KR100652437B1

KR100652437B1 - 평균값을 이용한 비터비 레벨의 설정 방법과 이를 채용한비터비 디코딩 장치 및 데이터 재생 시스템

Info

Publication number: KR100652437B1
Application number: KR1020050096163A
Authority: KR
Inventors: 장태엽
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-10-12
Filing date: 2005-10-12
Publication date: 2006-12-01

Abstract

본 발명은 비터비 레벨의 설정 방법과 이를 채용한 비터비 디코딩 장치 및 데이터 재생 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 비터비 레벨의 설정 방법은, A/D 컨버터가 출력하는 디지털 신호를 입력받아 입력된 디지털 신호의 평균값을 계산하는 단계; 상기 평균값을 비터비 제로(ZERO) 레벨에 대응시키는 단계; 전체 비터비 레벨들 상호 간의 레벨 간격값들을 입력받아, 상기 평균값과 상기 레벨 간격값들을 각각 더한 값들을, 상기 전체 비터비 레벨들 중에서 상기 비터비 제로 레벨을 제외한 비터비 기타 레벨들에 각각 대응시키는 단계; 및 상기 비터비 제로 레벨 및 상기 비터비 기타 레벨들에 상응하는 레벨 설정 신호를 상기 비터비 디코더로 출력하여 상기 전체 비터비 레벨들을 설정하는 단계를 구비한다. 본 발명에 따른 비터비 디코딩 장치 및 데이터 재생 시스템은 상기와 같은 비터비 레벨의 설정 방법을 채용한 것이다.

비터비 레벨, 비터비 디코더, 비대칭 특성, 평균값,

Description

평균값을 이용한 비터비 레벨의 설정 방법과 이를 채용한 비터비 디코딩 장치 및 데이터 재생 시스템{Method for setting Viterbi levels using average value, Viterbi decoding apparatus and data reproducing system incorporating the same}

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 이해하기 위하여 각 도면에 대한 간단한 설명이 제공된다.

도 1은 레이저를 입사시켜 반사시킨 RF 신호의 파형에 나타나는 비대칭 특성을 보여주는 도면이다.

도 2는 비터비 디코더가 포함된 종래의 데이터 재생 시스템의 블록도를 나타내는 도면이다.

도 3은 전체 비터비 레벨들 각각에 대하여 비터비 레벨 적응(VLA)을 실행시키는 방식을 설명하기 위한 도면이다.

도 4a는 도 3과 같은 비터비 레벨 적응(VLA) 방식을 개념적으로 나타낸 도면이고, 도 4b는 본 발명에 따른 비터비 레벨 적응(VLA) 방식을 개념적으로 나타낸 도면이다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 데이터 재생 시스템을 나타내는 도면이다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비터비 디코딩 장치를 도시하는 도면이다.

< 도면의 참조 번호에 대한 설명 >

102: A/D 컨버터 104: 비대칭 보상기

106: 적응 등화기 108: 비터비 디코더

110: PRML 시스템 111: 평균값 계산기

112: 레벨 오차 검출기 113: 레벨 설정기

114: 레벨 조정기

본 발명은 비터비 레벨의 설정 방법과 이를 채용한 비터비 디코딩 장치 및 데이터 재생 시스템에 관한 것으로서, 특히 비대칭 파형의 평균값에 대응되도록 비터비 제로 레벨을 설정하는 방식의 비터비 레벨 적응(VLA: Viterbi Level Adaptation) 기술에 관한 것이다.

디스크 기록매체는 디스크 표면에 이진 신호를 기록한 다음 레이저를 입사시켜 반사된 파형을 독출함으로써 원래의 이진 신호를 재생하는 장치이다. 이 때 디스크 표면으로부터 독출한 신호를 RF (Radio Frequency) 신호라고 하며, RF 신호는 디스크의 물리적 특성과 광학적인 특성으로 인해 이진 신호가 아닌 아날로그 신호의 성질을 가진다. 따라서 아날로그 신호를 이진 신호로 변환하기 위한 이치화 과 정이 필요한데, 이치화 수단으로서는 가장 오류가 적은 이진 신호를 얻을 수 있는 비터비 디코더(Viterbi decoder)가 널리 사용된다. 비터비 디코더는 채널의 특성에 적합하도록 최적의 조건으로 이진 신호를 검출하며 종래의 신호 검출 회로(Sign detection circuit)나 재생 길이 정정(Run length correction) 방식에 비해 성능이 우수하다고 알려져 있다.

레이저를 입사시켜 반사시킨 RF 신호의 파형에는, 디스크의 물리적 특성과 광학적인 특성으로 인해서 비대칭 특성(Asymmetry property)이 나타나게 된다.

도 1에서 보듯이 원래의 RF 신호(So)는 양극성 최대 레벨(PMAX 레벨), 양극성 중간 레벨(PMID 레벨), 제로 레벨(ZERO 레벨), 음극성 중간 레벨(NMID 레벨), 음극성 최대 레벨(NMAX 레벨) 사이의 값을 갖는다. 여기서, 제로 레벨(ZERO 레벨)은 원래의 RF 신호(So)의 평균값에 대응된다.

