KR0135789B1 - 고밀도 저장기기에 있어서 데이타 검출방법 및 장치 - Google Patents

고밀도 저장기기에 있어서 데이타 검출방법 및 장치

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Abstract

본 발명은 고밀도 저장기기에 있어서 데이타 검출방법 및 장치에 관한 것으로서, +1과 -1의 이진 심볼 시퀀스를 연속적으로 전송 또는 기록함에 의해 얻어지는 선형적 간섭과 비선형적 특성을 갖는 통신 채널 또는 저장기기 채널의 재생신호에서 원래의 데이타 심볼을 검출하기 위하여 저역통과필터, 샘플링기, 램 뱅크와 검출부로 구성된다. 따라서, 저장기기에서 재생되는 신호에 존재하는 선형적 간섭 뿐 아니라 비선형적 특성을 해소하여 데이타 검출시 발생하는 오류를 줄일 수 있다.

Description

고밀도 저장기기에 있어서 데이타 검출방법 및 장치
제1도는 고밀도 저장기기에 있어서 본 발명에 의한 데이타 검출장치를 나타낸 블럭도.
제2도는 제1도에 있어서 검출부 상세블럭도.
제3도는 제1도에 있어서 램 뱅크의 상세블럭도.
제4a도 및 제4b도는 제2도에 있어서 결정부의 제1 및 제2실시예를 나타낸 블럭도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 통신채널 혹은 저장기기채널15 : 가산기
20 : 저역통과필터25 : 샘플링기
30 : 검출부40 : 램뱅크
본 발명은 데이타 검출방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 선형적 혹은 비선형적 간섭이 심하게 나타나는 고밀도 저장기기에 있서서 재생신호로부터 데이타를 검출하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
하드 디스크 드라이브(HDD) 혹은 광자기 디스크 드라이브(MODD)와 같은 데이타 저장기기에 더욱 많은 양의 정보를 기록할 수 있도록 하기 위해 높은 기록밀도에서 재생된 신호를 신뢰적으로 검출하는 방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 저장기기의 기록밀도가 높은 경우, 재생되는 신호는 심볼간의 간섭과 비선형적 특성이 심하게 나타나서 데이타 검출을 어렵게 만든다.
데이타 저장기기에서 재생된 신호로 부터 데이타를 검출하는 종래기술로서, 미국특허번호 PN 4644564호, Decoding the output signal of a partial-response clalss-Ⅳ communication or recording device channel (Feb. 17, 1987)는 재생된 신호를 class-Ⅳ 부분응답 형태로 만든 후, 비터비 디코더를 사용하여 데이타를 검출하는 방법이다.
그러나, 이 기술은 신호의 비선형적 특성을 고려하지 않고 선형적으로만 처리함으로써 비선형적 특성이 심각한 높은 저장밀도를 갖는 저정기기에서 재생된 신호로 부터 데이타를 검출할 경우 오류 발생율이 높아지는 문제가 있다.
한편 다른 종래기술로서, 미국특허번호 PN 5132988호, Adaptive decision feedback equalizer apparatus for processing information stored on digital storage media (Jul. 21, 1992)는 이미 검출된 데이타를 다시 피드백시켜 현재 심볼 검출시 반영함으로써 데이타 검출의 오류를 줄이는 방법이다. 특히, 이 기술은 피드백 신호 발생시 선형적 필터 대신에 램을 사용함으로써 과거 심볼에 대한 비선형적 특성을 어느 정도 해소해 주는 장점이 있으나, 데이타 검출시 오류는 여전히 발생하는 ans제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 선형적 혹은 비선형적 간섭이 심하게 나타나는 고밀도 저장기기에 있어서 재생신호로부터 데이타를 정확하게 검출하기 위한 데이타 검출방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 고밀도 저장기기에 있어서 상기 데이타 검출방법을 실현하는데 가장 적합한 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 +1과 -1의 이진 심볼시퀀스를 연속적으로 전송 또는 기록함에 의해 얻어지는 선형적 