KR100300954B1 - 고정각속도방식의디스크재생장치의적응형등화기 - Google Patents

고정각속도방식의디스크재생장치의적응형등화기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적응형 등화기에 관한 것으로서, 특히 입력되는 트랙정보에 의해 트랙반경을 구해서 기록밀도기준값을 구하는 가장 저밀도위치에서의 채널임펄스 응답에 따라 구해진 기준탭계수를 저장하는 기준탭계수저장기와, 상기 기준탭계수저장기에 저장된 기준탭계수를 기준으로 하여 상기 기록밀도기준값을 이용하여 기록밀도에 따른 탭계수를 구하는 탭계수조정기와, 상기 탭계수조정기에서 구해진 탭계수에 의해 입력되는 재생디지탈신호의 인접신호의 간업을 제거시켜서 재생정보신호를 출력하는 파형등화기를 구비한 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 재생 데이타의 트랙정보에 의해 기록밀도를 추정하여 적응적으로 재생신호를 파형등화함으로써 고속 실시간처리가 가능하고 회로구성을 간략화 할 수 있다.

Description

고정 각속도방식의 디스크재생장치의 적응형 등화기
제 1 도는 본 발명에 의한 적응형 등화기를 채용한 디스크형 기록매체의 재생장치의 블럭도.
제 2 도는 본 발명에 의한 적응형 등화기의 블럭도.
제 3 도는 기록반경에 따른 선기록밀도와 재생채널의 기록밀도(PW50/T)의 관계를 나타낸 그래프선도.
제 4 도는 재생채널의 임펄스 응답특성을 나타낸 그래프선도.
제 5 도는 재생채널의 정규화 임펄스 응답특성의 그래프선도.
제 6 도는 본 발명에 의한 기록반경에 대한 재생채널의 기록밀도추정 모델링특성을 차타낸 그래프선도.
제 7 도는 본 발명에 의한 적응형 등화기의 바람직한 일실시예의 블럭도.
제 8도는 본 발명에 의한 적응형 등화기의 바람직한 다른 실시예의 블럭도.
본 발명은 고정 각속도 방식의 디스크재생장치에 관한 것으로 특히, 디스크의 각 트랙의 기록밀도를 추정하여 필터의 탭계수를 조정하는 적응형 등화기에 관한 것이다.
최근에 디스크형 기록매체, 예컨대 하드디스크나 플로피 디스크와 같은 자기 기록매체와 광자기, 컴팩트디스크 또는 레이저 디스크와 같은 광기록매체의 고밀도기록이 진행되어감에 따라 인접신호간 간섭이 증가하여 재생데이타의 에러가 증가하는 문제가 있다.
통상적으로 인접신호간의 간섭을 제거하여 기록밀도를 높이기 위하여 등화기를 사용하고 있다. 기존의 등화기로는 아날로그방식의 여현등화기와 디지탈방식의 PRML(Partial Response Maximum likelihood) 또는 DFE(Decision Feedback Equalizer) 등이 있다.
한편, 하나의 디스크에서도 고정 각속도방식의 디스크 기록매체에서는 디스크의 내경이 외경보다 작기 때문에 내경측으로 갈수록 트랙의 기록밀도가 상대적으로 증가하게 된다. 그러므로, 기록밀도가 변화하여 채널특성이 변화면 이를 추적보상하는 적응형 등화기가 필요하게 된다.
종래의 적응형 등화기는 트랜스버설 필터형태인 FIR(Finite Impulse Response)필터로 구성되어 다음 식 (1)과 같은 전달특성을 가진다.
여기서, ck는 탭계수이고, rk는 재생디지탈신호이다.
즉, 상기 식 (1)에서 얻어지는 간섭이 제거된 재댕정보신호(yk)와 이 재생정보신호에서 검출된 재생데이타(dk)사이의 에러신호(ek)를 다음식(2)에 의해 검출하여 적응알고리즘에 따라 에러의 평균자승값이 최소가 되도록 등화기의 탭계수를 다음식(3)에 의해 조정한다.
여기서, β는 누설팩터 (Leakage Factor), μ는 스텝사이즈이다. 상기식(3)은 LMS알고리즘으로 하드웨어구성시 곱셈수가 많아 하드웨어구성이 복잡해지는 문제가 있다. 따라서, 하드웨어구성을 간략하게 하기 위하여 다음 식(4)와 같은 사인 LMS알고리즘을 사용하고 있다.