그러나, 도 1에서와 같은 비대칭 특성을 갖는 비대칭 RF 신호(Sa)는 PMAX' 레벨, PMID' 레벨, ZERO' 레벨, NMID' 레벨, NMAX' 레벨 사이의 값을 갖게 된다. 결과적으로, 비대칭 RF 신호(Sa)는 원래의 RF 신호(So)의 평균값(제로 레벨)을 기준으로 할 때 그 상하가 대칭을 이루지 못하는 비대칭 파형이 되게 된다. 이러한 비대칭 특성은 비터비 디코더의 디코딩 동작에 있어서 오차를 크게 하며 비터비 디코딩 동작 속도를 느리게 하는 원인이 된다.

도 2는 비터비 디코더가 포함된 종래의 데이터 재생 시스템의 블록도를 나타 내는 도면이다.

종래의 데이터 재생 시스템은 A/D 컨버터(102), 비대칭 보상기(104), 적응 등화기(106), 비터비 디코더(108), 레벨 오차 검출기(112) 및 레벨 조정기(114)를 구비한다. 특히, 적응 등화기(106)와 비터비 디코더(108) 부분(또는 도 2처럼 레벨 오차 검출기와 레벨 조정기도 포함)을 함께 일컬어 PRML(Partial Response Maximum Likelihood) 시스템(110)이라고 한다.

디스크로부터 독출된 RF 신호는 A/D 컨버터(102)에 의해 디지털 신호로 변환되고 비대칭 보상기(104)에 의해 비대칭 특성이 완화되어 적응 등화기(106)로 입력된다. 적응 등화기(106)는 입력된 신호를 특정 주파수 영역에서 일정 비 만큼 증폭시킴으로써 채널의 특성을 명확하게 한다. 적응 등화기(106)의 출력 신호를 입력받는 비터비 디코더(108)는, 내부에 설정된 기준 비터비 레벨과 실제 입력된 신호와의 차이에 기초하여 비터비 알고리즘을 통해 이진 출력 신호를 출력한다.

이와 같은 비터비 디코더(108)의 동작에 있어 기준 비터비 레벨은 비터비 디코더(108)의 성능에 중대한 영향을 미치게 되므로, 입력되는 신호에 대하여 최적의 성능을 발휘하게 하는 기준 비터비 레벨의 설정이 요구된다.

기준 비터비 레벨을 설정하기 위하여 구비되는 레벨 오차 검출기(112) 및 레벨 조정기(114)에서, 레벨 오차 검출기(112)는 적응 등화기(106)의 출력 신호로부터 비터비 디코더(108)로 입력될 신호와 현재 설정된 기준 비터비 레벨 간의 오차를 검출한다. 레벨 조정기(114)는 레벨 오차 검출기(112)가 검출한 오차에 기초하여 비터비 디코더(108)의 기준 비터비 레벨을 조정 또는 재설정한다. 이와 같이 비 터비 레벨을 조정하거나 갱신 또는 재설정하는 것을 비터비 레벨 적응(VLA: Viterbi Level Adaptation)이라고 한다.

이와 같이 적응 등화기(106)의 출력 신호에 기초하여 비터비 레벨을 조정하는 기술이 대한민국 공개 발명 제 2001-0068846 호에 자세히 개시되어 있다.

그런데, 이와 같은 종래의 기술에서는 전체 비터비 레벨들 각각에 대하여 비터비 레벨 적응(VLA)을 실행시키는 방식을 취하였기 때문에, 이를 구현할 하드웨어의 로직 구성이 상대적으로 복잡하고, 비터비 레벨 적응(VLA)의 실행 측면에서도 높은 비터비 레벨 적응 속도를 기대하기 어렵다는 문제가 있다.

이와 같은 문제에 대한 해결책과 함께, 앞서 살펴본 바와 같이 RF 신호의 비대칭 특성이 비터비 디코딩 동작에서의 오차를 크게하고 비터비 디코딩 동작 속도를 느리게 하는 문제에 대한 해결책도 요구된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하여 간단한 로직 구성에 의하여 높은 비터비 디코딩 동작 속도를 발휘할 수 있는 비터비 레벨의 설정 방법 및 이를 채용한 비터비 디코딩 장치 및 데이터 재생 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명에 따른 비터비 레벨의 설정 방법은, A/D 컨버터가 출력하는 디지털 신호를 입력받아 입력된 디지털 신호의 평균값을 계산하는 단계; 상기 평균값을 비터비 제로(ZERO) 레벨에 대응시키는 단계; 전체 비터비 레벨들 상호 간의 레벨 간격값들을 입력받아, 상기 평균값과 상기 레벨 간격값들을 각각 더한 값들을, 상기 전체 비터비 레벨들 중에서 상기 비터비 제로 레벨을 제외한 비터비 기타 레벨들에 각각 대응시키는 단계; 및 상기 비터비 제로 레벨 및 상기 비터비 기타 레벨들에 상응하는 레벨 설정 신호를 상기 비터비 디코더로 출력하여 상기 전체 비터비 레벨들을 설정하는 단계를 구비한다.

또한, 본 발명에 따른 비터비 디코딩 장치는, 적응 등화기, 비터비 디코더, 평균값 계산기 및 레벨 설정기를 구비한다.

또한, 데이터 기록 매체로부터 독출된 RF 신호를 입력받아 원래의 데이터에 상응하는 이진 출력 신호를 출력하는 데이터 재생 시스템에 있어서, 본 발명에 따른 데이터 재생 시스템은, A/D 컨버터, 비대칭 보상기, 적응 등화기, 비터비 디코더, 평균값 계산기 및 레벨 설정기를 구비한다.