간섭과 비선형적 특성을 갖는 통신 채널 또는 저장기기 체널의 재생신호에서 원래의 데이타 심볼을 검출하는 데이타 검출방법에 있어서, 상기 이진 심볼 시퀀스에 대한 채널의 비선형적 특성을 룩업테이블형태로 저장한 후 제1 내지 제3계수로 출력하는 계수출력과정; 입력 샘플신호와 검출된 데이타 심볼을 필터링하는 필터링과정; 상기 필터링된 입력 샘플신호와 검출된 데이타 심볼을 합한 신호에 상기 제1계수를 곱하여 얻은 신호와, 1 샘플클럭 지연된 상기 필터링된 입력 샘플신호와 검출된 데이타 심볼을 합한 신호와 상기 제2계수로 부터 상기 데이타 심볼을 검출하는 결정과정; 및 상기 결정과정에서 검출된 데이타 심볼과 1 클럭 지연된 데이타 심볼과 상기 제3계수를 합한 신호에서 1 샘플클럭 지연된 상기 필터링된 입력 샘플신호와 검출된 데이타 심볼을 합한 신호를 감산하여 상기 검출된 데이타 심볼의 오차를 생성하는 오차생성과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 +1과 -1의 이진 심볼시퀀스를 연속적으로 전송 또는 기록함에 의해 얻어지는 선형적 간섭과 비선형적 특성을 갖는 통신 채널 또는 저장기기 채널의 재생신호에서 원래의 데이타 심볼을 검출하기 위하여 저역통과필터, 샘플링기, 램뱅크와 검출부를 구비한 검출장치에 있어서, 상기 검출부는 상기 샘플링기에서 출력되는 샘플신호를 필터링하기 위한 제1FIR필터; 검출된 데이타 심볼을 필터링하기 위한 제2FIR 필터; 상기 제 1FIR 필터의 출력과 상기 제2FIR 필터의 출력을 가산하기 위한 제1덧셈기; 상기 제1덧셈기의 출력에 상기 램 뱅크로 부터 출력되는 입력 심볼들에 대한 비선형적 특성을 나타내는 제1계수를 곱하기 위한 곱셈기; 상기 제1덧셈기의 출력을 제1 샘플클럭 지연하기 위한 제1지연기; 상기 제1지연기의 출력, 상기 곱셈기의 출력과 상기 램 뱅크로 부터 출력되는 입력 심볼들에 대한 비선형적 특성을 나타내는 제2계수로 부터 상기 데이타 심볼을 검출하기 위한 결정부; 상기 결정부에서 검출된 데이타 심볼을 1 클럭 지연하기 위한 제2지연기; 상기 검출된 데이타 심볼, 상기 1 클럭 지연된 검출 데이타 심볼과 상기 램 뱅크로 부터 출력되는 입력 심볼들에 대한 비선형적 특성을 나타태는 제3계수를 가산하기 위한 제2덧셈기; 및 상기 제2덧셈기의 출력으로 부터 상기 제1지연기의 출력을 감산하여 상기 검출된 데이타 심볼의 오차를 구하기 위한 뺄셈기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
제1도는 고밀도 저장기기에 있어서 본 발명에 의한 데이타 검출장치를 나타낸 것으로서, 통신채널 혹은 저장기기 채널(10), 가산기(15), 매칭 필터 혹은 저역통과필터(20), 샘플링기(25), 검출부(30)와 램 뱅크(40)로 이루어진다.
제2도는 제1도에 있어서 검출부(30)의 상세블럭도로서, 2개의 FIR(Finite Impulse Response) 필터(310,360), 2개의 덧셈기(320,380), 2개의 지연기(330,370), 곱셈기(340), 결정부(350)와 뺄셈기(390)로 구성된다.
제3도는 제1도에 있어서 램 뱅크(40)의 상세블럭도로서, 3개의 램(410,420,430)과 3개의 버퍼(415,425,435)로 구성된다.
제4a도 및 제4b도는 제2도에 있어서 결정부(350)의 제1 및 제2실시예를 나타낸 블럭도로서, 각각 덧셈기(510)와 비교기(520)로 구성된다.
그러면 본 발명의 동작을 제1도 내지 제4도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
제1도를 참조하면; '1'과 '-1'의 이진 심볼들이 T 초 간격으로 저장기기에 기록되었다가 재생된다. 이때 재생된 신호 r(t)는 채널 (10)의 출력에 백색잡음 n(t)가 더하여진 아날로그 신호를 표현할 수 있다. 이 아날로그 신호는 아날로그 필터(20)를 통과한 후 T 초 간격으로 샘플링되어 디지탈 신호 yk가 된다. 여기서, 아날로그 필터(20)는 일반적으로 정합 필터(matched filter)나 저역통과필터가 사용된다.
샘플된 신호 yk는 검출부(30)에서 원래 기록된 심볼을 검출하게 된다.
한편, 램 뱅크(40)는 입력 심볼들에 대한 비선형적 특성을 제1 내지 제3계수인 ck, tk, gk, 로 저장된다.