이러한 적응 알고리즘은 많은 처리시간이 필요하여 하드웨어 실시간처리시 많은 제약이 있다. 즉, 하드웨어가 복잡하고 정밀도저하 및 지연에 따라 성능이 저하되며 실시간처리가 어렵다는 문제가 있고, 더구나 고밀도기록에 따른 고속화에 따라 하드웨어의 고속화가 필요하게 되므로 고속방식에서는 적응형보다는 고정형 등화기를 사용하고 있는 실정이다. 그러나, 최근에 발표된 RAM-DFE만 적응형 등화기도 최대처리 속도가 48Mbps정도이다.
또한, 종래의 적응형 등화기에서는 채널특성의 변화를 추적해서 보상하기 위해서는 매번 학습과정이 필요하며, 이를 위해 매 섹터마다 학습용 데이타가 필요하게 되므로 데이타의 저장영역이 그만큼 줄어들게 되는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 이와같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 트랙정보를 이용하여 기록밀도를 추정함으로써 고속 실시간처리가 가능한 적응형 등화기를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 적응형 등화기는 입력되는 트랙정보에 의해 트랙반경을 구해서 기록밀도기준값을 구하는 기록밀도검출기와, 가장 저밀도위치에서의 채널임펄스 응답에 따라 구해진 기준탭계수를 저장하는 기준탭계수저장기와, 상기 기준탭계수 저장기에 저장된 기준탭계수를 기준으로 하여 상기 기록밀도기준값을 이용하여 기록밀도에 따른 탭계수를 구하는 탭계수조정기와, 상기 탭계수조정기에서 구해진 탭계수에 의해 입력되는 재생디지탈신호의 인접신호의 간섭을 제거시켜서 재생정보신호를 출력하는 파형등화기를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지록밀도검출기는 입력되는 트랙정보에 대응하는 기록밀도기준값을 발생하는 룩업테이블로 구성하고 상기 탭계수조정기는 상기 검출된 기록밀도기준값에 대응하는 탭계수를 발생하는 룩업테이블로 구성함으로써 회로구성을 간략하게 하고 고속 실시간 처리가 가능하다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
제 1 도는 본 발명에 의한 적응형 등화기를 채용한 디스크 재생장치의 블럭도이다. 제 1 도에서 재생장치는 재생헤드 또는 픽업에 의해 디스크로부터 픽업된 아날로그 재생신호를 증폭하는 재생증폭기(10)와, 증폭된 아날로그 재생신호의 레벨을 제어하는 자동이득제어기(20)와 이득제어된 아날로그 재생신호를 디지탈재생신호로 변환하는 신호변환기(30)와, 상기 디지탈 재생신호를 입력하여 인접신호간 간섭을 제거하여 재생정보신호를 출력하는 적응형 등화기(40)와, 적응형 등화기(40)에서 출혁되는 재생정보신호로부터 재생데이타를 검출하는 검출기(50를 구비한다.
제 2 도를 참조하면, 본 발명에 의한 적응형 등화기(40)는 입력되는 트랙정보(ti)에 의해 트랙반경(r)을 구해서 기록밀도기준값(PW5O)을 구하는 기록밀도검출기(42)와, 가장 저밀도위치에서의 채널임펄스 응답에 따라 구해진 기준탭계수(cref)를 저장하는 기준탭계수저장기(44)와, 상기 기준탭계수저장기(44)에 저장된 기준탭계수(cref)를 기준으로 하여 상기 기록밀도기준값(PW50)을 이용하여 기록밀도에 따른 탭계수(ck+1)를 구하는 탭계수조정기(46)와, 상기 탭계수조정기(46)에서 구해진 탭계수(ck+1)에 의해 입력되는 재생 디지탈신호(rk)의 인접신호의 간섭을 제거시켜서 재생정보신호(yk)를 출력하는 파형등화기(48)를 포함한다.
고정 각속도 디스크 기록매체는 트랙의 길이(lt)가 디스크의 반경(r)에 비례하고 각속도가 일정하여 1비트 기록데이타 길이(lb)는 반경(r)에 비례하며 선기록밀도(Dl)는 다음식들에 의해 기록반경(r)에 반비례하여 내경으로 갈수록 증가한다.
여기서, rpm은 디스크의 분당회전수이고, T는 1비트당 기록시간이다.
재생신호에서 인접신호간 간섭을 제거하기 위해서는 인접신호간 간섭량을 알아야 하며 이는 임펄스 응답의 PW5O이 척도가 된다. 여기서, PW5O이란 임펄스응답의 진폭이 50%인 지점의 폭을 나타낸다. PW5O을 알면 재생채널의 인접신호간의 간섭을 추정할 수 있으며 이는 재생채널의 기록밀도(Dc)를 측정하는 척도가 된다.
