KR0156190B1

KR0156190B1 - 기록매체의 재생신호 판정회로 및 그 방법

Info

Publication number: KR0156190B1
Application number: KR1019950000369A
Authority: KR
Inventors: 강기원
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1995-01-10
Filing date: 1995-01-10
Publication date: 1998-12-15
Also published as: KR960030560A

Abstract

본 발명은 RLL 변조 방법중에서 파라메터 d의 값이 큰 부호화를 적용하고 PRML 을 적용하는고밀도 저장 시스템에서 파라메터 d가 커져서 PR 적용시 정확한 파형 등화가 어려운 경우 이를 보상하기 위해 비터비 복호기의 문턱치를 변화시켜서 검출하도록 하는 기록매체의 재생신호 판정회로에 관한 것으로, 표본화 주파수에 의해 취해진 표본치를 PR(Partial Response) 등화하는 PR 등화기(81), 상기 PR 등화기(81)로 부터 출력되는 표본치의 최대 변화값을 검출하는 표본치 변화량 검출회로(83), 상기 표본치 변화량 검출회로(83)로 부터 출력되는 표본치의 최대 변화값을 이용하여 문턱치를 결정하기 위한 적응 변수(B)를 출력하는 변수 결정회로(84) 및 상기 변수 결정회로(84)로 부터 출력되는 적응 변수 (B)를 이용하여 메트릭 값을 변화시켜 비터비 복호화하는 비터비 복호기(82)로 구성된다.

Description

기록매체의 재생신호 판정회로 및 그 방법

제1도는 종래의 PR로파형을 등화하는 고밀도 저장 시스템의 구성도

제2도는 제1도의 PR등화기의 신호 파형도

제3도는 비터비 복호기의 트렐리스도

제4도는 1+D 채널에서의 트렐리스도

제5도는 주파수 스펙트럼도

제6도는 본 발명에 의한 기록매체의 재생신호 판정회로의 구성도

제7도는 주파수 스펙트럼의 시간축 파형도

제8도는 본 발명에 의해 변형된 트렐리스도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

31 : RLL변조기 32 : 저장부

33 : 표본화기 34, 81 : PR 등화기

35, 82 : 비터비 복호기 83 : 표본치 변화량 검출회로

84 : 변수 결정회로

본 발명은 RLL(Run Length Limited)와 PRML(Partial Response Maximum Likelihood) 변조를 사용하는 시스템에서 사용되는 기록매체의 재생신호 판정회로 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 등화기(Equalizer)는 자기 저장 또는 광디스크 저장 시스템에 있어서, 아이-패턴(Eye-Pattern)에서 아이-오픈(Eye-Open)을 크게 하여 디지탈 값을 구별하기 용이하게 하기 위해서 사용된다.

전형적인 고밀도 저장 시스템에서는 신호간 간섭(ISI ; Inter-Symbol Interference)이 너무 커서 이것을 보상하기 위한 등화기가 높은 주파수의 신호 성분을 크게 키워야 한다. 이러한 높은 주파수의 강조는 디지탈 부호기의 오류를 키워서 신호대 잡음비(SNR ; Siganl-to-Noise Ratio)를 감소 시킨다.

제1도는 종래의 ISI를 이용하기 위해 PR(Partial Response)로서 파형을 등화하는 저장 시스템의 구성도이다.

종래의 저장 시스템은 제1도에 도시한 바와 같이 입력신호를 RLL 변조하는 RLL 변조기(31)와, RLL 변조기(31)의 출력을 디스크 상에 저장하는 저장부(32)와, 저장부(32)에 저장된 후 잡음과 합쳐져 출력되는 신호로 부터 표본화 주파수에 따라 표본을 취하는 표본화기(33)와, 표본화기(33)의 출력을 PR 등화하는 PR 등화기(34)와, PR 둥화기(34)의 출력을 비터비 복호화 하는 비터비 복호기(35)로 구성된다.

입력신호는 RLL변조기(31)에서 여러 가지 RLL 변조중에서 시스템에 맞도록 결정된 RLL 변조에 따라 RLL 변조되어 저장부(32)에 저장된 후 읽혀져 출력되는데, 이때 채녈에 의한 간섭과 잡음의 영향을 받는다. 즉, 디스크상에 저장되었다가 픽업에 의해 읽혀져 출력되는 과정에서 채널에 의한 간섭이발생하고 외부로 부터 잡음이 삽입되어 그 영향을 받는다.