상기 A/D 컨버터는 RF 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하는 역할을 담당한다. 상기 비대칭 보상기는 상기 A/D 컨버터로부터 입력된 디지털 신호에 대하여 비대칭(Asymmetry) 성분을 보상 처리하여 보상 처리된 디지털 신호를 출력한다. 상기 적응 등화기는 데이터 재생 시스템에 구비되는 A/D 컨버터로부터 디지털 신호를 입력받아 입력된 디지털 신호의 주파수 특성을 기 설정된 적응 등화 필터 계수에 상응하도록 변환시키는 역할을 담당한다. 상기 비터비 디코더는 상기 적응 등화기로부터 출력되는 신호를 비터비 알고리즘을 통해 디코딩하여 이진 출력 신호를 출력한다. 상기 평균값 계산기는 상기 A/D 컨버터로부터 디지털 신호를 입력받아 입력된 디지털 신호의 평균값을 계산한다. 상기 레벨 설정기는 전체 비터비 레벨들 상호 간의 레벨 간격값들과 상기 평균값을 입력받아, 상기 평균값에 대응되는 비터 비 제로(ZERO) 레벨 및 상기 평균값과 상기 레벨 간격값들을 각각 더한 값들에 각각 대응되는 비터비 기타 레벨들에 상응하는 레벨 설정 신호를 상기 비터비 디코더로 출력하여 상기 전체 비터비 레벨들을 설정하는 역할을 담당한다.

본 발명에 있어서, 상기 레벨 설정 신호는, 상기 적응 등화기로도 출력될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 적응 등화기는, 상기 레벨 설정 신호로부터 상기 비터비 제로 레벨과 상기 비터비 기타 레벨들을 제공받아, 적응 등화 필터 계수를 재설정할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 적응 등화기는, 상기 적응 등화 필터 계수의 재설정에 의하여, 상기 A/D 컨버터로부터 입력받는 상기 디지털 신호의 각 레벨을, 상기 비터비 제로 레벨과 상기 비터비 기타 레벨들까지 부스팅(Boosting)함으로써, 상기 비터비 디코더의 디코딩 동작시 발생하는 레벨 오차를 미리 줄일 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 평균값 계산기는, 외부의 선택 명령에 의하여, 상기 A/D 컨버터로부터 입력된 디지털 신호의 평균값을 계산하는 동작과 상기 비대칭 보상기로부터 입력된 상기 보상 처리된 디지털 신호의 평균값을 계산하는 동작을 선택적으로 수행할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 비터비 기타 레벨들은, 비터비 양극성 최대 레벨, 비터비 양극성 중간 레벨, 비터비 음극성 중간 레벨 및 비터비 음극성 최대 레벨을 포함한다.

본 발명에 있어서, 상기 레벨 간격값들은, 상기 비터비 제로 레벨로부터 각 각 상기 비터비 양극성 최대 레벨, 상기 비터비 양극성 중간 레벨, 상기 비터비 음극성 중간 레벨 및 상기 비터비 음극성 최대 레벨까지의 간격값들을 의미한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명을 설명하기에 앞서, 먼저 전체 비터비 레벨들 각각에 대하여 비터비 레벨 적응(VLA)을 실행시키는 방식에 대하여 자세히 살펴 본다.

레벨 오차 검출기(112)는 적응 등화기(106)의 출력 신호를 입력받으며, 또한 외부 제어기(예컨대, 마이크로 컨트롤러)로부터 기준 비터비 레벨들(예컨대, 기준 PMAX 레벨, 기준 PMID 레벨, 기준 ZERO 레벨, 기준 NMID 레벨 및 기준 NMAX 레벨)에 관한 제어 신호(Sc)를 입력받는다. 레벨 오차 검출기(112)는 적응 등화기(106)의 출력 신호와 기준 비터비 레벨들과의 오차(예컨대, PMAX 레벨 오차, PMID 레벨 오차, ZERO 레벨 오차, NMID 레벨 오차 및 NMAX 레벨 오차)를 검출하여 레벨 조정기(114)로 출력한다.

레벨 조정기(114)는 레벨 오차 검출기(112)로부터 입력받은 오차에 기초하여 전체 비터비 레벨들을 조정한다. 이와 같은 비터비 레벨의 조정은 기대 레벨 적응 알고리즘(ELAA: Expected Level Adaptation Algorithm)에 의해 수행된다.

기대 레벨 적응 알고리즘(ELAA)이란, 적응 등화기(106)의 출력 신호와 기준 비터비 레벨들과의 오차를 누적하여, 누적된 오차값이 미리 설정한 한계값(Threshold value)에 다다르면, 그 오차를 상쇄하는 방향으로 비터비 레벨들을 조정하는 알고리즘이다.

레벨 조정기(114)는 이와 같은 기대 레벨 적응 알고리즘(ELAA)에 의해서 비터비 디코더(108)의 전체 비터비 레벨들을 조정하게 된다. 도 3에서 보듯이 제어 신호(Sc)를 통하여 레벨 오차 검출기(112)로 입력된 기준 PMAX 레벨, 기준 PMID 레벨, 기준 ZERO 레벨, 기준 NMID 레벨 및 기준 NMAX 레벨은, 레벨 오차 검출기(112) 및 레벨 조정기(114)를 통하여, 조정 PMAX 레벨, 조정 PMID 레벨, 조정 ZERO 레벨, 조정 NMID 레벨 및 조정 NMAX 레벨로 각각 조정된다.

