KR20000021541A - 광디스크 재생시스템의 비터비 복호방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광디스크에 사용중인 EFM(Eight-to-Fourteen Modulation) 또는 EFMplus 부호의 (2,10)RLL(Run Length Limited) 특성을 고려하여 데이터를 복호하는 광디스크 재생시스템의 비터비 복호방법에 관한 것이다.

본 발명은 현재 광디스크에 사용중인 EFM 또는 EFMplus 부호의 (2,10)RLL 특성 즉, '1'과 '1' 사이에 적어도 2개 이상의 '0'이 존재해야 함을 고려하여 입력 신호 y_k에 대해 결정되는 천이 경로 형태의 이전 상태값(S₀→ '0', S₁→ '1')에 대응되는 b_k(NRZI 부호)를 구한 다음 [1+D]_mod2연산하여 a_k(EFM 또는 EFMplus 부호)를 복호함으로써 복호된 데이터의 비트 에러율을 감소시키고, 그로 인해 광디스크의 기록 용량이 증가하여 트랙 심볼간 크로스토크가 유발되는 고밀도 광디스크에 적용되어도 원래의 데이터를 충실하게 복호할 수 있는 효과가 있다.

Description

광디스크 재생시스템의 비터비 복호방법(Viterbi decoding method of an optical disc reproduction system)

본 발명은 광디스크 재생시스템의 비터비 복호방법에 관한 것으로서, 특히 광디스크에 사용중인 EFM(Eight-to-Fourteen Modulation) 또는 EFMplus 부호의 (2,10)RLL(Run Length Limited) 특성을 고려하여 데이터를 복호하는 광디스크 재생시스템의 비터비 복호방법에 관한 것이다.

광학적 정보 저장장치는 대용량의 정보 저장 매체 중 가장 효과적인 해결책으로 자리잡아 왔다. 하지만, 초고용량의 필요성은 더욱 증가하고 있으며, 광디스크도 이러한 시대적 요구에 부응하기 위하여 다양한 용량 증가 방법이 모색되어 왔다. 아울러, 반복적인 기록 및 소거가 가능한 광디스크에 대한 연구도 활발하여 수 Gbyte 급 용량을 가지는 기록 가능한 광디스크의 출현을 눈앞에 두고 있다. 상기 반복 기록 가능한 광디스크는 크게 광 자기형(magneto-optical)과 상 변화형(phase change)의 두 가지로 구분할 수 있으며, 현재 수 Gbyte 급에 대한 연구가 진행중이다.

CD(Compact Disk)나 DVD(Digital Versatile Disk)와 같은 광학 메모리에서 정보 저장 용량을 늘리기 위한 방법에는 크게 3가지 방법이 있다. 첫 번째 광원의 단파장화, 두 번째 디스크 미디어의 광학 감도 개선 및 기록 방법 개선, 세 번째 신호처리에 의한 데이터 효율 향상 및 오류율 저감 등이 그것들이다. 그 중 첫 번째 방법이 고밀도화에 가장 효율적인 방법이지만 단파장의 반도체 레이저의 개발에는 많은 시간이 필요하므로 최근에는 세 번째 방법인 신호처리에 의해 기록 밀도를 향상시키는 연구가 활발히 진행중이며, 그 대표적인 예가 디지털 통신이나 하드디스크에 사용중인 PRML(Partial Response Maximum Likelihood) 기술을 적용하는 것이다.

상기한 PRML 기술은 PR 과 ML 이라는 2개의 기술을 복합한 기술이다. 상기 PR 기술은 채널에서 생기는 심볼간 간섭을 역으로 이용하여 제한된 대역에서 전송율(또는 밀도)을 높이는 역할을 한다. 상기 ML 기술은 비터비 알고리즘(viterbi algorithm)을 사용하여 데이터를 복원하는 기술이다. 상기 비터비 알고리즘은 각 데이터간에 상관 관계를 가지도록 전송을 하고, 그 데이터열에서 원래의 데이터열을 복원할 때는 최고 가능성 있는 데이터열을 선택하여 출력시킴으로써 에러율 특성을 개선시키는데 효과적인 방법이다.