심볼 a를 고밀도 저장기기에 기록한 후 재생한 아날로그 신호 r(t)는 제1도에서와 같이 심볼 a에 대한 선형적 및 비선형적 채널 출력 h(a,t)에 가우시한 잡음 n(t)이 더하여진 형태로 다음 제1식과 같이 표현할 수 있다.
r(t) = h(a,t) + n(t) …………… (1)
이 아날로그 신호 r(t)는 아날로그 필터(20)을 통과한 후 심볼 주기 T 초 가녁으로 샘플링된다.
제2도에 있어서, 두개의 디지탈 FIR 필터인 F(310)와 B(360)는 다음 제2 내지 제4식에 의한 선형적 검출과정으로 부터 얻어지는 오차 ek의 평균전력을 최소화하도록 필터 계수값을 구한다.
…………… (2)
a^k-1= 1, if ZK+ZK-1≥0
a^k-1= -1, otherwise …………… (3)
ek= ak-1+aK-2-ZK-1…………… (4)
그 다음 체널의 비선형적 특성을 처리할 수 있도록 하기 위해 비선형적 특성을 다음 제5식과 같이 구하여 그 평균갑을 룩업테이블에 저장한다.
…………… (5)
의 값은 모든 가능한 입력에 대하여 구한 다음, 곱해지는 계수와 더해지는 계수의 값들을 다음 제6식 및 제7식의 관계식으로 구하여 룩업테이블로 저장한다.
… (6)
… (7)
상기와 같이 구한 FIR 필터 F(310)와 B(360)계수와 비선형적 특성계수 g, c, t를 사용하여 본 발명에서 데이타 심볼을 검출하는 과정을 설명하면 다음 제8식 및 제9식과 같다.
…………… (8)
a^k-1= 1, if CkZK+ZK-1≥tk
a^k-1= -1, otherwise …………… (9)
여기서,이고,이다. 이상과 같이 FIR 필터 F(310)와 B(360)와 비선형적 계수 g, c, t를 사용하여 데이타 심볼을 검출하는과정에서 발생하는 오차 ek는 다음 제10식과 같이 구할 수 있다.
…………… (10)
비선형적 계수 g, c, t는 제3도에 도시된 바와 같이 램(410,420,430)으로 구현하며, 램(410,420,430)의 입력번지는 다음 제11식과 같이 구할 수 있다.
…………… (11)
이상의 과정에서 검출된 심볼을 다시 처리하는 피드백 필터 B(360)는 경우에 따라 생략되고 피드포워드 필터 F(310)만 사용할 수도 있다.
상술한 바와 같이 고밀도 저장기기에 있어서 본 발명에 의한 데이타 검출방법 및 장치에서는 저장기기에서 재생되는 신호에 존재하는 선형적 간섭 뿐 아니라 비선형적 특성을 해소하여 데이타 검출시 발생하는 오류를 줄일 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

  1. +1과 -1의 이진 심볼 시퀀스를 연속적으로 전송 또는 기록함에 의해 얻어지는 선형적 간섭과 비선형적 특성을 갖는 통신 채널 또는 저장기기 채널의 재생신호에서 원래의 데이타 심볼을 검출하는 데이타 검출방법에 있어서, 상기 이진 심볼 시퀀스에 대한 채널의 비선형적 특성을 룩업테이블 형태로 저장한 후 제1 내지 제3계수로 출력하는 계수출력과정; 입력 샘플신호와 검출된 데이타 심볼을 필터링하는 필터링 과정; 상기 필터링된 입력 샘플신호와 검출된 데이타 심볼을 합한 신호에 상기 제1계수를 곱하여 얻은 신호와, 1 샘플클럭 지연된 상기 필터링된 입력 샘플신호와 검출된 데이타 심볼을 합한 신호와 상기 제2계수로 부터 상기 데이타 심볼을 검출하는 결정과정; 및 상기 결정과정에서 검출된 데이타 심볼과 1 클럭 지연된 데이타 심볼과 샘플신호와 상기 제3계수를 합한 신호에서 1 샘플클럭 지연된 상기 필터링된 입력 샘플신호와 검출된 데이타 심볼을 합한 신호를 감산하여 상기 검출된 데이타 심볼의 오차를 생성하는 오차생성과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 고밀도 저장기기에 있어서 데이타 검출방법.