도 3과 같은 비터비 레벨 적응(VLA) 방식에서는, 처음 설정된 기준 비터비 레벨들(예컨대, 도 3에서의 기준 PMAX 레벨, 기준 PMID 레벨, 기준 ZERO 레벨, 기준 NMID 레벨 및 기준 NMAX 레벨)이 오차를 상쇄하는 방향으로 각각 조정되어 조정 비터비 레벨들(예컨대, 도 3에서의 조정 PMAX 레벨, 조정 PMID 레벨, 조정 ZERO 레벨, 조정 NMID 레벨 및 조정 NMAX 레벨)로 각각 재설정되게 된다.

도 3과 같은 비터비 레벨 적응(VLA) 방식은, 전체 비터비 레벨들 각각에 대하여 조정이 실행되어야 하므로, 이를 구현할 하드웨어의 로직 구성이 상대적으로 복잡하고, 비터비 레벨 적응(VLA)의 실행 측면에서도 높은 비터비 레벨 적응 속도를 기대하기 어렵다.

따라서, 이와 같은 문제점을 극복하기 위하여 본 발명에서는 도 4b와 같은 개념을 제안한다.

즉, 처음 설정된 비터비 제로(ZERO) 레벨에 대하서만 조정을 실행시키고, 전체 비터비 레벨들 중에서 비터비 제로 레벨을 제외한 비터비 레벨들(이하, "비터비 기타 레벨들"이라 한다)에 대하여는, 조정된 비터비 제로 레벨로부터 레벨 간격값들(d1 내지 d6) 만큼 떨어진 레벨 위치에 비터비 레벨을 설정하는 방식을 적용한다.

예컨대, 처음 설정된 비터비 제로 레벨(ZERO 레벨)이 조정되면, 조정된 비터비 제로 레벨(ZERO 레벨)로부터 d1 만큼 떨어진 레벨 위치에는 비터비 양극성 중간 레벨(PMID 레벨)이 설정되고, d2 만큼 떨어진 레벨 위치에는 비터비 양극성 최대 레벨(PMAX 레벨)이 설정되고, d4 만큼 떨어진 레벨 위치에는 비터비 음극성 중간 레벨(NMID 레벨)이 설정되며, d5 만큼 떨어진 레벨 위치에는 비터비 음극성 최대 레벨(NMAX 레벨)이 설정된다.

물론 도 4b에서 보듯이 비터비 양극성 중간 레벨(PMID 레벨)이 설정되면 그로부터 d3 만큼 떨어진 레벨 위치에 비터비 양극성 최대 레벨(PMAX 레벨)을 설정할 수도 있고, 비터비 음극성 중간 레벨(NMID 레벨)이 설정되면 그로부터 d6 만큼 떨어진 레벨 위치에 비터비 음극성 최대 레벨(NMAX 레벨)을 설정할 수도 있다.

한편, 본 발명에서는 비터비 제로 레벨(ZERO 레벨)을 조정함에 있어서도 기 존과는 다른 방식을 사용한다. 즉, 종래에는 처음 설정된 비터비 제로 레벨(ZERO 레벨)을 기대 레벨 적응 알고리즘(ELAA)에 의해서 오차를 상쇄시키는 방향으로 재설정하는 방식을 취하였지만, 본 발명에서는 비터비 제로 레벨(ZERO 레벨)이 비대칭 파형의 평균값에 대응되도록 설정하는 방식을 취한다.

이하의 도 5 및 도 6에 대한 설명에서는, 본 발명에 따라 비대칭 파형의 평균값에 대응되도록 비터비 제로 레벨(ZERO 레벨)을 설정하는 방식에 대하여 자세히 살펴본다.

본 발명에 따른 데이터 재생 시스템은, 데이터 기록 매체로부터 독출된 RF 신호를 입력받아 원래의 데이터에 상응하는 이진 출력 신호를 출력하기 위하여, A/D 컨버터(102), 비대칭 보상기(104), 적응 등화기(106), 비터비 디코더(108), 평균값 계산기(111) 및 레벨 설정기(113)를 구비한다.

A/D 컨버터(102)는 RF 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하는 역할을 담당한다. A/D 컨버터(102)의 출력 신호는 비대칭 보상기(104)와 평균값 계산기(111)로 입력된다.

비대칭 보상기(104)는 A/D 컨버터(102)로부터 입력된 디지털 신호에 대하여 비대칭(Asymmetry) 성분을 보상 처리하여 보상 처리된 디지털 신호를 출력한다. 신호에 비대칭 현상이 나타나게 되면 그 신호의 평균값이 원래 예상했던 평균값에서 변동되므로 이를 비대칭 보상기(104)에 의하여 보상하려는 것이다.

적응 등화기(Adaptation equalizer. 106)는 비대칭 보상기(104)로부터 보상 처리된 디지털 신호를 입력받아, 입력받는 보상 처리된 디지털 신호의 주파수 특성을 기 설정된 적응 등화 필터 계수에 상응하도록 변환시키는 역할을 담당한다.