아울러, 현재 상용화된 CD 와 DVD 에는 데이터 부호화법으로 EFM과 EFMplus 를 채용하고 있다. 상기 EFM 과 EFMplus 는 둘 다 마크의 크기가 3T∼11T(T: 채널 비트의 주기)로 제한된 (2,10)RLL 부호법이다. 여기서, 최소 런(run)의 길이를 제한하는 것은 NRZI(Non- Return-to-Zero-Invert)와 더불어 마크의 최소 길이를 제한하여 심볼간 신호 간섭을 줄이기 위함이고, 최대 런의 길이를 제한하는 것은 재생 신호에서 클록 성분을 회복하기 쉽도록 하기 위함이다.

일반적으로 PR 특성은 다음 수학식 1과 같은 다항식으로 정의한다. 수학식 1에서 D 는 지연 연산자로서 D = e^-jωT이고, T 는 심볼 데이터 간격이다.

한편, 광디스크의 채널 특성은 로우 패스 필터의 특성을 가지므로 이와 유사한 특성을 가지는 PR(1,1)을 타겟 모델로 하는 경우가 많다. 상기 PR(1,1)은 다음 수학식 2와 같은 특성을 가진다.

종래 기술에 의한 비터비 복호방법은 입력 신호에 y_k에 대하여 평가량 M = L_k-1(S₀) - L_k-1(S₁) + 2y_k를 계산하고, 그 결과치가 3가지 형태의 천이 경로 중 어떤 천이 경로 형태의 조건을 만족하는가를 판단하여 입력 신호 y_k에 대한 천이 경로 형태를 결정하고, 그 과정을 반복하여 연속되는 입력 신호에 대한 각각의 천이 경로들을 결정하면서 생존 경로(survival path)를 결정하며, 생존 경로들을 역추적함으로써 원래의 데이터를 복호하는 것이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 비터비 복호방법은 각 시간에서 상태수가 2개만 존재하므로 평가량 계산이 비교적 용이하고, 따라서 비터비 복호기도 비교적 쉽게 구현할 수 있지만, 복호 완료된 데이터의 에러 발생율이 매우 높은 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 현재 광디스크에 사용중인 EFM 또는 EFMplus 부호의 (2,10)RLL 특성을 고려하여 원래의 데이터를 복호함으로써, 복호된 데이터의 비트 에러율을 감소시킬 수 있는 광디스크 재생시스템의 비터비 복호방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 광디스크 재생시스템의 비터비 복호방법은 광디스크의 재생 신호에 대한 평가량을 근거로 하여 이전 상태를 확정할 수 있는 제 1 및 제 3 천이 경로 형태와 이전 상태를 확정할 수 없는 제 2 천이 경로 형태 중 하나를 결정하고, 결정된 천이 경로들을 역추적하여 원신호로 복호하는 광디스크 재생시스템의 비터비 복호방법에 있어서, 상기 제 1, 2, 3 천이 경로 형태가 연속적으로 결정되는 회수를 각각 카운트하는 제 1 단계와; 현재 재생 신호가 입력되면 상기 제 1 또는 제 3 천이 경로 형태에 대한 카운트값이 3 이상인가를 판단하는 제 2 단계와; 카운트값이 3 미만이면 평가량에 관계없이 현재의 천이 경로 형태를 바로 전과 동일한 형태로 결정하는 제 3 단계와; 카운트값이 3 이상이면 평가량을 근거로 하여 현재의 천이 경로 형태를 결정하는 제 4 단계와; 현재 제 2 천이 경로 형태가 결정되면 이전 상태를 바로 전에 결정된 천이 경로 형태의 이전 상태와 반대로 가설정하는 제 5 단계와; 현재 제 1 또는 제 3 천이 경로 형태가 결정되면 상기 제 2 천이 경로 형태에 대한 카운트값이 1 이상인가를 판단하는 제 6 단계와; 카운트값이 1 이상이면 현재 결정된 천이 경로 형태의 이전 상태와 바로 전에 결정된 천이 경로 형태의 이전 상태가 같은가를 판단하는 제 7 단계와; 2개의 이전 상태가 같으면 모든 제 2 천이 경로 형태의 이전 상태를 각각 반대로 변경시키는 제 8 단계가 구비된 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명이 적용된 광디스크 기록 및 재생시스템의 개략적인 구성도,

