phasenunterschied korrigiert werden. Die Phasenkorrektur wird durch den Zeitrückgewinnungsteil 108 erzielt. Der Zeitrückgewinnungsteil 108 korrigiert den Phasenunterschied, indem er eine Zeitphaseninformation verwendet, die die Position eines abzutastenden Impulses gegenüber einem asymmetrischen Impuls des Datenmusters angibt, an dem der Nichtlinearitätseffekt am kleinsten ist. Eine derartige Korrektur erfolgt in der folgenden Weise:
    Zunächst wird ein Phasengradient zk durch den zweiten Addierer 241 berechnet, an dem Eingangssignale von den Abgriffen P1 und P-1 des nichtlinearen Filters 210 liegen, was durch die folgende Gleichung (13) ausgedrückt werden kann: zk = p1(0) – p-1(0) (13)
  • Ein Frequenzunterschied Δk+1 zwischen dem Eingangssignal und einem örtlichen Zeittakt wird durch den ersten Multiplikator 242, den dritten Addierer 243 und das erste Verzögerungsglied 244 berechnet, und eine Zeitphase ξk+1 wird durch den zweiten Multiplikator 245, den vierten Addierer 246 und das zweite Verzögerungsglied 247 unter Verwendung des Gradienten zk berechnet, was sich durch die folgende Gleichung (14) ausdrücken läßt: Δk+1 = Δk + β·zk) ξk+1 = ξk + α·zk + Δk+1 (14
  • In Gleichung (14) ist der Phasengradient zk gleich 0, wenn ein Impuls symmetrisch ist, und bezeichnen α und β Schrittweiten.
  • Wenn die in der Datenspeichereinrichtung gespeicherten Daten von einem magnetoresistiven Kopf wiedergegeben werden, hat das wiedergegebene Signal verschiedene Charakteristiken nach Maßgabe seiner positiven Richtung oder negativen Richtung. Es ist beispielsweise möglich, die Charakteristik des Signals zu betrachten, die sich nach Maßgabe der Richtungen ändert, indem der Zustand der laufenden Daten zum Muster des Impulses zuaddiert wird. Nach Maßgabe der addierten laufenden Daten ak wird nämlich der Impuls neu als pn(bk-n+ν; k-n+1, ck, bk-n-1; k-n-τ) definiert und werden die Variablen ck, M und sk neu definiert, wie es durch die Gleichung (15) wiedergegeben wird:
    Figure 00110001
  • Die übrigen Gleichungen sind die gleichen, wie sie oben erwähnt wurden.
  • 4 zeigt ein Beispiel des n-ten Filterabgriffs Pn (wobei n = –N, ..., O, ..., N) von 2. Wie es in 4 dargestellt ist, ist der n-te Filterabgriff Pn (wobei n = –N, ..., O, ..., N), der verschiedene Abgriffswerte nach Maßgabe der Datenmuster hat, wie folgt ausgebildet. Der n-te Filterabgriff Pn gibt einen Wert w ^k-np ^n aus.
  • Puffer pn(i)(wobei i = 0, 1, ..., 2τ+ν – 1) speichern Abgriffswerte bezüglich jedes Musters. Ein Anfangswert p0 n(i) (wobei i = 0, 1, ..., 2τ+ν – 1) wird bezeichnet, wenn ein Steuersignal LOAD in der Anfangsarbeitsphase gesetzt ist. In 4 sind mit 400 und 405 der 0-te und der (2τ+ν – 1)te Puffer jeweils bezeichnet.
  • Ein Abgriffswertmultiplexer 410 empfangt das Muster bk-1-n; k-t-n der vergangenen τ Bit des Absolutwertes des Übergangs und das Muster bk-n-ν, k-n+1 der künftigen ν Bit des Absolutwertes des Übergangs, um einen der 2τ+ν Pufferwerte pn(i) auszugeben (wobei i = 0, 1, ..., 2τ+ν – 1). Das Ergebnis entspricht der Operation i ^t k-np ^n in Gleichung (3).
  • Ein Vorzeichenwähler 425 und ein Wähler 430 für das Vor liegen des laufenden Übergangs liefern ein Ergebnis, das gleich dem Produkt des Ausgangswertes i ^t k-np ^n des Abgriffswertmultiplexers 410 und xk-n ist. Der Vorzeichenwähler 425 wählt den Ausgangswert des Abgriffswertmultiplexers 410, wenn ak-n gleich 1 ist, und das Produkt aus dem Ausgangswert des Abgriffswertmultiplexers 410 und dem Wert –1, wenn ak-n gleich 0 ist. Der obrige Arbeitsvorgang ist der gleiche wie bei der Multiplikation von xk-n mit dem Ausgangswert des Abgriffswertmultiplexers 410 unter der Annahme, daß bk-n = 1 ist. Der Wähler 430 für das Vorliegen des laufenden Übergangs wählt dann entweder den Ausgangswert des Vorzeichenwählers 425 oder den Wert 0 nach Maßgabe von bk-n.