적응 등화기(106)는 FIR(Finite Impulse Response) 필터 등의 적응 등화 필터를 통해 구현될 수 있으며, 적응 등화 필터는 적응 등화 필터 계수에 의하여 그 필터링 특성이 결정된다고 할 수 있다.

적응 등화기(106)는 레벨 설정기(113)로부터 레벨 설정 신호(Ss. 레벨 설정기 113에 대한 설명 부분에서 자세히 설명한다)를 전송받아 적응 등화 필터 계수를 재설정할 수 있다.

비터비 디코더(Viterbi decoder. 108)는 적응 등화기(106)로부터 출력되는 신호를 비터비 알고리즘을 통해 디코딩하여 이진 출력 신호를 출력한다. 비터비 디코더(108)는 RF 신호에 담겨 있는 원래의 데이터를 최종적으로 이진 출력 신호로 복원하여 출력하는 것이다.

평균값 계산기(111)는 A/D 컨버터(102)로부터의 디지털 신호 또는 비대칭 보상기(104)로부터의 보상 처리된 디지털 신호를 입력받아, 입력된 신호의 평균값을 계산한다. 즉, 평균값 계산기(111)가 출력하는 평균값은 A/D 컨버터(102)가 출력하는 디지털 신호의 평균값 또는 비대칭 보상기(104)가 출력하는 보상 처리된 디지털 신호의 평균값 중에서 선택될 수 있다.

레벨 설정기(113)는 외부 제어기(예컨대, 마이크로 컨트롤러)로부터 전체 비터비 레벨들 상호 간의 레벨 간격값들(예컨대, 도 4b에서 설명되었던 d1 내지 d6) 을 입력받으며, 또한 평균값 계산기(111)로부터 평균값을 입력받는다.

레벨 설정기(113)가 외부 제어기로부터 입력받는 전체 비터비 레벨들 상호 간의 레벨 간격값들로는, 비터비 제로 레벨(예컨대, 도 4b에서의 ZERO 레벨)로부터 비터비 양극성 최대 레벨(도 4b에서의 PMAX 레벨)까지의 간격값(도 4b에서의 d2), 비터비 제로 레벨(ZERO 레벨)로부터 비터비 양극성 중간 레벨(PMID 레벨)까지의 간격값(d1), 비터비 제로 레벨(ZERO 레벨)로부터 비터비 음극성 중간 레벨(NMID 레벨)까지의 간격값(d4) 및 비터비 제로 레벨(ZERO 레벨)로부터 비터비 음극성 최대 레벨(NMAX 레벨)까지의 간격값(d5) 등이 있다. 다만, 이는 본 발명의 일 실시예에 불과하므로, 전체 비터비 레벨들이 이 경우보다 더 다양한 경우에는, 레벨 설정기(113)가 외부 제어기로부터 입력받는 전체 비터비 레벨들 상호 간의 레벨 간격값들도 그 만큼 다양해진다.

레벨 설정기(113)는 평균값 계산기(111)로부터 입력받은 평균값을 비터비 제로(ZERO) 레벨에 대응시키고, 외부 제어기로부터 입력받은 레벨 간격값들을 각각 상기 평균값과 더한 값들을 비터비 기타 레벨들(예컨대, 위의 경우에서는 비터비 양극성 최대 레벨, 비터비 양극성 중간 레벨, 비터비 음극성 중간 레벨 및 비터비 음극성 최대 레벨)에 각각 대응시킨다.

비터비 제로 레벨과 비터비 기타 레벨들에 상응하는 레벨 설정 신호(Ss)는 비터비 디코더(108)로 출력되어 전체 비터비 레벨들을 설정하는 데 사용된다.

또한, 앞서 설명한 바와 같이 레벨 설정 신호(Ss)는 적응 등화기(106)로도 출력되며, 레벨 설정 신호(Ss)를 입력받은 적응 등화기(106)는 레벨 설정 신호(Ss) 에 담겨 있는 비터비 제로 레벨과 비터비 기타 레벨들에 기초하여 적응 등화 필터 계수를 재설정한다.

적응 등화기(106)는, 이와 같은 적응 등화 필터 계수의 재설정에 의하여, 비대칭 보상기(104)로부터 입력받는 보상 처리된 디지털 신호의 각 레벨을, 비터비 제로 레벨과 비터비 기타 레벨들까지 부스팅(Boosting)함으로써, 비터비 디코더(108)의 디코딩 동작시 발생하는 레벨 오차를 미리 줄일 수 있게 한다. 적응 등화기(106)에 의한 적응 등화 필터 계수의 재설정은, 위와 같이 레벨 오차를 미리 줄일 수 있게 하여 비터비 디코더(108)의 성능을 향상시킨다.

이와 같은 구성 요소를 구비하는 데이터 재생 시스템에서, 비터비 디코더의 비터비 레벨들을 설정하는 방법을 중점적으로 살펴보면 다음과 같이 설명될 수 있다. 즉, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비터비 레벨의 설정 방법은 다음과 같다.

먼저, A/D 컨버터(102)가 출력하는 디지털 신호를 입력받아 입력된 디지털 신호의 평균값을 계산하는 단계를 거친다.

그리고, 계산된 평균값은 비터비 제로(ZERO) 레벨에 대응시킨다.