도 2는 PR(1,1)으로 모델링된 광디스크 기록 및 재생시스템의 채널 특성을 나타내는 도면,

도 3은 일반적인 NRZI를 이용한 광디스크 채널의 상태 천이도,

도 4는 도 3에 도시된 상태 천이도를 시간 계열로 표시한 트렐리스 선도,

도 5는 본 발명에 이용되는 3가지 형태의 천이 경로를 나타내는 도면,

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 비터비 복호방법을 나타내는 흐름도,

도 7은 b_k신호로부터 a_k신호를 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면,

도 8은 본 발명의 일 실시예가 적용된 광디스크 기록 및 재생과정의 일례를 나타내는 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11: EFM 또는 EFMplus 부호기 12: 프리코더(precoder)

13: 광디스크 14: 등화기

15: 자동 이득 조절기 16: 아날로그/디지털 변환기

17: 비터비 복호기 18: EFM 또는 EFMplus 복호기

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명이 적용된 광디스크 기록 및 재생시스템의 개략적인 구성도로서, 상기 광디스크 기록 및 재생시스템은 EFM 또는 EFMplus 부호기(11)와, 프리코더(12)와, 광디스크(13)와, 등화기(14)와, 자동 이득 조절기(15)와, 아날로그/디지털 변환기(16)와, 비터비 복호기(17)와, EFM 또는 EFMplus 복호기(18)를 구비하고 있다. 여기서, EFM 또는 EFMplus 부호기(11)와 프리코더(12)가 기록단에 해당되고, 나머지는 재생단에 해당된다.

상기 EFM 또는 EFMplus 부호기(11)는 입력 데이터를 EFM 또는 EFMplus 부호로 변환하여 프리코더(12)로 출력하고, 상기 프리코더(12)는 입력받은 EFM 또는 EFMplus 부호를 NRZI 부호로 변환한다. 상기 NRZI 부호는 레이저 구동부(도면상 도시되지 않음)에 의해 광디스크(13)에 마크 형태로 기록된다.

상기 등화기(14)는 광디스크(13)를 포함한 전 특성이 PR(1,1)이 되도록 설계되어 있다. 따라서, 상기 등화기(14)는 광 픽업(도면상 도시되지 않음)이 광디스크(13)로부터 읽어 들인 신호를 조정하여 등화기 출력 신호가 1+D(D: 지연 연산자)가 되도록 한다.

상기 자동 이득 조절기(15)는 등화기(14)의 출력 신호를 소정 레벨로 증폭시켜 아날로그/디지털 변환기(16)로 출력하고, 상기 아날로그/디지털 변환기(16)는 입력받은 신호를 디지털 변환하여 비터비 복호기(17)로 출력한다.

상기 비터비 복호기(17)는 입력받은 디지털 신호를 EFM 또는 EFMplus 부호로 복호하여 EFM 또는 EFMplus 복호기(18)로 출력하고, 상기 EFM 또는 EFMplus 복호기(18)는 입력받은 EFM 또는 EFMplus 부호를 원래의 데이터로 복호한다.

도 2는 PR(1,1)으로 모델링된 광디스크 기록 및 재생시스템의 채널 특성을 나타내는 도면으로서, a_k는 EFM 이나 EFMplus 등으로 변조된 데이터이고, b_k는 a_k를 PR(1,1) [1/1+D]_mod2로 프리코딩한 데이터이며, a_k와 b_k는 둘 다 "1" 또는 "0" 의 2진 데이터이다.

프리코더(precoder, 12)는 현재 입력과 지연 연산자(D)를 거친 이전 출력을 배타적 논리합(exclusive-OR) 또는 모듈로(modulo) 2 연산하는 것으로서, 다음 수학식 3과 같이 정의할 수 있다.

등화기(equalizer, 14)는 광디스크(13)와 등화기(14)를 포함한 채널의 총 특성이 1+D 가 되도록 조정하여 등화기 출력 부호 z_k가 이상적인 경우 0, 1, 2 가 되도록 한다. 여기서, 1+D 는 다음 수학식 4 와 같이 정의된다.

z_k= b_k+ b_k-1

한편, 등화기(14)와 비터비 복호기(도면상 도시되지 않음) 사이에서 각 심볼에는 도 1에 도시된 바와 같이 노이즈 성분이 부가되는데, 등화기(14) 출력단에서의 등가 노이즈를 n_k라 하면 결국 비터비 복호기의 입력 부호 y_k는 다음 수학식 5와 같이 등화기(14)의 출력 신호 z_k에 노이즈 성분 n_k가 더해진 신호로 정의한다.

y_k= z_k+ n_k

도 3은 일반적인 NRZI를 이용한 광디스크 채널의 상태 천이도로서, 이는 도 2에 도시된 프리코더(12)의 피드백 레지스터 D 값을 고려한 상태 천이도이다.