  2. +1과 -1의 이진 심볼 시퀀스를 연속적으로 전송 또는 기록함에 의해 얻어지는 선형적 간섭과 비선형적 특성을 갖는 통신 채널 또는 저장기기 채널의 재생신호에서 원래의 심볼을 검출하는 데이타 검출방법에 있어서, 상기 이진 심볼 시퀀스에 대한 채널의 비선형적 특성을 룩업테이블 형태로 저장한 후 제1 내지 제3계수로 출력하는 계수출력과정; 입력 샘플신호를 필터링하는 필터링과정; 상기 필터링된 입력 샘플신호에 상기 제1계수를 곱하여 얻은 신호와, 1 샘플클럭 지연된 상기 필터링된 입력 샘플신호와 상기 제2계수로 부터 상기 데이타 심볼을 검출하는 결정과정; 및 상기 결정과정에서 검출된 데이타 심볼과 1 클럭 지연된 데이타 심볼과 상기 제3계수를 합한 신호에서 1 샘플클럭 지연된 상기 필터링된 입력 샘플신호를 감산하여 검출된 데이타 심볼의 오차를 생성하는 오차생성과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 고밀도 저장기기에 있어서 데이타 검출방법.
  3. +1과 -1의 이진 심볼 시퀀스를 연속적으로 전송 또는 기록함에 의해 얻어지는 선형적 간섭과 비선형적 특성을 갖는 통신 채널 또는 저장기기 채널의 재생신호에서 원래의 데이타 심볼을 검출하기 위하여 저역통과필터, 샘플링기, 램 뱅크와 검출부를 구비한 데이타 검출장치에 있어서, 상기 검출부는 상기 샘플링기에서 출력되는 샘플신호를 필터링하기 위한 제1FIR 필터; 검출된 데이타 심볼을 필터링하기 위한 제2FIR 필터; 상기 제1FIR 필터의 출력과 상기 제2FIR 필터의 출력을 가산하기 위한 제1덧셈기; 상기 제1덧셈기의 출력에 상기 램 뱅크로 부터 출력되는 입력심볼들에 대한 비선형적 특성을 나타내는 제1계수를 곱하기 위한 곱셈기; 상기 제1덧셈기의 출력을 1 샘플클럭 지연하기 위한 제1지연기; 상기 제1지연기의 출력, 상기 곱셈기의 출력과 상기 램 뱅크로 부터 출력되는 입력 심볼들에 대한 비선형적 특성을 나타내는 제2계수로 부터 상기 데이타 심볼을 검출하기 위한 결정부; 상기 결정부에서 검출된 데이타 심볼을 1 클럭 지연하기 위한 제2지연기; 상기 검출된 데이타 심볼, 상기 1 클럭 지연된 검출 데이타 심볼로과 상기 램 뱅크로 부터 출력되는 입력 심볼들에 대한 비선형적 특성을 나타내는 제3계수를 가산하기 위한 제2덧셈기; 및 상기 제2덧셈기의 출력으로 부터 상기 제1지연기의 출력을 감산하여 상기 검출된 데이타 심볼의 오차를 구하기 위한 뺄셈기를 포함하는 것을 특징으로 하는 고밀도 저장기기에 있어서 데이타 검출장치.
  4. +1과 -1의 이진 심볼 시퀀스를 연속적으로 전송 또는 기록함에 의해 얻어지는 선형적 간섭과 비선형적 특성을 갖는 통신 채널 또는 저장기기 채널의 재생신호에서 원래의 데이타 심볼을 검출하기 위하여 저역통과필터, 샘플링기, 램 뱅크와 검출부를 구비한 데이타 검출장치에 있어서, 상기 검출부는 상기 샘플링기에서 출력되는 샘플신호를 필터링하기 위한 FIR 필터; 상기 FIR 필터의 출력에 상기 램 뱅크로 부터 출력되는 입력 심볼들에 대한 비선형적 특성을 나타내는 제1계수를 곱하기 위한 곱셈기; 상기 FIR 필터의 출력을 1 샘플클럭 지연하기 위한 제1지연기; 상기 제1지연기의 출력, 상기 곱셈기의 출력과 상기 램 뱅크로 부터 출력되는 입력 심볼들에 대한 비선형적 특성을 나타내는 제2계수로 부터 상기 데이타 심볼을 검출하기 위한 결정부; 상기 결정부에서 검출된 데이타 심볼을 1 클럭 지연하기 위한 제2지연기; 상기 검출된 데이타 심볼, 상기 1 클럭 지연된 검출 데이타 심볼과 상기 램 뱅크로 부터 출력되는 입력 심볼들에 대한 비선형적 특성을 나타내는 제3계수를 가산하기 위한 덧셈기; 및 상기 덧셈기의 출력으로 부터 상기 제1지연기의 출력을 감산하여 상기 검출된 데이타 심볼의 오차를 구하기 위한 뺄셈기를 포함하는 것을 특징으로 하는 고밀도 저장기기에 있어서 데이타 검출장치.
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