KR100636350B1

KR100636350B1 - 워블신호의 재생시 ａｄｉｐ 유니트를 구성하는 ｍｓｋ 마크 위치의 결정방법

Info

Publication number: KR100636350B1
Application number: KR1020050013674A
Authority: KR
Inventors: 유배근
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-02-18
Filing date: 2005-02-18
Publication date: 2006-10-19
Also published as: KR20060092638A

Abstract

본 발명은 광기록매체의 내부에 존재하는 워블신호의 복조시에 ADIP 유니트를 구성하는 MSK 마크 위치의 결정방법에 관한 것으로,

제 1측면에 따른 본 발명은 적분주기마다 얻어지는 적어도 직전 2개 주기의 연속한 홀드값을 현재 주기의 홀드값에 가산하여 가산된 홀드값을 매 홀드 주기마다 출력하는 단계; 상기 출력된 가산된 홀드신호로부터 MSK 마크 위치를 판단하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 MSK 마크 위치의 결정방법을 제공하며,

제 2측면에 따른 본 발명은 적분주기마다 얻어지는 적어도 직전 2개 주기의 연속한 적분값을 현재 주기의 적분값에 가산하여 적분합 신호를 매 적분 주기 마다 출력하는 단계; 상기 매 적분 주기마다 출력되는 적분합 신호로부터 홀드 신호를 출력하고 상기 홀드신호로부터 MSK 마크 위치를 판단하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 MSK 마크 위치의 결정방법을 제공한다.

ADIP, MM

Description

워블신호의 재생시 ＡＤＩＰ 유니트를 구성하는 ＭＳＫ 마크 위치의 결정방법{Determination Method of MSK-mark Position within ADIP Unit in Regenerating of Wobble Signal}

도 1은 일반적인 MSK 워블 변조방식에 사용되는 워블신호파형의 예시도

도 2는 일반적인 톱니파워블을 이용한 신호파형의 예시도

도 3은 ADIP 유니트의 신호 구성도

도 4는 종래 일반적인 MSK 검출장치의 구성도

도 5는 정상적인 입력에 대한 MSK 마크 부위를 검출하기 위한 신호처리 과정의 순서도

도 6은 ADIP 유니트 보호가 필요한 경우의 사례를 보여주는 신호의 예시도

도 7은 정상적인 입력과 왜곡된 입력에 대한 MSK 마크의 검출과정을 보여주는 신호처리도

도 8은 왜곡된 신호의 종류에 따라 출력될 수 있는 홀드신호의 예시도

도 9는 왜곡된 신호의 종류에 따른 S/H 주기를 2NWL로 한 경우의 HOLD2 신호도

도 10은 S/H 주기에 따라 얻은 결과 파형의 비교도

본 발명은 광기록매체의 내부에 존재하는 워블신호의 복조시에 ADIP 유니트를 구성하는 MSK 마크 위치의 결정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광디스크로부터 정확하게 ADIP 유니트를 복원하기 위하여 시스템상의 어떤 잡음으로 인한 왜곡된 입력에 대하여도 MSK 마크의 검출시 오류를 줄이는 것이 가능한 MSK 마크 위치 결정방법에 관한 것이다.

일반적으로 기록 가능한 광디스크, 예를 들어 CD, DVD+, DVD-, BD 등에는 랜덤 억세스 또는 데이터의 기록 위치 등을 탐색하기 위하여, 광디스크의 기록면 상에 물리적 어드레스 (Physical Address) 정보가 미리 기록되어 있어야만 하며, 상기 물리적 어드레스 정보는 각각 ATIP, ADIP, LPP 등의 형태로 광디스크에 기록된다.

차세대 고밀도 광디스크인 BD의 경우에는 MSK (Minimum Shift Keying)와 HMW (Harmonic Modulated Wave)를 혼용한 방식으로 ADIP를 구성하고 있다. 이 중 MSK 워블변조방식은 도 1에 도시한 바와 같이, 최소 워블 길이 (NWL : Nominal Wobble Length)의 모노톤 워블 (MW : Monotone Wobble)과 3NWL 크기의 MSK 마크 (MM)로 구성된다.

또한, 도 1에 도시한 바와 같이, NW (NWL1,NWL2,NWL6,NWL7)들과 MM을 구성하 는 최소워블길이의 워블 (NWL4)은 위상이 서로 반대이고, MM을 구성하는 최소워블길이의 워블 두 개(NWL3,NWL5)도 역시 위상이 서로 반대이다. 그리고 상기 MW들과 MM을 구성하는 NWL4는 동일한 워블 주파수 (fwob) 성분을 가지며 MM을 구성하는 나머지 두 워블 (NWL3,NWL5)은 상기 워블 주파수 (fwob)보다 높은 주파수 (1.5fwob) 성분을 갖는다.