이와 같이 잡음이 삽입된 부호열은 표본화기(33)에서 표본화 주파수에 따라 표본이 취해진후 PR 등하기(34)에서 PR등화되고 비터비 복호기(35)에서 비터비 복호화되어 원하는 부호열이 구해진다.

제2도는 PR 등화기 (34)의 신호 파형도로, (a)는 채널에 들어가는 채널 입력 신호 파형도이고, (b)는 채널로 부터 출력되는 채널 출력신호 파형도이고, (c)는 사용된 PR등화기의 목표가 되는 신호 파형도이다. 제2도 (c)는 1 + D 의 특성을 목표로 하는 PR 시스템의 특성도로, 듀오바이너리(Duobinary) PR 시스템의 특성도라고도 한다.

제3도는 비터비 복호기의 트렐리스도(Trellis Diagram)이다. 제3도에서 작은 원(a)은 표본치에 대해서 가능한 검출된 값을 표시하고 오른쪽 원(β)은 가장 최근의 표본치에 의해서 결정되는 것이고, 좌측의 원(α)은 이전의 표본치에 의해서 결정된 것을 표시한다.

제3도에 도시한 바와 같이 두 개의 살아남은 패스(0, 1)가 존재하고, 원(α,β)와 같은 모양의 원이 생기는 경우 그것 이전의 두 개의 살아남은 패스중에서 하나가 결정된다. 점선으로 연결된 것은 살아남지 못한 패스를 표시한다.

살아남은 패스의 결정은 입력신호에 대해서 가능성이 높은 경로로 결정되는데, 이것을 표시하는 척도는 다음과 같다.

1_k(i,j) = ( y_k- a_ij)²

여기서 y_k는 k번째 표본치이고, j는 y_k에 대해 가정된 복호치,_i는 살아남은 경로 a_ij는 입력의 초기값이다.

제4도는 1 + D 채널에서의 트렐리스도로, 패스와 그 패스를 지날때의 메트릭(metric)값을 보여준다.

제3도에서는 제4도의 이와 같은 메트릭값을 계속 계산해서 더해가면서 부딪히는 것, 즉 제4도의 실선 또는 점선 중에서 작은 값을 갖는 것을 살아남은 패스로 결정한다.

일반적으로 고밀도를 이루기 위해서는 RLL 부호기에서 1과 1사이의 최소의 0의 갯수를 나타내는 d 파레메터와 1과 1사이의 최대의 0의 갯수를 나타내는 k 파라메터 중에서 d파라메터의 값이 커야 한다.

제5도는 주파수 스펙트럼도이다.

제5도에 도시한 바와 같이 d파라메터의 값이 커지면 목표로 하는 1 + D의 주파수 영역이 신호가 존재하는 주파수 영역보다 더커지고(fa - fb) 신호가 없는 영역은 등화할 수 없으므로 목표가 되는 것보다는 높은 주파수 성분이 없는 등화된 파형을 얻는데, 이것은 정확하게 파형 등화를 시키지 못한 것이다.

즉, 제5도에 도시한 바와 같이 신호의 스펙트럼을 목표로 하는 PR과 비교하면 높은 주파수 부분은 등화시킬 수 없다. 그러므로 아무리 좋은 등화기를 사용하여도 높은 주파수 영역은 보상이 안되는 문제점이 있었다.

상기 문제점을 개선하기 위해 본 발명은 비터비 복호기의 문턱치를 변화시켜 PR 작용시 정확하게 등화되지 못한 파형을 보상하기 위한 기록매체의 재생신호 판정회로 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 기록 매체의 재생 신호판정회로의 특징은 기록매체로 부터 재생되는 신호의 소정 주기 표본치를 PR 등화하는 PR 등화기와, 상기 PR 등화기로 부터 출력되는 표본치의 변화량을 소정 간격으로 검출하는 표본치 변화량 검출기와, 상기 표본치 변화량 검출기에 의해 검출된 변화량에 따라 디지탈 신호 판정을 위한 문턱치를 가변하는 문턱치 가변 회로를 포함하여 구성된 점에 있다.