제 3도는 기록반경에 대한 선기록밀도와 PW50/T의 관계를 나타낸 그래프이다. 즉, 제 3 도에 도시한 바와같이 선기록밀도는 반경이 작아질수록 반비례하여 증가함에 비해 재생채널의 기록밀도(PW50/T)는 반경이 작아질수록 지수함수적으로 증가하는 것을 알 수 있다. 즉, 선기록밀도가 증가할 수록 인접신호간 간섭량은 지수함수적으로 증가한다.
제 4 도는 재생채널 임펄스 응답특성을 나타낸 그래프이다. 즉, 반경이 작을 수록 진폭이 작아지고 인접신호의 간섭이 증가함을 나타낸다. 제 5 도는 제 4 도의 그래프특성을 정규화한 그래프이다. 제5도에 나타난 바와같이 반경이 작을수록 PW5O이 증가함을 나타낸다. 그러므로, 재생채널의 기록밀도의 특성플 수학적으로 모델링하면 다음식 (9)와 같다.
여기서, K1, a, C는 상수이고, r은 기록반경을 나타낸다.
제 6 도는 식(9)에따른 모델링결과를 나타낸 그래프이다.
디스크형 기록매체의 재생장치는 재생헤드 또는 픽업을 디스크에 기록된 데이타의 트랙/섹터로 이동하여 데이타를 재생한다. 따라서, 재생할 데이타의 트랙번호를 알면 디트크의 기록반경을 구할 수 있고 이 구해진 기록반경을 기준으로 재생채널의 기록밀도를 추정하면 재생채널의 임펄스 응답의 추정이 가능하고 이를 이용하여 등화기의 탭계수를 조정할 수 있게 된다.
여기서, MSB-nbit는 기록반경을 나타내는 디지탈정보중에서 상위의 n bit만을 사용함을 의미한다.
여기서, i는 탭의 위치를 나타때는 것으로서, -N, -N+1......,N-1, N이다.
제 7 도는 본 발명에 의한 적응형 등화기의 바람직한 일실시예의 블럭도이다. 일실시예에서는 기록밀도검출기(42a)를 상기 식(10)과 식(11)에 의한 트랙정보에 따른 PW5O을 구해서 롬테이블을 작성하여서 된 것이다. 그러므로, 트랙정보에 의해 롬테이블의 어드레싱이 되어 대응되는 PW5O값이 출력되게 된다. 탭계수조정기(46a)는 상기 식(12)에 의해 작성된 롬테이블로 구성되고 상기 기록밀도검출기에서 출력된 PW5O값에 의해 어드레싱되어 대응하는 탭계수를 출력하게 된다.
제 8 도는 기록밀도검출기와 탭계수조정기를 상기 식 (10, 11, 12)에 의해 하나의 롬테이블로 구성한 다른 실시예를 나타낸다. 그러므로 탭계수조정기(46a)는 트랙정보에 의해 어드레싱되어 대응되는 탭계수를 발생하게 된다.
이와같이 본 발명에서는 트랙정보에 응답하여 디스크반경을 구하고 이 디스크반경에 따른 기록밀도를 추정함으로써 기록밀도에 따라 탭계수를 가변하여 인접신호의 간섭을 제거하기때문에 고속실시간처리가 가능하다. 또한, 롬테이블로 기록밀도추정에 따른 탭계수를 조정하는 구성이므로 고속동작이 가능하고 회로구성이 간단하다. 실시간처리에 따라 지연에 의한 성능저하를 방지할 수 있다. 또한, 적응학습을 위한 학습용데이타의 기록이 필요없으므로 기록매체의 데이타 저장용량을 높일 수 있다.

Claims (3)

  1. 입력되는 트랙정보에 의해 트랙반경을 구해서 기록밀고기준값을 구하는 기록밀도검출기;
    가장 저밀도위치에서의 채널임펄스 응답에 따라 구해진 기준탭계수를 저장하는 기준탭계수저장기 :
    상기 기준탭계수저장기에 저장된 기준탭계수를 기준으로 하여 상기 기록밀도기준값을 이용하여 기록밀도에 따른 탭계수를 구하는 탭계수조정기 ; 및
    상기 탭계수조정기에서 구해진 탭계수에 의해 입력되는 재생디지탈신호의 인접신호의 간섭을 제거시켜서 재생정보신호를 출력하는 파형등화기를 구비한 것을 특징으로 하는 적응형 등화기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 기록밀도검출기는 입력되는 트랙정보에 대응하는 기록밀도기준값을 발생하는 룩업테이블로 구성한 것을 특징으로 하는 적응형 등화기.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 탭계수조정기는 상기 검출된 기록밀도기준값에 대응하는 탭계수를 발생하는 룩업테이블로 구성한 것을 특징으로 하는 적응형 등화기.
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