상기와 같이, MSK 워블 변조방식은 주파수와 위상이 서로 다른 총 4개의 워블들의 조합으로 구성되는데, 이 중 MW의 일부를 도 2에 도시한 바와 같이 톱니파 워블 (STW : Saw-Tooth Wobble)로 변형하여 특정 정보를 표현하도록 하는 방법이 제안되고 있다. 한편, 상기 톱니파 워블에서는 동일 위상과 톱니파 형상을 같는 연속된 워블들에 의해 "0"과 "1"의 정보를 표현할 수 있는데, 상기 "0"과 "1"에 해당하는 톱니파 워블은 서로 반대 위상을 갖는다.

이러한 톱니파 워블이 부가된 MSK 변조방식에서는, 도 3에 도시한 바와 같이 8개 유형의 ADIP (Address In Pre-groove Word) 유니트, 즉 모노톤 유니트 (Monotone Unit), 데이터 시작 지시정보 유니트 (Reference Unit), 동기신호 유니트들 (Sync0~3), 데이터 유니트들 (Data0,1)에 의해 물리적 어드레스 정보를 표현하게 된다. 상기 유니트들은 총 56개의 최소 워블 길이 (NWL0~55)를 가지며 각 유니트들의 1번째부터 3번째까지는 (NWL0~2) 각각 MM으로 구성된다.

모노톤 유니트에는 그 외에 추가적인 정보 없이 나머지 최소 길이 워블들 (NWL3~55)은 MW로 구성되고, 데이터 시작 유니트에는 상기 MM 외에 NWL18~55 위치에 STW가 추가로 기록되어 있다.

또한 동기 신호 유니트들에는 처음 위치에 기록되어 있는 MM 외에 각각 다른 위치에 두 개씩의 MM이 추가 되어 있고 데이터 유니트들에는 1개의 추가 MM과 서로 다른 위상의 STW가 기록되어 있다.

상기와 같은 MSK 워블과 STW를 광디스크로부터 독출하여, 물리적 어드레스 정보로 복조하기 위한 광디스크 워블신호의 복조장치에 대해 여러가지 방법들이 제시되고 있다. 그 중 대표적인 것이 특허 WO 03/034413에서 제시하는 방법인데 상기 방식을 응용한 MSK 검출장치를 도 4에 도시한다.

도 4에 도시된 검출장치는 입력데이터에 딜레이 로직을 거친 코사인 신호 (Refined cosine)를 곱한 것을 적분기를 통해 적분하고, 이때 적분주기를 결정하는 클리어 신호와 샘플홀드(S/H) 에서의 홀드주기를 결정하는 제어신호는 동기신호발생기로부터 공급받는다. 일정한 주기의 클리어 신호에 따라 적분되어진 신호는 샘플홀드에서 홀드(HOLD)되고, 결과적으로 얻어진 홀드신호는 지정된 문턱값에 따라 레벨 슬라이스되어진다. 슬라이스 과정을 거친 신호는 패턴검출기를 통해 ADIP 유니트 패턴을 검출한다.

상기 MSK 검출 장치는 정합필터 (Matched Filter)의 동작 원리를 응용한 주파수 편이변조 (Frequency Shift Keying) 방식을 사용하며, 도 5에 도시한 바와 같이 MW (Monotone Wobble)과 같은 주파수와 위상을 갖는 코사인 함수 (Refined Wobble)를 워블 신호에 곱한 결과 (MSKcos)는 MW (Monotone Wobble)의 경우에 항상 양수값으로 출력되고 MSK 마크 부분에서는 음수로 출력되어지며 특히 MSK의 중간부분의 워블에서는 코사인 (또는 MW)과 위상차가 반대가 되므로 음의 절대값이 가장 큰 값을 나타낸다. 따라서 입력 워블과 코사인을 곱한 값을 일정 주기 동안 적분한 후 (ACC) 그 값을 일정 주기 동안 유지하는 값인 홀드(HOLD) 신호는 MM 부분에서는 음의 값 또는 '0', 나머지 MW에서는 양의 값을 갖기 때문에 양인 경우에는 '0', '0' 또는 음인 경우에는 '1'로 복원을 하면 '111'이 검출되는 경우에 MSK 마크(MM)로 인식할 수 있다. 상기 방식으로 검출된 결과를 도 3과 같은 형태로 저장하고 ADIP 유니트를 결정한다. 이 때 MSK 마크를 구성하는 워블 중 1.5배 주파수인 부분의 경우 이론적으로는 1주기 동안 적분을 한 값이 '0'이어야 하는데 외부 환경의 영향, 또는 코사인의 위상차, 또는 입력 신호의 왜곡 등의 이유로 인해 적분값이 '0'이 되지 않는 경우가 빈번히 발생한다. 이러한 경우를 보상하기 위해 홀드값이 최소인 부분을 검출해서 MM의 위치를 결정한다.