현재 시각 t = k 일 때 D_k는 b_k-1의 값을 가지고 D 값은 "0" 과 "1" 중 하나가 되므로 결국 2개의 상태수가 존재한다. 그 중, D = 0 일 때의 상태를 S₀, D = 1 일 때의 상태를 S₁이라 하면 도 3에 도시된 상태 천이도를 쉽게 구할 수 있다.

도 4는 도 3에 도시된 상태 천이도를 시간 계열로 표시한 트렐리스(trellis) 선도로서, L 개의 부호열이 비터비 복호기에 입력되는 경우 시각 k-L 의 상태 S(k-L)에서 출발하는 트렐리스 선도 상의 총 경로 [S(k-L); z_k-(L-1), z_k-(L-2), z_k-(L-2), …, z_k-1, z_k]의 확률은 다음 수학식 6과 같이 정의된다.

상기 수학식 6은 L 개의 입력에 대하여 시각 t = k-(L-1) 에서 t = k 까지의 모든 시간을 거치면서 처음부터 끝까지 서로 연결되는 트렐리스 선도 상의 총 경로의 확률을 의미하는 것으로서, 비터비 복호기에서는 이 확률이 높은 일련의 경로를 선택함으로써 가장 가능성이 높은 송신단의 부호어를 추출해 낸다.

한편, 가우스 확률 분포를 가지는 채널에서 비터비 복호기의 입력 샘플값 y_k가 이상적인 출력값 z_k가 될 가능성은 다음 수학식 7과 같은 확률 함수로 정의된다.

상기 수학식 7에서 확률이 높기 위해서는 확률 함수의 지수부에 있는 (y_k-z_k)²항이 작아야 하며, 이것은 유클리드(euclid) 거리가 작아야 한다는 것을 의미한다. 즉, 상기 수학식 6이 의미하는 어떤 부호어 블록의 처음 상태부터 끝 상태에 도달하는 트렐리스 선도상의 경로에서 각 상태 천이의 확률의 총 합이 큰 경로의 집합은 각 상태 천이 경로의 유클리드 거리를 모두 더한 값이 작은 경로의 집합과 같아진다. 따라서, 비터비 복호기는 가장 가능성 높은 경로를 선택하기 위하여 다음 수학식 8과 같은 평가량을 정의하여 이 평가량이 가장 작은 천이 경로의 집합을 선택하여 복호한다.

상기 수학식 8에서 L_k(S₁)은 시각 t = k 에서 상태 S₁또는 S₀으로 유입하는 경로 중 가능성이 높아서 선택되어진 경로에 대해서 이제까지 선택된 모든 경로들의 평가량을 합한 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이 시각 t = k 에서 유입 가능한 상태는 항상 2개가 존재한다. 또한, 각 상태는 2가지 천이 경로를 통해 바로 전 시각에서 유입된다. 이 경로 중에서 다음 수학식 9를 만족하는 것을 생존 경로로 선택한다.

한편, 도 4에 도시된 트렐리스 선도를 보고 시각 t = k 에서 각 상태(S₀, S₁)가 될 수 있는 2 종류의 평가량을 정의하면 다음 수학식 10 과 같다.

상기 수학식 10 에서 시각 t = k-1 에서 t = k 로 천이하는 경우 가능한 경로는 모두 4가지가 있다. 그 중, L_k(S₁) = L_k-1(S₁) + (y_k-2)²과 L_k(S₀) = L_k-1(S₀) + (y_k-0)²를 최소치로 선택하여 판정하는 경우 그 판정 조건은 다음 수학식 11 과 같이 정의된다.

아울러, 상기 수학식 11은 각각 다음 수학식 12 와 같이 정리될 수 있다.

상기 수학식 12에서 두 조건을 모두 만족시키는 y_k는 존재하지 않으므로 결국 도 5에 도시된 3가지 형태의 천이 경로만 사용하였다.