또한 본 발명의 기록 매체의 재생 신호 판정 방법의 특징은 기록매체로 부터 재생되는 신호를 소정 주기로 표본화하는 단계와, 상기 표본화되어 취해진 값을 상기 소정 주기 만큼 지연시킨 후 상기 표본화되어 취해진 값과 합하여 합신호를 생성하는 단계와 , 상기 생성된 합신호의 변화량을 검출하는 단계와, 상기 검출된 변화량에 따라 상기 생성된 합신호의 디지털 신호 판정을 위한 문턱치 결정함수를 가변하는 단계를 포함하는 구성된 점에 있다.

이항 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.

제6도는 본 발명에 의한 기록매체의 재생신호 판정회로의 구성도이다.

본 발명에 의한 기록매체의 재생신호 판정회로는 제6도에 도시한 바와같이 PR 등화기(81), 비터비 복호기 (82), 표본치 변화량 검출회로(83), 및 문턱치 결정회로(84)로구성된다.

PR 등화기(81)는 표본화 주파수에 의해 취해진 표본치를 PR (Partial Response) 등화하고, 표본치 변화량 검출회로(83)는 PR 등화기(81)로 부터 출력되는 표본치의 최대변화값을 검출한다.

변수 결정회로(84)는 표본치 변화량 검출회로(83)로 부터 출력되는 표본치의 최대변화값을 이용하여 문턱치를 결정하기 위한 적응 변수(B)를 출력하고, 비터비 복호기(82)는 변수 결정회로(84)로 부터 출력되는 적응 변수(B)를 이용하여 메트릭값을 변화시켜 비터비 복호화한다.

이와 같이 구성되는 기록매체의 재생신호 판정회로의 동작을 제7도 및 제8도를 참조하여 설명한다.

표본 주파수에 의해 취해진 표본치는 PR 등화기(81)에 의해 PR 등화되고, 등화돈 표본치는 비터비 복호기(82)에 입력되어 비터비 복호되어 그 값이 결정된다. 이때 비터비 복호기(82)의 문턱치는 표본치 변화량 검출회로(83)와 문턱치 결정회로(84)에 의해 결정된다. 즉, 표본치 변화량 검출회로(83)에서 표본치의 최대변화값 (Vmax)이 검출되고 검출된 표본치 최대변화값(Vmax)은 변수 결정회로(84)에서 2로 나누어져 입력 신호의 크기(A :Amplitude)와 연산되어 비터비 복호기(82)에서 사용될 문턱값을 결정하는 적응 변수(B)로 비터비 복호기(82)로 출력된다.

이와 같이 결정된 새로운 적응 변수(B)에 의해 메트릭값이 변화되고 이에 따라 비터비 복호기(82)가 동작한다.

제7도는 주파수 스펙트럼의 시간축 파형도로, 시간축에 대한 결과를 나타내며, 이 결과는 크기에 대한 일그러짐과 위상에 대한 일그러짐은 무시한 것이다.

제7도에 도시한 바와 같이 높은 주파수 성분이없으므로 시간축 상에서는 올라가거나 내려오는 기울기 가목표로 한 것보다 작은 값을 갖는데, 비터비 복호기에서 검출되는 오류가 가장 많이 발생되는 곳은 0에서 2로 움직이는 천이 부분이다.

일반적으로 제3도와 제4도에 도시한 비터비 복호기는 1 + D 를 목표로 설계되었기 때문에 검출값을 판단하는 문턱치가 입력 신호의 전압 크기 (A)에 의해 (A/2) 와(3/2A)로 결정되어서 처리 되어진다.

제7도에 도시한 바와 같이 등화되지 않은 정상 상태(a)인 경우 천이가되 는 구간에서 중간값이 (A/2) 와 (3/2A) 이므로 최적의 비터비 복호기가 되지만, 등화되지 않은 상태인 (b) 와 (c)인 경우 판단의 기준이 한 쪽으로 치우쳐져 판단하게 되므로, 문턱치를 변화시켜야 한다. 즉, (b) 의 경우에는 0.67A 와 1.33A가 적절한 값이 되고 (c)의 경우에는 0.8A 와 1.2A가 적절한 값이 된다.

제8도는 본 발명에 의해 변형된 트렐리스도이다.