다음으로, 전체 비터비 레벨들 상호 간의 레벨 간격값들(도 4b 또는 도 5에서의 d1 내지 d6)을 입력받아, 상기 평균값과 상기 레벨 간격값들을 각각 더한 값들을, 전체 비터비 레벨들 중에서 상기 비터비 제로 레벨(비터비 ZERO 레벨)을 제외한 비터비 기타 레벨들(예컨대, 비터비 PMAX 레벨, 비터비 PMID 레벨, 비터비 NMID 레벨 및 비터비 NMAX 레벨)에 각각 대응시키는 단계를 거친다.

그리고, 상기 비터비 제로 레벨 및 상기 비터비 기타 레벨들에 상응하는 레벨 설정 신호(Ss)를 비터비 디코더(108)로 출력하여 전체 비터비 레벨들을 설정하는 단계를 구비시킨다.

앞서 살펴본 바와 같이 레벨 설정 신호(Ss)는, 적응 등화기(106)로도 출력되어 적응 등화기(106)의 적응 등화 필터 계수가 재설정되도록 한다.

한편, 상기 평균값은 A/D 컨버터(102)가 출력하는 디지털 신호 외에 비대칭 보상기(104)가 출력하는 보상 처리된 디지털 신호로부터도 계산될 수 있다.

종래와 같이 전체 비터비 레벨들 각각에 대하여 비터비 레벨 적응(VLA)을 실행시키는 방식에 비하여 본 발명은, 비터비 제로 레벨(ZERO 레벨)은 비대칭 파형의 평균값에 대응되도록 설정하고 나머지 비터비 기타 레벨들은 비터비 제로 레벨에 기초하여 자동적으로 비터비 레벨이 설정되도록 하는 방식을 취함으로써, 비터비 레벨 적응(VLA) 속도를 높일 수 있고, 비교적 간단한 로직 구성에 의하여 비터비 레벨 적응(VLA)을 실행시킬 수 있다. 또한, 비터비 제로 레벨(ZERO 레벨)이 비대칭 파형의 평균값에 대응되도록 설정된다는 점에서, 본 발명은 RF 신호의 비대칭(Asymmetry)에 의해 발생되는 비터비 디코더의 기능 저하를 보상할 수 있는 효과도 발휘한다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비터비 디코딩 장치를 도시하는 도면이다. 본 발명에 따른 비터비 디코딩 장치는 적응 등화기(106), 비터비 디코더(108), 평균값 계산기(111) 및 레벨 설정기(113)를 구비한다.

본 발명에 따른 비터비 디코딩 장치의 구성 요소는 도 5에서 설명된 데이터 재생 시스템의 구성 요소와 유사한 기능을 수행한다. 즉, 적응 등화기(Adaptation equalizer. 106)는 데이터 재생 시스템에 구비되는 A/D 컨버터로부터 디지털 신호를 입력받아 입력된 디지털 신호의 주파수 특성을 기 설정된 적응 등화 필터 계수에 상응하도록 변환시키는 역할을 담당하고, 비터비 디코더(Viterbi decoder. 108)는 적응 등화기(106)로부터 출력되는 신호를 비터비 알고리즘을 통해 디코딩하여 이진 출력 신호를 출력하며, 평균값 계산기(111)는 A/D 컨버터로부터 디지털 신호(S1)를 입력받아 입력된 디지털 신호(S1)의 평균값을 계산한다.

그리고, 레벨 설정기(113)는 전체 비터비 레벨들 상호 간의 레벨 간격값들(도 6의 d1 내지 d6)과 상기 평균값을 입력받아, 상기 평균값에 대응되는 비터비 제로 레벨(비터비 ZERO 레벨) 및 상기 평균값과 상기 레벨 간격값들을 각각 더한 값들에 각각 대응되는 비터비 기타 레벨들(도 6의 비터비 PMAX 레벨, 비터비 PMID 레벨, 비터비 NMID 레벨 및 비터비 NMAX 레벨)에 상응하는 레벨 설정 신호(Ss)를 비터비 디코더(108)로 출력하여 전체 비터비 레벨들을 설정한다.

레벨 설정기(113)가 출력하는 레벨 설정 신호(Ss)는 적응 등화기(106)로도 출력되어 적응 등화기(106)의 적응 등화 필터 계수가 재설정되도록 한다. 적응 등화기(106)는, 적응 등화 필터 계수의 재설정에 의하여, 상기 A/D 컨버터로부터 입력받는 디지털 신호의 각 레벨을, 상기 비터비 제로 레벨과 상기 비터비 기타 레벨들까지 부스팅(Boosting)함으로써, 비터비 디코더(108)의 디코딩 동작시 발생하는 레벨 오차를 미리 줄인다.

본 발명에 따른 비터비 디코딩 장치는, A/D 컨버터로부터 디지털 신호를 입 력받아, 입력된 디지털 신호에 대하여 비대칭(Asymmetry) 성분을 보상하는 처리를 수행하여, 보상 처리된 디지털 신호를 적응 등화기(106)로 출력하는 비대칭 보상기(예컨대, 도 5의 104)를 더 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 비터비 디코딩 장치에 상기 비대칭 보상기(도 5의 104)가 더 구비되는 경우에, 상기 평균값 계산기(111)는 외부의 선택 명령에 의하여 A/D 컨버터로부터 입력된 디지털 신호(S1)의 평균값을 계산하는 동작과 비대칭 보상기로부터 입력된 보상 처리된 디지털 신호(S2)의 평균값을 계산하는 동작을 선택적으로 수행할 수 있다.