그러나 상기 언급된 여러 요인들에 의해 최소값의 위치, 즉 MM중 MW가 반전된 위치에서의 적분값이 최소가 되는 않는 경우도 자주 발생하는데 이를 보상하기 위한 검출 방법이 요구된다. MM이 정상적으로 검출되지 않는 경우에 대한 또 다른 보상방법으로 ADIP 유니트를 검출할 때 보호(Protection)를 실행한다. 예를 들어 Sync0인 경우에 111000000000000011100000001110000000…이 검출되어야 하는데 MSK 마크 부분이 앞뒤로 이동되어 검출되거나 또는 111이 011, 110, 101 등의 형태로 검출되었을 경우에도 주변 데이타 들의 조합으로 미루어 Sync0으로 인식되어질 수 있도록 한다. 그러나 도 3에서 보듯이 Sync0~3의 차이를 나타내는 MSK 마크 (MM)는 최소길이워블(NWL) 2개만큼의 위치 차이로 구별할 수 있다. 상기에서 제시한 보호가 필요한 경우 중 MM이 앞뒤로 이동되어서 검출되는 경우를 살펴보면 (도 6), 예 들 들어 Sync0가 1개의 NWL만큼 뒤에서 검출된 경우와 Sync1이 1개의 NWL만큼 앞에서 검출된 경우에서 두 개의 유니트가 정확히 일치함을 알 수 있다. 이러한 경우에는 ADIP 유니트를 Sync0로 판단해야 하는지 Sync1으로 판단해야 하는지 모호해진다.

따라서 상기에 언급된 MM의 위치를 정확하게 파악하기 위해서나 보호가 모호한 경우를 배제하기 위해 MSK 마크 검출에 있어서 보다 정확한 결과를 얻을 수 있는 새로운 MSK 마크 위치 결정방법이 요구된다.

상기한 바와 같이 본 발명은 상기 종래 기술이 가지는 한계를 극복하기 위해 제시된 것으로, 그 목적은 광디스크로부터 정확하게 ADIP 유니트를 복원하기 위해 시스템상의 어떤 잡음으로 인한 왜곡된 입력에 대하여도 MSK 마크 검출 오류를 줄이는 것이 가능한 MSK 마크 위치 결정방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 제 1측면에 따른 본 발명은 적분 주기마다 얻어지는 적어도 직전 2개 주기의 연속한 홀드값을 현재 주기의 홀드값에 가산하여 가산된 홀드값을 매 홀드 주기마다 출력하는 단계; 상기 출력된 가산된 홀드신호로부터 MSK 마크 위치를 판단하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 MSK 마크 위치의 결정방법을 제공한다.

본 발명에 의하면 바람직하게는 상기 적분주기는 1NWL 또는 0.5NWL로 함을 특징으로 하는 MSK 마크 위치의 결정방법을 제공한다.

또한, 제 2측면에 따른 본 발명은 적분주기마다 얻어지는 적어도 직전 2개 주기의 연속한 적분값을 현재 주기의 적분값에 가산하여 적분합 신호를 매 적분 주기 마다 출력하는 단계; 상기 매 적분 주기마다 출력되는 적분합 신호로부터 홀드 신호를 출력하고 상기 홀드신호로부터 MSK 마크 위치를 판단하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 MSK 마크 위치의 결정방법을 제공한다.

이하, 본 발명의 내용을 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 MSK 마크 위치의 결정방법은 기존의 시스템을 이용하면서 슬라이스에 제공되어지는 입력신호로서 기존의 적분 주기 (1NWL)마다 얻어지는 홀드신호를 제공하는 방법과는 달리 적분주기(1NWL)마다 행해지는 홀드신호의 적어도 연속한 3주기(3NWL)의 홀드신호를 합한 것을 홀드주기(1NWL)마다 출력한 신호를 이용하거나, 적분주기(1NWL)마다 얻어지는 적분신호를 적어도 연속한 3주기(3NWL) 만큼 합성하여 매 적분주기(1NWL) 마다 출력한 신호를 홀드한 결과가 이용되어지는 것에 특징이 있다.

도 7(a)는 입력 워블 신호의 왜곡, 코사인의 위상차 등이 없는 이상적인 경우에 출력되는 신호들을 도시한 것이다.