제8도에 도시한 바와 같이 0에서 1로 움직이는 경로와 1에서 0으로 움직이는 경로의 메트릭 값에 적응 변수()B)를 곱하면 다음 식 (1) 과 식(2)에 의해 문턱치(TL, TH)가 변화된다.

TL²= B(T_L- A)²---------(1)

B(T_H- A)²= (T_H- 2A )²---------(2)

그러므로 적응 변수(B)가 커지면 문턱치(T_L, T_H)가 입력되는 전압 크기(A)에 가까워지게 된다. 따라서 적응 변수(B)를 기울기에 따라 변화시키면 문턱치(TL, TH)가 변화되어 원하는 문턱치(T_L, T_H)를 얻을 수 있다. 역으로 식(1)과 식(2)에 의해 다음의 식 (3)과 식(4)를 얻어내고 이에 따라 적응 변수 (B)를 구할 수 있다.

B = (T_L/(A - T_L))²------ (3)

B = ((A - T_H)(T_H- 2A))²------ (4)

비터비 복호기(82)에서는 변수 결정회로(84)로 부터 출력되는 적응 변수(B)에 따라 비터비 복호화를 수행하는데, 이를 다시 설명하면 다음과 같다.

PR 등화기(81)에서 등화된 표본 값은 표본치 변화량 검출회로(83)에서 표본치의 최대변화값(Vmax) 이 검출되어 변수 결정회로(84) 로 출력된다. 표본치 변화량 검출 회로(83)에서 출력되는 표본치의 최대 변화값(Vmax)은 변수 결정회로(84)에서 그 반값이 입력신호의 크기(A)에 더해지고 빼져서 문턱치(TL, TH)가 결정된다. 즉,

TL = A - Vmax/2 TH = A + Vmax/2

이와같 이결정된 문턱치(TL, TH)는 위의 식 (3)과 식(4)에 의해 적응 변수(B)가 되어 비터비 복호기(82)로 출력된다. 변수 결정 회로(84)로 부터 출력되는 적응 변수 (B)는 비터비 복호기(82)에서 문턱치를 변화시켜 메트릭 값을 변화시켜 정확하게 파형 등화되지 못한 신호를 보상시켜 준다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 RLL 변조 방법 중에서 d파라메터가 큰 부호화를 적용하고 PRML을 적용하는 시스템의 비터비 복호기에 적용할 수 있으며, 고밀도 저장시 파라메터 d가 커져 RP 적용시 정확하게 파형을 등화할 수 없는 경우 이것을 보상하는 효과가 있다.

Claims

기록 매체로 부터 재생되는 신호의 소정 주기 표본치를 PR 등화하는 PR 등화기와, 상기 PR 등화기로부터 출력되는 표본치의 변화량을 소정 간격으로 검출하는 표본치 변화량 검출기와, 상기 표본치 검출기에 의해 검출된 변화량에 따라 디지탈 신호 판정을 위한 문턱치를 가변하는 문턱치 가변회로를 포함하는 것을 특징으로하는 기록매체의 재생신호 판정회로.
제1항에 있어서, 상기 문턱지 가변회로는 상기 표본치 변화량 검출기에 의해 검출괸 변화량에 따라 디지털 신호 판정을 위한 문턱치 결정함수에 부가할 적응 변수를 출력하는 변수 결정 회로와, 상기 변수결정회로로부터 출력되는 적응 변수에 따라 매트릭스값을 변화시켜 비터비 복호하는 비터비 복호기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기록매체의 재생신호 판정회로.
기록메체로 부터 재생되는 신호를 소정 주기로 표본화하는 단계와, 상기 표본화되어 취해진 값을 상기 소정 주기만큼 지연시킨후 상기 표본화되어 취해진 값과 합하여 합신호를 생성하는단계와 상기 생성된 합신호의 변화량을 검출하는 단계와, 상기 검출된 변화량에 따라 상기 생성된 합신호의 디지털 신호 판정을 위한 문턱치 결정함수를 가변하는단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기록매체의 재생신호 판정방법.
제1항에 있어서, 상기 문턱치 결정함수를 가변하는 단계는 검출된 변화량에 따라 디지털 신호 판정을 위한 기준값의 레벨을 가변하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기록매체의 재생신호 판정방법.