한편, 수학식 8에 따르면 시간이 경과할수록 평가량의 값은 계속 커질 수 있기 때문에 유한 단어 길이(finite word length) 구현시 계산과 값 저장에 많은 자원이 필요하다. 하지만, 도 5에 도시된 바와 같이 천이 경로 형태 I 과 III 은 시각 t = k-1 에서 하나의 상태만 가지기 때문에 이 시점을 경계로 하여 이 시점의 바로 전 경로를 결정하고, 여기서의 평가량 L_k-1(S_j)를 리셋 또는 클리어하여 평가량의 계속적인 증가를 피할 수 있도록 한다.

이하, 본 발명에 의한 비터비 복호방법을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 비터비 복호방법은 EFM 또는 EFMplus 부호의 (2,10)RLL 특성 즉, '1'과 '1' 사이에 적어도 2개 이상의 '0'이 존재해야 함을 고려하여 입력 신호 y_k에 대해 결정되는 천이 경로 형태의 이전 상태값(S₀→ '0', S₁→ '1')에 대응되는 b_k(NRZI 부호)를 구한 다음 [1+D]_mod2연산하여 a_k(EFM 또는 EFMplus 부호)를 구하는 것이다.

그 중, 본 발명의 기술상 요지가 되는 부분은 (2,10)RLL 특성을 고려하여 종래 기술보다 정확한 값의 b_k를 구하는 것인데, 이를 위하여 본 발명은 다음과 같은 단계를 수행한다.

먼저, 천이 경로 형태 I, II, III 이 연속적으로 결정되는 회수를 각각 카운트한다(제 1 단계). 그 상태에서 t=k 에서 입력 신호 y_k가 입력되면 천이 경로 형태 I 또는 III 에 대한 카운트값이 3 이상인가를 판단한다(제 2 단계). 제 2 단계의 판단 결과 카운트값이 3 미만이면 평가량에 관계없이 t=k 의 천이 경로 형태를 t=k-1 의 천이 경로 형태와 동일한 형태로 결정한다(제 3 단계). 하지만, 제 2 단계의 판단 결과 카운값이 3 이상이면 평가량을 근거로 하여 t=k 의 천이 경로 형태를 결정한다(제 4 단계). t=k 에서 천이 경로 형태 II 가 결정되면 이전 상태(k-1)를 t=k-1 에 결정된 천이 경로 형태의 이전 상태(k-2)와 반대로 가설정한다(제 5 단계). 또한, t=k 에서 천이 경로 형태 I 또는 III 이 결정되면 천이 경로 형태 II 에 대한 카운트값이 1 이상인가를 판단한다(제 6 단계). 제 6 단계의 판단 결과 카운트값이 1 이상이면 t=k 에 결정된 천이 경로 형태의 이전 상태(k-1)와 t=k-1 에 결정된 천이 경로 형태의 이전 상태(k-2)가 같은가를 판단한다(제 7 단계). 제 7 단계의 판단 결과 2개의 이전 상태가 같으면 모든 천이 경로 형태 II 의 이전 상태를 각각 반대로 변경시킨다(제 8 단계).

상기와 같은 단계를 거쳐 b_k를 구하면 b_k의 에러 발생율이 크게 낮아지므로 b_k신호로부터 구해지는 a_k신호 역시 에러 발생율이 낮아진다.

도 6a 와 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 비터비 복호방법을 나타내는 흐름도이고, 도 7은 b_k신호로부터 a_k신호를 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 천이 경로 형태 I, II, III 이 연속적으로 결정되는 회수를 각각 카운트하기 위한 변수 CF1, CF2, CF3 와 천이 경로 형태 II 의 결정 회수를 카운트하기 위한 변수 P 를 초기화한다(S101).

상기 S101 단계 후 y_k를 수신하여(S102) 그에 대한 평가량 M = L_k-1(S₀) - L_k-1(S₁) + 2y_k를 계산한다(S103).

상기 S103 단계 후 CF1 값이 0 보다 크고 3 보다 작은가를 판단하여(S104) 판단 결과 3 이상이면 CF3 값이 0 보다 크고 3 보다 작은가를 판단하고(S105), 상기 S105 단계의 판단 결과 CF3 값 역시 3 이상이면 천이 경로 형태 I 또는 III 이 연속 3회 이상 결정되었다고 판단하여 평가량 M으로 y_k에 대한 천이 경로 형태를 결정한다.