도 7(b)에서 도시한 바와 같이 실제 환경에서는 MSK 변조(modulation)가 되어 있는 부분에서의 입력 워블 신호가 왜곡되어 대체로 MW 부분보다 진폭이 작게 들어온다. 또한 스핀들, PLL 마진 등에 의해 코사인의 위상이 입력워블의 MW 부분의 위상과 정확하게 일치하도록 유지하는 것도 쉽지 않다.

MM 부분의 홀드 값은 음의 값이고 MW 부분은 양의 값을 유지하므로 MM과 MW의 경계부분에서 MW의 양의 값이 MM의 음의 값에 비해 너무 클 경우 MM의 값이 양이 되는 오류를 발생시킬 수 있다. 따라서 본 발명에서는 필요 이상의 양의 값을 일정 값으로 포화(saturation) 시켜서 상기 예와 같은 오류의 소지를 방지한다. 도면에 표시된 홀드 신호는 이와 같은 과정을 거친 후의 결과이다.

입력 신호의 왜곡, 스핀들, PLL 마진 등의 원인들로 인해 MSK 코사인 값, 또는 S/H 시점이 변동되므로 도 8과 같이 이상적인 경우와는 다른 형태의 홀드 신호가 출력되어질 수 있다.

도 8 (a)에 도시된 2개의 신호와 같이 홀드의 최소값이 MM의 중간 위치에 나타나는 경우는 이상적이지는 않아도 ADIP 유니트를 검출하는데 있어서 큰 문제가 되지 않는다.

그러나 도 8 (b)에 도시된 2개의 신호와 같이 최소값의 위치가 바뀌는 경우에는 MM의 위치를 잘못 검출하게 되고 이는 ADIP 유니트 검출 오류의 원인으로 된다.

상기 오류의 원인을 보상하기 위해 본 발명에서는 적어도 직전 2개 주기의 연속한 홀드값을 현재 주기의 홀드값에 가산하여 가산된 홀드값을 매주기마다 출력 하거나, 적분주기마다 얻어지는 적어도 직전 2개 주기의 연속한 적분값을 현재 주기의 적분값에 가산한 적분합을 매 주기 마다 출력하고, 상기 매 주기마다 출력되는 적분합으로부터 홀드 신호를 출력한 결과를 이용한다.

만일, 직전 1개 주기의 연속한 홀드값을 현재 주기의 홀드값에 가산하거나, 직전 1개 주기의 적분값을 현재 주기의 적분값에 가산한 적분합 신호를 이용하는 경우, 즉 연속한 2주기(2NWL) 신호만을 이용하는 경우에도 적분주기마다 S/H를 하는 경우에 발생할 수 있는 도 8(b)와 같은 형태의 오류를 발생시키지 않을 수 있다. 즉, 신호왜곡에 의해 최소값을 가져야 하는 MM의 중간위치에서보다 1NWL만큼 전, 후에 위치하는 NWL에서 더 작은 값을 갖는다 하더라도 항상 MM의 중간위치에 해당하는 NWL이 포함되는 위치에서 최소값을 나타내므로 항상 MM의 중앙 NWL 위치를 파악할 수 있다.

하지만 도 9(a) 및 (b)에 도시한 바와 같이 홀드신호가 MSK 마크의 전위 2개의 NWL에 의해 발생했는지 후위 2개의 NWL에 의해 발생했는지 구분을 할 수 없는 문제가 있다. 즉, (a)의 두 신호는 최소값의 좌 우측 NWL의 홀드값의 크기에 따라 최소값이 되는 위치가 변함을 확인할 수 있다. 이는 (b)의 두 신호에 있어서도 마찬가지이다.

물론 2개의 NWL을 검출해서 MM의 위치를 파악할 수도 있지만 링킹(linking), 디스크 교체 등을 고려해 보면 오류의 소지를 포함하고 있다. 특허 WO 03/034413에서 제시하는 방법처럼 2.5주기마다 S/H를 시행해도 마찬가지의 결과를 초래한다.

본 발명에 의하면 도 10에서 보이는 바와 같이 상기 예에서 발생될 수 있는 모든 오류들을 방지할 수 있다.

이하에서는 직전 2주기(2NWL)의 홀드신호를 현재 주기의 홀드신호에 가산한 홀드값을 매 홀드 주기(1NWL) 마다 출력한 신호를 대상으로 본 발명의 내용을 설명하기로 한다. 이는 적분신호를 연속한 3주기(3NWL) 마다 합산하여 적분주기(1NWL)마다 각 신호를 출력하고 이로부터 매 적분주기마다 홀드하는 경우에서와 실질적으로 동일하므로 전자에 대해서만 설명하기로 하고 후자에 대한 설명은 생략하기로 한다.