  • Das hat zur Folge, daß der Ausgangswert des Wählers 430 gleich w ^k-npn = x ^k-ni ^t k-np ^n ist, wobei dieser Wert der Ausgangswert des n-ten Filterabgriffs Pn ist.
  • Gleichzeitig schreibt der n-te Filterabgriff Pn den Abgriffswert nach Maßgabe der Gleichung (12) unter Verwendung des Fehlers ek fort.
  • Ein Multiplexer 535 für den fortgeschriebenen Abgriffswert wählt einen der Ausgangswerte der Puffer Pn(i)(wobei i = 0, 1, ..., 2τ+1 – 1) nach Maßgabe der Eingangswerte des künftigen ν Bit Übergangs bk-n+ν; k-n+1 und des vergangenen τ Bit Übergangs bk-n-1; k-n-τ. Dann empfängt ein Rechner 440 für den erhöhten oder verringerten Wert die Werte ak-n, μ und den Fehler ek, um μak-nek zu berechnen, und addiert ein Rechner 445 für den fortgeschriebenen Abgriffswert, der ein Addierer ist, den Wert μak-nek zum Ausgangswert des Multiplexers 435 für den fortgeschriebenen Abgriffswert.
  • Ein Demultiplexer 450 für den fortgeschriebenen Abgriffswert empfängt den künftigen ν Bit Übergang bk-n+ν; k-n+1 und den vergangenen τ Bit Übergang bk-n-1; k-n-τ und gibt 2τ+ν Werte aus. Dabei hat nur einer der Ausgänge des Demultiplexers 450 für den fortgeschriebenen Abgriffswert den Wert 1 während die restlichen Ausgänge 2τ-ν – 1 den Wert 0 haben. Das heißt, daß der Demultiple xer 450 für den fortgeschriebenen Abgriffswert einen der 2τ+ν Puffer pn(i)(wobei i = 0, 1, ..., 2τ+1 – 1) nach Maßgabe des künftigen ν Bit Übergangs bk-n+ν; k-n+1 und des vergangenen τ Bit Übergangs bk-n-1; k-n-τ wählt. Wenn ein Steuersignal UPDATE einen hohen Pegel hat und bk-n gleich 1 ist, wird der Ausgangswert des Rechners 445 für den fortgeschriebenen Abgriffswert an den gewählten Puffer gelegt. Wenn das Steuersignal UPDATE einen niedrigen Pegel hat oder bk-n gleich 0 ist, wird der ursprüngliche Abgriffswert beibehalten.
  • 5 zeigt die Ergebnisse der Phasenkorrektur durch einen Empfänger für ein nichtlineares Signal gemäß der vorliegenden Erfindung, die über eine Simulation erhalten wurden. In der Simulation wurde ein nichtlineares Signal in der folgenden Weise verwandt.
  • Zunächst wurden Kanaldaten rk zum Testen der Leistungsfähigkeit der erfindungsgemäßen Ausbildung nach der Gleichung (16) erzeugt. Das Kanalsignal rk bezüglich der binären Daten ak(= +1 oder –1) und xk = (ak – ak-1)/2, die durch Codieren eines beliebigen binären Datenstroms unter Verwendung von RLL(0,4/4) erhalten wurden, ist die Summe der Daten xk, beeinflußt durch einen Übertragungsfaktor gk und die Phase ∊k des Impulses h(t), und des Gausschen Rauschens nk.
  • Figure 00130001
  • In Gleichung (16) ist T das Abtastzeitintervall.
  • Der Impuls h(t) läßt sich dabei durch die folgende Gleichung (17) ausdrücken: h(t) = [1 + (2t/pw50)2]–1 (17)
  • In der Gleichung (17) wird angenommen, daß pw50 den Wert 2,5 × (9/8) hat. Die Amplitude des zuaddierten Rauschens ist durch die folgende Gleichung (18) gegeben: SNRmfb = E{[h(kT) – h(kT – T)]2}/E{n2 k} (18)
  • In der Gleichung (18) ist E{*} eine Mittelungsoperation.
  • Die Änderungen im Übertragungsfaktor und in der Impulsphase nach Maßgabe des Vorliegens eines Datenüberganges sind in den folgenden Tabellen 1 und 2 dargestellt. Tabelle 1
    bk-1 bk+1 gk
    0 0 1
    0 1 γ
    1 0 γ
    1 1 γ2
    Tabelle 2
    bk-1 k/T
    0 0
    1 0.5
  • Wie es in 5 dargestellt ist, liegt der Anfangsphasenfehler des nichtlinearen Signals, das oben beschrieben wurde, bei 50% und nimmt der Phasenfehler mit der Zeit ab. Eine Graphik mit dem Bezugszeichen 500 entspricht dem Fall der Verwendung eines linearen Impulses mit ν = 0, τ = 0 und N = 1 (wobei N die Größe der Filterabgriffe wiedergibt) und die Graphik mit dem Bezugszeichen 502 entspricht dem Fall, in dem ein linearer Impuls mit ν = 0, τ = 0 und N = 6 verwandt wird. In beiden Fällen der Verwendung eines linearen Impulses besteht eine Verschiebung der Zeitphase, so daß die zeitliche Schwankung außerordentlich groß ist. Die Graphik mit dem Bezugszeichen 504 entspricht dem Fall, in dem ein musterabhängiger Impuls ν = 1, τ = 1 und N = 1 benutzt wird, wobei in diesem Fall die Verschiebung der Zeitphase fehlt und die Schwankung relativ klein ist.