본 발명에 따른 비터비 디코딩 장치에서 상기 비터비 기타 레벨들은, 비터비 양극성 최대 레벨(도 6에서의 비터비 PMAX 레벨), 비터비 양극성 중간 레벨(비터비 PMID 레벨), 비터비 음극성 중간 레벨(비터비 NMID 레벨) 및 비터비 음극성 최대 레벨(비터비 NMAX 레벨)을 포함한다.

또한, 전체 비터비 레벨들 상호 간의 레벨 간격값들은, 비터비 제로 레벨(비터비 ZERO 레벨)로부터 각각 비터비 양극성 최대 레벨(비터비 PMAX 레벨), 비터비 양극성 중간 레벨(비터비 PMID 레벨), 비터비 음극성 중간 레벨(비터비 NMID 레벨) 및 비터비 음극성 최대 레벨(비터비 NMAX 레벨)까지의 간격값을 의미한다.

이상에서는 도면에 도시된 구체적인 실시예를 참고하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하므로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자라면 이로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등 및 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 보호 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, RF 신호의 비대칭(Asymmetry)에 의해 발생되는 비터비 디코더의 기능 저하를 보상하고, 간단한 로직 구성으로 비터비 레벨 적응(VLA)을 실현할 수 있으며, 기존 방식에 비해 빠른 속도로 비터비 레벨 적응(VLA)을 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims

A/D 컨버터, 적응 등화기(Adaptation equalizer) 및 비터비 디코더(Viterbi decoder)를 구비하는 비터비 디코딩 장치에서 상기 비터비 디코더의 비터비 레벨을 설정하는 방법에 있어서,

상기 A/D 컨버터가 출력하는 디지털 신호를 입력받아 입력된 디지털 신호의 평균값을 계산하는 단계;

상기 평균값을 비터비 제로(ZERO) 레벨에 대응시키는 단계;

전체 비터비 레벨들 상호 간의 레벨 간격값들을 입력받아, 상기 평균값과 상기 레벨 간격값들을 각각 더한 값들을, 상기 전체 비터비 레벨들 중에서 상기 비터비 제로 레벨을 제외한 비터비 기타 레벨들에 각각 대응시키는 단계; 및

상기 비터비 제로 레벨 및 상기 비터비 기타 레벨들에 상응하는 레벨 설정 신호를 상기 비터비 디코더로 출력하여 상기 전체 비터비 레벨들을 설정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 비터비 레벨의 설정 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 레벨 설정 신호는,

상기 적응 등화기로도 출력되는 것을 특징으로 하는 비터비 레벨의 설정 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 적응 등화기로 출력된 상기 레벨 설정 신호는,

상기 적응 등화기에 상기 비터비 제로 레벨 및 상기 비터비 기타 레벨들을 제공하여, 상기 적응 등화기의 적응 등화 필터 계수가 재설정되도록 하는 것을 특징으로 하는 비터비 레벨의 설정 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 비터비 디코딩 장치는 비대칭 보상기를 더 구비하며,

상기 평균값은 상기 A/D 컨버터가 출력하는 디지털 신호 외에 상기 비대칭 보상기가 출력하는 디지털 신호로부터도 계산될 수 있는 것을 특징으로 하는 비터비 레벨의 설정 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 비터비 기타 레벨들은,

비터비 양극성 최대 레벨, 비터비 양극성 중간 레벨, 비터비 음극성 중간 레벨 및 비터비 음극성 최대 레벨을 포함하는 것을 특징으로 하는 비터비 레벨의 설정 방법.
제 5 항에 있어서, 상기 레벨 간격값들은,

상기 비터비 제로 레벨로부터 각각 상기 비터비 양극성 최대 레벨, 상기 비터비 양극성 중간 레벨, 상기 비터비 음극성 중간 레벨 및 상기 비터비 음극성 최대 레벨까지의 간격값들인 것을 특징으로 하는 비터비 레벨의 설정 방법.
데이터 재생 시스템에 구비되는 A/D 컨버터로부터 디지털 신호를 입력받아 입력된 디지털 신호의 주파수 특성을 기 설정된 적응 등화 필터 계수에 상응하도록 변환시키는 적응 등화기(Adaptation equalizer);

상기 적응 등화기로부터 출력되는 신호를 비터비 알고리즘을 통해 디코딩하여 이진 출력 신호를 출력하는 비터비 디코더(Viterbi decoder);

상기 A/D 컨버터로부터 디지털 신호를 입력받아 입력된 디지털 신호의 평균값을 계산하는 평균값 계산기; 및

전체 비터비 레벨들 상호 간의 레벨 간격값들과 상기 평균값을 입력받아, 상기 평균값에 대응되는 비터비 제로(ZERO) 레벨 및 상기 평균값과 상기 레벨 간격값들을 각각 더한 값들에 각각 대응되는 비터비 기타 레벨들에 상응하는 레벨 설정 신호를 상기 비터비 디코더로 출력하여 상기 전체 비터비 레벨들을 설정하는 레벨 설정기를 구비하는 것을 특징으로 하는 비터비 디코딩 장치.
제 7 항에 있어서, 상기 레벨 설정 신호는,