또한 이하에서는 기재의 편의상 연속한 n주기 홀드값의 합신호의 홀드주기 마다의 출력신호는 "S/H 주기가 n NWL인 신호"로서 표기 한다.

먼저 도 10(a)에 나타낸 바와 같이, S/H 주기를 적분주기와 마찬가지로 1NWL로 했을 경우에 발생할 수 있는 비정상적인 경우들의 HOLD 파형들에 대해서 최소값을 선택할 경우 MM의 중간 위치에 해당하는 NWL의 위치를 찾을 수 없었던 오류에 대하여 S/H 주기를 2NWL로 하였을 경우의 HOLD2 파형인 도 10(b)와 S/H 주기를 3NWL로 했을 경우의 HOLD3 파형인 도 10(c)에서는 최소값을 선택할 경우에 MM의 중간위치의 NWL을 선택하지 않는 오류가 발생하지 않는 것을 확인할 수 있다. 이와 같은 파형들은 가산기를 이용하여 쉽게 얻을 수 있다.

즉, 매 적분주기 마다 홀드한 파형 (a)에서는 3번 신호에서 MM의 최저값이 2번 주기에서 발생하고 있지만, 4번 신호에서는 4번 주기에서 발생하고 있다.

이 경우 HOLD2의 경우에는 3번 신호의 경우 최소값이 3'번 주기에서 발생하고 있으며, 4번 신호의 경우 최소값은 4'에서 발생하고 있다. 따라서, HOLD2 신호 를 사용하면 MM의 중앙 NWL이 MM의 전위 2개 NWL의 합에서 발생했는지, 후위 2개의 NWL의 합에서 발생했는지 특정할 수 없게 된다.

반면에 HOLD3의 경우에는 3번 신호와 4번 신호의 어느 경우에도 최소값이 4"주기에서 나타나므로 MM의 중간 위치를 정확하게 특정하는 것이 가능하게 된다. 따라서, HOLD3를 이용하는 경우에는 MM의 중간 위치인 NWL을 포함하고 있다 하더라도 입력 파형의 경우에 따라 그 결과에서 1NWL만큼 차이가 나는 오류가 발생하지 않는다.

즉, S/H 주기를 3NWL 단위로 하면 비정상적인 입력에 대해 MM을 검출할 때, 항상 MM의 중간 위치를 찾을 수 있어 MM의 정확도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 그 결과값의 위치 또한 항상 일정한 위치에서 나타나므로 추가적인 보정회로가 없이도 정확한 MM 검출 회로의 구현이 가능하다.

상기와 같은 구성에 의해 보다 간단하게 ADIP 유니트 보호를 구현할 수 있을 뿐 아니라, 그 정확도도 높일 수 있어서 용이하게 물리적 어드레스를 복원할 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명에 의하면 시스템상의 어떤 잡음으로 인한 왜곡된 입력에 대하여도 MSK 마크 검출 오류를 줄이는 것이 가능하다.

또한 본 발명에 의한 결정방법은 하드웨어적으로 가산기만을 추가하면 되므로 면적에 있어서도 매우 효율적이고 알고리즘 또한 간략화하는 것이 가능하며, 시 스템 조작을 간단하게 하여 디코딩 시간이나 전력소모량을 줄이는 효과가 크다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

적분된 워블신호로부터 MSK 마크 위치를 결정하는 방법에 있어서, 적분주기마다 얻어지는 적어도 직전 2개 주기의 연속한 홀드값을 현재 주기의 홀드값에 가산하여 가산된 홀드값을 홀드 주기마다 출력하는 단계; 상기 출력된 가산된 홀드신호로부터 MSK 마크 위치를 판단하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 MSK 마크 위치의 결정방법
제1항에 있어서, 적분주기는 1NWL 또는 0.5NWL로 함을 특징으로 하는 MSK 마크 위치의 결정방법
적분된 워블신호로부터 MSK 마크 위치를 결정하는 방법에 있어서, 적분주기마다 얻어지는 적어도 직전 2개 주기의 연속한 적분값을 현재 주기의 적분값에 가산하여 적분합을 매 적분 주기 마다 출력하는 단계; 상기 매 적분 주기마다 출력되는 적분합으로부터 홀드 신호를 출력하고 상기 홀드신호로부터 MSK 마크 위치를 판단하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 MSK 마크 위치의 결정방법
제1항에 있어서, 적분주기는 1NWL 또는 0.5NWL로 함을 특징으로 하는 MSK 마크 위치의 결정방법