즉, 상기 S105 단계의 판단 결과 CF3 값이 3 이상이면 평가량 M 이 3보다 큰가를 판단하여(S106) 판단 결과 M 이 3보다 작으면 M 이 1 보다 작은가를 판단하고(S107), 상기 S107 단계의 판단 결과 M 이 1 보다 크면 y_k에 대한 천이 경로 형태를 천이 경로 형태 II 로 결정하여 천이 경로 형태를 나타내는 변수 FORM을 2로 세팅하고, 변수 CF2 와 변수 P 를 1 증가시킨다(S108).

상기 S108 단계 후 도 7 에 도시된 R₁∼R_m을 오른쪽으로 1 비트 시프트시키고(S109), R₁자리에 바로 전의 b_k-1값(R₂에 위치한 값)의 역수를 가설정한(S110) 다음 S102 단계로 천이한다. 즉, t=k 에서 천이 경로 형태 II 가 결정되고 b_k-1이 '0' 이면 b_k는 '1'로 가설정하고, b_k-1이 '1' 이면 b_k는 '0'으로 가설정한다.

한편, 상기 S104 단계 또는 S107 단계의 판단 결과 CF1 값이 0 보다 크고 3 보다 작거나(천이 경로 형태 I 이 연속 3회 이상 결정되지 않았거나), M 이 1 보다 작으면(y_k에 대한 평가량이 천이 경로 형태 I 의 조건을 만족하면) y_k에 대한 천이 경로 형태를 천이 경로 형태 I 로 결정하여 천이 경로 형태를 나타내는 변수 FORM을 1로 세팅하고, 변수 CF1 을 1 증가시키고, 변수 CF2 와 CF3을 0 으로 세팅하며(S111), 상기 S111 단계 후 b_k값을 나타내는 변수 b를 0 으로 세팅한다(S112).

아울러, 상기 S105 단계 또는 S106 단계의 판단 결과 CF3 값이 0 보다 크고 3 보다 작거나(천이 경로 형태 III 이 연속 3회 이상 결정되지 않았거나), M 이 3 보다 크면(y_k에 대한 평가량이 천이 경로 형태 III 의 조건을 만족하면) y_k에 대한 천이 경로 형태를 천이 경로 형태 III 으로 결정하여 천이 경로 형태를 나타내는 변수 FORM을 3으로 세팅하고, 변수 CF3 을 1 증가시키고, 변수 CF1 과 CF2를 0 으로 세팅하며(S113), 상기 S113 단계 후 b_k값을 나타내는 변수 b를 1로 세팅한다(S114).

상기 S112 단계와 S114 단계 후 P 가 0 보다 큰가를 판단하여 즉, t=k-1, k-2, k-3, … 에 천이 경로 형태 II 가 적어도 1회 이상 연속적으로 결정되었는가를 판단하여(S115) 판단 결과 그러하면 b 값이 R1 의 값과 같은가 즉, b_k값과 b_k-1값이 같은가를 판단한다(S116).

상기 S116 단계의 판단 결과 b 값이 R₁의 값과 같으면 R₁에서 R_P까지의 값을 1의 보수로 변환시킨다(S117). 여기서, P는 천이 경로 형태 II 가 연속적으로 결정된 회수에 해당되므로 결국 S117 단계에서는 이전 상태가 확정될 수 없어 가설정되어 있는 b_k-1∼b_k-p를 각각 역수로('0'은 '1'로, '1'은 '0'으로) 변환시킨다.

상기 S115 단계의 판단 결과 P 가 0 보다 작거나, S116 단계의 판단 결과 b 값이 R1 값과 다르거나, S117 단계 후에는 도 7 에 도시된 R₁∼R_m을 오른쪽으로 1 비트 시프트시키고(S118), 그 후 R₁자리에 b 값을 대응시키고 P를 0 으로 세팅시킨(S119) 다음 S102 단계로 천이한다.

상기에서 설명된 S101 단계 내지 S119 단계를 거쳐 결정된 b_k값은 그 후, 도 7에 도시된 바와 같이 m 비트씩 [1+D]_mod2연산되어 R₁'∼R_m'이 되고, R₁'∼R_m'값이 결국 a_k값이 된다.