상기 적응 등화기로도 출력되는 것을 특징으로 하는 비터비 디코딩 장치.
제 8 항에 있어서, 상기 적응 등화기는,

상기 레벨 설정 신호로부터 상기 비터비 제로 레벨과 상기 비터비 기타 레벨들을 제공받아, 적응 등화 필터 계수를 재설정하는 것을 특징으로 하는 비터비 디코딩 장치.
제 9 항에 있어서, 상기 적응 등화기는,

상기 적응 등화 필터 계수의 재설정에 의하여, 상기 A/D 컨버터로부터 입력받는 상기 디지털 신호의 각 레벨을, 상기 비터비 제로 레벨과 상기 비터비 기타 레벨들까지 부스팅(Boosting)함으로써, 상기 비터비 디코더의 디코딩 동작시 발생하는 레벨 오차를 미리 줄이는 것을 특징으로 하는 비터비 디코딩 장치.
제 7 항에 있어서, 상기 비터비 디코딩 장치는,

상기 A/D 컨버터로부터 디지털 신호를 입력받아, 입력된 디지털 신호에 대하여 비대칭(Asymmetry) 성분을 보상하는 처리를 수행하여, 보상 처리된 디지털 신호를 상기 적응 등화기로 출력하는 비대칭 보상기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 비터비 디코딩 장치.
제 11 항에 있어서, 상기 평균값 계산기는,

외부의 선택 명령에 의하여, 상기 A/D 컨버터로부터 입력된 디지털 신호의 평균값을 계산하는 동작과 상기 비대칭 보상기로부터 입력된 상기 보상 처리된 디지털 신호의 평균값을 계산하는 동작을 선택적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 비터비 디코딩 장치.
제 7 항에 있어서, 상기 비터비 기타 레벨들은,

비터비 양극성 최대 레벨, 비터비 양극성 중간 레벨, 비터비 음극성 중간 레벨 및 비터비 음극성 최대 레벨을 포함하는 것을 특징으로 하는 비터비 디코딩 장치.
제 13 항에 있어서, 상기 레벨 간격값들은,

상기 비터비 제로 레벨로부터 각각 상기 비터비 양극성 최대 레벨, 상기 비터비 양극성 중간 레벨, 상기 비터비 음극성 중간 레벨 및 상기 비터비 음극성 최대 레벨까지의 간격값들인 것을 특징으로 하는 비터비 디코딩 장치.
데이터 기록 매체로부터 독출된 RF 신호를 입력받아 원래의 데이터에 상응하는 이진 출력 신호를 출력하는 데이터 재생 시스템에 있어서,

상기 RF 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터;

상기 A/D 컨버터로부터 입력된 디지털 신호에 대하여 비대칭(Asymmetry) 성분을 보상 처리하여 보상 처리된 디지털 신호를 출력하는 비대칭 보상기;

입력받는 상기 보상 처리된 디지털 신호의 주파수 특성을 기 설정된 적응 등화 필터 계수에 상응하도록 변환시키는 적응 등화기(Adaptation equalizer);

상기 적응 등화기로부터 출력되는 신호를 비터비 알고리즘을 통해 디코딩하여 이진 출력 신호를 출력하는 비터비 디코더(Viterbi decoder);

상기 A/D 컨버터로부터의 상기 디지털 신호 또는 상기 비대칭 보상기로부터의 상기 보상 처리된 디지털 신호를 입력받아, 입력된 신호의 평균값을 계산하는 평균값 계산기; 및

전체 비터비 레벨들 상호 간의 레벨 간격값들과 상기 평균값을 입력받아, 상기 평균값에 대응되는 비터비 제로(ZERO) 레벨 및 상기 평균값과 상기 레벨 간격값들을 각각 더한 값들에 각각 대응되는 비터비 기타 레벨들에 상응하는 레벨 설정 신호를 상기 비터비 디코더로 출력하여 상기 전체 비터비 레벨들을 설정하는 레벨 설정기를 구비하는 것을 특징으로 하는 데이터 재생 시스템.
제 15 항에 있어서, 상기 적응 등화기는,

상기 레벨 설정기로부터 상기 레벨 설정 신호를 전송받아, 적응 등화 필터 계수를 재설정하는 것을 특징으로 하는 데이터 재생 시스템.
제 16 항에 있어서, 상기 적응 등화기는,

상기 적응 등화 필터 계수의 재설정에 의하여, 상기 비대칭 보상기로부터 입력받는 상기 보상 처리된 디지털 신호의 각 레벨을, 상기 비터비 제로 레벨과 상기 비터비 기타 레벨들까지 부스팅(Boosting)함으로써, 상기 비터비 디코더의 디코딩 동작시 발생하는 레벨 오차를 미리 줄이는 것을 특징으로 하는 데이터 재생 시스템.
제 15 항에 있어서, 상기 레벨 간격값들은,

상기 비터비 제로 레벨로부터 비터비 양극성 최대 레벨까지의 간격값, 상기 비터비 제로 레벨로부터 비터비 양극성 중간 레벨까지의 간격값, 상기 비터비 제로 레벨로부터 비터비 음극성 중간 레벨까지의 간격값 및 상기 비터비 제로 레벨로부터 비터비 음극성 최대 레벨까지의 간격값인 것을 특징으로 하는 데이터 재생 시스템.