  • Wie es oben beschrieben wurde, kann in dem Empfänger für ein nichtlineares Signal gemäß der vorliegenden Erfindung eine genaue Zeitphase unter Verwendung eines Modells gefunden werden, bei dem ein nichtlinearer Kanal einer digitalen magnetischen Speichereinrichtung mit hoher Dichte in Form von Übergangsimpulsen ausgedrückt wird, die nach Maßgabe künftiger ν Bit und vergangener τ Bit gewählt werden, wodurch die zeitlichen Schwankungen und Verschiebungen reduziert sind. Durch die Wahl von τ, ν und N des Impulsmodells können die Leistung und die Vielfalt der Korrektur der Zeitphase in passender Weise gewählt werden. Ein Durchhängen oder ein Blockieren, bei dem die Korrektur der Abtastphase für ein bestimmtes Zeitintervall unterbrochen wird, tritt dabei nicht auf.

Claims (6)

  1. Empfänger für ein nichtlineares Signal zum Erfassen von Ursprungsdaten ak aus einem Eingangssignal r(t), das aus einem binären Datenstrom besteht, der über einen Kanal eingegeben wird/oder von Daten wiedergegeben wird, die auf einer Speichereinrichtung aufgezeichnet sind, umfassend einen Analogdigitalwandler (ADC) zum Abtasten des Eingangssignal nach Maßgabe von Abtastzeitphasen und zum Umwandeln der abgetasteten Daten in ein digitales Signal rk, einen Modellbildungsteil mit 2N + 1 Abgriffen Pn(n = –N, ..., O, ..., N) jeweils zum Wählen eines der 2τ+ν Abgriffswerte nach Maßgabe jedes Musters bk-n+ν; k-n+1, bk-n-1; k-n-τ der Absolutwerte der künftigen ν Datenübergangsbit und der vergangenen τ Datenübergangsbit, um die Kanalcharakteristik des abgetasteten Signals aus dem gewählten Abtastwert und dem Datenübergangswert abzuschätzen, einen Zeitrückgewinnungsteil zum Steuern der Abtastzeitphase des Analogdigitalwandlers unter Verwendung eines Phasengradienten, der gleich dem Unterschied zwischen den Werten jeweiliger Abgriffe ist, die symmetrisch um den Abgriff P0 des Modellbildungsteils angeordnet sind, einen Entzerrer zum Kompensieren der Verzerrungscharakteristik des Ausgangssignals des Analogdigitalwandlers und einen Detektor zum Umwandeln des Ausgangssignals des Entzerrers in einen digitalen Wert, um das ursprüngliche Signal zu gewinnen.
  2. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Phasengradient gleich P1(0) – P-1(0) ist.
  3. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Modellbildungsteil 2N + 1 Abgriffe zum Wählen eines von 2τ+ν Impulse pn(bk-n+ν; k-n+1, bkn-1; k-n-τ) nach Maßgabe der Zustände des Übergangs bk-n+ν; k-n+1 der künftigen ν Übergangsbit und des Übergangs bk-n-1; k-n-τ der vergangenen τ Übergangsbit in den jeweiligen Abtastwerten n und zum Ausgeben des Produkts des gewählten Wertes und des Datenübergangwertes und einen Addierer zum Berechnen der Summe der Ausgangswerte jedes Abgriffs umfasst.
  4. Empfänger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulse pn(bk-n+ν; k-n+1, bk-n-1; k-n-τ) so fortgeschrieben werden, dass der mittlere quadratische Fehlerwert, der gleich dem Unterschied zwischen dem Eingangswert rk und dem Ausgangswert des Addierers ist, minimal ist.
  5. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Abgriff einen der 2τ+ν+1 Werte unter Berücksichtigung der laufenden Daten ck zusätzlich zu den künftigen ν Übergangsbit und den vergangenen τ Übergangsbit wählt, wobei die laufenden Daten ck gleich 1, wenn die Ursprungsdaten ak größer als 0 sind, und im Übrigen gleich 0 sind.
  6. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitrückgewinnungsteil einen (k + 1)-ten Frequenzunterschied Δk+i zwischen dem Eingangssignal r(t) und einer örtlichen Taktquelle zum Abtasten des Eingangssignals r(t) und eine (k + 1)-te Zeitphase ξk+1 unter Verwendung der folgenden Gleichungen berechnet: Δk+1 = Δk + β·zk Δk+1 = ξk + α·zk + Δk+1 wobei α und β Schrittweiten bezeichnen und zk den k-ten Phasengradienten bezeichnet.
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