도 8은 본 발명의 일 실시예가 적용된 광디스크 기록 및 재생과정의 일례를 나타내는 도면으로서, (a)는 기록단인 EFM 부호기의 출력 신호이고, (b)는 [1/1+D]_mod2이 적용된 프리코더의 출력 신호이고, (c)는 광디스크로부터 읽어들인 파형이고, (d)는 (c)에 도시된 파형을 1 주기 딜레이시킨 파형이고, (e)는 수학식 4 가 적용된 등화기의 출력 부호열이다.

도 8에서 k=1 에서는 평가량 M(-0.2)을 근거로 하여 천이 경로 형태 I이 결정되고, k=2 에서도 평가량 M(-1.2)을 근거로 하여 천이 경로 형태 I 이 결정되며, k=3 에서도 평가량 M(1.2)을 근거로 하여 천이 경로 형태 II 가 결정된다. 여기서, k=2 에서는 확정된 b_k값 즉, b₁= '0' 을 구할 수 있지만 k=3 에서는 이전 상태를 확정할 수 없는 천이 경로 형태 II 가 결정되었으므로 일단 바로 전(k=2)에 확정된 b₁값의 역수 즉, '1'을 b₂값으로 가설정해 둔다.

그 후, k=4 에서 평가량 M(4.8)을 근거로 하여 천이 경로 형태 III 이 결정되고 그에 따라 b₃값이 '1'로 설정되는데, 이 때 가설정된 b₂값을 b₃값과 비교해 보면 그 값이 같으므로 b₂값을 역수 즉, '0'으로 변환시킨다. 이와 같은 동작은 k=19, 20 에서도 이루어진다.

그 후, k=5 와 k=6 에서는 이전에 천이 경로 형태 III 이 연속적으로 3회 이상 반복되지 않았으므로 평가량에 관계없이 각각 천이 경로 형태 III 으로 결정된다. 아울러, k=8, 9, 12, 13, 15, 16 에서도 이와 마찬가지로 천이 경로 형태가 평가량에 관계없이 바로 전의 천이 경로 형태와 동일하게 결정된다.

상기와 같은 과정을 거쳐 구해지는 b_k신호를 [1+D]_mod2연산하면 ak 신호 '0 0 1 0 0 … 0 1 1 1 0'을 구할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 광디스크에 사용중인 EFM 또는 EFMplus 부호의 (2,10)RLL 특성도 고려하여 신호를 복호하기 때문에 복호 완료된 데이터의 비트 에러율을 감소시킬 수 있고, 그로 인해 광디스크의 기록 용량이 증가하여 트랙 심볼간 크로스토크가 유발되는 고밀도 광디스크에 적용되어도 원래의 데이터를 충실하게 복호할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 광디스크의 재생 신호에 대한 평가량을 근거로 하여 이전 상태를 확정할 수 있는 제 1 및 제 3 천이 경로 형태와 이전 상태를 확정할 수 없는 제 2 천이 경로 형태 중 하나를 결정하고, 결정된 천이 경로들을 역추적하여 원신호로 복호하는 광디스크 재생시스템의 비터비 복호방법에 있어서,

   상기 제 1, 2, 3 천이 경로 형태가 연속적으로 결정되는 회수를 각각 카운트하는 제 1 단계와;

   현재 재생 신호가 입력되면 상기 제 1 또는 제 3 천이 경로 형태에 대한 카운트값이 3 이상인가를 판단하는 제 2 단계와;

   카운트값이 3 미만이면 평가량에 관계없이 현재의 천이 경로 형태를 바로 전과 동일한 형태로 결정하는 제 3 단계와;

   카운트값이 3 이상이면 평가량을 근거로 하여 현재의 천이 경로 형태를 결정하는 제 4 단계와;

   현재 제 2 천이 경로 형태가 결정되면 이전 상태를 바로 전에 결정된 천이 경로 형태의 이전 상태와 반대로 가설정하는 제 5 단계와;

   현재 제 1 또는 제 3 천이 경로 형태가 결정되면 상기 제 2 천이 경로 형태에 대한 카운트값이 1 이상인가를 판단하는 제 6 단계와;

   카운트값이 1 이상이면 현재 결정된 천이 경로 형태의 이전 상태와 바로 전에 결정된 천이 경로 형태의 이전 상태가 같은가를 판단하는 제 7 단계와;

   2개의 이전 상태가 같으면 모든 제 2 천이 경로 형태의 이전 상태를 각각 반대로 변경시키는 제 8 단계가 구비된 것을 특징으로 하는 광디스크 재생시스템의 비터비 복호방법.